ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ для поступающих на второй курс биолого-почвенного факультета СПбГУ

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
для поступающих на второй курс
биолого-почвенного факультета СПбГУ
в 2009 г
РАЗДЕЛ «ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЮ»
Введение. Место биологии среди естественных наук
Способы получения новых знаний: интуиция и наука. Воспроизводимость результатов
как основа научного метода. Деление наук на естественные, гуманитарные и точные.
Условность этого деления.
Структура научного метода. Значение научного анализа и синтеза. Постановка и
формулирование проблемы. Выбор модели. Сбор фактов (наблюдение). Формулирование
гипотез и их проверка (эксперимент). Понятие о контрольных и опытных вариантах
эксперимента. Количественная оценка (сравнение) результатов, их статистическая
обработка. Путь от гипотез к научной теории. Постепенная эволюция научных теорий.
Предмет биологии как естественной науки. Понятие “жизнь”. Основные свойства
живого: питание, энергообеспечение, выделение, рост и развитие, смертность,
способность к размножению, наследственная изменчивость, раздражимость и
авторегуляция. Живые объекты как открытые системы. Способность живых объектов к
интенсивному самоупорядочиванию. Возможно ли самозарождение жизни? Являются ли
вирусы живыми?
Уровни организации живого
Молекулярный уровень. Основные особенности биоорганических веществ
(биомолекул). Связь между строением молекулы и ее биологическими функциями.
Важнейшие классы биомолекул: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.
• Углеводы: особенности строения и основные биологические функции. Моно-,
ди- и полисахариды.
• Липиды: особенности строения и основные биологические функции.
• Белки. Полимерное строение белков. Аминокислоты и их разнообразие.
Причинно-следственные взаимоотношения между первичной, вторичной,
третичной и четвертичной структурой белка. Функциональное разнообразие
белков. Значение белков-ферментов. Конформационные изменения молекулы
белка, их адаптивная роль. Невозможность биосинтеза белка в отсутствие
генетической информации.
• Нуклеиновые кислоты. Полимерное строение нуклеиновых кислот.
Нуклеотиды. Строение нуклеотида: азотистое основание, (дезокси)рибоза,
фосфатная группа. Комплементарное взаимодействие нуклеотидов. Типы
нуклеиновых кислот и их биологические функции.
Клеточный уровень. Основные компоненты клетки: клеточная мембрана, цитоплазма и
генетическая информация. Их биологическое предназначение. Понятие о про- и
эукариотических клетках. Принцип компартментализации. Разнообразие клеточных
органоидов и их ключевые функции. Надмембранные структуры и их разнообразие.
“Omnis cellula e cellula”. Возможные трудности при вычленении клеток (не полностью
септированные водоросли и грибы, синцитии животных, плазмодии, мышечные волокна и
т.п.).
Тканевой уровень. Понятие о тканях. Специфика использования термина «ткань» в
различных группах живых существ. Основные типы тканей животных и растений.
Органный уровень. Понятие об органах. Применимость термина «орган» к различным
группам живых существ. Разнообразие органов.
Уровень систем органов. Понятие о системах органов. Основные системы органов у
животных и растений.
Организменный уровень. Критерии организма: обособленность и неделимость.
Одноклеточные организмы. Истинная многоклеточность. Размножение организмов.
Непрерывный ряд поколений. Возможные трудности при вычленении организмов (клоны
и колонии, специализация особей в составе одной колонии).
Надорганизменный уровень.
• Таксономические единицы как результат биологической классификации
(систематики). Таксон как совокупность организмов, имеющих определенную
степень родства. Таксономические ранги. Условность таксономических единиц.
• Жизненные формы как результат классификации на основе общего плана
строения и приспособлений к среде обитания. Примеры жизненных форм у
животных, растений, грибов, простейших и бактерий.
• Естественные группировки организмов как результат совместного обитания.
Разнообразие естественных группировок организмов:
9 Внутривидовые естественные группировки. Семья, ее предназначение и
принципы организации. Специализация организмов в пределах семьи. Стая.
Основные причины формирования стай. Популяция как результат
экологической неоднородности ареала.
9 Межвидовые естественные группировки (сообщества). Их разнообразие и
принципы вычленения.
Реально существующие и синтетические (условные) единицы биологической
дискретности. Клетка и организм как реальные единицы живого. Наличие
специализированных структур, отграничивающих клетку и организм от окружающей
среды. Разнообразие синтетических единиц живого и причины их использования.
Принципы функционирования живых систем
Принцип разделения функций в организации живого (блочно-модульный принцип).
Клетка как иерархия специализированных структур (домены в составе белка, отдельные
молекулы, молекулярные комплексы, органоиды). Многоклеточный организм как
иерархия специализированных структур (отдельные клетки, ткани, органы, системы
органов).
Принцип структурно-функционального соответствия. Невозможность выполнения
функции при отсутствии соответствующих структур. Требования к структурам,
выполняющим сходные функции (на примере органов, предназначенных у различных
животных для измельчения пищи). Структурно-функциональное соответствие на
молекулярном уровне.
Признак как результат выполнения совокупности функций. Понятие о биологическом
признаке. Элементарный признак как результат выполнения элементарной функции.
Изучение элементарных функций через элементарные признаки. Причинно-следственная
связь между генами и признаками. Экспрессия гена. Транскрипция и трансляция как
матричные процессы. Сложность молекулярных аппаратов транскрипции и трансляции.
Генетический код. Центральная догма молекулярной биологии. Регуляция экспрессии
гена. Значение и принципы транскрипционной регуляции. Понятие о транскрипционных
факторах и структурных элементах промотора. Оперонная схема регуляции у прокариот.
Разнообразие механизмов посттрансляционной регуляции. Биологический смысл
регуляции экспрессии гена.
Молекулярные основы важнейших биологических процессов.
• Питание, его биологический смысл. Понятие об ассимиляции вещества и
энергии. Транспорт поглощаемых веществ и их метаболизм. Разнообразие типов
питания и их классификация:
9 по источнику используемой энергии (фото- и хемотрофное);
9 по источнику электронов, используемых в реакциях восстановления (лито- и
органотрофное);
9 по источнику потребляемого углерода (авто- и гетеротрофное).
Наиболее
распространенные
типы
питания
живых
существ:
фотолитоавтотрофное на примере растений и хемоорганогетеротрофное на
примере животных и грибов.
• Энергообеспечение. Необходимость преобразования энергии в живых системах.
Разнообразие механизмов, обеспечивающих энергообеспечение живых систем.
Гликолиз и брожение. Дыхание как энергетический процесс, ассоциированный с
мембранами. Молекулярная специфика аэробного и анаэробного дыхания.
• Выделение, его биологический смысл. Примеры выделяемых веществ у
животных и растений. Разнообразие механизмов выделения.
• Развитие. Индивидуальное развитие у многоклеточных и одноклеточных
организмов. Значение клеточной дифференцировки в индивидуальном развитии.
Дифференциальная экспрессия генов и ее механизмы. Роль транскрипционной
регуляции в индивидуальном развитии. Каскадный принцип транскрипционной
регуляции. Как запускается транскрипционный каскад? Морфогены и их
разнообразие у растений и животных. Понятие о тотипотентности и
терминальной дифференцировке. Апоптоз. Регенерация. Аномалии развития как
результат нарушения дифференцировки.
• Размножение, его биологический смысл и роль в эволюции. Разнообразие
типов размножения:
9 Бесполое размножение, его принципиальные особенности. Деление клеток
как основа бесполого размножения. Понятие о клеточном цикле. Бинарное
деление прокариотических клеток. Митоз. Типы бесполого размножения
многоклеточных
организмов:
спорообразование
и
вегетативное
размножение.
9 Половое размножение, его принципиальные особенности. Оплодотворение.
Основные типы оплодотворения: изогамия (морфологическая, но не
физиологическая), анизогамия, оогамия. Гаметы, зигота. Мейоз как процесс,
предшествующий половому размножению. Понятие о жизненном цикле.
Закономерное чередование диплоидной и гаплоидной стадий жизненного
цикла. Разнообразие жизненных циклов. Механизмы, препятствующие
самооплодотворению.
9 Партеногенез. К какому типу размножения его относить?
• Формирование генетического разнообразия, его биологический смысл.
Понятие о мутационной и комбинативной изменчивости. Репликация ДНК.
Механизмы,
обеспечивающие
точность
репликации.
Неизбежность
возникновения мутаций. Понятие об аллелях. Нормальные и мутантные аллели,
особенности их проявления. Важнейшие механизмы комбинативной
изменчивости. Как появляются новые гены и геномы?
• Формирование ответов на сигналы, авторегуляция. Понятие о биологическом
ответе. Система биологического ответа: рецептор, передача воспринятого
сигнала и собственно ответ. Рецепторы: принципы строения и
функционирования. Основные способы передачи воспринятого сигнала:
•
транскрипционные и протеинкиназные каскады. Системы быстрого и
медленного биологического ответа. Преимущественное использование быстрых
и медленных ответов в разных царствах живого. Нервная система как наиболее
эффективное воплощение принципов быстрого ответа. Молекулярные
механизмы формирования, проведения и синаптической передачи нервного
импульса. Особенности гормональной регуляции.
Движение. Разнообразие видов движения в живой природе. Пассивное и
активное движение. Основные молекулярные механизмы активного движения:
9 Контрактильный на примере актин-миозиновых
микротрубочек в жгутиках эукариот.
комплексов
и
9 Ротационный на примере жгутиков прокариот.
9 Сборочно-разборочный на примере микротрубочек веретена деления.
9 Осмотический на примере моторных клеток мимозы и устьиц.
Взаимосвязанность различных сторон жизнедеятельности организма. Понятие о
внутренней среде организма и клетки. Поведение и гомеостаз как результат
согласованного функционирования различных структур.
Основные закономерности экологии и эволюции
Основы экологии.
Предмет и задачи экологии. Ч.Дарвин, Э. Геккель и зарождение экологии.
Множественность корней современной экологии. Экология как комплексная наука.
Предмет и задачи экологии на современном этапе. Живые системы организменного
уровня как объекты экологии. Основные экологические особенности колониальных,
метамерных и «многоосных» организмов. Надорганизменные системы (популяции,
сообщества, биоценозы, биогеоценозы и экосистемы, биосфера) как объекты экологии.
Что такое окружающая среда? Понятия среды обитания и экологического фактора.
Основные классификации экологических факторов: элементарные и интегральные;
абиотические и биотические; условия и ресурсы; зависимые и независимые от плотности.
Витальное и сигнальное действие фактора. Масштабы действия экологических факторов,
«ближайшее жизненное пространство» особи.
Экология особей.
• Экофизиология. Правило Шелфорда, экологический оптимум. Ограничивающие
факторы, правило Либиха. Концепция экологической ниши. Средообразующая
роль организмов.
• Экоморфология. Концепция жизненной формы в экологии, жизненные формы
как адаптивные типы. Системы жизненных форм Раункиера, Гамса и Алеева.
Примеры использования экоморфологического подхода: спектры жизненных
форм в наземных и водных сообществах, их связь с особенностями среды.
• Концепция life history в экологии. Жизненный цикл организмов как целостная
адаптивная система. Понятие жизненной стратегии вида, ее применение в
экологии.
Экология популяций.
• Демографическая структура популяции. Половая структура популяций у
эугермафродитных, протерандрических, протеогинических и раздельнополых
видов. Первичное (генетически детерминированное), вторичное (на стадии зигот
и ювенилей), третичное (на стадии взрослых организмов) соотношение полов:
роль факторов среды. Абсолютный возраст и возрастное состояние
(«биологический возраст») организмов. Факторы, определяющие возрастное
распределение смертности. Типы кривых выживания. Возрастная структура
популяции и ее зависимость от факторов окружающей среды.
• Динамика популяций и ее экологические причины. Динамические характеристики
популяции: скорость изменения численности, рождаемость, смертность,
эмиграция, иммиграция, продукция. Основное уравнение динамики популяции и
его значение для экологических исследований. Связь процессов пополнения и
расселения в природных популяциях. Открытые и закрытые популяции,
экологические факторы, определяющие их динамику. Два подхода к объяснению
причин динамики численности популяции: закономерность или случайность
изменений.
Экология сообществ.
• Физиология сообществ. Существуют ли сообщества? Многообразие
внутривидовых и межвидовых взаимоотношений в сообществах. Симбиоз
(мутуализм,
комменсализм,
паразитизм),
хищничество,
аменсализм,
конкуренция. Метаболические взаимодействия в сообществах и их молеулярногенетические основы. Стратегии видов в сообществе: триада Раменского и
треугольник Грайма, примеры ценотипов у растений и животных. Видыэдификаторы и их роль в создании среды сообществ. Биосферная роль растений.
Консортивные системы и их ценотическая роль. Трофическая структура
биогеоценоза: трофические уровни, пищевые цепи и сети. Детритные и
пастбищные цепи. Правило экологической пирамиды и его термодинамические
основы.
• Морфология сообществ. Горизонтальная и вертикальная неоднородность
сообществ. Соотношение дискретности и непрерывности биоценотического
покрова, концепции Клементса и Раменского. Типы сообществ, принципы их
классификации.
• Динамика сообществ. Сообщество как динамическая система. Первичная и
вторичная сукцессия. Экзогенные и эндогенные причины сукцессионных
изменений. Концепция климакса. Восстановительная сукцессия. Факторы,
определяющие устойчивость экосистем. Экологические катастрофы: их причины
и роль в развитии биосферы.
Основы теории эволюции.
Предмет и задачи теории эволюции. Что такое эволюция: общенаучные представления
и понятие биологической эволюции. Естественнонаучные свидетельства в пользу
эволюции. Основные принципы реконструкции филогенеза. Значение теории эволюции и
ее место в системе биологических наук. Синтетический характер современных теорий
эволюции.
Краткий обзор истории эволюционных представлений.
• Естественнонаучные предпосылки появления эволюционной теории: развитие
систематики, сравнительной анатомии, палеонтологии, эмбриологии.
• Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка. Представления Ламарка о дуалистичности
механизмов эволюции. Причины адаптивных изменений: изменение среды
обитания, изменение поведения, упражнение (или неупражнение) органов,
передача «благоприобретенных» изменений по наследству, прямое адекватное
изменение организмов в ответ на изменения среды обитания. Значение взглядов
Ламарка для развития естествознания.
• Эволюционная теория Ч. Дарвина. Определенная и неопределенная
изменчивость организмов. Представление о борьбе за существование, формы
борьбы за существование в природе. Естественный отбор как результат
наследственной изменчивости и борьбы за существование. Механизмы
видообразования с точки зрения Ч.Дарвина. Принцип дивергенции. Роль
географической изоляции. Значение дарвинизма для развития науки.
• Синтетическая теория эволюции (СТЭ) и ее дальнейшее развитие. Основные
постулаты СТЭ. Многообразие эволюционных идей в современном мире:
селектогенез и ортогенез, тихогенез и номогенез, градуализм и сальтационизм.
Основные закономерности микроэволюции.
• Популяция как арена эволюционных событий. Наследственная изменчивость как
необходимое условие для протекания эволюции. Генофонд популяции, частоты
аллелей и генотипов. Полиморфизм в природных популяциях. Соотношение
случайности и направленности мутационных изменений. Возможно ли
наследование приобретенных признаков?
• Причины изменения генетической структуры популяции. Закон ХардиВайнберга и его следствия. Факторы эволюции. Мутационный процесс, его роль
в эволюции. Дрейф генов и «волны жизни», роль случайных процессов в
эволюции. Поток генов и изоляция. Естественный отбор. Основные формы
естественного отбора (стабилизирующий, движущий, дизруптивный).
Индивидуальный и групповой отбор. Адаптация как результат естественного
отбора, ее относительный характер. «Адаптационистская программа» СТЭ и ее
критика. Теория нейтральной эволюции.
Концепции вида и видообразование.
• Концепция вида. Биологическая концепция вида, ее преимущества и недостатки.
Межвидовая гибридизация, виды-двойники, виды с разорванным ареалом.
Проблема вида у агамных организмов. Множественность критериев вида в
современной биологии.
• Механизмы видообразования. Аллопатрическая модель видообразования.
Принцип основателя. Симпатрическая модель видообразования. Генетические
процессы при видообразовании: роль внутригенных, хромосомных и геномных
перестроек. Гибридогенез. Постепенное или сальтационное видообразование,
гипотеза прерывистого равновесия.
Основные закономерности макроэволюции.
• Гены, онтогенез и эволюция. Соотношение индивидуального развития и филогенеза.
Эволюционная роль изменений структурных и регуляторных генов. Проблема
скорости макроэволюционных преобразований. Представления Р.Гольдшмидта о роли
«перспективных монстров» в макроэволюции, роль «макромутаций». Изменение
генетических систем регуляции онтогенеза как механизм системных эволюционных
перестроек. Роль гетеротопий и гетерохроний в макроэволюции.
• Экологические аспекты макроэволюции. Проблема судьбы возникших системных
перестроек онтогенеза в связи с давлением окружающей среды. Представления об
адаптивных и переходных зонах Дж.Симпсона. Эволюционная роль преадаптаций.
Проблема соответствия критических периодов эволюции жизни и критических
периодов изменения среды. Коэволюция. Симбиогенез.
Биоразнообразие
Классификация живых организмов.
• Систематика (таксономия) как раздел биологии, посвященный принципам,
методам и правилам классификации организмов. Главная задача систематики –
построение и обоснование классификационной системы живых организмов.
• Таксоны, ранги таксонов, иерархическое соподчинение таксономических рангов:
вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство. Надцарство,
империя, домен. Условность таксономических рангов.
• Принципы построения системы живых организмов. Искусственная и
естественная классификации. Систематика и филогения. Эволюционная
(«классическая») систематика. Кладизм. Численная или нумерическая
систематика (фенетика).
• Понятие о микро-, макро- и мегасистематике. Современное состояние
мегасистематики, значение ультраструктурных и молекулярно-биологических
данных для её развития. Глобальное филогенетическое древо: три домена - два
прокариотных и один эукариотный. Современные успехи, проблемы и
перспективы мегасистематики эукариот.
Прокариоты.
Бактерии – прокариотные организмы, имеющие одноклеточную и трихомную
организацию. Филогенетическая система бактерий. Микроскопические размеры бактерий;
многообразие внешних форм бактерий. Бактериальные морфотипы (основной,
упрощенный, усложненный, трихомный). Краткий обзор цитологии бактерий. Типы
метаболизма и физиологические группы бактерий. Экологические ниши бактерий.
Значение бактерий для человека.
Археи – прокариотные организмы, имеющие ряд уникальных особенностей генома,
рибосом, мембран и клеточной стенки. Филогенетическая система архей. Генетические
особенности архей. Археотный морфотип, уникальные особенности цитоархитектоники
архей, эукариотные признаки архей. Типы метаболизма архей; три физиологические
группы архей (гипертермофилы, экстремальные галофилы, метаногены). Экологические
ниши архей.
Эукариоты.
«Протисты» - низшие эукариотические организмы, преимущественно одноклеточные, а
также плазмодиальные, колониальные и многоклеточные, но не имеющие четко
выраженных тканей и органов. Сравнение многоклеточных «протистов» с организмами,
имеющими тканевую организацию («гетероклеточными» организмами) – растениями и
животными. Особенности строения клеток у протистов (основные клеточные системы поверхностные структуры, цитоплазма и ядро), разнообразие типов питания (автотрофы,
гетеротрофы, миксотрофы), размножения (бесполое, половое), жизненных циклов
протистов. Экологическая характеристика протистов. Современные представления о
филогении эукариот.
Растения – многоклеточные фототрофные эукариоты с выраженной дифференцировкой
тканей и органов, двухмембранными пластидами, адаптированные к жизни в воздушной
среде. Происхождение растений, Время появления первых растений и их предполагаемые
предки. Особенности структурной организации и репродукции растений. Гапло-
диплофазный жизненный цикл. Две линии эволюции растений в соответствии с
преобладанием в жизненном цикле гаметофита или спорофита.
• Гаметофитная линия эволюции растений. Особенности строения и
размножения мохообразных на примере отдела Bryophyta.
• Спорофитная линия эволюции растений.
9 Отдел Rhyniophyta (Риниофиты, Псилофиты). Краткая характеристика и
исторические связи риниофитов с современными отделами растений.
9 Отделы Lycopodiophyta (Ликоподиофиты, Плаунообразные), Equisetophyta
(Эквизетофиты, Хвощеобразные), Polypodiophyta
(Полиподиофиты,
Папоротникообразные). Краткие характеристики: особенности строения,
жизненные циклы, многообразие жизненных форм.
9 Отдел Pinophyta (Пинофиты, Голосеменные) Общая характеристика,
происхождение семезачатка, совершенствование строения семезачатка и
процесса оплодотворения в ходе эволюции. Развитие женского и мужского
гаметофитов, опыление и оплодотворение.
9 Отдел Magnoliophyta (Магнолиофиты, Цветковые, Покрытосеменные).
Общая характеристика. Особенности строения, размножения и расселения
цветковых, дающие им преимущество над другими группами высших
растений.
Разнообразие
жизненных
форм,
экологическая
и
морфологическая
пластичность,
географическое
распространение
цветковых. Роль цветковых в сложении растительного покрова и жизни
человека. Происхождение цветка из обоеполого стробила голосеменных.
Строение цветка, происхождение и биологическое значение его частей.
Роль цветковых в сложении растительного покрова и жизни человека.
Грибы - гетеротрофные эукариоты с хитиновыми клеточными стенками. Особенности
строения тела грибов (мицелий, гифы и их модификации). Строение грибной клетки.
Бесполое размножение (клеточное деление, вегетативное, спорообразование).
Особенности полового размножения у грибов. Жизненные циклы грибов. Сапротрофный
и голозойный типы питания у грибов. Краткая характеристика Зигомицетов, Аскомицетов
и Базидиомицетов. Распространение грибов, их роль в природе и значение в жизни
человека.
Лишайник как симбиотическая система. Строение слоевища, питание, размножение.
Взаимоотношения между компонентами лишайника – грибом и фотосинтезирующими
организмами. Распространение и роль лишайников в природе. Практическое значение
лишайников.
Животные
–
многоклеточные
гетеротрофные
организмы
со
сложно
дифференцированными тканями, органами и системами органов, не имеющие клеточных
стенок. Гипотезы о происхождении животных. Основные принципы организации.
Особенности индивидуального развития многоклеточных животных.
• Беспозвоночные животные.
9 Особенности организации представителей подцарства Phagocytellozoa
(тип Placozoa) и подцарства Parazoa (тип Spongia) как низших
многоклеточных животных. Примитивные признаки в их организации.
9 Подцарство
Eumetazoa.
Признаки
организации
Eumetazoa.
Эпителизация, дифференциация внутренней среды, ранняя специализация
клеточных пластов, зародышевые листки, ткани, органы и системы
органов.
9 Особенности организации Radiata – Diploblastica.Общая характеристика
типа Cnidaria (радиально-симметричный план строения, двуслойность,
эпидерма и гастродерма, кишечная полость тела, особенности
организации мышечной и нервной систем, метагенетический жизненный
цикл).
9 Особенности организации Bilateria -Triploblastica. Эволюционные
возможности, связанные с трехслойностью. Наиболее важные
особенности строения и жизненных циклов, приобретенные животными
разных уровней организации (ацеломические, первично-полостные,
вторично-полостные; первичноротые, вторичноротые). Краткий обзор
типов беспозвоночных животных: Plathelminthes (Плоские черви),
Nematoda (Круглые черви), Annelida (Кольчатые черви), Arthropoda
(Членистоногие), Mollusca (Моллюски), Echinodermata (Иглокожие).
9 Филогенетические связи беспозвоночных с хордовыми животными.
• Позвоночные животные.
9 Характеристика типа Chordata (Хордовые). Общий план строения
хордовых. Прогрессивные признаки (апоморфии): 1) хорда, 2) дорсальная
нервная трубка, 3) вентральное сердце. Понятие осевого комплекса.
Миохордальный комплекс как основа локомоторного аппарата.
Происхождение хордовых. Место хордовых в системе царства животных.
9 Подтип Acrania (Бесчерепные). Строение и биология ланцетника.
Ланцетник как принципиальная схема хордового животного.
9 Подтип Vertebrata (Позвоночные). Характеристика общего плана
строения позвоночных, эволюция основных систем органов у
позвоночных. Краткий обзор основных классов позвоночных животных:
класс Osteichthyes (Костные рыбы), класс Amphibia (Амфибии.
Земноводные), класс Reptilia (Рептилии), класс Aves (Птицы), класс
Mammalia (Млекопитающие).
9 Роль беспозвоночных и позвоночных в природных системах, их значение
для человека.
Вирусы.
Вирусы как особая форма организации материи. Вирусы – внутриклеточные паразиты.
Особенности строения. Проникновение в клетку хозяина. Размножение. ДНК-содержащие
вирусы, РНК-содержащие вирусы. Гипотезы происхождения вирусов. Значение вирусов
для теории и практики.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ:
1.Тэйлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. В 3-х томах. М.: Мир, 2005.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи популяции и сообщества. Т. 1-2. М.:
Мир. 1989.
2. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. СПб.: Изд-во ДЕАН. 2001. 224 с.
3. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: КМК. 2004. 432 с.
4. Гаузе Г.Ф. Борьба за существование. Москва-Ижевск: ИКИ. 2002. 160 с.
5. Гиляров А.М. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ. 1990. 191 с.
6.
7.
8.
9.
Гиляров А.М. 1992. Мифологическое в экологии // Природа. № 2, с.3-10.
Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. Л.: Наука. 1991. 539 с.
Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа. 1981.606 с.
Заварзин А.А., Гимельбрант Д.Е., Алексеева Н.М. Лишайники. Библиотечка Naturewatch –
Baltic, СПб. 2000. 146 с.
10. Ипатов В.С., Кирикова Л.А. Фитоценология. СПб.: Изд-во СПбГУ. 1997. 316 с.
11. Исаева В.В. Синергетика для биологов. Вводный курс. М.: Наука, 2005. 157 с.
12. Кайданов Л.З. Генетика популяций. М.: Высшая школа. 1996. 320 с.
13. Карпов С.А. Система простейших: история и современность. С-Пб: Теса, 2005. 72 с.
14. Корочкин Л.А. Введение в генетику развития. М.: Наука, 1999. 252 с.
15. Кусакин О.Г., Дроздов А.Л. Филема органического мира. 2. Прокариоты и низшие
эвкариоты. С-Пб: Наука, 1998. 358 с.
16. Любищев А.А. Проблемы формы, систематики и эволюции организмов. М.: Наука. 1982.
278 с.
17. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М.: Знание, 1982. 135 с.
18. Миркин Б.М. Что такое растительное сообщество? М.: Наука. 1986. 160 с.
19. Наумов С.П. Зоология позвоночных. М.: Просвещение. 1973. 421 с.
20. Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: УРСС,
2003. 671 с.
21. Нинбург Е.А. Введение в общую экологию. М.: КМК. 2005. 138 с.
22. Пиневич А.В. Микробиология. Т.1,2. С-Пб.: Издательство СПбГУ. 2007.
23. Рэфф Р., Кофмен Т. Эмбрионы, гены, эволюция. М.: Мир. 1986. 404 с.
24. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. В 2-х томах. М.: Мир. 1990.
25. Тиходеев О.Н. Молекулярные механизмы макроэволюции. Журнал общей биологии. 2005.
Т.66. № 1. С.13-27.
26. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. М.:Мир.1989. 528 с.
27. Черепанова Н.П., Тобиас А.В. Морфология и размножение грибов. М.: Академия. 2006.
159 с.
28. Шапиро И.А. Лишайники. СПб: Крисмас+ . 2003. 102 с.
29. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир.1987. 567 с.
30. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика? М.: Иностранная литература, 1947.
146 с.
31. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. СПб: Изд. СПХФА. 2001. 680 с.
32. Campbell N.A. Biology. Redwood City, CA: The Benjamine/Cummings Publishing Company,
Inc., 1990. 1165 p.
33. Griffiths A.J.F., Miller J.H., Suzuki D.T., Lewontin R.C. and Gelbart W.M. An Introduction to
Genetic Analysis. Fifth Edition. NY: Freeman and Company, 1993. 840 c.
РАЗДЕЛ «ЧЕЛОВЕК»
ВВЕДЕНИЕ
Предмет, методы и задачи современной морфологии человека. Краткий исторический
очерк истории мировой и отечественной анатомии.
Работы П.Ф. Лесгафта как основоположника теоретической и функциональной анатомии
и их значение в общебиологической подготовке студентов. Уровни организации
человеческого организма: системный, органный, тканевой, клточный.
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Основные законы строения, роста и развития человека. Человек – как представитель
приматов (основные признаки и особенности строения важнейших систем человека).
Конституция человека – определение и основные типы конституции человека. Связь
конституции человека с его физиологическими и психическими особенностями.
Анатомическая изменчивость – структурная основа жизнедеятельности организма. Формы
и законы анатомической изменчивости.
ЧАСТНАЯ МОРФОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА
Костно-мышечная система
Общая характеристика костно-мышечной системы человека: основные отделы и функции.
Эволюционные особенности костно-мышечной системы человека. Строение и
классификация костей. Развитие костей в онтогенезе. Соединение костей: типы,
классификация. Строение суставов.
Осевой скелет. Позвоночный столб: отделы, особенности организации у человека.
Строение позвонков. Скелет грудной клетки. Ребра: строение, типы. Основные
соединения и суставы костей и отделов осевого скелета.
Скелет поясов и свободных конечностей. Эволюционные особенности конечностей
человека. Пояса и свободные верхняя и нижняя конечности. Суставы и соединения
костей конечностей. Понятия о степенях свободы движения костей конечностей.
Вариации и особенности (индивидуальные, популяционные, эволюционные) в строении
конечностей человека. Возникновение прямохождения в эволюции человека.
Скелет черепа. Мозговой и лицевой отделы черепа человека. Основные кости черепа и их
соединения. Отличительные эволюционные признаки черепа человека и вариации
строения его лицевого и мозгового отделов.
Мышечная система. Строение мышцы – как органа. Классификация мыщц
(онтогенетическая, анатомическая и функциональная). Особенности отделов мышечной
системы человека: их индивидуальные и эволюционные особенности. Работы
П.Ф.Лесгафта по теоретическим основам функционирования костно-мышечной системы.
Костно-мышечные рычаги и принципы их работы.
Общий покров тела. Кожа.
Кожа - как сложный многокомпонентный и многофункциональный орган человека.
Строение кожи. Особенности строения кожи в разных частях тела человека. Морфофункциональные типы кожного покрова. Функции кожи и морфологические основы
выполнения покровами определенных функций. Особенности кровоснабжения кожи.
Производные кожи: роговые (волосы, ногти), железистые (потовые, сальные, молочные).
Пальцевые и ладонные узоры – как индивидуальные особенности человека
(дактилоскопия).
Сердечно-сосудистая система
Общие особенности сердечно-сосудистой системы человека, связанные с его
происхождением и эволюцией. Отделы сердечно-сосудистой системы.
Сердце. Топография, варианты положения сердца у людей с разной конституцией.
Строение сердца: оболочки, камеры, клапаны, основные входящие и выходящие сосуды.
Миокард – важнейшая оболочка сердца – современные представления об анатомическом
строении миокарда. Инфакрт миокарда и проблема восстановления функции сердечной
мышцы. Понятие и приобретенных и врожденных пороках сердца. Проводящая система
сердца – основа автоматизма работы сердечной мышцы.
Сосудистая система. Артериальный и венозный отделы сосудистой системы человека.
Типы сосудов. Их микроскопическое строение и закономерности распределения в
организме человека. Система микроциркуляции – важнейший отдел сосудистой системы
человека. Строение и типы капиллярных сетей в организме человека. Понятия о
сосудистых «модулях» - как основы построения сосудистых сетей в организме человека.
Основные отделы и крупнейшие сосуды организма человека.
Артериальная система. Большой круг кровообращения. Аорта и дуга аорты. Развитие
аорты в онтогенезе – яркое проявление закона сегментарности в строении человека.
Кровоснабжение головы и головного мозга: система позвоночных и сонных артерий.
Особенности микроциркуляторной сети головного мозга человека и проблема инсультов.
Система грудной и брюшной аорты (основные ветви). Атеросклероз сосудов (
современные теории происхождения атеросклероза сосудов и подходы к лечению).
Венозная система. Типы и строение вен. Функции венозной системы и ее отличия от
артериальной системы сосудов. Венозная система головного мозга (венозные синусы) –
как особенный отдел венозной системы человека. Система воротной вены печени –
уникальный пример сосудистой системы отдельного органа человека. Системы верхней и
нижней полых вен – основные ветви и области кровоснабжения.
Лимфатическая система
Морфо-функциональная характеристика лимфоидной системы человека. Ее отделы,
органы. Строение лимфатических капилляров, сосудов, протоков, лимфатических узлов.
Наиболее крупные скопления лимфатических узлов у человека. Костный мозг, тимус,
селезенка – главные органы лимфоидной системы. Лимфагионы – структурнофункциональные единицы лимфатических протоков (их организация).
Дыхательная система
Воздухоносный и респираторный отделы дыхательной системы человека. Носоглотка,
гортань, трахея, бронхиальное дерево – строение и функции. Преобразование носоглотки
человека в процессе его эволюционного и онтогенетического развития. Легкие: строение,
положение в теле человека, доли и сегменты легких. Оболочки легкого. Альвеолы –
основа функционирования дыхательной системы человека. Схема микроскопического
строения легочной альвеолы. Кровоснабжение легких. Малый круг кровообращения: его
строение, особенности и отличия от большого круга кровообращения. Взаимоотношение
легочных альвеол и капилляров в разных отделах легких и при разных функциональных
состояниях организма человека. Морфо-функциональные зоны легкого. Некоторые
вопросы гигиены и патологии легких (курение, антрокоз, силикоз, туберкулез).
Пищеварительная система
Общая характеристика пищеварительной системы человека. Основные отделы: их
топография, микроскопическое строение стенки разных отделов пищеварительной трубки
. Ротовая полость: язык, зубы. Зубная формула человека, строение зуба, смена зубов.
Отличия зубной системы человека и приматов Слюнные железы. Пищевод, его
анатомическое и микроскопическое строение. Желудок: варианты топографии и формы.
Основные отделы желудка и строение стенки. Кишечник, его отделы и варианты
строения. Микроскопическое строение стенки кишки. Пищеварительные железы: печень и
поджелудочная железа. Особенности кровоснабжения органов брюшной полости, система
воротной вены печени. Брюшина и ее отношение к органам брюшной полости.
Кровоснабжение органов пищеварительной системы
Выделительная и половая системы
Выделительная система. Значение выделительной системы. Органы и системы органов,
принимающие участие в выделительной функции. Почка - основной орган выделительной
системы человека. Анатомическое и микроскопическое строение почки. Кровоснабжение
почки, основные представления о строении и работе нефрона.
Мужская и женская половая система. Биология и стратегия размножения приматов и
человека. Биологические особенности и основные различия и сходства мужской и
женской половой системы. Развитие половой системы в онтогенезе. Основные органы и
отделы половой системы. Микроскопическое строение яичника и семенника. Строение
стенки матки и ее преобразование в период месячного цикла и беременности. Общие
моменты эндокринной регуляции работы половой системы человека.
Нервная система.
Общая характеристика нервной системы человека: функция, основные отделы. Развитие
нервной системы в онтогенезе.
Спинной мозг. Анатомическое строение, границы, утолщения, оболочки. Белое и серое
вещество спинного мозга. Современная классификация ядер серого вещества спинного
мозга (система Рекседа). Основные проводящие пути: собственный аппарат спинного
мозга, восходящие и нисходящие тракты. Пирамидный тракт - важнейший нисходящий
тракт спинного мозга: его возрастные и эволюционные преобразования у человека и
приматов. Схема организации спинно-мозговой рефлекторной дуги (соматической и
вегетативной )
Головной мозг. Основные отделы головного мозга, их формирование в онтогенезе.
Продолговатый мозг: границы и топография. Внутренне строение продолговатого мозга:
ядра и проводящие пути (основные) Черепно-мозговые нервы и их ядра в зоне
продолговатого мозга. Элементы функциональной организации продолговатого мозга.
Задний мозг: мост и мозжечок. Их анатомическое строение. Отделы мозжечка,
проводящие пути и их значение в координации движения. Тройничный нерв. Средний
мозг: тектум, покрышка и ножки мозга. Внутреннее строение среднего мозга, центры
черепно-мозговых нервов в этой области.
Промежуточный мозг: эпиталамус, таламус и гипоталамус. Общие представления о
функции отделов промежуточного мозга.
Конечный мозг. Полушария большого мозга: доли, основные извилины и борозды,
функции долей полушарий. Подкорковые центры полушарий. Основные проводящие пути
полушарий. Боковые желудочки- их строение и значение в работе головного мозга.
Оболочки головного мозга (твердая. паутинная, сосудистая). Возрастная, внутри- и
межгрупповая изменчивость в организации полушарий. Асимметрия полушарий: лево- и
правополушарный тип головного мозга, их формирование в онтогенезе человека и
влияние на конституционные особенности нервной системы человека. Элементы
эволюционного преобразования полушарий приматов и человека.
Периферическая нервная система. Строение периферического нерва. Соматическая и
вегетативная части периферической нервной системы. Черепно-мозговые нервы: их
классификация и принцип организации. Наиболее крупные сплетения периферических
нервов человека.
Вегетативная нервная система. Симпатический, парасимпатический и метасимпатический
отделы ВНС. Общие принципы их строения, основные отделы. Вегетативная
рефлекторная дуга. Морфологические отличия симпатического и парасимпатического
отделов ВНС. Высшие центры регуляции деятельности ВНС.
Органы чувств.
Классификация органов чувств. Первично-чувствующие и вторично-чувствующие органы
чувств. Биологические и эволюционные особенности системы органов чувств человека.
Орган зрения. Строение глазного яблока: оболочки, вспомогательные аппараты глаза.
Зрительный нерв: периферические и центральные отделы зрительного анализатора.
Органы слуха и равновесия. Строение наружного, среднего и внутреннего уха. Кортиев
орган, принцип работы слухового анализатора. Костный и перепончатый лабиринты
органа равновесия. Принцип работы. Слуховой и вестибулярный нервы, их проводящие
пути и центры в головном мозге.
Орган обоняния и вкуса. Степень развития и значение органов чувств в эволюции
приматов и человека. Обонятельный и вкусовой нервы, их представительство в отделах
головного мозга человека.
Эндокринная система.
Значение эндокринной системы в жизнедеятельности организма. Классификация
эндокринных желез. Общий принцип построения эндокринной системы. Высшие центры
эндокринной системы: гипоталамус и гипофиз. Периферические железы: эпифиз,
щитовидная и паращитовидная железы, тимус, надпочечники, островки Лангерганса,
половые железы. Их анатомическое и микроскопическое строение и элементы функции.
Связь эндокринной системы с нервной и иммунной системами.
Происхождение и эволюция человека.
Общая характеристика отряда приматов и пути их эволюционного развития. Эволюция
антропоидов. Человекообразные обезьяны старого света и человек. Австралопитеки и
другие древние гоминиды. Род Homo – основные представители рода и их характеристика.
Появление современного человека (кроманьольцев) и пути его расселения по Земле.
Монофилитическая теория происхождения современного человека: митохондриальная
«Ева» и Y –хромосомный «Адам» - доказателства и критика теории. Полифилитическая
теория происхождения современного человека. Теории образования рас. Биологическая и
социальная эволюция человека.
Литература:
Основная:
1. Курепина М.М., Ожигова А.П., Никитина А.А. Анатомия человека. Москва, изд.
Владос, 2005 .
2. . Курепина М.М., Ожигова А.П., Никитина А.А. Анатомия человека. Атлас. Москва,
изд. Владос, 2005 .
3. Сапин М.Р. Анатомия человека. Москва, изд. Высшая школа, 1987.
4. Анатомия человека ( под ред. М.Р.Сапина) т.1,2 Москва, изд. Медицина, 1986.
5. Привес М.Г. Лысенков Н.К. Бушкевич В.И. Анатомия человека. Москва,
изд.Медицина, 1985.
Дополнительная:
1. Харрисон Дж. и др. Биология человека. Москва, изд. Мир, 1979.
2. Шаде Д. Форд Д. Основы неврологии. Москва, изд.Мир, 1976.
3. Морфология человека ( под ред. Б.А.Никитюка) Москва, изд. МГУ, 1990.
4. И.В. Гайворонский и др. Основы медицинских знаний. СПб., изд. ВМА, 2002
5. Ханц Фениш. Карманный атлас анатомии человека. Минск, изд. Высшая школа, 1998.
Интернет сайты:
http:// medicinform.net - отечественный сайт по всем разделам анатомии, физиологии и
биологии человека
http://www.rusmedserver.ru – медицинский сервер по анатомии и медицине
http://nature.ru – крупный отечественный сайт по разнообразным проблемам биологии и
медицины
http://www.anatomyatlases.org – крупный импортный сайт по анатомии человека с
хорошими иллюстрациями
http://google.com – мощная поисковая система по всем проблемам биологии и медицины
http://www.medvopros.com – крупный медицинский сайт
http:// www.macroevolution.narod.ru – биологический сайт по проблемам эволюции, в том
числе и человека.
http://evolution.powernet.ru – статьи по проблемам эволюции.
http://elementy.ru/news - крупный научно-популярный сайт по разнообразным проблемам
науки
http://www.sciam.ru – русская версия американского журнала «Scientific America» крупнейшего научно-популярного журнала по разнообразным проблемам науки