06.06.01 Биологические науки

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
по направлению подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре
06.06.01Биологические науки
специальность 03.01.04 - биохимия
Введение. Биохимия как наука о веществах, входящих в состав живой природы, и
их превращениях, лежащих в основе жизненных явлений. Роль и место биохимии в
системе естественных наук. Значение биохимии для промышленности, сельского
хозяйства и медицины. Краткая развития история биохимии.
Белки, их биологическая роль: значение в построении живой материи и в
процессах жизнедеятельности. Аминокислоты, их физико-химические свойства и
классификация. Способы связи аминокислот в белке. Пептидные, дисульфидные, ионные,
гидрофобные и водородные связи. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная
структура белков. Альфа-спираль и бета-структуры. Домены в структуре белка, их
функциональная роль. Методы изучения структуры белков. Физико-химические свойства
и классификация белков.
Принципы классификации белков. Глобулярные и фибриллярные белки.
Классификация белков по третичной структуре.
Простые и сложные белки.
Функциональная классификация белков. Методы выделения белков.
Ферменты. Сущность явлений катализа. Скорость химических реакций.
Особенности ферментативного катализа. Термодинамические и кинетические
характеристики ферментативного катализа. Классификация и номенклатура ферментов.
Химическая природа ферментов, их функциональные группы. Коферменты,
простетические группы. Роль витаминов, металлов и других кофакторов в
функционировании ферментов.
Основные представления о кинетике ферментативных процессов. Специфичность
действия ферментов. Влияние различных факторов среды на ферментативные процессы
(температуры, концентрации водородных ионов и др.). Влияние ингибиторов на
ферментативную активность. Антибиотики. Множественные формы ферментов.
Изофементы.
Нуклеиновые кислоты. Роль нуклеиновых кислот в формировании и свойствах
живой материи. Строение нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания.
Углеводные компоненты. Нуклеозиды. Нуклеотиды. Дезоксирибонуклеиновые кислоты
(ДНК). Структура ДНК. Биологическое значение двуспирального строения ДНК. Физикохимические свойства ДНК. Нуклеотидный состав, коэффициент специфичности ДНК у
разных организмов. Принцип комплементарности и его биологическая роль. Репликация
ДНК. Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Структура, свойства и функции основных классов
РНК – информационных, рибосомальных и транспортных. Матричный синтез РНК –
транскрипция и посттранскрипционные превращения РНК. РНК – вещество
наследственности некоторых вирусов. Обратная транскрипция.
Биосинтез белка. Его основные этапы. Самоорганизация белковой глобулы.
Самосборка четвертичной структуры белка и надмолекулярных структур клетки.
Организация генома у прокариот и эукариот. Функциональное значение
отдельных участков ДНК. Промотор. Регуляторные и структурные гены. Хроматин.
Регуляция биосинтеза белка.
Обмен белков. Ферментативный гидролиз белков. Протеолитические ферменты,
их специфичность, активация. Ограниченный протеолиз. Пути образования и распада
аминокислот в организме. Переаминирование, его механизм, биологическое значение.
Процессы дезаминирования и декарбоксилирования аминокислот. Образование аммиака.
Транспорт аммиака. Восстановительное аминирование. Амиды и их физиологическое
значение. Особенности обмена отдельных аминокислот и их роль в образовании ряда
важнейших биологически активных веществ. Биосинтез мочевины.
Углеводы их биологическая роль, классификация и номенклатура. Структура,
свойства и распространение в природе основных представителей моносахаридов и
полисахаридов. Превращение углеводов в пищеварительном тракте. Анаэробный и
аэробный распад углеводов.
Окислительное
декарбоксилирование
пировиноградной
кислоты.
Пируватдегидрогеназный комплекс. Цикл трикарбоновых кислот. Окислительное
фосфорилирование на уровне субстрата. Энергетическая характеристика аэробной и
анаэробной фазы углеводного обмена. Прямое окисление глюкозо-6-фосфата.
Пентозофосфатный путь обмена углеводов, его биологическая роль.
Липиды и их биологическая роль. Классификация и номенклатура липидов.
Структура, свойства и распространение в природе. Основные представители
триглицеридов, фосфолипидов, цереброзидов и стеринов.
Жирные кислоты, их классификация и номенклатура. Простагландины.
Ферментативный распад и синтез триглицеридов и липидов. Окисление жирных кислот.
Биосинтез жирных кислот. Витамины и их биологическая роль. Классификация,
номенклатура, структура, распространение в природе.
Принципы регуляции обмена веществ в клетке. Химическая природа и
физиологическая роль важнейших гормонов. Их роль в регуляции обмена веществ и
синтеза белков. Механизм действия стероидных и белковых гормонов. Функции
циклических нуклеотидов (3,5-цАМФ и 3,5-цГМФ) в регуляторных реакциях. Понятия о
структуре и функциях нейромедиаторов. Нейропептиды. Связь между обменом белков,
углеводов и липидов.
Макроэргические соединения. Представление о механизмах сопряжения
окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Митохондрии, структура и
энергетические функции. Трансмембранный потенциал ионов водорода как форма
запасания энергии.
Обмен веществ как единая система процессов синтеза и распада.
ЛИТЕРАТУРА
1. Филиппович Ю.Б. и др. Биохимические основы жизнедеятельности человека. М., 2005.
2. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 2004.
3. Марри Р., Греннер Д. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993.
4. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. М., Мир, 1985.
5. Кретович В.Л. Биохимия растений. М., Высшая школа, 1980.
6. Уайт А. и др. Основы биохимии: В 3-х т. М., Мир, 1981.
7. Страйер Л. Биохимия: В 3-х т. М., Мир, 1984-1985.
8. Мецлер Д. Биохимия, Мир, т. 1-3, 1986.
Специальность 03.03.01 Физиология
Физиология возбудимых тканей. Современное представление о структуре и свойствах
мембраны возбудимых клеток. История открытия животного электричества. Признаки
возбуждения. Мембранный потенциал покоя и способы его регистрации. Природа
потенциала покоя. Потенциал действия, ионный механизм его возникновения. Методы
регистрации потенциала действия. Основные фазы потенциала действия. Законы
раздражения возбудимой клетки электрическим током. Критический уровень
деполяризации и его изменение при действии постоянного тока. Локальные ответы. Кат- и
анэлектротон. Изменение возбудимости под влиянием волны возбуждения. Лабильность,
как функциональное свойство возбудимой ткани. Изменение лабильности под влиянием
ритма раздражения. Парабиоз и его стадии. Механизм проведения возбуждения по
нервным волокнам. Типы нервных волокон.
Общая физиология мышечной ткани. Особенности строения поперечнополосатой скелетной, сердечной и гладкой мускулатуры. Саркомер. Сарко-тубулярная
система как место хранения кальция, его роль в мышечном сокращении. Сократительные
и регуляторные белки. Теория скольжения сократительных актиновых нитей.
Электромеханическое сопряжение. Энергетическое обеспечение мышечного сокращения.
Утомление мышц. Фазные и тонические мышцы. Режимы сокращения мышц. Одиночное
сокращение и тетанус. Работа и сила мышц. Гипертрофия и атрофия мышц.
Электрические и механические синапсы. Медиаторы. Представления о хеморецепторе и
его ионном канале. Понятие о нервно-моторной единице. Нервно-мышечный синапс.
Особенности его морфологической структуры.
Общая физиология нервной системы. Строение нейрона. Классификация
нейронов по строению. Функциональная классификация нейронов. Рефлекс, рефлекторная
дуга. Виды рефлексов. Торможение в ЦНС. Виды торможения. Понятие о центральном и
периферическом торможении. Взаимодействие возбуждения и торможения в ЦНС.
Основные принципы координации рефлекторных процессов (Ухтомский, Шеррингтон,
Введенский, Сеченов). Понятие нервного центра, основные свойства нервных центров.
Временная и пространственная суммация. Явления окклюзии и облегчения.
Частная физиология нервной системы. Функциональная классификация ЦНС.
Методы исследования функций ЦНС. Спинной мозг. Особенности строения и функции.
Спиноцеребральные с цереброспинальные проводящие пути. Спинальные рефлексы.
Продолговатый мозг. Особенности строения и функции. Позно-тонические, цепные и
вегетативные рефлексы Средний мозг. Особенности строения и функции.
Децербрационная ригидность. Промежуточный мозг. Особенности строения и функции
таламуса и гипоталамуса. Специфические, неспецифические и ассоциативные ядра
таламуса. Мозжечок, строение и функции. Межнейронные связи в коре мозжечка. Ядра
мозжечка. Лимбическая система. Роль лимбической системы в формировании памяти и
эмоционального поведения. Передний мозг, строение и функции. Структура и функции
базальных ядер. Кора больших полушарий головного мозга. Общий план строения новой
коры. Сенсорные и моторные зоны коры, локализация, особенности строения и функций.
Вегетативная нервная система. Особенности строения, функции. Симпатический,
парасимпатический и метасимпатический отделы вегетативной нервной системы.
Физиология сенсорных систем. Понятие о сенсорных системах (анализаторах).
Общая структура анализатора. Классификация рецепторов. Современные представления о
механизмах рецепции и кодирования информации. Проведение сенсорной информации.
Общие свойства рецепторных систем. Адаптация. Понятие об абсолютном и разностном
порогах чувствительности. Закон Вебера-Фехнера. Корковые представительства
сенсорных систем. Особенности структуры зрительного, слухового, вестибулярного,
двигательного, вкусового, обонятельного и кожного анализаторов.
Физиология высшей нервной деятельности. Вклад работ И. М. Сеченова и И.П.
Павлова в развитии учения о ВНД. Характеристика безусловных рефлексов. Инстинкты.
Условные рефлексы, характеристика, условия образования. Механизм замыкания
условной связи в коре больших полушарий головного мозга. Торможение условных
рефлексов. Динамика корковых процессов. Анализ и синтез раздражения. Условнорефлекторное переключение. Динамический стереотип. Сон и бодрствование.
Нейрофизиологическая характеристика сна. Теории сна, фазы сна и засыпания.
Сновидения, причины, механизмы. Индивидуальные особенности ВНД. Частные типы
нервной системы человека. Функциональные неврозы у животных и человека.
Особенности ВНД человека. Рефлекторный характер речевой деятельности. Возрастные
особенности ВНД человека.
Эндокринная система. Понятие о гуморальной и гормональной регуляции.
Классификация биологически активных веществ. Типы желез. Свойства гормонов.
Химическая структура и механизмы действия гормонов. Понятие клеток и органовмишеней. Гипоталамо-гипофизарное взаимодействие. Релизинг факторы. Тропные и
регуляторные гормоны. Надпочечники, особенности строения. Гормоны коры и мозгового
вещества надпочечников. Щитовидная и паращитовидные железы. Тиреойдные гормоны.
Гормоны, регулирующие кальциевый обмен. Поджелудочная железа. Гормоны,
регулирующие углеводные обмен. Половые железы и их гормоны. Эпифиз и мелатонин.
Физиология крови. Внутренняя среда организма. Понятие гомеостаза. Основные
функции крови. Состав крови. Плазма крови. Белки плазмы крови. Онкотическое
давление. Физико-химические свойства крови. Буферные системы крови. Эритроциты.
Структура, функции. Гемоглобин. Кислородная емкость гемоглобина. Группы крови,
совместимость групп крови. Агглютинация. Лейкоциты. Гранулоциты и агранулоциты.
Особенности структуры и функций. Понятие специфического и неспецифического
иммунитета. Тромбоциты, структура и функции. Первичный и вторичный гемостаз.
Свертывающая и противосвертывающая системы крови. Кроветворение. Эритропоэз,
гранулоцитопоэз, агранулоцитопоэз, тромбоцитопоэз. Лимфа. Роль лимфатических узлов.
Лимфообразование.
Физиология
кровообращения.
Функции
системы
кровообращения.
Функциональные классификации системы кровообращения. Сердце. Основные свойства
сердечной мышцы. Автоматия. Проводящая система сердца. Пейсмейкеры. Свойство
рефрактерности. Сердечный цикл. Понятие о гемодинамике. Кровяное давление.
Систолический и минутный объем крови. Сосудистое сопротивление кровотоку.
Объемная скорость кровотока. Линейная скорость кровотока. Венозный возврат. Пульс.
Органное кровообращение.
Микрогемодинамика. Транскапиллярный обмен.
Интракардиальная и экстракардиальная регуляция деятельности сердца. Рефлекторная и
гуморальная регуляция сосудистого тонуса. Методы изучения деятельности ССС.
Лимфообращение.
Физиология дыхания. Понятие дыхания. Функции системы дыхания. Газообмен
между атмосферой и легкими. Роль конвекции и диффузии. Газообмен между легкими и
кровью. Скорость диффузии газов. Диффузионная способность легких. Транспорт газов
кровью. Транспорт кислорода. Кислородная емкость гемоглобина, кислородная емкость
крови. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Транспорт углекислого газа. Роль
гемоглобина и бикарбонатов. Газообмен в тканях. Дыхательный центр. Инспираторные и
экспираторные нейроны. Рецепторы аппарата дыхания. Саморегуляция дыхания.
Гуморально-рефлекторная регуляция дыхания. Регуляция дыхания при мышечной
деятельности. Произвольное управление дыхательными движениями.
Физиология пищеварения. Сущность и значение процесса пищеварения.
Основные типы пищеварения. Основные функции пищеварительного тракта: секреторная,
моторная, всасывательная. Основные принципы регуляции пищеварительной
деятельности. Рефлекторная и гуморальная регуляция процессов пищеварения.
Физиология выделения. Значение функции выделения. Системы, выполняющие
функцию выделения. Функции почек. Функциональное строение нефрона. Механизм
мочеобразования. Гломерулярный фильтр. Клубочковая ультрофильтрация, и его
регуляция. Канальцевая реабсорбция и секреция. Противоточно-множительная система.
Состав и свойства мочи.
Обмен веществ и энергии. Значение обмена веществ. Анаболизм и катаболизм.
Общий и промежуточный обмены веществ. Калорическая ценность питательных веществ.
Правило изодинамии. Обмен белков. Обмен жиров. Обмен углеводов. Обмен воды. Обмен
минеральных веществ. Регуляция обмена веществ. Методы оценки энергетических
потребностей организма. Основной обмен. Тепловой обмен. Регуляция температуры тела,
теплоотдача.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ноздрачев А.Д., Баранникова И.А. и др. Общий курс физиологии человека и
животных. Кн. 1. Физиология нервной, мышечной и сенсорных систем. М., 1991.
2. Ноздрачев А.Д., Баранникова И.А. и др. Общий курс физиологии человека и
животных. Кн. 2. Физиология висцеральных систем. Л., 1991.
3. Ноздрачев А.Д. и др. Начала физиологии. М., 2001.
4. Миняева А.В. Физиология человека и животных. Практикум. Часть 1 и 2. РИУ
ТвГУ. Тверь, 2003 и электронный вариант.
5. Шмидт Т.Р., Тевс Г (ред.) Физиология человека. В трех томах (пер. с англ.) том 1
(3-е изд.) 2004
6. Физиология человека /под ред. А.Д.Ноздрачева/ 2005
7. Коган А.Б. Физиология человека и животных (Общая и эволюционноэкологическая). М., 1984.
8. Косицкий Г.Н. Физиология человека. М., 1985.
9. Ткаченко Б.И. Основы физиологии человека. Учебник для высших учебных
заведений. В двух томах. СПб., 1994.