Программа составлена на основе программ для классов с углубленным теоретическим и практическим изучением биологии, программы по биологии для поступающих в вузы и материалов областных, республиканских и международных олимпиад по биологии

Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие и классификация. Место зеленого растения в биосфере. Эволюция растений. Фотосинтез и эволюция атмосферного кислорода. Выход растений на сушу. Основные направления морфологической эволюции растений. Эволюционное возникновение вегетативных органов и тканей.

Особенности растительного организма. Значение растений в биосфере и народном хозяйстве.

Демонстрация гербарных материалов, коллекций, таблиц, слайдов, комнатных растений.

Общие черты строения растительной клетки. Биологические мембраны, их строение и функции. Цитоплазма и клеточные органеллы. Происхождение хлоропластов. Клеточная стенка, ее химический состав, структура, особенности образования, функции. Плазмодесмы. Вакуоли и вещества клеточного сока.

Сходство и различие между растительными и животными клетками.

Клеточное деление, растяжение, дифференциация. Организация тканей. Общая характеристика и классификация тканей. Образовательные, покровные, проводящие, механические и основные ткани, их расположение, строение, выполняемые функции.

Меристемы и их деятельность. Строение конуса нарастания. Образование вегетативных органов. Корень, стебель и лист, их строение и функции. Происхождение и рост первичных тканей вегетативных органов. Взаимосвязь между проводящими тканями корня, стебля и листа. Специализация и метаморфоз корней и побегов.

Репродуктивные органы, растений - спорангий, антеридий, архегоний, цветок. Строение и функции цветков, их многообразие. Соцветия. Типы простых и сложных соцветий.

Основные функции растительного организма и их взаимосвязь.

Лабораторные работы

• 
  Строение тканей растений.
  
• 
  Особенности строения цветка у растении различных семейств.
  

История открытия фотосинтеза. Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты и фотосинтезирующие пигменты. Особенности строения хлоропластов у высших и низших растений. Структура и свойства хлорофиллов, каротиноидов и фикобилинов. Механизм и химизм процесса фотосинтеза. Роль пигментов в световых реакциях фотосинтеза. Фотофосфорилирование. Темновая фаза фотосинтеза. С₃- и С₄-пути фотосинтеза. Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза. Функциональные изменения в клетках мезофилла при различной интенсивности освещения листа. Взаимодействие тканей листа при фотосинтезе. Экология фотосинтеза. Влияние окружающих условий (свет, тепло, минеральное питание, загрязнение среды обитания и. т. д.) на скорость фотосинтеза. Значение спектрального состава света для ’растений. Суточные и сезонные ритмы фотосинтеза. Фото дыхание.

Типы растений по отношению к цвету. Анатомо-морфологические и физиологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений. Сопряженная эволюция типов обмена веществ и среды обитания. Пути повышения продуктивности фотосинтеза. Управление световым режимом растений с целью повышения их урожайности и качества продукции. Перспективы развития солнечной энергетики.

Лабораторные работы

-хроматографическое разделение пигментов методом адсорбитации (по М. С. Цвету),

-изучение особенностей внутреннего строения листьев светолюбивых и теневыносливых растений.

Поглощение воды из почвы. Механизмы передвижения воды по растению. Корневое давление (нижний концевой двигатель), его механизмы. "Плач" растений. Гуттация.

Выделение воды растением. Транспирация (верхний концевой двигатель). Лист как орган транспирации. Устьичная и кутикулярная транспирация. Устьица: строение, механизм открывания и закрывания. Влияние факторов окружающей среды, особенностей внешнего и внутреннего строения листа на скорость транспирации. Суточные колебания транспирации. Транспирационный коэффициент и продуктивность транспирации. Регуляция транспирации.

Измерение водного потенциала побега растений. Водный дефицит и сезонные изменения в передвижении воды по растению Влияние водного дефицита на физиологические процессы у растений. Адаптация растений к дефициту воды. Экологические группы растений по отношению к влаге: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты, особенности их водного обмена, внешнего и внутреннего строения; физиологические адаптации к недостатку и избытку влаги. Физиологические основы орошаемого земледелия.

Демонстрация влияния испарения воды листьями на движение воды и растворенных веществ в побеге; подъема воды

по сосудам стебля с помощью красителей; выделения воды при плазмолизе.

Лабораторные работы

-Плазмолизм и деплазмолиза в клетках эпидермиса лука.

-Анатомо-морфологическая характеристика листьев ксероморфных, мезоморфных и гидроморфных растений.
КОРНЕВОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Особенности внешнего и внутреннего строения корня в связи с выполняемыми им функциями Минеральные вещества, необходимые для нормального роста растений. Поглощение минеральных веществ из почвы и транспорт ионов через клеточные мембраны. Транспорт минеральных солей внутри растения. Передвижение органических веществ по флоэме. Физиологическая роль важнейших минеральных элементов (азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, железо, микроэлементы) в растении. Потребление минеральных элементов в ходе развития растений. Влияние внешних и внутренних факторов на минеральное питание растений.

Азот и круговорот азота: аммонификация, нитрификация, потери азота, фиксация азота. Воздействие человека на круговорот азота и других питательных элементов.

Почва и земледелие. Основные минеральные удобрения.

Значение минеральных удобрений для растений. Исследование питания растений: обедненность и токсичность почв, эффективность фиксации азота, влияние загрязнений. Солеустойчивость растений.

Гетеротрофный способ питания у растений (сапротрофы, паразиты, насекомоядные растения и др.).
ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ
Общая характеристика процесса дыхании и его значение для жизнедеятельности растений. Пути использования энергии дыхания. Дыхание и брожение, их взаимосвязь. Основные пути окисления дыхательного субстрата. Методы изучения дыхания. Величина дыхательного коэффициента. Зависимость дыхания от внутренних и внешних (температура, освещение, влажность,

Содержание кислорода и диоксида углерода в окружающей среде) условий. Изменение интенсивности дыхания в онтогенезе растений. Регуляция процессов дыхания.

Роль дыхания в процессе прорастания семян. Физиологобиохимические основы хранения урожая.

Загрязнение воздуха и его влияние на дыхание. Борьба с загрязненностью воздуха. Озеленение городов и населенных пунктов растениями, устойчивыми к загрязнению.

Размножение и его биологическое значение в жизни растении. Способы размножения. Вегетативное размножение высших растений, его формы, биологическое и хозяйственное значение. Размножение растений спорами Половой процесс и циклы воспроизведения. Развитие цветка. Опыление, оплодотворение, образован» семян и плодов у цветковых растений. Семенное размножение растений, его преимущества.

Развитие зрелого растения из семени или споры. Общие понятия о росте и развитии растений. Этапы индивидуального развития (онтогенеза). Эмбриональный и постэмбриональный этапы развития растений. Вегетативный и генеративный периоды развития. Современные представления о регуляторной системе растений. Фитогормоны, их локализация, распределение, передвижение и роль в жизни растений. Использование синтетических регуляторов роста в растениеводстве.

Зависимость роста растений от температуры, условий освещения, аэрации, минерального питания и других факторов внешней среды. Ростовые движения (тропизмы и настии), их биологическое значение.

Влияние света на развитие растений. Фотопериодизм и цветение. Растения длинного и короткого дня. Химическая основа фотопериодизма. Гормональный контроль цветения.

Периодические процессы в мире растений. Состояние покоя у растении. Виды покоя: предварительный, глубокий, вынужденный. Физиологические основы холодостойкости, морозостойкости, жаростойкости растений

Управление ростом и развитием растений в сельском хозяйстве.

УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ

Устойчивость растений к неблагоприятным внешним условиям как результат их приспособления. Физиология стресса. Адаптация растений к стрессовым воздействиям. Физиологическая природа устойчивости растений к низким (холодостойкость и морозостойкость) и высоким (жаростойкость) температурам, избыточной влажности, засоленности почвы. Приспособление растений с засухе. Понятие о закалке как о физиологическом приспособлении к неблагоприятным условиям.

Действие нa растения избытка солей в почве. Солеустойчивость различных культурных растений и способы ее повышения. Газо- и радиоустойчивость растений. Механизмы радиоустойчивости. Устойчивость растений к инфекционным болезням. Иммунитет растений.

ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ В СООБЩЕСТВАХ

Природные сообщества (биоценозы). Взаимосвязи живых организмов в биогеоценозе (экосистеме): пищевые, пространственные, родственные (генетические).

Различие между понятиями "флора" и ’'растительность".

Понятие о фитоценозе. Фитоценоз как центральный компонент биогеоценоза. Разнообразие видов и жиэненных форм в фитоценозе. Доминирующие виды. Непосредственное и косвенное влияние растений друг на друга при совместном произрастании; механическое взаимодействие, физиологические контакты (симбиоз, паразитизм, сапротропизм), конкуренция, аллелопатия и др.

Вертикальное распределение органов растений в фитоценозах. Ярусность надземная и подземная. Устойчивость и саморегуляция в экосистеме.

РЕДКИЕ И ИСЧЕЗАЮЩИЕ ВИДЫ РАСТЕНИЙ

Виды, исчезнувшие по вине человека. Редкие и исчезающие виды растений Красные книги Международного союза охраны природы и Республики Беларусь. Охраняемые растения Беларуси. Методы восстановления их численности. Методы культивирования охраняемых растений на пришкольном участке. Охрана местообитания. Значение охраны генофонда. Система кадастров и понятие мониторинга. Методы рационального использования растительного мира. Закон об охране растений. Решения местных органов власти по охране природы.

Микроорганизмы - биологические производители Группы микроорганизмов, используемые в биопроцессах (бактерии, актиномицеты, дрожжи, плесени), особенности их организации и биологии. Биологические особенности микроорганизмов, используемые в биотехнологии Выделение веществ в среду обитания; превращения веществ. Брожение и его типы (спиртовое, молочное, маслянокислое).

Продукты микробного синтеза. Типы биопроцессов: производство продуктов клеточного синтеза (ферменты, нуклеиновые кислоты); производство первичных метаболитов(аминокислоты, органические кислоты, спирты и др.);производство вторичных метаболитов (антибиотики, алкалоиды, гормоны роста, токсины и др.); односубстратные конверсии (например, превращение глюкозы во фруктозу); много- субстратные конверсии (например, обработка сточных вод).
ПРОМЫШЛЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

Микробиологический синтез как основа промышленной микробиологии. Этапы технологического процесса выращивания микроорганизмов на искусственной среде. Ферментация - ведущий процесс биосинтеза. Методы выращивания микроорганизмов: глубинный и поверхностный,

периодический и непрерывный.

Иммобилизованные микробные клетки и ферменты. Использование иммобилизованных ферментов и биологических систем для получения различных веществ. Применение продуктов микробного синтеза в народном хозяйстве. Использование антибиотиков, витаминов, ферментов и других веществ.

Ферментация в твердых средах. Переработка сельскохозяйственных продуктов и продуктов питания с помощью микроорганизмов. Получение сыра, сметаны, консервирование овощей, квашение капусты и др.

Биотехнология микробного белка и пищевых добавок. Пищевая ценность и перспективы микробного белка. Технология производства пищевых продуктов из нетрадиционного сырья.

Превращение этилового спирта в уксусную кислоту. Производство стероидов и их использование.

Микробиологические принципы силосования кормов, бактериальные закваски.

Биотехнология. Микробное выщелачивание меди, золота, урана и других металлов, перевод их в растворы и флотация.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И ОБЛАСТИ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Особенности генетического аппарата бактериальной клетки. Генетическая рекомбинация in vitro. Выделение генов из клетки. Подготовка гена для встраивания в плазмиду. Конструирование вектора-переносчика генетического материала из клетки в клетку. Использование рестриктаз в роли "скальпеля". Образование липких концов молекулы ДНК и их значение в создании рекомбинантных молекул. Ферменты, сшивающие молекулы ДНК. Внедрение (трансформация) гибридных молекул ДНК в реципиентные клетки.

Практическое использование генной инженерии. Биосинтез инсулина человека в клетках кишечной палочки. Биосинтез соматотропина и других гормонов человека. Получение интерферонов. Получение иммунных препаратов и вакцин.

Разработка новых методов диагностики и средств лечения.

Генная инженерия в клетках млекопитающих и в эмбрионах. Встраивание и перенос вирусных генов. Введение генов в клетки и их экспрессия. Введение генов в эмбрионы и их экспрессия.
КЛЕТОЧНАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ
Метод культуры клеток и тканей растений. Питательные среды для выращивания клеток растений. Культура меристем. Криобанки (коллекции семян). Схема регенерации растений из отдельных клеток. Культура клеток и протопластов.

Использование метода культуры клеток в селекции растений и производстве полезных соединений.

Методы выращивания клеток животных. Питательные среды. Биотехнология в животноводстве. Криобанки половых клеток, зародышей, тканей и органов животных. Трансплантация эмбрионов, искусственное получение однояйцевых близнецов. Получение химерных животных. Создание партеноге- нетических животных.

Гибридомы. Получение моноклональных антител и их использование в медицине и ветеринарии.

Биотехнология и вопросы этики. Необходимость контроля за исследованиями в области генной и клеточной инженерии.

Особенности структуры человеческой популяций. Популяции человека и закон Харди—Вайнберга. Изоляты и родственные браки. Кровное родство и гомозиготность. Последствия кровного родства между родителями. Мутационное давление и отбор. Генетический груз человеческой популяции. Причины увеличения генетического груза. Цивилизация и наследственные болезни. Этнические особ особенности распространения наследственных болезней.

Половой диморфизм. Наследственный полиморфизм по генам групп крови. Генетика и геногеография групп крови. Группы крови и болезни. Балансированный наследственный полиморфизм. Аномальные гемоглобины. Теория мутационного иммунитета.

Близнецовый. Роль наследственных факторов в определении индивидуальных особенностей по данным исследования близнецов. Типы и биология появления близнецов.

Психические свойства человека. Роль среды и наследственности в развитии интеллекта. Генетика олигофрении. Классификация олигофрении по этиологическому фактору. Наследственная олигофрения: симптоматическая - - при болезнях обмена, хромосомных аномалиях и дефектах развития и самостоятельное заболевание. Профилактика олигофрении, социальная коррекция дефекта интеллекта и организация помощи олигофренам. Генетика и феногенетика некоторых психических заболеваний.

Половые хромосомы, нормальная половая дифференциация, нарушения ее. Числовое соотношение полов в популяциях и семьях. Генетические факторы, нарушающие соотношение полов.

Способы профилактики наследственных болезней. Евгеника, ее формы. Евгеника за рубежом. Критика социал-дарвинизма и теорий "наследственного вырождения". Основные принципы генетической консультации. Наследственные болезни и определение риска повторного рождения больного ребенка. Гетерозиготное носительство и наследственная предрасположенность. Современные методы пренатальной диагностики.

Генетические механизмы канцерогенеза. Раковая клетка. Причины рака. Соматические мутации. Механизмы вирусного канцерогенеза. Биохимия рака. Онкогены.

Строение организма человека. Основные виды клеток и тканей и их функции.

Органы и системы органов. Функционирование организма человека.

Лабораторные работы

• 
  Изучение микропрепаратов различных тканей.
  

Регуляция функций в организме. Строение нервной системы и ее свойства. Рефлекс. Центральная и периферическая нервная система. Строение и функции спинного и головного мозга. Вегетативная и соматическая нервная система. Влияние наркотических средств на нервную систему.

Железы внутренней секреции (гипофиз надпочечники, щитовидная, поджелудочная и половые железы). Гормоны и их свойства. Влияние гормонов на процессы жизнедеятельности. Нарушения функций эндокринной системы. Нейрогуморальная регуляция.

Взаимосвязь нервной и эндокринной систем.

Опорно-двигательная система, ее активная и пассивная части, их функции.

Кость как орган: химический состав и строение. Рост костей в длину и толщину. Соединения костей.

Скелет человека и его отделы. Кости черепа, осевого скелета, поясов и свободных конечностей. Особенности скелета, связанные с прямохождением.

Особенности строения поперечнополосатой и гладкой мышечной ткани. Строение скелетной мышцы. Группы скелетных мышц. Работа мышц. Рефлекторная дуга. Регуляция работы мышц. Влияние ритма и нагрузки на работу мышц, Утомление мышц.

Влияние физических нагрузок на формирование опорно-двигательного аппарата. Нарушения развития и работы опорно-двигательного аппарата. Предупреждение искривления позвоночника и развития плоскостопия. Движение и здоровье.

Предупреждение травм опорно-двигательного аппарата. Первая помощь при ушибах, вывихах и переломах костей.
Кровь и кровообращение

Внутренняя среда организма (кровь, межтканевая жидкость, лимфа), ее относительное постоянство.

Значение крови и кровообращения. Состав крови: плазма и форменные элементы. Эритроциты и лейкоциты, их строение и функции. Группы крови. Тромбоциты. Система свертывания крови. Учение И. И. Мечникова о защитных свойствах крови. Общие понятия об иммунной системе (вилочковая железа, селезенка, миндалины, лимфатические узлы). Иммунитет и его виды. Инфекционные заболевания. Предупреждение инфекционных заболеваний. Прививки. СПИД и его профилактика.

Система кровообращения. Сердце, его строение и работа. Особенности строения и функционирования сердечной мышцы. Понятие о нервной и гуморальной регуляции деятельности сердца. Круги кровообращения. Артерии, капилляры, вены. Движение крови по сосудам. Кровяное давление, пульс.

Значение дыхания. Дыхательные пути и органы дыхания, их строение и функции. Голосовой аппарат. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Газообмен в легких и тканях. Механизм дыхательных движений. Понятие о жизненной емкости легких. Нервная и гуморальная регуляция дыхания.

Значение пищеварения. Питательные вещества и пищевые продукты. Пищеварительные ферменты, их свойства и значение.

Строение пищеварительной системы. Пищеварение в полости рта. Глотание. Пищеварение в желудке. Нервная и гуморальная регуляция отделения желудочного сока. Работы И.П.Павлова. Роль поджелудочной железы, печени и кишечных желез в пищеварении. Кишечное пищеварение. Всасывание.

Выделительная система

Значение выделения продуктов обмет веществ. Органы выделения. Строение мочевыделительной системы. Функции почек. Нефрон. Образование первичной и вторичной мочи. Нервная и гуморальная регуляция деятельности мочевыделительной системы.

Строение и функции кожи. Гигиена кожи. Закаливание организма.

Виды обмена веществ. Ассимиляция и диссимиляция и их взаимосвязь.

Водно-минеральный обмен и газообмен в организме. Обмен белков, углеводов и липидов. Регуляция обмена веществ.

Витамины и их роль в регуляции процессов обмена веществ. Авитаминозы. Гиповитаминозы и гипервитаминозы. Способы сохранения витаминов в пищевых продуктах.

Анализаторы и органы чувств. Значение органов чувств. Виды ощущений.

Строение и функции органов зрения и слуха. Орган равновесия (вестибулярный аппарат, его строение и функционирование). Мышечные чувства. Гигиена зрения и слуха.

Органы обоняния и вкуса. Кожа как орган чувств (ощущение боли, прикосновения, давления, холода и тепла). Взаимосвязь анализаторов.

В результате подготовки к олимпиаде по биологии учащиеся должны приобрести следующие знания для работы с теоретическими тестами и умениями для выполнения практических задании.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ

КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ

Структура п функции клеток:

Химические соединения

-Моносахариды, дисахариды, полисахариды.

-Липиды

• 
  Белки: аминокислоты (трехбуквенные символы),
  

простые и сложные белки,

функциональная классификация белков,

структура белков и ферментов.

• 
  Ферменты: .
  

механизм действия ферментов: взаимодействие

фермента с субстратом, денатурация, классификация.

- Нуклеиновые кислоты

- Другие важные соединения:

АДФ и АТФ,