Программа государственного экзамена направление Специальность 020803. 65 Биоэкология Форма обучения: очная
жүктеу/скачать 230 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИя
БИОФИЗИКА1. Структура, свойства и состав биологических мембран. Механизмы пассивного и активного транспорта. Мембрана как универсальный компонент биологических систем. Развитие представлений о структурной организации мембран. Характеристика мембранных липидов. Состав и динамика структурных элементов мембраны. Белок-липидные взаимодействия. Вода как составной элемент биомембран. Модельные мембранные системы. Бислойные мембраны. Протеолипосомы. Физико-химические механизмы стабилизации в мембранных системах. Вращательная и трансляционная подвижность фосфолипидов, флип-флоп переходы. Подвижность мембранных белков. Поверхностный заряд мембранных систем; происхождение электрокинетического потенциала. Явление поляризации в мембранах. Дисперсия электропроводности, емкости, диэлектрической проницаемости. Зависимость диэлектрических потерь от частоты. Особенности структуры живых клеток и тканей, лежащие в основе их электрических свойств. Свободные радикалы при цепных реакциях окисления липидов в мембранах и других клеточных структурах. Пассивный и активный транспорт веществ через биомембраны. Транспорт неэлектролитов. Проницаемость мембран для воды. Простая диффузия. Ограниченная диффузия. Связь проницаемости мембран с растворимостью проникающих веществ в липидах. Облегченная диффузия. Транспорт сахаров и аминокислот через мембраны с участием переносчиков. 2. Механизм возникновения потенциалов покоя и возбуждения. Потенциал покоя, его происхождение. Активный транспорт ионов. Участие АТФаз в активном транспорте ионов через биологические мембраны. Ионофоры: переносчики и каналообразующие агенты. Ионная селективность мембран (термодинамический и кинетический подходы). Потенциал действия. Роль Na и K в генерации потенциала действия в нервных, мышечных волокнах и у других объектов; ионов Ca и CI. Кинетика потоков ионов при возбуждении. Активация и инактивация каналов. Распространение возбуждения. Кабельные свойства нервных волокон. Проведение импульса по немиелиновым и миелиновым волокнам. Математические модели процесса распространения нервного импульса. Физико-химические процессы в нервных волокнах при проведении рядов импульсов (ритмическое возбуждение). Энергообеспечение процессов распространения возбуждения. Основные понятия теории возбудимых сред. 3. Кинетика биологических процессов. Особенности кинетики биологических процессов. Математические модели, задачи и принципы биологического моделирования. Стационарные состояния биологических систем. Кинетика простейших ферментативных процессов. Влияние модификаторов на кинетику ферментативных реакций. Влияние температуры на скорость реакций в биологических системах. 4. Термодинамика биологических процессов. Классификация термодинамических систем. Первый и второй закон термодинамики. Расчеты энергетических эффектов реакций в биологических системах. Изменение энтропии в биологических системах. Понятие обобщенных сил и потоков. Линейные соотношения и соотношение взаимности Онзагера и теории Пригожина. 5. Молекулярная биофизика. Макромолекула как основа организации биоструктур. Условия стабильности конфигурации макромолекул. Фазовые переходы. Переходы глобула - клубок. Кооперативные свойства макромолекул. Типы объемных взаимодействий в белковых макромолекулах. Водородные связи: силы Ван-дер-Ваальса; электростатические взаимодействия; поворотная изомерия и энергия внутреннего вращения. Расчет общей конформации энергии биополимеров. Состояние воды и гидрофобные взаимодействия в биоструктурах. Переходы спираль-клубок. Методы ЭПР, гамма-резонансная спектроскопия, ЯМР высокого разрешения, импульсные методы ЯМР, методы молекулярной динамики. Электронные уровни в биополимерах. Основные типы молекулярных орбиталей и электронных состояний: пи-электроны, энергия делокализации. Схема Яблонского для сложных молекул. Принцип Франка-Кондона и законы флуоресценции. Механизмы миграции энергии: резонансный механизм, синглет-синглетный и триплет-триплетный переносы, миграция экситона. Современные представления о механизмах ферментативного катализа. Электронно-конформационные взаимодействия в фермент-субстратном комплексе. Образование многоцентровой активной конфигурации. 6. Радиационная биофизика. Общая физическая характеристика ионизирующих и неионизирующих излучений. Излучения как инструмент исследований структуры и свойств молекул. Гамма- и рентгеновские лучи. Использование различных видов излучений в медицине, технике и сельском хозяйстве. Первичные процессы поглощения энергии ионизирующих излучения. Механизмы поглощения рентгеновских и гамма-излучений, нейтронов, заряженных частиц. Экспозиционные и поглощенные дозы излучений. Единицы активности радионуклидов. Единицы доз ионизирующих излучений. Зависимость относительной биологической эффективности от линейных потерь. Дозовые зависимости. Прямое действие радиации на ферменты, белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы. Первичные процессы, приводящие к инактивации макромолекул при прямом действии радиации. Первичные продукты радиолиза и дальнейшая судьба облученных макромолекул. Радиочувствительность молекул. Радиолиз воды и липидов. Взаимодействие растворенных молекул с продуктами радиолиза растворителей. Эффект Дейла. Образование возбужденных молекул, ионов и радикалов. Радиационная биофизика клетки. Количественные характеристики гибели облученных клеток. Репродуктивная и интерфазная гибель клеток. Апоптоз. Принцип попадания, концентрация мишени. Роль молекулярных механизмов репарации ДНК и репарационных ферментов в лучевой поражении клетки. Роль повреждения биологических мембран в радиационных нарушениях клетки. Окислительные процессы в липидах и антиокислительные системы, участвующие в первичных и последующих лучевых реакциях. Восстановительные процессы при лучевом поражении клетки. ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИя1. Наследственность на всех уровнях организации живого. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Понятие аллеля как реального состояния гена. Взаимодействие аллелей: полное и неполное доминирование, кодоминирование. Закон “чистоты гамет”. Гомозиготность и гетерозиготность. Взаимосвязь генотипа и фенотипа. Наследование при возвратном и анализирующем скрещивании. Ди- и полигибридные скрещивания. Независимое наследование генов. Наследования при взаимодействии неаллельных генов. Типы взаимодействия неаллельных генов: комплементарное, эпистатическое, полимерное, модифицирующее. Особенности наследования и изменчивости количественных признаков. 2. Хромосомная теория наследственности. Явление сцепленного наследования признаков. Группы сцепления. Кроссинговер и рекомбинация генов. Локализация генов в хромосомах. Хромосомное определение пола и наследование признаков, сцепленных с полом. Молекулярные основы наследственности. Роль нуклеиновых кислот в реализации генетической информации: репликации, транскрипции, трансляции. Свойства генетического кода: триплетность, вырожденность, перекрываемость, универсальность. Молекулярная организация хромосом. Внеядерная наследственность, ее закономерности и отличия от хромосомного наследования. Взаимодействие ядерных и внеядерных генов. 3. Мутационная теория. Сущность мутационной теории Г. де Фриза. Классификация мутаций: генные, хромосомные и геномные. Значение мутаций в эволюции и селекции. Роль генотипической и фенотипической изменчивости в индукции мутаций. Роль мобильных генетических элементов в возникновении генных и хромосомных мутаций. Генетический груз и проблема экологической безопасности. Спонтанные и индуцированные мутации. Количественная оценка частот возникновения мутаций. Методы учета мутаций. Проблема радиационного мутагенеза (генетические эффекты ионизирующих излучений, использование протекторов для защиты от повреждающего действия радиации, перспективы радиационной селекции). Проблемы химического мутагенеза (специфичность действий химических мутагенов, мутагены окружающей среды и методы их тестирования, антимутагены, использование химических мутагенов в практической селекции). 4. Модификационная изменчивость. Понятие модификационной изменчивости. Ненаследственный характер модификаций. Проявление модификаций как результат взаимодействия генотипа и окружающей среды. Норма реакции генотипа. Адаптивный характер модификаций. Учет модификаций в селекции и медицине. 5. Генофонд. Проблемы его охраны и использование. Понятие о генофонде. Работы С.С. Четверикова, А.С. Серебровского, Н.В. Тимофеева-Ресовского, Н.И. Вавилова. Особенности единого генофонда - дифференцированность, неоднородность. Роль отбора, миграции, изоляции, мутаций в изменчивости частоты генов в генофонде популяций. Охрана генофонда природных и искусственных популяций растений и животных. Проблема защиты генофонда от поражения мутагенными факторами. Сохранение генофонда ценных культурных и диких форм растений и животных. 6. Генетические основы селекции. Селекция как наука: предмет и методы исследования. Взаимосвязь генетики и селекции. Понятие о сорте, породе, штамме. Учение об исходном материале в селекции. Отбор как метод в селекции. Гибридизация и ее роль в селекции. Гетерозис. Взаимосвязь наследственности, изменчивости и отбора как основа создания новых пород животных и сортов растений. Центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (Н.И. Вавилов). Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного процесса и эволюции. Генетическая инженерия. 7. Генетические эффекты загрязнения среды и проблема генетической безопасности. Генетический мониторинг популяций в связи с загрязнением среды. Взаимодействие мутагенов с водой, водными организмами. Мутагены в атмосфере и их влияние на генетический статус организма. 8. Генетика человека. Методы изучения генетики человека: генеалогический, близнецовый, цитогенетический, биохимический, молекулярный, онтогенетический, популяционный. Программа “Геном человека”. Врожденные и наследственные болезни, причины их возникновения. Хромосомные и генные болезни. Генотоксикология. 9. Борьба за существование. Формы естественного отбора в популяциях. Дарвиновская концепция борьбы за существование. Всеобщность этого явления и сложность взаимоотношения в природе. Причины борьбы за существование и их значение в эволюции. Борьба за существование как процесс взаимодействия в биогеоценозе. Формы естественного отбора. Теория стабилизирующего отбора. Движущий (направленный) отбор. Дизруптивный отбор и его роль в природе. Индивидуальный и групповой отбор. Половой отбор. Творческая роль естественного отбора. Место естественного отбора среди других факторов 10. Основные факторы эволюции и направления эволюционного процесса. Мутационный процесс как фактор эволюции. Роль популяционных волн в эволюции. Роль изоляции как фактора, усиливающего генетическое различие популяций. Взаимодействие элементарных факторов эволюции. Понятие генетического груза популяции. Основные факторы эволюции: аллогенез, арогенез. Происхождение иерархии филогенетических групп. Темпы эволюции групп. 11. Основные эволюционно-генетические характеристики популяций. Частоты генов, генотипов и фенотипов в популяции. Внутрипопуляционный полиморфизм. Генетические процессы в популяции (Закон Харди-Вайнберга). 12. Биологический прогресс и биологический регресс в эволюционном процессе. Понятие прогресса и его критерии. Классификация явлений прогресса. Неограниченный прогресс. Биологический прогресс и его роль в природе. Биотехнический прогресс. Учение А.Н. Северцова о главных направлениях прогресса. 13. Вид как форма существования жизни. Основные свойства вида. Критерии вида. Генетическое единство - главный критерий вида. Основные пути видообразования. Вид - качественный этап эволюции. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ
жүктеу/скачать 230 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|