Биология

Букринская А.Г. Вирусология. - М.: Медицина, 1986. - 336 с.

Гнутова Р.В. Вирусология с основами иммунохимии. - Владивосток: Дальнаука, 1999. - 163 с.

Общая и частная вирусология /Под редакцией Жданова В.М. и Гайдамович С.Я. - М.: Медицина, 1982. - 496 с.

Жданов В.М., Гайдамович С.Я. Вирусология. - М.: Медицина, 1966. - 480 с.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена для магистерской программы «Генетика»

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ГЕНЕТИКИ

Краткий исторический очерк развития генетики. Роль отечественных ученых в развитии генетики и селекции. Краткий обзор методов исследования генетики. Значение генетики для фундаментальной науки, сельского хозяйства и медицины. Основные понятия в генетике: ген, геном, генотип, фенотип, локус, аллель, гомозиготность, гетерозиготность, доминирование.

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

Работы Г. Менделя. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Закономерности прямого и обратного скрещивания. Закономерности наследования при ди- и полигибридном скрещивании. Дискретность генотипа и фенотипа. Возвратное и анализирующее скрещивание. Тетрадный анализ. Механизм расщепления. Статистический анализ расщепления. Взаимодействие аллельных генов - полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Типы взаимодействия генов: комбинативное, комплементарное, эпистатическое, полимерия, плейотропия. Биохимические механизмы взаимодействия генов. Пенетрантность и экспрессивность. Особенности наследования количественных признаков. Гипотеза множественных факторов (полигенное наследование) количественных признаков. Представление о генотипе как системе алельных и неаллельных взаимодействий. Генотип как целостная и исторически сложившаяся система.

НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ, СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ

Понятие об аутосомах и половых хромосомах. Соотношение полов. Типы хромосомного определения пола. Наследование признаков сцепленных с полом. «Крисс-кросс» наследование. Наследование сцепленных с полом признаков при первичном и вторичном нерасхождении Х-хромосом. Наследование, ограниченное полом.

 СЦЕПЛЕНИЕ И КРОССИНГОВЕР

Изучение сцепления признаков у дрозофилы в экспериментах Т. Моргана и его школы. Хромосомная теория наследственности. Группы сцепления. Открытие явления кроссинговера. Принципы построения генетических карт. Цитологическое доказательство явления кроссинговера. Тетрадный анализ при изучении кроссинговера. Хромосомная и хроматидная интерференция. Механизмы кроссинговера. Влияние внешних и внутренних факторов на частоту кроссинговера. Значение кроссинговера для эволюции и селекции. Современные методы картирования генов животных и человека. Геномика. Понятие о генетических, физических и секвенсовых картах. Программа «Геном человека».

ТЕОРИЯ ГЕНА

Представление школы Т. Моргана о строении и функции гена. Работы А.С. Серебровского по ступенчатому аллеломорфизму и центровая теория гена. Концепция псевдоаллелизма. Современные представления о строении генов про- и эукариот. Регуляторные элементы генов. Вариабельные микро- и минисателитные ДНК. Мобильные генетические элементы.

НЕХРОМОСОМНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ

Пластидная и митохондриальная наследственность. Закономерности цитоплазматической наследования. Критерии цитоплазматической наследственности. Признаки, контролируемые ядерными и цитоплазматическими генами. Практическое использование цитоплазматической мужской стерильности в практике сельского хозяйства. Наследование через инфекцию и эндосимбионтов. Особенности генетического анализа нехромосомного наследования. Понятие о плазмоне. Генотип как система взаимодействий генома и плазмона.

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛОВ

Понятие жизненного цикла. Половой процесс у животных и растений. Спорогенез, гаметогенез. Двойное оплодотворение у цветковых растений. Общие черты оплодотворения у животных и растений. Нерегуляторные типы полового разсмножения - партеногенез, андрогенез, гиногенез. Процессы ведущие к рекомбинации у одноклеточных эукариот.

ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРОКАРИОТ

Конъюгация бактерий. Половой фактор. Представление об эписомах. Инфекционность фактора. Роль фактора в переносе генетического материала при конъюгации. Методы локализации генов бактерий. Явление трансформации у бактерий. Трансдукция у бактерий. Использование трансформации и трансдукции в генетическом анализе.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Классификация изменчивости. Генотипическая и фенотипическая изменчивость. Модификационная изменчивость. Понятие о норме реакции генотипа. Роль модификаций в эволюции. Мутационная изменчивость. Краткий очерк изучения мутационной изменчивости. Принцип классификации мутаций и методы их изучения. Классификация мутаций по характеру изменения фенотипа. Классификация мутаций по характеру изменений генотипа - генные, хромосомные, геномные, цитоплазматические. Молекулярные механизмы генных мутаций. Механизмы возникновения различных типов перестроек хромосом. Полиплоидия. Искусственное получение полиплоидов. Автополиплоидия. Расщепление по фенотипу и генотипу при автополиплоидии. Аллополиплоидия. Мейоз и наследование у аллополиплоидов. Преодоление бесплодия у аллополиплоидов, опыты Карпеченко. Полиплоидные ряды. Использование гетероплоидов в сельском хозяйстве.

МУТАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

Спонтанный мутационный процесс и его причины - ошибки редупликации, рекомбинации и репарации. Индуцированный мутационный процесс. Физические, химические и биологические мутагены. Радиационный мутагенез. Химический мутагенез. Многоэтапность мутационного процесса. Генетический контроль спонтанного и индуцированного мутационного процесса. Мутационный процесс и эволюция. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. Антропогенные факторы загрязнения среды - тератогены, канцерогены и мутагены. Мутагены окружающей среды и методы их тестирования. Антимутагены.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОНТОГЕНЕЗА

Генетические основы дифференцировки. Тотипотентность. Вегетативное размножение. Клонирование животных. Системный контроль генетических процессов. Гомеозисные гены. Регуляция регуляторов. Стадии и критические периоды в развитии. Фенокопии и морфозы. Тератогены. Апоптоз. Старение.

Определение пола как пример генетической детерминации онтогенеза. Контроль детерминации пола у млекопитающих - гены У-хромосомы и аутосомные гены. Балансовая теория определения пола у дрозофилы. Гинандроморфизм. Генетическая бисексуальность организма. Интерсексуальность. Гермафродитизм. Дифференциация и переопределение пола в онтогенезе.

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ

Понятие о виде и популяции. Понятие о частотах генов и генотипов в популяциях самоопылителей. Закон Харди -Вайнберга, его значение и практическое использование. С.С. Четвериков основоположник экспериментальной популяционной генетики. Понятие о генетическом полиморфизме. Генофонд популяций. Генетика популяций как основа изучения микроэволюции.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ

Генетика как теоретическая основа селекции. Учение об исходном материале в селекции. Центры проолисхождения культурных растений по Н.И. Вавилову. Методы селекции - отбор, гибридизация, экспериментальный мутагенез, клеточная и генная инженерия. Методы отбора - индивидуальный и массовый. Методы гибридизации - инбридинг, аутбридинг, отдаленная гибридизация, гетерозис.

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

Методы изучения генетики человека: генеалогический, цитогенетический, близнецовый, антропометрический, биохимический, популяционный, онтогенетический, молекулярно-генетический. Медико-генетическое консультирование. Генные болезни. Хромосомные болезни. Мультифакторные болезни. Пренатальная диагностика. Генотерапия.

Предмет физиологии

Определение предмета физиологии. Методы физиологических исследований. Хронический и острый эксперимент. Электрофизиологические методы исследования. Клинический метод исследования. Метод наблюдения. Методы раздражения. Метод условных и безусловных рефлексов. Биофизические методы исследования. Кибернетические методы исследования. Психологические методы исследования. Эволюционный метод исследования. Онтогенетический метод исследования.

Разделы физиологии. Физиология клетки и субклеточных образований. Физиология тканей. Физиология органов. Физиология систем организма. Физиология организма в целом. Клиническая физиология. Нормальная физиология. Физиология труда. Физиология спорта и физической культуры. Эволюционная физиология. Физиология умственного труда. Физиология физического труда. Физиология онтогенеза - критические возрастные периоды.

Связь физиологии с другими науками. Связь физиологии с клиникой. Физиология и биофизика. Физиология и биохимия. Физиологи и кибернетика. Физиология и анатомия. Физиология и анатомия. Физиология и психология. Физиология и педагогика. Физиология и ветеринария.

История физиологии.

Античный период и средневековье. Аристотель, Гиппократ, Гален, Эразистрат, Авиценна.

Эпоха Возрождения. Гарвей, Мальпиги, Бернулли, Хэлс, Лавуазье, Декарт, Ламеттри, Гальвани, Вольта, Прохаска.

XIX век. Дарвин, Шлейден, Шванн, Сеченов, Людвиг, Вебер, Цион, Павлов, Дондерс, Миславский, Геринг, Данилевский, Гейденгайн, Пашутин, К. Бернар, Дюбуа-Реймон, Пфлюгер, Гельмольц, Бабухин, Введенский, Шеррингтон, Флуранс, Мечников.

ХХ век. Павлов, Быков, Орбели, Черниговский, Петрова, Анохин, Асратян, Бирюков, Воронин, Бехтерев, Беритов, Введенский, Ухтомский, Шеррингтон, Мегун, Моруцци, Бернштейн, Ходжкин, Хаксли, Экклс, Джаспер, Бабкин, Курцин, Коган, Газенко, Симонов.

Физиология возбудимых тканей

. Свойства возбудимых тканей: раздражимость, возбудимость, возбуждение, раздражение. Опыты Гальвани. Опыты Дюбуа-Реймона.

Строение и свойства клеточных мембран: барьерные функции мембраны клетки; регуляторные функции клеточной мембраны; электрические свойства; медиаторные функции мембраны. Строение и функции ионных каналов мембраны клетки.

Методы изучения возбудимых клеток. Микроэлектродный метод регистрации электрического потенциала мембраны. Методы раздражения возбудимой клетки.

Потенциал покоя и потенциал действия. Действие различных форм электрического тока на заряд мембраны. Полярный закон действия тока. Порог раздражения, полезное время раздражения, хронаксия. Фазы парабиоза.

Физиология нервной ткани.

Строение и классификация нейронов. Функции нейронов. Сома нейрона. Мембрана нейрона. Ядро и ядрышко нейрона. Функции дендритов и аксонов. Морфологическая классификация нейронов. Униполярные нейроны. Псевдоуниполярные нейроны. Биполярные нейроны. Мультиполяные нейроны. Функциональная классификация нейронов. Моносенсорные нейроны. Бисенсорные нейроны. Полисенсорные нейроны. Мономодальные, бимодальные, полимодальные нейроны. Фоновоактивные нейроны. Формы активности нейронов. Афферентные нейроны. Вставочные нейроны. Эфферентные нейроны.

Рецепторы. Рецепторный и генераторный потенциалы.

. Нейроглия. Виды нейроглии, функции нейроглиальных клеток.

. Проведение возбуждения по нервам. Классификация нервных волокон. Особенности проведения возбуждения по миелиновым и безмиелиновым волокнам.

Физиология синапсов. Понятие синапса. Классификация синапсов. Синапсы с химическим и электрическим способами передачи возбуждения. Тормозные и возбуждающие синапсы. Нервно-мышечные синапсы.

Физиология мышечной ткани.

Виды мышечной ткани: гладкие мышцы, скелетные мышцы, мышца сердца. Функции мышц. Методы исследования функций мышц: эргометрические методы, электрофизиологические методы.

Скелетные мышцы. Классификация скелетных мышечных волокон. Свойства и функции медленных мышечных волокон. Свойства и функции быстрых мышечных волокон. Свойства и функции тонических мышечных волокон.

Структурная организация мышечного волокна и механизм мышечного сокращения. Фазы мышечного сокращения. Одиночное мышечное сокращение. Суммация и тетанус. Работа и мощность мышц. Энергетика и теплообразование при мышечных сокращениях.

. Гладкие мышцы. Классификация гладких мышц. Строение гладких мышц. Функции и свойства гладких мышц.

Физиология железистой ткани.

Секреция, ее виды. Функции секреторных систем. Секреторный цикл. Регуляция секреции.

Принципы организации управления функциями организма.

. Управление по рассогласованию. Управление по возмущению. Нервные механизмы управления. Гуморальные механизмы управления.

Саморегуляция физиологических систем. Гомеостаз. Прямая и обратная связь. Функциональная система Анохина.

Физиология центральной нервной системы

. Методы исследования функций ЦНС. Метод выключения структур мозга. Метод депрессии. Метод денервации. Электрофизиологические методы. Метод моделирования. Рефлекторный метод. Эволюция ЦНС.

. Торможение в ЦНС.

Свойства нервных центров.

Гематоэнцефалический барьер и цереброспинальная жидкость.

. Спинной мозг. Структура и функции спинного мозга. Проводящие системы спинного мозга. Нейронная организация рогов спинного мозга. Рефлексы спинного мозга. Сегментарная рефлекторная дуга. Миотатические рефлексы. Рефлексы с рецепторов кожи. Висцеромоторные рефлексы. Рефлексы вегетативной системы.

Ствол мозга. Структура продолговатого мозга. Сенсорные, проводниковые, рефлекторные и интегративные функции продолговатого мозга. Мост. Структура моста мозга. Сенсорные, проводниковые, рефлекторные и инегративные функции моста. Структура среднего мозга. Сенсорные, проводниковые, двигательные, рефлекторные и интегративные функции среднего мозга. Промежуточный мозг: таламус, гипоталамус. Мозжечок: кора мозчежка, подкорковые структуры мозжечка, функции мозжечка, взаимодействие мозжечка с корой головного мозга. Лимбическая система мозга: гиппокамп, миндалевидное тело.

Базальные ядра головного мозга. Строение и функции хвостатого ядра, скорлупы. Строение и функции бледного шара. Строение и функции ограды.

Кора большого мозга. Морфофункциональная организация. Нейроны коры. Слои коры. Сенсорные области коры. Моторные области коры. Ассоциативные области коры. Электрическая активность коры мозга. Межполушарные взаимоотношения коры.

Координация движений.

Физиология вегетативной нервной системы

Функциональная структура вегетативной нервной системы. Симпатическая нервная система. Парасимпатическая нервная система. Вегетативные рефлексы: висцеро-висцеральные, висцеро-соматические, сомато-висцеральные.

Гормональная регуляция физиологических функций. Железы внутренней секреции.

Принципы гормональной регуляции. Методы исследования гормональной регуляции. Гипофиз и его гормоны. Щитовидная железа. Паращитовидная железа. Надпочечники. Поджелудочная железа. Половые железы.

Физиология крови

Понятие о системе крови. Функции крови. Количество крови в организме.

. Плазма крови, ее состав и функции. Физико-химические свойства крови.

Форменные элементы крови. Эритроциты. Эритрон. Лейкоциты. Лейкоцитарная формула. Нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты, лимфоциты. Регуляция лейкопоэза. Резистентность и иммунитет.

Тромбоциты и их функции.

. Группы крови. Резус-фактор.

. Свертывание крови. Фибринолизис.

Крово- и лимфообращение

Структура системы крово- и лимфообращения. Функции системы крово- и лимфообращения.

Физиология сердца. Функции сердечной мышцы. Функции проводящей системы сердца. Функции оболочек сердца. Функции перикарда.

Кардиограмма. Электрокардиограмма. Фазы сокращения сердца. Ритмы сердечных сокращений. Нагнетательная функция сердца. Сердечный выброс - минутный объем. Механические и звуковые проявления сердечной деятельности.

Регуляция деятельности сердца. Внутриклеточные механизмы регуляции. Регуляция деятельности сердца с рецепторов эндокарда, миокарда, эпикарда и перикарда. Регуляция деятельности сердца со стороны симпатической и парасимпатической систем. Межсистемная регуляция деятельности сердца. Гуморальная регуляция деятельности сердца. Условнорефлекторная регуляция деятельности сердца. Рефлексы сердца.

. Функции сосудистой системы. Классификация сосудов, принципы гемодинамики. Артериальное давление, артериальный пульс, объемная скорость кровотока. Движение крови в капиллярах. Микроциркуляция. Движение крови в венах. Регуляция движения крови по сосудам: нервная, гуморальная. Сосудистые рефлексы. Кровяные депо. Мозговое кровообращение. Кровообращение в сердце.

. Лимфообращение. Строние лимфатической системы. Образование лимфы и ее состав. Движение лимфы по сосудам. Функции лимфатической системы.

Дыхание.

Строение и функции дыхательной системы. Виды дыхания: внешнее, легочное, альвеолярное, тканевое, клеточное. Эволюция дыхательной системы.

Строение и функции легких. Механизм вдоха. Внутриплевральное давление. Механизм выдоха. Легочная вентиляция: легочные объемы. Дыхательный объем, резервный объем вдоха и выдоха. Остаточный объем. Жизненная емкость легких. Транспорт газов и газообмен. Регуляция дыхания: нервная и гуморальная. Дыхательные рефлексы.

Физиология пищеварительной системы

Строение пищеварительной системы. Функции пищеварительной системы. Методы исследования пищеварительной системы. Теории голода и насыщения. Понятие “аппетит”, виды расстройства аппетита. Типы пищеварения.

. Пищеварение в полости рта. Слюноотделение. Жевание. Глотание.

. Пищеварение в желудке. Строение и функции отделов желудка. Механизм образования и состав желудочного сока. Регуляция желудочной секреции: нервная, гуморальная. Моторная функция желудка. Эвакуация пищи из желудка и двенадцатиперстную кишку.

Пищеварение в тонком кишечнике. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Регуляция секреции сока поджелудочной железы. Желчеотделение и желчевыделение. Механизмы и регуляция. Кишечная секреция. Полостное и пристеночное пищеварение. Моторика тонкой кишки. Механизм всасывания белков, жиров и углеводов в тонкой кишке.

. Функции толстого кишечника.

Обмен веществ и энергии

Методы изучения энергообмена. Основной обмен и его измерения в покое и при нагрузках. Регуляция обмена энергии.

. Обмен белков. Азотистый баланс. Регуляция обмена белков.

Обмен липидов. Образование и распад жиров в организме. Регуляция обмена жиров.

. Обмен углеводов. Изменения углеводов в организме. Регуляция обмена углеводов.

. Обмен минеральных солей, витаминов и воды.

Физиология выделительной системы

Органы выделения: почки, легкие, слюнные железы, железы желудочно-кишечного тракта, железы кожи, слезные железы. Эволюция выделительной системы.

Почки и их функции. Методы изучения функций почек. Нефрон. Строение и функции отделов нефрона. Поворотно-противоточная система почек. Регуляция функций почек: нервная и гуморальная.

Сенсорные системы

Понятие сенсорной системы. Методы исследования сенсорных систем. Общие принципы строения сенсорных систем. Функции сенсорных систем. Кодирование информации в сенсорных системах.

Зрительная система. Строение и функции структур зрительной системы. Аномалии рефракции глаза: близорукость, дальнозоркость, астигматизм. Сетчатка глаза и ее функции. Электроретинограмма. Световая чувствительность. Зрительная адаптация. Дифференциальная зрительная чувствительность. Цветовое зрение и теории цветоощущения. Роль движения глаз для зрения.

Слуховая система. Структура и функции слуховой системы. Наружное ухо. Среднее ухо. Внутреннее ухо. Механизм слуховой рецепции. Слуховые ощущения. Бинауральный слух.

. Вестибулярная система. Строение и функции вестибулярного аппарата.

. Соматосенсорная система. Кожная рецепция. Проприоцептивная чувствительность.

. Обонятельная система. Строение и функции обонятельного аппарата.

. Вкусовая система. Строение и функции вкусовой системы.

Интегративная деятельность мозга

. Условный рефлекс и механизмы его образования. Методы выработки условных рефлексов. Виды условных рефлексов. Виды торможения условных рефлексов. Динамика основных нервных процессов. Типы высшей нервной деятельности. Безусловные рефлексы и инстинкты. Классификация безусловных рефлексов и инстинктов.

Физиологические механизмы памяти. Кратковременная и долгосрочная память.

. Физиологические механизмы эмоций. Стадии развития эмоций.

. Сон и гипноз. Механизмы сна. Стадии сна. Сновидения. Гипнотический сон.

. Мышление, интеллект.

. Вторая сигнальная система. Речь.

. Функциональная межполушарная асимметрия мозга и ее эволюция.

ЛИТЕРАТУРА

1. Физиология человека и животных. /Под. ред. Когана А.Б. - М.: Высшая школа, 1984.- T. 1 - 360 c., T. 2 - 288 c.

2. Физиология человека. /Под ред. Покровского В.М. - М.: Медицина, 1997.- T. 1 - 448 c., T. 2 - 368 c.

3. Основы физиологии человека. /Под ред. Ткаченко Б.И. - СПб.: Изд-во “Международный фонд истории науки”, 1994.
- Т . 1 - 567 с., Т. 2 - 412 с., Т. 3 - 474 с.

4 Физиология человека и животных. /Под ред. Ноздрачева А.Д. - СПб.: Наука, 1998. - 345 с.

5. Физиология человека. /Под ред. Шмидта Р., Тевс Г. - М.: Мир, 1984. - Т. 1 - 556 с., 1985. - Т. 2 - 240 с., 1986. - Т. 3 - 288 c., Т. 4 - 312 с.

6. .Косицкий Г.И. Физиология человека. - М.: Медицина, 1985. - 635 с.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена для магистерской программы «Экология»

Краткая история становления и развития экологии.Значение работ А. Гумбольта. Ч. Дарвина, В.В. Докучаева в становлении экологии. К.Ф. Рулье, Н.А. Северцов - основоположники отечественной экологии. Обособление экологии как самостоятельной науки: экологические воззрения Э. Геккеля - изучение взаимоотношений организмов как представителей конкретных видов с окружающей средой.

Изучение надорганизменных биологических систем. Формирование концепции биоценозов (К. Мебиус, С. Форбс) и их динамичности (Ф. Клементс). Выделение направления популяционной экологии (Ч. Элтон). Развитие идей об экосистеме (А. Тенсли) и биогеоценозе (В.Н. Сукачев) как целостных системах.

Возникновение энергетического аспекта в изучении взаимоотношений между трофическими уровнями (В.В. Станчинский, Р. Линдеман). Зарождение теоретической экологии - применение метематических моделей межпопуляционных взаимоотношений (Л. Лотка, В. Вольтерра). Внедрение экспериментальных методов (Г.Ф. Гаузе).

Предмет и задачи современной экологии. Уровни организации жизни как отражение ее дискретности. Отдельный организм - особь - элементарная единица в экологии (В.Д. Федоров). Роль организма как структурно-функциональной подсистемы популяции. Надорганизменные биологические системы - популяции и биоценозы (сообщества). Функции популяции как формы существования вида и составной части биоценоза.

Экосистема - биокосная система: ее функции, обеспечивающие глобальный круговорот веществ в биосфере. Типы интеграции структуры природы (И.И. Шмальгаузен, С.С. Шварц, Б.Г. Иоганзен, Р.С. Вольскис, М.И. Гладышев).

Основные подходы в современной экологии - популяционный и экосистемный и соответствующие задачи. Экология как междисциплинарная область знаний и как мировоззрение организации человеческой деятельности в условиях жесткого экологического императива (Ю. Одум, М.С. Гиляров, В.Д. Федоров, И.А. Шилов, А.М. Гиляров, Н.Н. Моисеев, М. Бигон и др.).

Разделы экологии. Разные точки зрения на структуру экологии.

Методы экологии. Системный подход. Понятие о системе, ее элементах, структуре, свойствах. Мониторинг - интегральная оценка качества среды на основе системного подхода. Биомониторинг, биоиндикация. Микрокосмы - искусственные частично замкнутые и самоподдерживающиеся многовидовые системы, предназначенные для изучения влияния факторов среды на сообщества.

Методы контроля воздействия хозяйственной деятельности на экосистемы: экологический мониторинг; экологическая аттестация и паспортизация хозяйственных объектов, природно-производствненных комплексов, территорий; экологическая экспертиза.

Экология особи

Организм - дискретная самовоспроизводящаяся структура. Унитарные и модулярные организмы. Ценоорганизмы - многовидовые системы организменного ранга (И.П. Лаптев). Арена жизни. Среда обитания (среда жизни), экологический фактор, ресурс, условия жизни. Классификация экологических факторов. Ареал, биотоп, стация. Распределение особей в пределах ареала: репродукционный и трофический ареал, миграционные пути.

Общие принципы адаптации организмов. Основные понятия: адаптация генетическая и негенетическая, гомеостаз, акклимация, акклиматизация, приспособленность. Пределы адаптивных возможностей организмов - экологическая валентность вида. Эври- и стенобионтные виды. Диапазон переносимых колебаний факторов на клеточно-тканевом, организменном и популяционном уровнях.

Общие закономерности воздействия факторов среды на организмы и их ответные реакции: зоны оптимума, нормы и пессимума. Относительность величины зоны оптимума. Энергозатраты на адаптацию. Механизмы приспособления различных уровней структурной иерархии - сообщество, популяция, организм, фенотип, генотип - к среде обитания. Адаптация биосистемы как процесс подгонки оптимумов под изменившиеся условия среды (Э. Лекявичюс).

Лимитирующие факторы. “Закон минимума” Ю. Либиха. “Закон” толерантности В. Шелфорда. Фундаментальные перестройки морфологии и физиологии в эволюции различных таксонов животных и растений как адаптация к лимитирующим факторам.

Комплексное воздействие факторов. Принципы смены местообитаний. Правило предварения. Принципы экологической классификации организмов. Экоморфа (жизненная форма) как система эколого-морфологической адаптации организменного уровня.

Солнечное излучение и его составляющие. Экологические характеристики ультрафиолетовой, инфракрасной радиации и видимого света. Альбедо - мера отраженного излучения и причины, определяющие его величину. Значение компонентов видимого света в жизнедеятельности животных и растений. Ритмы солнечной активности и ритмы биологических явлений в биосфере (А.Л. Чижевский, Л.С. Берг, А.А. Максимов и др.).

Температура и организмы. Принципы классификации организмов. Пойкило- и гомойотермы, эндо- и эктотермы. Характеристика гомойотермии. Влияние температуры на развитие: активные температуры, сумма эффективных температур, температурный коэффициент Q10, термопериодизм, формообразование. Механизмы терморегуляции. Пути теплоотдачи. Противоточные теплообменники. Химическая терморегуляция: источники дополнительного тепла; географическая и эволюционная изменчивость.

Вода и организмы. Биологическое значение воды. Классификация организмов по их потребностям в воде. Адаптация растений и животных к содержанию воды в среде. Обеспеченность местообитаний животных водой и формы выделения продуктов белкового обмена.

Совместное действие температуры и влажности. Гигро- и климограммы, биоклимограммы. Гидротермический коэффициент и ареалы распространения организмов.

Эдафические факторы. Особенности почвы как среды обитания организмов. Причины многообразия организмов в почве. Экологичес-кие группы организмов почвы и их роль в почвообразовании.

Адаптивные биологические ритмы. Биологические часы и их

проявление в живой природе. Механизмы регуляции циркадных и цирканных ритмов. Фотопериодическая реакция живых организмов.

Антропогенные факторы. Основные формы воздействий человека на природу.

Экология популяций

Разные точки зрения на сущность понятия "популяция" в экологии и генетике. Популя-ция как “панмиктическая единица”, “хорологическая единица”, “структурно-организационная единица”. Типы популяций по их способности к самовоспроизведению и их роль в эволюции вида: перманентная и темпоральная популяции (Г.Х. Шапошников). Частные случаи перманентной популяции: независимые, полузависимые (В.Н. Беклемишев). Частные случаи темпоральной популяции - псевдопопуляция, зависимая и временная популяция (В.Н. Беклемишев). Типы популяций по способу размножения - панмиктические, клональные, клонально-панмиктические. Популяции растений.

Статические характеристики популяции: численность, плотность, структура (возрастная, половая, пространственная, этологическая). Типы распределения особей в пространстве и статистические методы их распознавания. Типы использования территории. 1. Интенсивный тип. Оседлые животные. Участки обитания и их типы. Формы "индивидуализации" территории. Механизмы интеграции особей. 2. Экстенсивный тип. Кочевые живот-ные (номадные). Преимущества группового образа жизни. Механизмы, определяю-щие пространственную структуру стада (стаи).

Этологическая структура. Доминирование и иерар-хия оседлых видов. Ранговые физиологические отличия. Иерархия в стадах и стаях. Внутристадные группировки - структурная основа управляемости стада. Физиологические механизмы формирования и поддержания структуры взаимоотношений в популяции. Типы соотношений пространственной и этологической структуры популяций позвоночных животных (И.А. Шилов). Эффект группы. Массовый эффект.

Половая структура. Первичное, вторичное и третичное соотношение полов. Экологические различия полов.

Возрастная структура. Причины, определяющие возрастной состав популяции. Возрастная структура популяций животных, способы ее выражения. Экологические различия возрастных групп.

Структура фитопопуляций. Особи - структурные единицы фитопопуляций. Особь унитарных организмов - генет, модулярных организмов-рамет. Многообразие форм и свойств особей в популяциях. Основные категории структуры фитопопуляций. Генетическая, возрастная, размерная, половая. Виталитет. Популяционная структура видов растений.

Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, иммиграция, скорость роста популяции. Типы кривых выживания - распределение смертности по возрастам. Когортные таблицы выживания для популяций с неперекрывающимися и перекрывающимися поколениями. Статические таблицы выживания. Возрастная таблица плодовитости. Расчет ожидаемой продолжительности жизни.

Типы роста популяций. Условия экспоненциального и логистического (S-образного) роста численности. Предельная численность, емкость среды, сопротивление среды.

Типы экологических стратегий. K- и r-стратегии. Система эколого-ценотических стратегий растений (система Раменского-Грайма). Жизненность.

Динамика численности популяций. Факторы динамики: модифицирующие и регулирующие. Биоценотические и внутривидовые регуляторные механизмы. Территориальное поведение и иерархическая структура популяций - механизмы авторегуляции. Способы регуляции численности в зависимости от положения организмов в пищевой цепи. Регуляционизм и стохастизм. Способы регулирования численности через зависимые от плотности факторы - рождаемость и смертность. Реагирование растений на повышение плотности популяции. Правило Сукачёва и результаты его экспериментальной проверки. Типы динамики численности. Популяционные волны (волны жизни) и их значение. Общие принципы регуляции численности организмов.

Экология сообществ

Сообщество. Биоценотические постулаты В. Тишлера (Н.В. Реймерс). Правило замещения, или дублирования. Различные взгляды на природу сообществ: выделение сообществ, соотношение дискретности и континуальности. Экоклин.

Структура сообщества. Видовая структура. Причины, влияющие на видовое разнообразие и его показатели. Соотношение числа видов и их численности. Экологическая структура: соотношение экологических групп, жизненных форм. Пространственная структура: ярусное и мозаичное сложение.

Устойчивость сообществ. Связь между сложностью сообщества и его устойчивостью. Хрупкость сложных сообществ, развивающихся в стабильных средах.

Отношения организмов в биоценозах. Трофические, топические, форические и фабрические связи. Отношения хищник-жертва. Функциональная и численная реакция хищника на возрастание количества жертвы. Колебания системы хищник-жертва. Коэволюция хищника и жертвы

Конкуренция. Эксплуатация и интерференция (Т. Парк). Лабораторные опыты с простейшими, микроорганизмами и насекомыми. Принципы конкурентного исключения (закон Гаузе) и его современная трактовка. Сосуществование видов.

Мутуализм. Примеры мутуализма среди животных и животных с растениями. Другие формы межвидовых взаимоотношений: паразитизм, синойкия, комменсализм, аменсализм.

Экологические ниши. Направления развития концепции экологических ниш (Гринелл, Элтон, Хатчинсон, Гаузе). Многомерная ниша Хатчинсона. Перекрывание ниш. Одномерные иерархические ниши (Е.И. Хлебосолов). Экологические викариаты.

Концепция экосистемы. Структурные элементы и процессы, обеспечивающие функционирование экосистемы. Петли обратных связей. Среда на входе и среда на выходе. Проблема проведения границ экосистемы. Экотон. Краевой эффект.

Биогеоценоз. Структура, связи, границы. Биогеогоризонты, ярусы, парцеллы, консорции в биогеоценотических системах. Сходство и различие экосистемы и биогеоценоза.

Энергетика экосистемы. Функциональный состав сообщества. Пищевые цепи, их типы. Трофические уровни. Передача энергии в экосистеме. Законы термодинамики, лежащие в основе функционирования экосистем. Энтропия экосистемы. Экологическая эффективность. Биологический круговорот веществ. Биологическая продуктивность. Первичная и вторичная продукции сообщества. Экологические пирамиды.

Водные экосистемы. Вода как среда жизни. Экологическая зональность морских и пресных водоемов (на примере озера). Свойства воды - теплоемкость, теплопроводность, плотность, соленость и другие - и приспособление к ним живых организмов. Причины ограниченности эволюции теплокровности у водных животных. Экологические группы организмов населения водоемов. Трофическая структура водных биогеоценозов.

Особенности наземных и водных экосистем. Роль высших и низших растений, соотношение продукции и биомассы животных и растений, разнообразие видов организмов, световой режим, типы пищевых цепей, градиент давления.

Почва - среда, промежуточная между наземной и водной. Ее роль в эволюции животного мира (М.С. Гиляров). Трофическая структура почвенных экосистем.

Биомная классификация экосистем Земли. Разнообразие и состояние биомов суши в России.

Сельскохозяйственные экосистемы, или аргоэкосистемы (АгрЭС). Отличие и сходство агробиоценоза и естественного биогеоценоза. Энергетический бюджет системы. Человеческая деятельность - дополнительный суровый фактор естественного отбора для комплексов организмов, заселяющих посевы культурных растений. Пути приспособлений беспозвоночных животных к смене сельскохозяйственных культур (М.С. Гиляров). Главные модули самоорганизации в АгрЭС (Б.М. Миркин).

Динамика экосистем. Циклические изменения сообществ - флюктуации (суточные, сезонные, многолетние). Сукцессии. Аутогенные и аллогенные сукцессии. Эндо- и сингенез. Первичные и вторичные сукцессии. Этапы развития сукцессий - сериальные стадии. Формирование климаксового сообщества. Общие закономерности сукцессий. Устойчивость и стабильность экосистем. Интегральная оценка уязвимости экосистем суши Российской Федерации.

Учение о биосфере

Понятие "биосфера" и роль в его формировании Ж.-Б. Ламарка, Э. Зюсса, В.И. Вернадского.Учение В.И. Вернадского (1863-1945) о биосфере. Определение понятия, границы биосферы. Оболочки (геосферы) Земли, охватывае-мые биосферой: атмосфера, гидросфера, земная кора (литосфера), их особенности. “Область былых биосфер”.

Структура (компоненты) биосферы. Живое вещество. Биогеохи-мические функции живого вещества. Соотношение понятий "биосфера", "биогеосфера", "биогеоценотический покров", "фитогеосфера", "пленка жизни".

Эволюция биосферы. Идеи В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу. Идеалис-тические представления Ле Руа и Теяр-де-Шардена. Свойства ноо-сферы.

. Охрана природы

Теоретические основы охраны природы. Определение понятия "охрана природы", развитие форм охраны, аспекты. Классификация природных ресурсов.Краткая история развития охраны природы

Природоохранные действия до н.э., в XI-XVII вв., 1805-1917 г.Зарождение природоохранного движения в России. Подходы к охране природы. Роль ученых в становлении движения: И.П. Бородин, В.В. До-кучаев. Г.А. Кожевников, А.П. Семёнов-Тян-Шанский. Создание Государственного комитета по охране природы.

Первые декреты Советской власти по охране природы и первые запо-ведники. Охрана природы в годы НЭП (1925-1929). Упадок эстетического подхода к охране природы. Развитие ути-литарных установок в использовании природных ресурсов. Работа по звероводству и акклиматизации новых видов животных: Б.М.Житков, П.А.Мантейфель, Н.П.Лавров. Краеведческое движение. Организация ВООП.

Развитее исследований в области экологии сообществ. Роль В.В. Станчинского в развитии биоценологии.

Охрана природа в годы первых пятилеток. Развитие тезиса о великом преобразовании природы. Борьба ученых за спасение заповедников как центров экологических исследований.

Расцвет теоретической экологии - Станчинский, Сукачев, Бекле-мишев, Алехин, Троицкий, Северцов, Кашкаров, Зернов, Шалыт. Кризис в экологии. Разгром школы В.В. Станчинского в Аскании-Нова.

Охрана природы без экологии - лысенковщина. Усиление нажима на охраняемые природные территории, вмеша-тельство в природные процессы заповедников. Ученые-борцы за охрану природы (Б.Е. Райков, Г.А. Кожевников, В.Н. Макаров, М.М.Завадовский, А.Н.Формозов и др.).

Современное социально-экономическое развитие и состояние окружающей среды. Причины грядущего экологического кризиса. Необходимость стратегии совместного выживания цивилизации и биосферы - коэволюции (Н.Н. Моисеев). Переход мирового сообщества и каждого государства к устойчивому развитию. “Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию”.

Использование человеком территории планеты. Категории ООПТ (особо охраняемых природных территорий) по международной и отечественной классификации. Их назначение, степень заповедности режима, научное и практическое значение. Биосферные заповедники. Регуляция антропогенных нагрузок в ООПТ. Проблемы ООПТ в России.

Генофонд живой природы. Характеристика видового разнообразия флоры и фауны России. Причины обеднения и вымирания видов флоры и фауны. Отрицательные последствия уменьшения численности организмов. Пути сохранения разнообразия живого планеты.

Стратегия сохранения редких видов России. Цель и объекты стратегии. Биологические основы сохранения редких видов. Красная и Белая книги РФ. Красная книга и Черный список МСОП. Первый национальный доклад РФ “Сохранение биологического разнообразия”.

Биологическое загрязнение и его последствия. Загрязнение биоты. Инвазионные виды растений и животных территории России.

Экологизация землепользования. Земельные ресурсы мира и страны. Категории земель и их распределение по природным зонам. Основ-ные причины, вызывающие деградацию почвы. Предотвращение загрязне-ния окружающей среды в сельскохозяйственном производстве: пестици-ды, минеральные удобрения. Экологическая альтернатива в земледелии.

Лесной покров Земли. Лесной фонд континентов и стран. Природ-ные свойства лесов. Группы лесов. Территориальная неравномерность размещения лесов в стране, проблемы лесопользования и лесоразведения в России.

Нелесные растительные комплексы: степи, луга, городские и пригородные зеленые насаждения. Редкие и исчезающие виды растений. Комплекс охранных мероприятий.

Болота - экологические резерваты природы. Водно-болотные угодья России, охраняемые Рамсарской конвенцией.

Атмосфера воздуха. Природные и антропогенные источники загрязнений, состав загрязнителей. Состояние атмосферного воздуха в городах Российской Федерации. Типы смогов. Теногенное влияние на озоновый слой. Новая теория образования “озоновых дыр”. Мероприятия по охране воздушной среды.

Водные ресурсы Земли и страны. Статические и возобновимые водные ресурсы. Истощение, засорение и загрязнение вод. Природные и антропогенные источники загрязнения вод и влияние загрязнения вод на состояние гидробионтов. Качество питьевой воды и здоровье населения. Меры охраны водных ресурсов и питьевых вод.

Энергетика и охрана окружающей среды. Виды энергетических ресурсов. Гидро- и теплоэнергетика, воздействие на окружающую среду. Атомная энергетика с экологических позиций. Современные тенденции развития энергетики. Коммерческие и некоммерческие источники первичной энергии. Парниковый эффект и глобальное изменение климата. Многообразие энергетики будущего.

Проблемы экологии и охраны природы Ростовской области. Характеристика природных ресурсов. ООПТ области. Степной заповедник “Ростовский”. Донское постоянное запретное рыбное пространство. Эколого-географические проблемы Азовского моря. Памятники природы с разным режимом использования. Меры по оптимизации природопользования в области.

Проблема экологически устойчивого развития биосферы. Монито-ринг природной среды и возобновимых природных ресурсов. Категории мониторинга. Критерии для определения приоритетов при организации мониторинга. Всемирная стратегия охраны природы. Стратегия выхода Российской Федерации из экологического кризиса.

Современная система управления природопользованием и охраной окружающей среды. Структура Федеральных и региональных органов управления. Природоохранное законодательство. Общественное эколого-природоохранное движение в стране и мире. Международное сотрудничество в области охраны природной среды. Объекты Всемирного наследия. Периодические экологические издания.

ЛИТЕРАТУРА

основная:

1. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции, сообщества. - М.: Мир, 1989. Т.1 - 667 с., Т.2. - 477 с.

2. Гиляров A.M. Популяционная экология. - М.: МГУ, 1990. - 191 с.

3. Одум Ю. Экология. - М.: Мир, 1986., Т.1. - 328 с., Т.2. - 376 с.

4. Чернова Н.М., Былова A.M. Экология. - М.: Просвещение, 1988. - 272 с.

5. Михеев А.В., Галушин В.М. и др. Охрана природа. - М.: Просвещение, 1987. - 256 с.

6. Шилов И.А. Экология. М.: - Высшая школа, 1997. - 512 с.

дополнительная:

Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 566 с.

Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология. - М.: ПРИОР, 2000. - 304 с.

Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: Концептуальная экология. - М.: Россия молодая - Экология, 1992. - 367 с.

Федоров В.Д., Гильманов Т.Г. Экология. - М.: МГУ, 1980. - 464 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6