Учебное пособие: Биология

Антимикробные вещества, специфичность и механизм действия, области их применения.

Питание микроорганизмов. Потребности в питательных веществах. Питательные Среды, их поверхностное и глубинное культивирование. Прототрофы и ауксотрофы, олиготрофы.

Принцип элективности, получение накопительных и чистых культур. Внеклеточное переваривание. Ферменты микроорганизмов. Поступление веществ в клетку. Типы питания у прокариот.

 Метаболизм. Понятие о катаболизме и анаболизме, их взаимосвязь.

Аккумуляция энергии в клетках микроорганизмов: субстратное, окислительное и фотосинтетическое фосфорилирование.

Брожения. Пути катаболизма гексоз. Спиртовое, молочнокислое (гомо- и гетероферментативное), маслянокислое, ацетонобутиловое, пектиновое брожения, анаэробное разложение клетчатки. Характеристика процессов и их возбудителей. Распространение и роль процессов в природе, значение для промышленной деятельности человека.

Дыхание (полное окисление). Цикл трикарбоновых кислот, дыхательная цепь и фосфорилирование, сопряженное с транспортом электронов. Аэробное разложение клетчатки. Разнообразие типов дыхания у микроорганизмов.

Неполные окисления. Уксуснокислое “брожение”. Характеристика возбудителей, распространение в природе. Способы промышленного производства уксуса, получения витамина С. Окисление углеводов грибами с образованием органических кислот.

“Анаэробное” дыхание (перенос электронов в анаэробных условиях). Денитрификация и восстановление нитратов (“нитратное дыхание”), возбудители процесса. Образование сероводорода при восстановлении
сульфата (“сульфатное дыхание”). Диссимиляционная и ассимиляционная сульфатредукция, характеристика возбудителей.

Хемосинтез. Использование неорганических доноров водорода: аэробные хемолитотрофные бактерии. Окисление аммиака и нитрита (нитрификация), окисление восстановленных соединений серы, окисление двухвалентного железа и другие.

Фотосинтез. Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Пигменты фототрофных бактерий. Оксигенный и аноксигенный фотосинтез, возбудители процессов. Использование световой энергии галобактериями. Экология фототрофов.

Биосинтетические процессы у микроорганизмов. Значение ЦТК в конструктивном метаболизме. Пути образования аминокислот (прямое аминирование органических кислот, переаминирование). Вторичные метаболиты.

Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов. Участие микроорганизмов в круговороте азота и углерода.

Круговорот углерода, значение микроорганизмов в минерализации органических соединений. Фиксация СО2.

Круговорот азота. Аммонификация белков (минерализация азота, мочевины). Нитрификация, денитрификация: основные этапы, возбудители. Значение процессов. Азотфиксация: симбиотическая и несимбиотическая. Биохимия процесса. Работа нитрогеназы. Характеристика свободноживущих и симбиотических азотфиксаторов. Жизненный цикл клубеньковых бактерий. Уникальность и значение процесса в природе.

Наследственность и изменчивость микроорганизмов.

Организация генетического аппарата у прокариот, отличия от генома эукариот. Внехромосомные факторы наследственности - плазмиды. Мутагенные факторы, мутации.

Генетические рекомбинации у прокариот: трансформация, трансдукция, коъюгация, характеристика и особенности каждого процесса. Половой фактор у бактерий, основные этапы конъюгации. Генетические карты.

Взаимоотношения микроорганизмов в природе. Экто- и эндосимбиоз. Различные формы взаимоотношений: симбиотические (мутуализм, кооперация, комменсализм, синтрофия, синергизм) и антагонистические (антибиоз, паразитизм, хищничество).

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.  В.Т.Емцев., В.К.Шильникова . Микробиология. - М.: Агропромиздат, 1990. - 191 с.

2.  Е.Н.Мишустин., В.Т.Емцев. Микробиология. - 3-е изд. - М.: Агропромиздат, 1987. - 368 с.

3.  Общая микробиология. /Под ред. проф. А.Е. Вершигоры - К.: Выща школа, 1988. - 343 с.

4.  Г. Шлегель . Общая микробиология. - М.: Мир, 1987. - 567 с.

Дополнительная:

1.  Медицинская микробиология /под ред. В.И.Покровского, О.К.Поздеева). - М.: ГЗОТАР Медицина, 1999. - 1183 с.

2.  Определитель бактерий Берджи. /Под ред. Дж.Хоулта и др. - М.: Мир, 1997. - Т.1,2. - 800 с.

ЧАСТЬ 2. ВИРУСОЛОГИЯ

ВВЕДЕНИЕ

История вирусологии. Открытие вирусов. Д.И.Ивановский – основоположник учения о вирусах. Периоды развития вирусологии в нашей стране и за рубежом. Успехи и проблемы современной вирусологии.

 Общие свойства вирусов

 Место вирусов в биосфере. Общие характерные свойства вирусов. Природа вирусов. Вирусоподобные структуры. Происхождение вирусов. Стратегия борьбы с вирусными болезнями. Вирусы и генетический обмен в биосфере. Роль вирусов в эволюционных процессах.

 Морфология вирусных частиц

 Принцип структурной организации вирусов. Архитектура вирионов. Типы симметрии вирусных частиц. Морфогенез вирусов. Дефектные вирусные частицы и дефектные вирусы. Биофизические свойства вирусов. Устойчивость вирусов в окружающей среде.

 Химический состав вирусов

 Нуклеиновые кислоты. Вирусные ДНК. Вирусные РНК. Белковый компонент и его функции. Структурные и неструктурные вирусные белки. Липиды и углеводы, входящие в состав вирусных частиц.

 Классификация и таксономия вирусов

 Критерии классификации. Номенклатура вирусов. Универсальная система таксономии вирусов.

Репродукция вирусов

Адсорбция. Клеточные рецепторы. Вирусные рецепторы. Условия адсорбции. Проникновение вирусов в клетку. Депротеинизация. Стратегия размножения вируса. Транскрипция и ее особенности у разных групп вирусов. Особенности трансляции вирусных полипептидов. Экспрессия и репликация вирусного генома. Сборка вирусных частиц. Общие принципы сборки. Выход вирусных частиц из зараженных клеток.

Генетика вирусов

 Генетическая организация вирусного генома. Особенности популяционной структуры вирусов. Понятие о вирусной популяции. Биологические, генетические и экологические факторы, определяющие специфику вирусных популяций. Типы вирусных пропуляций. Генофонд и источники его образования. Понятие о генофонде. Мутации. Способы увеличения информационной емкости вирусного генома. Основные процессы, контролирующие наследственность и изменчивость вирусов. Генетические и негенетические взаимодействия между вирусами. Рестриктазы и физические карты вирусов. Генная инженерия.

Патогенез вирусных инфекций

 Классификация вирусных инфекций на клеточном уровне. Автономные и интеграционные инфекции. Продуктивная и абортивная, литическая и нелитическая, острая и хроническая автономные вирусные инфекции. Интеграционный тип вирусной инфекции клетки. Механизм интеграции вирусного и клеточного геномов. Формы интеграционной инфекции. Смешанная вирусная инфекция клетки. Цитопатология зараженной вирусом клетки. Цитопатический эффект и его причины. Классификация вирусных инфекций на уровне организма. Острые и персистентные инфекции в организме животных. Факторы патогенеза персистентных инфекций. Пути проникновения вируса в организм. Распространение вирусов в организме хозяина.

Вирусный канцерогенез. Онкогенное действие вирусов. Трансформация клеток вирусами. Основные особенности взаимодействия онкогенных вирусов с трансформированными ими клетками.

Противовирусный иммунитет

 Вирусы как антигены. Антигены клетки-хозяина у вирусов. Вирусиндуцированные антигены. Гуморальные факторы противовирусного иммунитета. Клеточные факторы иммунитета. Общефизиологические факторы в противовирусном иммунитете. Интерферон. Видовая специфичность интерферона и его физико-химические и биологические свойства. Механизм образования и действия интерферона. Клиническое использование интерферона и его индукторов.

Химиотерапия вирусных инфекций. Некоторые принципы поиска антивирусных химиопрепаратов. Классы и группы антивирусных химиопрепаратов Новые направления химиотерапии вирусных инфекций. Иммунопрофилактика вирусных инфекций. Вирусные вакцины. Вирусные ингибиторы – неспецифические факторы противовирусного иммунитета.

Экология вирусов и эпидемиология вирусных инфекций

 Влияние антропогенных факторов на экологию вирусов. Общность возбудителей вирусных инфекций человека и животных. Особенности эпидемиологии вирусных инфекций. Возникновение, распространение и передача вирусных инфекций. Природная очаговость вирусных инфекций. Санитарная вирусология воды, почвы, воздуха. Роль сточных вод и осадков в загрязнении вирусами различных объектов. Санитарно-вирусологический контроль сточных вод и осадков, их очистка и обеззараживание.

Вирусы насекомых и их место в единой классификации вирусов. Симптомы и патогенез вирусных инфекций насекомых. Использование вирусов насекомых в биологической борьбе с вредителями сельского и лесного хозяйства.

Бактериофаги. Биология умеренных фагов, лизогения и трансдукция.

Вирусы растений, их биологические свойства, пути распространения в природе.

 Основные принципы и методы диагностики вирусных инфекций

 Выделение вируса из клинического материала. Микроскопические методы. Вирусологические методы. Серологические методы диагностики вирусных инфекций.

Клеточные культуры в вирусологии. Методы культивирования клеток и вирусов.

ЛИТЕРАТУРА

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

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

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

4.  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.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Ф. Айала , Дж. Кайгкр Современная генетика. - М.: Мир, 1988.- 335 с.

2.  С.Г.Инге-Вечтомов .Генетика с основами селекции. - М.: Высшая школа, 1989.- 356 с.

3.  Гершензон Основы современной генетики. - М.: 1983. - 532 с.

4.  Н.П.Дубинин . Общая генетика. - М.: Наука, 1976. - 572 с.

5.  М.Е.Лобашев . Генетика. - Л.: Изд-во Ленинградского ун-та. 1969. - 600 с.

6.  Н.П.Бочков . Клиническая генетика. - М.: Медицина, 1997. - 288 с.

7.  В.Н.Горбунова , В.С.Баранов . Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. – СПб.: Специальная литература, 1997.- 287с.

8.  Н.Н.Приходченко, Т.П. Шкурат . Основы генетики человека. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. - 325 с.

9.  Словарь генетических терминов //Под ред. Хотылевой. – Минск: Наука, 1998.- 421 с.

10.  Ф.Фогель ., А.Мотульски Генетика человека. - М.: Мир, 1989. - 366 с.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена для магистерской программы

«Физиология человека и животных»

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7