Анатомия человека», «Физиология человека и животных»

Физиология возбудимых образований. Понятие о возбудимости и возбуждении. Биопотенциалы, ионномембранная теория их происхождения.

Нейроны, их структура, классификация и функции. Структура нервных волокон. Механизмы генерации и распространения нервных импульсов по миелиновым и безмиелиновым волокнам. Классификация нервных волокон по скорости проведения импульсов.

Структура синапса. Медиаторы. Механизм проведения возбуждения в синапсе. Особенности функционирования тормозных синапсов. Модулирование синаптической передачи.

Регуляция функций организма. Механизмы регуляции: нервный и гуморальный. Рефлекторный принцип регуляции. Рефлекторная дуга. Особенности функционирования и взаимодействия нервных центров. Доминанта.

Структурная организация ЦНС. Строение и функциональная роль спинного мозга. Отделы ствола мозга, их важнейшие центры и функции. Структуры промежуточного мозга: таламус и гипоталамус, их функции. Роль ретикулярной формации. Конечный мозг: кора больших полушарий, подкорковые ядра. Строение и функции коры больших полушарий: борозды, доли, извилины. Сенсорные, моторные и ассоциативные зоны коры. Железы внутренней секреции. Гормоны, их роль в организме. Участие гипоталамуса и гипофиза в регуляции желез внутренней секреции: роль лизинг факторов и тропных гормонов.

Высшая нервная деятельность и анализаторы. Учение И.П. Павлова об условных рефлексах. Приспособительная роль условных рефлексов. Условия их образования. Механизм формирования временных условных связей, роль доминанты. Виды торможения условных рефлексов, их механизм и роль. Память, механизмы кратковременной и долговременной памяти.

Циркадианные ритмы организма человека. Цикл «сон - бодрствование», нервно - гуморальные механизмы его регуляции, роль ретикулярной формации. Функциональная активность мозга в цикле «сон - бодрствование» (по данным электроэнцефалографии). Фазовая структура сна, значение фаз сна.

Сигнальные системы у человека. Типы высшей нервной деятельности. Эмоции. Стресс. Неврозы.

Структура анализатора. Виды и механизмы рецепции. Сенсорные центры коры больших полушарий. Структура зрительного анализатора. Механизм возбуждения фоторецепторов. Строение органа слуха. Распространение звуковой волны по его отделам. Механизм раздражения и возбуждения фонорецепторов Кортиева органа. Восприятие высоты тонов.

Вестибулярный, кожный, двигательный анализаторы.

Процессы жизнеобеспечения организма. Внутренняя среда организма. Гомеостаз. Состав и функции крови. Физико-химические свойства крови. Основные физиологические константы крови (активная реакция, осмотическое давление, содержание глюкозы, форменных элементов и др.), механизмы, обеспечивающие их постоянство.

Сердечно-сосудистая система. Морфологические и функциональные особенности сердечной мышцы. Автоматия, центры, механизм. Внутрисердечные (миогенный и нейрогенный) и внесердечные механизмы регуляции деятельности сердца. Классификация и характеристика кровеносных сосудов. Особенности движения крови в сосудах разного ранга. Регуляция гемодинамики (местная и центральная). Механизм поддержания постоянства артериального давления крови. Механизмы перераспределения циркулирующей крови.

Дыхательная система. Этапы дыхания. Показатели вентиляции легких. Газообмен в легких и тканях. Транспорт дыхательных газов кровью. Анализ кривой диссоциации оксигемоглобина. Регуляция дыхания.

Пищеварительная система. Секреторные функции пищеварительных желёз. Состав пищеварительных соков. Регуляция секреции. Всасывательная и двигательная функции пищеварительного тракта.

 

Цитология»

Основные положения клеточной теории. Клетка – элементарная единица живого. Основные типы клеток живых организмов. Прокариоты и эукариоты. Животные и растительные клетки, грибы. Неклеточные формы жизни.

Возникновение и развитие учения о клеточном строении живых орга­низмов. Современное определение клетки. Основные постулаты (положения) клеточной теории. Разнообразие типов клеток. Прокариотные и эукариотные клетки, общие принципы строения и отличительные особенности. Различия в строении клеток растений, животных и грибов. Ткани.

Биологические мембраны как транспортные системы клетки. Пассивный транспорт и его разновидности. Активный транспорт, его виды и механизмы. Ионные насосы. Мембранный потенциал. Перенос нейтральных молекул.

Регуляция процессов в клетке как основа адаптации живых организмов к меняющимся условиям среды. Регуляция работы генов прокариот. Особен­ности генной регуляции эукариот. Ферментная регуляция и её виды: аллостерическая регуляция, каскадная регуляция, зимогенная регуляция. Регуляция клеточных процессов с помощью биологических мембран.

 

Генетика»

Наследование при моногибридном скрещивании. Понятие о реципрокных скрещиваниях. Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения. Расщепление по фенотипу и по генотипу во втором и третьем поколениях.

Гомозиготность и гетерозиготность. Расщепление при возвратном и анализирующем скрещиваниях. Второй закон Менделя – закон расщепления или чистоты гамет. Цитологический механизм расщепления. Статический анализ расщепления.

Наследование при дигибридном скрещивании. Расщепление по фенотипу и по генотипу при дигибридном скрещивании. Независимое наследование отдельных пар признаков – третий закон Менделя. Цитологические основы независимого комбинирования генов, признаков. Закономерности полигибридного скрещивания. Комбинативная изменчивость, ее значение в селекции и в эволюции. Общая формула расщепления при полигибридных скрещиваниях.

Хромосомная теория наследственности. Хромосомная теория определения пола: гомо- и гетерогаметный пол. Наследование признаков, сцепленных с полом при гетерогаметности мужского и женского пола. Наследование «крест-накрест» («крисс-кросс»).

Основные положения хромосомной теории наследственности Т. Моргана. Генетическое доказательство перекреста хромосом. Величина перекреста и линейная генетическая дискретность хромосом. Одинарный и множественный перекресты хромосом. Определение групп сцепления. Соответствие числа групп сцепления гаплоидному числу хромосом. Локализация гена. Генетические карты растений, животных и микроорганизмов. Цитологическое доказательство кроссинговера. Сравнение цитологических и генетических карт хромосом.

Классификация изменчивости. Понятие о наследственной генотипической изменчивости (комбинативная и мутационная) и ненаследственной фенотипической (модификационная, онтогенетическая) изменчивости. Наследственная изменчивость организмов как основа эволюции. Роль модификационной изменчивости в адаптации организмов и значение ее для эволюции и селекции.

Мутационная изменчивость. Принципы классификации мутаций. Генеративные и соматические мутации. Классификация мутаций по изменению фенотипа – морфологические, биохимические, физиологические. Различие мутаций по их адаптивному значению: летальные, полулетальные, нейтральные и полезные мутации; относительный характер различий мутаций по их адаптивному значению. Понятие о биологической и хозяйственной полезности мутационного изменения признака. Генетические коллекции мутантных форм и их использование в частной генетике растений, животных и микроорганизмов. Значение мутаций для генетического анализа различных биологических процессов.

Классификация мутаций по характеру изменения генотипа: генные, хромосомные, геномные, цитоплазматические.

Генные мутации, прямые и обратные. Множественный аллелизм. Механизм возникновения серий множественных аллелей. Наследование при множественном аллелизме.

Хромосомные перестройки. Внутрихромосомные перестройки: нехватки (дефишенси, делеции), умножение идентичных участков (дупликации), инверсии. Межхромосомные перестройки – транслокации. Особенности мейоза при различных типах внутри- и межхромосомных перестроек. Цитологические методы обнаружения хромосомных перестроек. Механизм возникновения хромосомных перестроек. Дискретность и непрерывность в организации наследственного материала. Значение хромосомных перестроек в эволюции.

Геномные мутации. Умножение гаплоидного набора хромосом – полиплоидия. Фенотипические эффекты полиплоидии. Искусственное получение полиплоидов. Автополиплоидиция. Расщепление по генотипу и фенотипу при скрещивании автополиплоидов. Аллополиплоидия. Мейоз и наследование у аллополиплоидов. Амфидиплоидия как механизм получения плодовитых аллоплоидов (Т.Д. Карпеченко). Ресинтез видов и синтез новых видовых форм. Полиплоидные ряды. Значение полиплоидии в эволюции и селекции растений. Естественная и экспериментальная полиплоидия у животных.

Анеуплоидия (гетерогшоидия): нулисомики и моносомики, полисомики. Особенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов. Жизнеспособность и плодовитость анеуплоидных форм.

Цитоплазматические мутации, их природа и особенности.

Спонтанный мутационный процесс и его причины. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

Индуцированный мутационный процесс. Влияние ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений, температуры, химических и биологических агентов на мутационный процесс. Основные характеристики радиационного и химического мутагенеза.

Роль физиологических и генетических факторов в определении скорости спонтанного и индуцированного мутационного процесса.

Методы изучения генетики человека: генеалогический, цитологический, биохимический, близнецовый, онтогенетический и популяционный.

 

Молекулярная биология»

Белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК (полимеразы, праймаза, химиказы, топоизоляразы, лигазы, SSB-белки).

Репликация хромосомы Е. coli. Инициация репликации в ориджине, образование репликативной вилки. Элонгация репликации (синтез ведущей и запаздывающей цепей ДНК). Терминация репликации. Понятие репликона. Регуляция репликации у прокариот и эукариот.

РНК-полимеразы прокариот и эукариот. Цикл транскрипции у прокариот (инициация, элонгация и терминация транскрипции). Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции у прокариот (регуляция в области промоторов и терминаторов). Особенности транскрипции у эукариот. Процессинг и сплайсинг первичных транскриптов. Обратная транскрипция.

Активирование аминокислот. Цикл трансляции (инициация, элонгация и терминация). Белковые факторы трансляции. Роль ГТФ в биосинтезе белка.

Функциональная роль рибосомы. Регуляция трансляции у прокариот и эукариот. Котрансляционный и пост-трасляционный фолдинг.

 

Теория эволюции»

История развития понятия вид и современная политипическая концепция вида. Критерии вида, характеристики вида. Пути и способы видообразования. Сегрегациогенез и синтезгенез. Аллопатрическое и симпатрическое видообразование. Клинальная изменчивость, постепенное и быстрое видообразование. Структура вида. Популяционная дифференцировка вида, как результат действия микроэволюционных процессов.

Характеристики естественного отбора: вероятностный характер, накапливающее и интегрирующее действие, приспособительный характер. Биологическая суть понятия «элиминация». Способы реализации элиминации. Формы элиминации: избирательная, неизбирательная, периодическая, катастрофическая, групповая и индивидуальная. Эволюционные следствия разных форм элиминации. Движущий и стабилизирующий отбор: механизм и условия протекания процессов. Формы движущего отбора: направленный, дизруптивный, транзитивный. Формы стабилизирующего отбора: нормализующий, канализирующий, балансированный. Другие формы отбора: гаметный, семейный (закрепление биологического альтруизма, реципрокный альтруизм), половой. Роль дестабилизирующего отбора в доместикации животных и ускорении темпов эволюции природных видов.

Биологический прогресс и биологический регресс (взгляды А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена). Пути реализации биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация, катаморфоз. Критерии ароморфозов. Ключевые и сопутствующие ароморфозы. Пути реализации биологического регресса: теломорфоз, гиперморфоз и др. Закономерная смена фаз в эволюционном процессе. Общие закономерности макроэволюции: необратимость, прогрессивная специализация, происхождение таксонов от неспециализированных предков, общая прогрессивная направленность эволюции. Неравномерность темпов эволюционирования таксонов в течение их филогенеза.

Адаптации: классификация, характеристики. Адаптациогенез как основной результат действия естественного отбора. Три фазы адаптациогенеза: инадаптивная (комбинативная), преадаптивная, постадаптивная. Формирование сложных адаптаций. Масштаб адаптаций, предел адаптаций, факторы, ограничивающие эволюцию адаптаций к предельным значениям. Относительность целесообразности адаптаций.

Развитие представлений о происхождении человека. Доказательства животного происхождения человека. Место человека в зоологической системе. Происхождение приматов и основные этапы их филогенеза. Формирование преадаптаций к гоминизации. Гоминидная триада. Ранние гоминиды: австралопитеки – этап биологической эволюции. Архантропы: человек умелый, человек прямоходящий – этап биосоциальной эволюции. Палеоантропы: тупиковая ветвь классических европейских неандертальцев. Неоантропы: кроманьонцы, люди современного типа (человек разумный). Вопрос о центрах происхождения человека. Расогенез. Особенности эволюции человека на современном этапе.

 

Общая экология»

Современное определение экосистемы. Основные структурные компоненты экосистемы и принципы их взаимодействия. Различие понятий «эко­система» и «биогеоценоз». Примеры природных экосистем.

Окружающая среда как совокупность множества экологических факторов. Классификация факторов. Условность классификации. Основные законы факториальной экологии и их значение для практической деятельности.

История развития понятия «биосфера». Вклад В.И. Вернадского в развитие учения о биосфере. Современное определение биосферы. Границы био­сферы. Основные структурные части биосферы и их характеристики. Виды вещества в биосфере по В.И. Вернадскому. Функции живых организмов в биосфере. Биогенная миграция химических элементов 1-го и 2-го рода.

Преобразование энергии в экосистеме. Трофические цепи, сети, трофические уровни. Продуктивность и виды продукции: полная автотрофная, чистая автотрофная, гетеротрофная, чистая продукция сообщества. Первичная и вторичная продукция. Соотношение различных видов продукции в естественных биогеоценозах и искусственных агроэкосистемах.

 

Введение в биотехнологию»

Сущность и задачи клеточной инженерии. Культивирование органов, тканей, клеток in vitro, использование их в биотехнологии.

Применение методов in vitro для клонального микроразмножения растений и оздоровления посадочного материала. Классификация методов клонального микроразмножения растений. Индукция развития пазушных меристем, образование адвентивных побегов. Микрочеренкование побегов, сохраняющих апикальное доминирование. Стимуляция образования микроклубней и микролуковичек. Регенерация растений из каллусов. Этапы клонального микроразмножения растений и оптимизация процесса на каждом этапе. Преимущества метода клонального микроразмножения растений.

Культура апикальных меристем для получения свободного от патогенов посадочного материала. Технология получения вирусного посадочного материала картофеля, плодовых, ягодных, цветочно-декоративных, лекарственных и других культур. Клональное микроразмножение овощных, плодовых, декоративных культур. Применение методов размножения in vitro для сохранения редких и исчезающих видов растений.

Криосохранение растительного генофонда в жидком азоте. Банк клеток и тканей. Реактивация клеток и меристем.

Роль генетической инженерии в создании принципиально новых свойств у растений. Этапы получения ГМО (трансгенных растений). Получение растений с повышенной продуктивностью. Генно-инженерные подходы к повышению эффективности фотосинтеза. Применение методов генной инженерии для улучшения аминокислотного состава запасных белков. Повышение устойчивости растений к стрессам, низким температурам, засолению рН. Получение и клонирование генов биодеградации гербицидов и инсектицидов. Получение трансгенных растений, устойчивых к болезням, вредителям и ядохимикатам. Получение штаммов микроорганизмов с повышенной эффективностью азотфиксации генотипов растений, способных к симбиогенезу и функционированию генов азотфиксации в клетках растений.

 

Биогеография»

Понятие «ареал». Ареал видов и надвидовых таксонов. Причинность границ ареалов: физические и экологические преграды. Роль биотических, абиотических и антропогенных границ ареалов. Величина ареалов и определяющие их границы. Подразделение ареалов по протяженности - космополитные, широкие, узкие, ленточные, точечные. Типы ареалов: сплошные, пятнистые, дизъюктивные. Происхождение и типология разорванных ареалов. Структура ареала. Эврибионтные и стенобионтные виды. Понятие об эндемизме и реликтовости.

Фаунистическое, флористическое и биофилотическое районирование планеты Земля. Современные флористические царства: голарктическое, палеотропическое, неотропическое, капское, австралийское. Их границы. Флористические царства и центры происхождения культурных растений.

Биофилотические царства и области суши. Австралийское царство (Австралийская, Новогвинейская, Фиджийская, Новокаледонская области). Границы. Климатические условия, характерные группы растений и животных.

Палеоарктическое царство. Границы. Связь с другими царствами. Подразделение на области. Эндемичная форма флоры и фауны. Проникновение компонентов древних южных биофилат на север.

 

Методика обучения биологии»

Современные концепции как стратегия общего образования в начале 21 века. Личностно-ориентированное образование как условие развития личности человека. Компетентностный подход в образовании школьников. Новый взгляд на качество образования. Педагогические технологии в обучении школьников.

Понятие «учебный предмет». Систематический характер школьного предмета «Биология», его отличие от науки биологии. Связь школьного предмета «Биология» с другими предметами. Особенности содержания и структуры курса биологии. Вариативность изучения биологии в школе: традиционная, углубленная, региональная и альтернативная. Обязательный минимум содержания биологического образования. Компоненты содержания биологического образования.

Понятие как основная дидактическая единица знаний в школьном предмете «Биология». Этапы формирования понятий. Роль содержания понятий в школьном предмете. Теория развития понятий и её значение. Классификация понятий: простые, сложные, специальные, общебиологические. Морфологические, физиологические, эволюционные, экологические, природоохранные, сельскохозяйственные понятия. Условия формирования понятий. Развитие межпредметных и внутрипредметных связей. Использование преемственных, перспективных и горизонтальных линий между учебными предметами в изучении биологии. Уровни усвоения знаний. Система и развитие экологических понятий в школьном предмете «Биология». Методика развития понятий в процессе обучения биологии.

Деятельность как компонент содержания биологического образования. Этапы формирования умений и навыков. Управление умственным развитием учащихся. Способы деятельности в содержании обучения биологии. Развитие умений и навыков. Умения как способы деятельности. Навык как автоматизированное умение. Разнообразие умений. Классификация умений. Состав умений. Взаимосвязь знаний и умений. Методика развития интеллектуальных умений и навыков. Роль упражнений. Специфика развития специальных и общеучебных умений при изучении биологии. Привитие умений и навыков, необходимых для успешного самообразования. Методика формирования умений и навыков в процессе обучения биологии.

Система воспитывающего обучения. Воспитание мировоззрения. Воспитание экологической культуры и бережного отношения к природе. Трудовое, эстетическое, этическое, патриотическое и гражданское воспитание. Воспитание, направленное на творческое развитие личности. Комплексный подход к воспитанию. Методика формирования эмоционально- ценностных отношений. Мотивация учения как необходимое условие успешности воспитания школьников. Пути создания мотивов учения средствами биологии. Ориентация школьников на сельскохозяйственные, медицинские и другие профессии, связанные с изучением биологии.

Обучение как направленный учителем процесс познания, развития и воспитания. Понятие о методах обучения. Три стороны обучения (источник знаний, обучающая роль учителя и учение школьников) в их единстве. Многообразие методов, их классификация. Система методов и методических приемов по Н.М. Верзилину и В.М. Корсунской. Словесные, наглядные, практические методы. Выбор методов и их развитие. Словесные методы и особенности их использования на уроках биологии. Требования к культуре речи учителя. Наглядные методы и особенности их использования на уроках биологии. Практические методы. Формирование навыков учебного труда. Методы мультимедийного обучения биологии.

Система средств обучения биологии. Роль наглядности в обучении, воспитании и развитии учащихся. Классификация средств наглядности. Выбор наглядных пособий и комплексное их использование. Требования к наглядным пособиям. Создание самодельных наглядных пособий. Ученическая тетрадь по биологии, ее функции, требования к ведению тетради. Учебник биологии как важное средство обучения. Организация работы учащихся с учебником на уроке и дома.

Контроль и его значение в обучении биологии. Формы и виды контроля, методы контроля знаний по биологии. Современные средства оценивания результатов обучения. ЕГЭ.

Общая характеристика и система форм обучения биологии. Урок - основная форма обучения биологии. Требования, предъявляемые к уроку. Система уроков в теме. Специфика уроков в 6 -11 классах, типы и виды уроков, их структура. Структура уроков с проблемным обучением. Особенности обобщающих уроков. Нетрадиционные формы обучения. Уроки на учебно - опытном участке или в живом уголке. Активизация деятельности учащихся на уроке. Индивидуальная и групповая формы организации урока. Уроки коллективного творчества. Подготовка учителя к уроку. Развернутый план урока, требования к конспекту урока. Перспективное планирование (годовой и тематический план). Экскурсия как важная форма обучения биологии. Место экскурсий в учебно-воспитательном процессе. Методика подготовки и проведения экскурсий. Внеурочная работа и её место в обучении биологии. Связь с уроками, занятиями в уголке живой природы, на учебно-опытном участке, в природе. Домашняя работа учащихся. Изучение разделов учебника, проведение фенологических наблюдений, опытов, изготовление коллекций, чтение научно-популярной литературы, подготовка рефератов, сообщений и др. Внеклассные занятия, виды внеклассной работы. Кружки, факультативы. Тематические биологические вечера, олимпиады, массовые творческие дела. Школьные научные общества (НОУ), конференции.

Кабинет биологии, его организация и оборудование. Содержание и хранение средств наглядности. Комплексы учебного оборудования по каждому разделу биологии. Требования к кабинету как к базе обучения и воспитания учащихся. Уголок живой природы, его значение и оборудование. Подбор животных, растений, их размещение и уход. Паспортизация уголка. Внеурочные, внеклассные занятия в уголке живой природы. Обеспечение уроков и кружка юннатов живыми объектами для демонстраций, наблюдений и постановки опытов. Озеленение классов и школы.

Общая характеристика педагогических технологий. Проблема целеполагания в педагогических технологиях. Педагогические технологии развивающего обучения. Технологии проблемного обучения. Интерактивные технологии в обучении школьников. Проектное обучение в отечественной школе. Педагогические технологии игрового обучения. Особенности технологий модульного обучения. Технология развития критического мышления. Технологическая карта как форма планирования учебного процесса.