Учебное пособие: Биология

Регуляция тканевого дыхания транспортом АТФ и АДФ через мембрану митохондрий. Регуляция тканевого дыхания концентрацией восстановленного НАДН+ + H+. Механизм его транспорта через мембрану митохондрий. Эффект Пастера.

Cинтез углеводов. Фотосинтез. Солнечная энергия - источник химической энергии для всех биоорганических соединений. Разнообразие фотосинтезирующих организмов на Земле. Суммарное уравнение фотосинтеза. Локализация фотосинтеза. Структура и состав хлоропластов. Пигменты, участвующие в трансформации энергии: хлорофиллы, каротиноиды и т.д. Две стадии фотосинтеза. Механизм фотосин­тетического фосфорилирования. Фотолиз воды, образование восстановленного НАДФ и АТФ.

 Порядок реакции, приводящий к синтезу углеводов. Роль в этом процессе рибулозадифосфата.

Глюконеогенез. Предшественники синтеза глюкозы в тканях животных. Карбоксилирование пировиноградной кислоты. Пируваткарбоксилаза - биотиновый фермент. Реакции синтеза глюкозы из пировиноградной и щавелевоуксусной кислот. Глюкогенные аминокислоты.

Синтез гликогена - гликонеогенез. Ключевая роль УТФ в синтезе гликогена. Ферменты синтеза гликогенсинтетаза и гликолил-1,6-трансфераза. Регуляция активности гликогенсинтетазы. Гормоны, участвующие в регуляции синтеза гликогена и его распада в печени и мышцах. Роль циклической АМФ и протеинкиназ в этом процессе. Катаболизм углеводов - главный путь обеспечения организмов энергией. Гидролитическое расщепление гликогена в крахмал и пе­реход глюкозы в кровь. Фосфоролиз гликогена в мышцах. Значение этого процесса. Строение и свойства фосфорилаз. Регуляция активности фосфорилаз. Роль гормонов, цАМФ, протеинкиназ в регуляции их активности.

Уровень сахара в крови и его регуляция. Пентозо-фосфатный цикл и превращения глюкозы - источник образования восстановленного НАДФH++ H+, пентоз и других сахаров. Последовательные реакции цикла. Значение коферментов и метаболитов, участвующих в процессе. Использование НАДФН2 в биосинтетических реакциях, связанных с восстановлением.

Общая регуляция углеводного обмена на уровне ферментов и гормонов.

РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

Регуляция метаболизма - необходимое условие существования организма при изменяющихся функциональных состояниях и условиях внешней среды. Условия, необходимые для одновременного протекания процессов биосинтеза и распада биоорганических компонентов в клетке. Общие метаболиты и направляющие реакции анаболизма и катаболизма. Регуляторные ферменты, катализирующие реакции биосинтеза и деградации. Необратимость ключевых реакций. Уровни регуляции метаболизма.

Регуляция на уровне активности ферментов. Роль мембран в регуляции активности ферментов. Регуляция на уровне синтеза ферментов.

Нейрогуморальная регуляция метаболизма. Характеристика желез внутренней секреции. Нейросекреторная железа - гипоталамус. Эндокринные железы - гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, поджелудочная железа, половые железы.

Гормоны. Три класса гормонов - пептидные, амины, стероидные. Общие представления о действии гормонов. Их концентрация в крови. Рецепторы гормонов на внешней и внутри мембраны клетки-мишени. Водорастворимые и жирорастворимые гормоны. Различия в механизме их действия.

Гипоталамус. Гормоны гипоталамуса - либерины (релизинг-факто­ры) и статины. Пептидная природа гормонов гипоталамуса. Гипофиз - мишень действия гормонов гипоталамуса.

Гипофиз. Строение гипофиза. Гормоны передней доли гипофиза - тропины. Характеристика тропных гормонов - кортикотропин, тиреотропин и другие. Мишень тропных гормонов гипофиза - соответствующие эндокринные железы. Задняя доля гипофиза. Вазопрессин и окситоцин. Их характеристика и механизм действия.

Надпочечники. Строение надпочечников: мозговой и корковый слой. Регуляция секреции мозгового слоя надпочечников нервной системой, коркового слоя - тропным гормоном гипофиза. Адреналин - гормон мозгового слоя надпочечников. Строение адреналина. Механизм гормонального действия адреналина. Клетки-мишени гормона. Регуляция углеводного и липидного обмена под действием адреналина. Посредники регуляторного действия адреналина.

Поджелудочная железа. Строение железы. Двойственная функция железы. Островки Лангерганса. Гормоны, вырабатываемые клетками эндокринной части железы: инсулин, глюкагон, соматостатин.

Строение инсулина. Проинсулин. Функции инсулина в регуляции уровня глюкозы в крови. Другие проявления недостатка инсулина. Гипергликемия, глюкозурия, кетоновые тела. Нарушение липидного и белкового обмена. Строение глюкагона. Два пути действия глюкагона на углеводный обмен: через распад гликогена и ингибирование гликолитического пути распада глюкозы.

Пептидная природа гормона соматостатина. Синтез в Д-клетках островковой ткани. Двойственный характер действия - на секрецию гормонов поджелудочной железы и тропных гормонов гипофиза (сома­тотропина и других).

Щитовидная железа. Гормоны, синтезирующиеся в щитовидной же­лезе. Строение гормонов. Тиреоглобулин. Участие иода в синтезе тироксина и трийодтиронина. Действие тиреоидных гормонов на метаболизм. Понятие основного обмена. Состояние, вызванное недостатком или избытком синтеза тиреоидных гормонов.

Кора надпочечников. Стероидные гормоны коры надпочечников - кортикостероиды или кортикоиды. Их строение и действие на обмен. Рецепторы кортикостероидов в цитоплазме клеток. Действие гормонов на транскрипцию мРНК.

Предшественники стероидных гормонов. Половые гормоны. Андрогены и эстрогены. Механизм действия половых гормонов.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. Ленинджер . Основы биохимии. - М.: Мир, 1985.- т.1 С. 107-183, С.. 226-260, С. 273-295, С. 302-347; т.2 - С. 403-443, С. 571-595; т. 3 - С. 852-958

2. Л. Страйер . Биохимия. - М.: Мир, 1984.- 3 т. С.. 6-123

3. А.Уайт , Ф.Хендлер, Э. Смит., Р..Хилл , И.Леман .  Основы биохимии.- М.: Мир, 1981.- т.1 С. 94-121, С. 281-321; т.2 - С. 554-598, С. . 744-770, С . 833- 841, С. 888-906.

4. Биохимия.- Киев: КГУ , 1988, - С. 513-538

5. Р.Марри , Д.Греннер., П..Мейс , В.Родуэлл . . Биохимия. человека. - М.: Мир, 1993, т.1, С. 42-110, С. 196-211

ПРОГРАММА

вступительного экзамена для магистерской программы «Микробиология и вирусология»

часть 1 МИКРОБИолоГИЯ

Исторический очерк развития микробиологии Открытие микромира. Описательный и физиологический периоды развития микробиологии. Открытия Луи Пастера. Вклад в развитие микробиологии ученых Виноградского С.Н., Ивановского Д.И., Омелянского В.Л., Мечникова И.И., Надсона Т.А. и других. Основные направления развития современной микробиологии: общая, медицинская, промышленная, сельскохозяйственная, ветеринарная, водная, почвенная, геологическая, космическая.

Особенности прокариот и их положение в системе
 живых существ. Прокариоты и эукариоты. Современные представления о царствах живых организмов.

Морфология микроорганизмов. Размеры, форма и возможные сочетания клеток у микроорганизмов. Споры бактерий, виды спорообразования. Подвижность, типы жгутикования. Актиномицеты - как особая группа прокариот.

 Строение прокариот: основные и дополнительные органеллы, их функции и химический состав. Клеточная стенка бактерий. Окраска по Граму. Различия в строении клеточной стенки грам-положительных и грам-отрицательных микроорганизмов.

Систематика бактерий. Принципы классификации. Деление царства на отделы. Характеристика грациликутов, фирмикутов, тенерикутов и мендозикутов. Особенности строения архебактерий. Нумерическая таксономия.

Рост и размножение бактерий. Индивидуальный рост клеток и рост популяций. Прямые и косвенные методы оценки роста. Размножение бактерий: бинарное деление, почкование, фрагментация. Периодическое культивирование: кривая роста, характеристика отдельных фаз. Непрерывное культивирование, принцип работы хемостата и турбидостата. Синхронные культуры, методы синхронизации.

Действие физических и химических факторов на
микроорганизмы.

 Влияние температуры на жизнедеятельность микроорганизмов. Кардинальные точки для психрофилов, мезофилов и термофилов, места обитания психро- и термофилов. Механизмы термоустойчивости бактерий. Методы стерилизации. Лиофилизация - способ хранения культур микроорганизмов.

Роль воды в жизнедеятельности микроорганизмов, показатели влажности, при которых возможен рост микроорг,анизмов.

Физиологические, мутагенные и летальные воздействия разных видов излучений (длина волны и доза). Действие ультразвука на микроорганизмы. Применение УФ-лучей, ультразвука в практической деятельности человека.

Влияние осмотического и гидростатического давления на микроорганизмы (осмофилы, галофилы, барофилы).

Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду: аэробы, анаэробы (облигатные, факультативные), аэротолеранты. Окислительно-восстановительный потенциал среды (rH2).

Активная кислотность среды (рН). Примеры ацидофилов, алкалифилов.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8