Современная биология – комплексная наука. Профессии, связанные с биологией. Биологические науки и изучаемые ими проблемы. Фундаментальные, прикладные и поисковые научные исследования в биологии. Значение биологии в формировании современной естественно-научной картины мира. Профессии, связанные с биологией. Значение биологии в практической деятельности человека: медицине, сельском хозяйстве, промышленности, охране природы. Признаки живого и свойства живой природы. Современная система органического мира. Работа Карла Линнея. Основные систематические группы организмов. Принципы классификации организмов: типы питания и дыхания организмов. Автотрофный и гетеротрофный способы питания. Растения-миксотрофы. Фото и хемотрофы. Аэробы и анаэробы. Облигатные и факультативные анаэробы.

Понятие атома, молекулы и химического вещества. Химический состав клетки. Макро-, микро- и ультра- микроэлементы. Вода и её роль как растворителя, реагента, участие в структурировании клетки, теплорегуляции. Минеральные вещества клетки, их биологическая роль. Роль катионов и анионов в клетке. Биологические полимеры. Белки. Аминокислотный состав белков. Структуры белковой молекулы. Первичная структура белка, пептидная связь. Вторичная, третичная, четвертичная структуры. Денатурация. Свойства белков. Классификация белков. Био- логические функции белков. Углеводы. Моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Общий план строения и физико-химические свойства углеводов. Биологические функции углеводов. Липиды. Гидрофильно-гидрофобные свойства. Классификация липидов. Триглицериды, фосфолипиды, воски, стероиды. Биологические функции липидов. Общие свойства биологических мембран – текучесть, способность к самозамыканию, полупропроницаемость. Нуклеиновые кислоты. ДНК и РНК. Строение нуклеиновых кислот. Нуклеотиды. Принцип комплементарности. Правило Чаргаффа. Структура ДНК – двойная спираль. Местонахождение и биологические функции ДНК. Виды РНК. Функции РНК в клетке. Строение молекулы АТФ. Макроэргические связи в молекуле АТФ. Биологические функции АТФ. Восстановленные переносчики, их функции в клетке. Секвенирование ДНК. Структурная биология: биохимические и биофизические исследования состава и пространственной структуры биомолекул.

Многообразие клеток у организмов. Клетка – структурная и функциональная единица живого. История открытия клетки. Клетка – структурно-функциональная единица живого. История открытия клетки. Работы Р. Гука, А.Левенгука. Клеточная теория (Т.Шванн, М.Шлейден, Р.Вирхов). Основные положения современной клеточной теории. Методы цитологии: ультрацентрифугирование, микроскопия и ее виды. Основные принципы организации клеточного содержимого. Отличия клеток прокариот от клеток эукариот и трех типов строения эукариотических клеток: растений, животных и грибов. Плазматическая мембрана (плазмалемма). Структура плазматической мембраны. Транспорт веществ через плазматическую мембрану: пассивный (диффузия, облегчённая диффузия), активный (первичный и вторичный активный транспорт). Полупроницаемость мембраны. Работа натрий-калиевого насоса. Эндоцитоз: пиноцитоз, фагоцитоз. Экзоцитоз. Клеточная стенка. Структура и функции клеточной стенки растений, грибов. Мембранная рецепция. Явление плазмолиза и деплазмолиза. Осмотические явления в клетке. Цитоплазма. Цитозоль. Цитоскелет. Движение цитоплазмы. Включения в клетке. Строение и функции клеточных рибосом. Отличия рибосом прокариотической и эукариотичекой клеток. Цитоскет клетки. Клеточный центр и органоиды движения клетки.

Органоиды клетки. Одномембранные органоиды клетки: эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы, их строение и функции. Взаимосвязь одномембранных органоидов клетки. Строение гранулярного ретикулума. Синтез растворимых белков. Синтез клеточных мембран. Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум. Секреторная функция аппарата Гольджи. Транспорт веществ в клетке. Вакуоли растительных клеток. Строение и функции ядра и особенности упаковки генетического материала на разных этапах жизненного цикла клетки. Строение и функции вакуолей, осмотическое давление и тургор. Строение и функции гладкой и шероховатой эндоплазматический сети. Строение и функции аппарата Гольджи. Транспорт веществ по клетке и за ее пределы. Место образование лизосом в клетке. Строение и функции лизосом. Симбиотическая теория происхождения клетки. Строение и функции митохондрий. Виды пластид: хлоропласты, хромопласты, амилопласты и лейкопласты. Строение пластид на примере хлоропласта. Функции пластид в клетке. 

Метаболизм клетки. Взаимосвязь процессов анаболизма и катаболизма. Основные способы получения энергии клеткой. Сходство и различия процессов дыхания и горения. Характеристика, локализация в клетке и химизм стадий энергетического обмена: подготовительного этапа, гликолиза и клеточного дыхания. Цикл Кребса и его особенности . Брожение. Виды брожения: молочнокислое, спиртовое. Энергетический выход процесса брожения и дыхания. Образование АТФ в процессе реакций окислительного фосфорилирования на заключительном этапе энергетического обмена.

Многообразие типов ассимиляции у организмов. История открытия фотосинтеза. Опыты Джозефа Пристли. Роль основных и вспомогательных пигментов в протекании реакции фотосинтеза. Характеристика светозависимой (световой) и светонезависимой (темновой) фазы фотосинтеза. Фотодыхание. Фермент рубиско. Сопряженность процессов дыхания и фотосинтеза у растений. Опыты, доказывающие выделение углекислого газа при дыхании, кислорода при фотосинтезе, и образования крахмала при фотосинтезе. Космическая роль процесса фотосинтеза. Факторы, влияющие на скорость световых и темновых реакций фотосинтеза. Характеристика процесса хемосинтеза. Роль хемосинтезирующих бактерий в биосфере. Примеры хемосинтезрирующих организмов.

Понятие о реакциях матричного синтеза и механизмах передачи генетической информации в клетке. Полуконсервативный механизм репликации. Транскрипция и процессинг. Роль рибосом в биосинтезе белка. Роль разных видов РНК в биосинтезе белка. Особенности строения тРНК: наличие палиндромных последовательностей в ее нуклеотидных цепях. Нарушение биосинтеза белка и его последствия: определение открытой рамки считывания. Генетический код и его свойства: универсальность и вырожденность генетического кода. Соблюдение принципа антипараллельности в реакциях матричного синтеза. Особенности трансляции у ретровирусов: определение минус-нитевой цепи РНК.

Понятие о жизненном цикле клетки. Кариотип. Половые и не половые клетки и хромосомы. Аутосомы и гетерохромосомы. Гомологичные и не гомологичные участки хромосом. Характеристика стадий митоза – непрямого деления клетки. Количество хромосом и ДНК в клетке на разных стадиях митоза.  Значение митоза. Характеристика редукционного стадий деления (мейоза). Отличие анафазы митоза от анафазы I и анафазы II мейотического деления. Количество хромосом и ДНК на разных стадиях мейоза. Рекомбинация генетического материла при мейозе. Биологическое значение мейоза. Характеристика стадий сперматогенеза и овогенеза. Отличия сперматогенеза и от овогенеза.

Сходство и различие процессов полового и бесполого размножения. Отличие полового размножения от полового процесса. Бесполое размножение у одноклеточных организмов: бинарное деление, шизогония, почкование, спорообразование. Бесполое размножение у многоклеточных организмов: вегетативное размножение, полиэмбриония, почкование, спорообразование, фрагментация. Половое размножение у одноклеточных организмов: конъюгация и копуляция. Половое размножение у многоклеточных организмов: конъюгация, партеногенез, гермафродитизм, оплодотворение. Наружное и внутреннее осеменение. Женские и мужские половые клетки и органы. Половой диморфизм му животных. Чередование поколений при размножении. Забота о потомстве.

Взаимосвязь понятий “онтогенез” и “филогенез”. Закон зародышевого сходства и филогенетический закон. Иллюстрация филогенетических закономерностей на примере филогенетического ряда лошади. Виды осеменения. Названия половых органов и клеток у растений и животных. Оплодотворение у животных и растений. Развитие зародыша (на примере животных). Зародышевые оболочки амниотического яй�