ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ К ОЛИМПИАДЕ ПО БИОЛОГИИ (11 КЛАСС)
I.КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ (25 %)
1.Структура и функция клеток:
Химические соединения (биохимия клетки):
- Моносахариды, дисахариды, полисахариды
- Липиды
- Белки: аминокислоты, трехбуквенные символы, строение белков, химическая классификация белков: простые и сложные белки; функциональная классификация белков: структура белков и ферментов. Ферменты, их химическая структура: апоферменты и коферменты; механизм действия ферментов: взаимодействие фермента с субстратом; денатурация; классификация.
- Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК
- Другие важные соединения: АДФ и АТФ, НАД+и НАДН, НАДФ+ и НАДФН
- Витамины, гормоны
Строение клетки:
- Клеточная стенка (для растений)
- Клеточная мембрана
- Цитоплазма: гиалоплазма, органеллы (митохондрии, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, диктиосомы (аппарат Гольджи), лизосомы,
- пластиды (хлоропласты хромопласты, лейкопласты, амилопласты)
- Ядро:ядерная мембрана (нуклеолемма),ядерный сок (нуклеоплазма), хромосомы ,ядрышко.
Метаболизм клеток:
Анаэробный гликолиз и образование из пирувата лактата
Аэробный гликолиз и образование из пирувата С02 и Н20 через цикл трикарбоновых кислот (путь 1) или этанола и С02 при спиртовом брожении (путь 2) Окислительное фосфорилирование: синтез АТФ; перенос электронов
- Диссимиляция жирных кислот и белков
- Ассимиляция:
Фотосинтез: световая стадия, темновая стадия (цикл Кальвина)
Биосинтез белков: транскрипция, трансляция, генетический код
- Транспорт веществ через мембрану:
Диффузия
Осмос, плазмолиз
Активный транспорт
Деление клеток:
- Митоз и мейоз
- Клеточный цикл: интерфаза (репликация) и митоз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза)
- Хроматиды, экваториальная плоскость, гаплоиды и диплоиды, соматические и половые клетки, гаметы, кроссинговер
- Мейоз I и мейоз II
2.Микробиология
Прокариотические клетки:
- Организация прокариотических клеток
- Морфология прокариотических клеток
- Питание прокариотических клеток (фототрофы и хемотрофы)
- Размножение прокариотических клеток (бесполое размножение, генетическая рекомбинация)
3.Биотехнология
- Ферментационные процессы
- Генетическая инженерия (генетическое манипулирование с организмами)
II.АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ (15 %)
(особое внимание на семенные растения)
- Строение растительной клетки
- Строение растительных тканей
- Фотосинтез, дыхание и газообмен
- Лист: структура, функции устьиц
- Транспорт воды, минеральных веществ и питательных веществ
- Корень: структура
- Стебель: структура
Рост и развитие:
- Апикальная меристема и камбий
- Прорастание
- Размножение (включая папоротники и мхи)
- Бесполое размножение растений
- Половое размножение
- Структура цветка
- Опыление
- Двойное оплодотворение
- Плод. Семя
- Чередование поколений у покрытосеменных и голосеменных растений, папоротников и мхов.
III. АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ(15%)
(особое внимание на позвоночных)
Структура и функция органов и тканей, участвующих в следующих процессах:
- Опорно-двигательная аппарат: Костная система. Мышечная система
- Пищеварение и питание: Пищеварительный тракт (включая печень, желчный пузырь, поджелудочную железу). Механическое и химическое размельчение пищи. Всасывание. Составляющие компоненты пищи (вода, минеральные в-ва, белки, витамины, углеводы и жиры)
- Дыхание: Механизм дыхания. Газообмен. Органы дыхания
- Кровообращение: Кровь (плазма крови, эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), циркуляция крови (артерии, капилляры, вены, сердце)
- Лимфатическая система: лимфатические сосуды, лимфа
- Выделительная система: Строение выделительной системы. Образование мочи
- Нервная систёма: периферическая нервная система, центральная нервная система (спинной мозг и головной мозг), вегетативная нервная система (симпатическая и парасимпатическая), рефлексы, органы чувств (глаза и уши)
- Эндокринная система: гипофиз, щитовидная железа, островки Лангерганса, мозговое вещество надпочечников, кора надпочечников, яичники и семенники
- Размножение и развитие: Структура и функция мужской и женской репродуктивной системы. Овуляция и менструальный цикл (участие гормонов ФСГ, ЛГ, прогестерона и эстрогена). Оплодотворение. Образование эктодермы, мезодермы, энтодермы. Зародышевые листки.
- Иммунология: Антигены и антитела
IV.ЭТОЛОГИЯ (5%)
- Системы поведения
- Причинное поведение
- Конфликтное поведение .
- Изучающее поведение
- V. ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИЯ (15%)
Генетика
- Изменчивость: мутации и модификации
- Менделевское наследование: Моногибридное скрещивание. Дигибридное скрещивание. Полигибридное скрещивание
- Множественный аллелизм, рекомбинация, сцепленное с полом наследование
- Закон Харди — Вайнберга
Эволюция
- Механизм эволюции: Мутации. Естественный отбор. Барьер нескрещиваемости. Адаптация. Приспособляемость
- ЭКОЛОГИЯ (15 %)
Экосистемы:
- Пищевые связи: Пищевые цепи. Пищевая паутина (пищевые сети). Трофические уровни ( Продуценты, консументы, редуценты)
- Энергетические уровни: Пирамиды биомассы. Пирамиды энергии
- Сукцессии
Биогеохимические уровни:
- Круговорот углерода
- Круговорот азота
Структура и динамика популяций
- Возрастная и половая структура популяции
- Коэффициент рождаемости, смертность
- Экспоненциальный рост
Биосфера и человек
- Рост популяций
- Загрязнение окружающей среды
VII. БИОСИСТЕМАТИКА (10%)
Структура и функция, эволюция, экологические взаимоотношения между модельными организмами перечисленных ниже групп. Необходимо знание названий таксонов, входящих в семейства у растений и отряды у животных: Phylum (тип) или Divisio (отдел в ботанике и микробиологии), Subphylum (подтип), Class (класс), Order (отряд в зоологии) или (порядок в ботанике), Family (семейство), Genus (род).
PROKARYOTA: Царство Monera (Бактерии): Escherichia, Anabaena
EUKARYOTA: Царство Protista (Протисты):
Отдел CHLOROPHYTA (зеленые протисты и водоросли): Chlorella (хлорелла), Chlamydomonas (хламидомонада), Ulothrix (улотрикс), Spirogyra (спирогира)
Отдел EUGLENOPHYTA (эвгленовые протисты): Euglena (эвглена)
Отдел BACILLARIOPHYTA (диатомовые водоросли): Navicula (навикула)
Отдел PHAEOPHYTA (бурые водоросли): Laminaria (ламинария), Fucus (фукус), Sargassum (саргассум)
Отдел RHODOPHYTA (красные водоросли): Porphyra (порфира), Chondrus (хондрус)
Царство Fungi (Грибы):
Отдел ZYGOMYCOTA (зигомицеты): Mucor (мукор)
Отдел ASCOMYCOTA (аскомицеты): Claviceps (спорынья), Penicillium (пенициллум), Saccharomyces (дрожжи)
Отдел BASIDIOMYCOTA (базидиомицеты): Agaricus (шампиньоны)
Царство Plantae (Растения):
Отдел RHYNIOPHYTA (риниофиты): Rhynia (риния большая)
Отдел BRYOPHYTA (моховидные):
Кл. Hepaticopsida (печеночники): Marchantia (маршанция)
Кл. Bryopsida (листостебелъные мхи): Polytrichum (кукушкин лен), Sphagnum(сфагнум)
Отдел LYCOPODIOPHYTA (плауновидные): Lycopodium (ликоподиум)
Отдел EQUISETOPHYTA (хвощевидные): Equisetum (хвощ)
Отдел POLYPODIOPHYTA (папоротниковидные): Pteridium (орляк)
Отдел PINOPHYTA (голосеменные): Ginkgo (гинкго), Pinus (сосна), Cycas (саговник)
Отдел MAGNOLIOPHYTA (покрытосеменные):
Кл. Magnoliopsida или Dicotyledoneae (двудольные):
Сем. Magnoliaceae (магнолиевые): Magnolia (магнолия)
Ceм. Ranunculaceae (лютиковые): Ranunculus (лютик), Pulsatilla (прострел)
Сем. Caryophyllaceae (гвоздичные): Dianthus (гвоздика)
Сем. Rosaceae (розоцветные):Rosa (роза), Malus (яблоня), Prunus (слива)
Сем. Fabaceae (бобовые): Pisum (горох)
Сем. Apiaceae (сельдерейные) или Umbelliferae (зонтичные): Daucus (морковь)
Сем. Oleaceae (маслиновые): Syringa (сирень)
Сем. Fagaceae (буковые): Quercus (дуб)
Сем. Cactaceae (кактусовые): Opuntia (опунция)
Сем. Brassicaceae (капустные) или Cruciferae (крестоцветные): Brassica (капуста)
Сем. Lamiaceae (яснотковые) или Labiatae (губоцветные):Lamium (яснотка)
Сем. Solanaceae (пасленовые): Solanum (картофель)
Сем. Asteraceae (астровые) или Compositae (сложноцветные):Helianthus (подсолнечник)
Царство Animalia (Животные):
Тип COELENTERATA(кишечнополостные) или RADIATA(радиальные)
Тип PLATYHEIMINTHES (плоские черви):
Кл. Turbellaria (ресничные черви): Polycelis nigra (планария черная)
Кл. Trematoda (сосальщики): Fasciola (печеночная двуустка)
Кл. Cestoda (ленточные черви): Taenia (свинной солитер)
Тип NEMATHELMINTHES (круглые черви): Ascaris (аскарида), Trichinella (трихина человеческая)
Тип ANNELIDA (кольчатые черви):
Кл. Polychaeta (многощетинковые черви): Nereis (нереис)
Кл. Oligochaeta (малощетинковые черви): Lumbricus (дождевой червь)
Кл. Hirudinea (пиявки): Hirudo (пиявка медицинская)
Тип ARTHROPODA (членистоногие):
Кл. Crustacea (ракообразные): Astacus (речной рак), Daphnia (дафния), Cyclops (циклоп)
п/т Chelicerata (хелицеровые): Araneus (паук)
Кл. Arachnida (паукообразные):Ixodes (клещ)
п/т Tracheata (трахейнодышащие):
Кл. Miriopoda (многоножки):
п/кл. Chilopoda (губоногие): Scolopendra (сколопендра)
Кл. Insecta (насекомые)
Отр. Thysanura (щетинковые):Lepisma (чешуйница)
Отр. Odonata (стрекозы):Libellula (стрекоза плоская)
Отр. Orthoptera (прямокрылые):Locusta (саранча)
Отр. Isoptera (термиты)
Отр. Anoplura (вши):Pediculus (человеческая вошь)
Отр. Heteroptera (клопы): Graphosoma (клоп), Gerris (водомерка)
Отр. Homoptera (равнокрылые): Aphis (тля)
Отр. Coleoptera (жуки): Carabus (жужжелица), Leptinotarsa (колорадский жук)
Отр. Hvmenoptera (перепончатокрылые): Ichneumon (наездник), Apis (пчела), Formica (муравей)
Отр. Diptera (двукрылые): Anopheles (комар), Drosophila (дрозофила), Musca (муха)
Отр. Lepidoptera (чешуекрылые): Pieris (бабочки), Bombix (шелкопряд)
Тип MOLLUSCA (моллюски)
Кл. Gastropoda (брюхоногие): Helix (улитка)
Кл. Lamellibranchiata (пластинчатожаберные)или Кл. Bivalvia (двустворчатые): Ostrea (устрицы)
Кл. Cephalopoda(головоногие моллюски):Sepia (каракатица)
Тип ECHINODERMATA (иглокожие)
Кл. Stellaroideae: Asterias (морская звезда астериас)
Кл. Echinoidea (морские ежи): Echinocardium (морской еж)
Тип CHORDATA (хордовые)
п/т Urochordata (оболочники): Ascidia (асцидия)
п/т Cephalochordata (головохордовые):Branchiostoma (ланцетник)
п/т Vertebrata (позвоночные)
Кл. Cyclostomata (круглоротые):Petromvzon (минога)
Кл. Chondroichthyes (хрящевые рыбы):Scyliorhinus (кошачья акула)
Кл. Osteichthyes (костистые рыбы):
Гр. Chondrostei Acipenser (осетр)
Гр. Teleostei (костистые рыбы): Clupea (сельдь)
Кл. Amphibia (амфибии)
Отр. Caudata (хвостатые земноводные): Salamandra (саламандра)
Отр. Anura (бесхвостые земноводные): Rana (лягушка)
Кл. Reptilia (рептилии)
Отр. Testudinata (черепаховые): Testudo (черепаха)
Отр. Crocodylia (крокодиловые): Crocodylus (крокодил)
Отр. Squamata (чешуйчатые): Lacerta (ящерица), Vipera (гадюка)
Кл. Aves (птицы)
Отр. Struthioniformes (страусообразные): Struthio (страус)
Отр. Sphenisciformes {пингвинообразные): Spheniscus (пингвин)
Отр. Ciconiiformes (аистовые): Ciconia (аист)
Отр. Anatiformes (гусиные): Anser (гусь)
Отр. Falconiformes (соколообразные):Falco (сокол)
Отр. Galliformes (курообразные): Gallus (курица)
Отр. Columbiformes (голубеобразные): Columba голубь)
Отр. Strigiformes (совообразные): Strix (сова неясыть)
Отр. Piciformes (дятловые):Dryocopus (дятел желна)
Отр. Passeriformes (воробьинообразные): Parus (синица)
Кл. Mammalia (млекопитающие)
п/кл. Первозвери
Отр. Monotremata (однопроходные): Ornithorhinchus (утконос)
Отр. Marsupialia (сумчатые):Macropus (кенгуру)
Отр. Insectivora (насекомоядные): Eriuaceus (еж), Talpa (крот)
Отр. Chiroptera (рукокрылые):.Myotis (летучая мышь ночница)
Отр. Rhodentia (грызуны):Mus (мышь)
Отр. Carnivora (хищные):Ursus (медведь), Cams (волк), Felis (кошка)
Отр. Proboscidea (хоботные): Elephans (слон)
Отр. Perissodactyla (непарнокопытные): Equiis (лошадь)
Отр. Artiodactyla (парнокопытные): Sus (кабан), Bos (бык)
Отр. Cetacea (китообразные): Delphinus (дельфин)
Отр. Primates (приматы): Cebus (капуцины), Масаса (макака), Hylobates (гиббоны), Pan (шимпанзе), Gorilla (горилла), Pongo (орангутан), Homo (человек)
Группы, не вошедшие в классификационный список, но хорошо известные:
VIRALES (вирусы) : Bacteriophage (бактериофаги)
LICHENES (лишайники): Parmelia (пармелия), Cladonia (кладония)
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ТУРА
Для выполнения практических заданий учащиеся должны владеть следующими навыками и знаниями:
- Навыки экспериментатора, наблюдательность.
- Умение производить измерения,
- Умение классифицировать и группировать материал.
- Умение находить связь между явлениями.
- Умение производить расчеты.
- Умение представлять результаты в виде графиков, таблиц, карт, диаграмм, фотографий.
- Умение предполагать и планировать результат.
- Умение формулировать гипотезы.
- Точность экспериментальной работы, наличие кругозора, уверенности в работе.
- Умение идентифицировать и осуществлять контроль.
- Умение грамотно оформлять результаты: экспериментальный план работы, ход эксперимента, запись результатов/данных работы, их интерпретация и оформление выводов.
Биологическая квалификация.
- Анализ биологических объектов с использованием лупы.
- Работа с микроскопом (объектив х45).
- Работа с бинокулярным микроскопом.
- Умение делать зарисовки препаратов при их микроскопировании.
- Делать точное описание рисунка, пользуясь таблицами биологических терминов с цифровой нумерацией.
Биологические методы.
Практический тур предусматривает умение выбирать необходимые методы для решения поставленной проблемы и использовать их. Если для выполнения работы необходимы специальные методические подходы и специальное оборудование, информация об этом должна быть представлена в виде дополнительных инструкций, пояснительных сносок.
- Цитологические методы
- Размачивание и гомогенизация тканей.
- Размещение пробы на стекле.
- Фиксация препарата.
- Окрашивание препарата.
Методы, используемые для изучения анатомии и физиологии растений:
- Препарирование цветков растений, их анализ и установление формулы цветка.
- Препарирование и изучение других частей растения: корней, стебля, листьев, плодов.
- Приготовление срезов стеблей, листьев, корней.
- Окрашивание (например, лигнина) и приготовление препаратов растительных тканей.
- Постановка опыта по изучению фотосинтеза.
- Постановка опыта по изучению дыхания.
Методы, используемые для изучения анатомии и физиологии животных:
- Препарирование членистоногих и кольчатых червей.
- Приготовление препаратов живых мелких беспозвоночных животных.
- Элементарное измерение дыхания.
Этологические методы
- Определение и пояснение особенностей поведения животных.
Экологические методы и методы изучения окружающей среды
- Определение плотности популяций.
- Определение биомассы.
- Элементарное определение качества воды.
- Элементарное определение качества воздуха .
- Использование дихотомических ключей (опрелителей).
Таксономические методы
- Составление простых дихотомических ключей.
- Определение семейств цветковых растений.
- Определение порядка насекомых..
Физические и химические методы
- Знание методов разделения веществ: хроматографии, фильтрации, центрифугирования.
- Знание стандартных методик для определения моносахаридов, полисахаридов, липидов, белков (с использованием реактива Феллинга, реактива йода в КI и биуретовой реакци).
- Титрование
- Количественный анализ капельным методом и методом полосок.
- Методы разведения.
Статистические методы
- Вычисление вероятности и нормального распределения.
- Определение средней, медианы, процента, варианты, стандартного отклонения, стандартной ошибки, проведение t-теста