Программа итогового государственного экзамена по направлению 511600 - "Прикладные математика и физика". - 27 стр.

             1. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И
                              ЭКОЛОГИИ

1.1. Отличительные особенности живой материи. Химическая эволюция как основа
возникновения жизни. Понятие о микро- и макроэволюции. Разнообразие форм жизни.
Наследственность и изменчивость.
1.2. Живая клетка. Компартменизация - необходимый признак живого организма.
Биологические мембраны. Характерный химический состав клетки, её строение и общие
свойства. Деление клетки - основной способ роста, развития и размножения организмов.
1.3. Биологически активные вещества, макромолекулы и биополимеры. Химическая природа
липидов, белков и нуклеиновых кислот. Пространственная структура молекул и самосборка
нативных биоструктур. Денатурация.
1.4. Явление и примеры гомеостаза. Представление о способах интеграции внутри- и
межклеточных процессов в живом организме. Жизненный цикл клетки и многоклеточного
организма.
1.5. Молекулярный механизм наследования признаков и его реализация в онтогенезе.
Генетический код. Мутации. Регуляция экспрессии генов. представления о механизме
дифференцировки клеток.
1.6. Основы биоэнергетики. Потоки свободной знергии и круговорот элементов в биосфере.
Трофические цепи, консументы, редуценты, деструенты. Особая роль воды, кислорода и
углекислого газа. Молекулярные механизмы основных биоэнергетических процессов в
клетке. Фотосинтез и биологическое окисление. Подвижные и неподвижные переносчики
электронов. Особая роль фосфатной группы и молекулы АТФ в биоэнергетике.
1.7. Представления об основных физиологических системах организма: системы газообмена,
кровообращения, пищеварения, выделения, движения, анализа среды и управления.
1.8. Механизмы устойчивости и адаптации организма. Иммунная, оксигеназная и репаразная
системы. Организация гормональной системы. Нервно-гуморальные взаимодействия. Стресс,
адаптация и обучение. Пределы возможности систем жизнеобеспечения организма.
1.9. Основные понятия экологии. Популяция вида, внутривидовые взаимодействия,
динамика развития популяции при взаимодействии со средой. Сообщество видов, типы
взаимодействия в сообществе. Классические математические модели динамики популяции и
сообществ ( Ферхюльста, Лотка, Вольтерра ). Устойчивость сообществ и динамические
режимы их поведения. Экосистемы, их типы. Биосфера как глобальная экосистема.
Единство и взаимосвязь биотической и абиотической компонент биосферы Земли.
Современное состояние биосферы и прогноз её развития. Основные проблемы экологии.
Биосфера как источник ресурсов для человека и как целостная самоорганизующаяся живая
система. Концепция экологической безопасности и устойчивого развития как предмет
системного анализа взаимосвязи производительных сил и потребления ресурсов биосферы.

                     2. ОСНОВЫ БИОФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

2.1. Природа химической связи атомов в молекулах. Вариационные методы в
квантовохимических расчётах энергии и волновых функций. Метод МО ЛКАО. Симметрия
и перекрывание атомных орбиталей. Гибридизация, сопряжённая связь. Ионная, донорно-
акцепторная, водородная связь. Неподелённые пары и свободные орбитали. Силы Ван-дер-
Ваальса. Свободные радикалы. Комплексы с переносом заряда. Конформации макромолекул.
2.2. Элементарные химические реакции. Классификация реакций и реакционных частиц.
Теория столкновений, её применение для оценки константы скорости. Поверхность
потенциальной энергии, адиабатическое приближение. Переходное состояние, принципы
расчёта константы скорости и оценки энергии активации реакции.
2.3. Статистическое описание сложных систем. Вероятность реализации состояния.
Неустойчивость динамических траекторий как основа стохастизации процессов в системе.
Характерное время стохастизации ситемы и условия справедливости эргодической