Программа вступительного экзамена в аспирантуру по «Физиологии» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный педагогический университет им. »

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по НИР

_______________

«26» июня 2015 г.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру

по «Физиологии»

по ПРОФИЛЮ

03.03.01. – физиология

(биологические науки)

Тула

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Экзаменующийся по профилю «Физиология» должен продемонстрировать наличие научных представлений о биологических закономерностях функционирования организма человека и животных, процессах управления в живых системах, обеспечивающих адаптацию организма к меняющимся условиям среды; знание физико-химических, цитофизиологических и молекулярных механизмов, лежащих в основе функционирования различных органов и систем организма; а также знакомство с современными методами регистрации, анализа и статистической обработки экспериментальных данных. Экзаменующийся должен быть знаком с историей становления научных воззрений в данной области биологического знания.

Данная программа соответствует требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности «Биология».

Программа разработана сотрудниками кафедры биологии и технологий живых систем (, к. б.н., доцент, , к. б.н; , к. б.н., доцент).

ВВЕДЕНИЕ

Предмет физиологии человека и животных как учебная дисциплина, изучающая функциональные особенности организма человека. Связи с другими науками. Значение для развития медицины, санитарии, педагогики, психологии, возрастной физиологии и школьной гигиены.

Основные направления развития физиологической науки на современном этапе. Значение физиологии для формирования естественнонаучного мировоззрения у студентов. Роль курса в подготовке учителя биологии.

Краткий обзор истории развития физиологии человека и животных Развитие физиологии в России. Современные достижения отечественной и зарубежной науки.

Методы и объекты исследования в области физиологии. Значение достижений физики, химии, электроники, кибернетики, молекулярной биологии, генетики и других наук для совершенствования методов исследования.

Основные физиологические понятия. Терминология: функция, системогенез, адаптация, регуляция и координация функций, надежность и резервы организма и др.

Модуль 1. Общая физиология клетки и межклеточные взаимодействия.

1.1. Клетка как единица физиологических процессов обмена

1.1.1. Наружная клеточная мембрана.

Современные представления о морфофункциональной организации наружной клеточной мембраны эукариотных клеток. Модели мембран. Жидкостно-мозаичная модель. Характеристика функциональных блоков мембраны. Мембранные белки (химический состав, аллостерические белки, роль мембранных белков в рецепторной и транспортной функции мембраны). Ионные насосы и ионные каналы. Na+-канал, понятие о воротном механизме, времени жизни и функциональном состоянии канала. Липидные компоненты мембраны. Гликокаликс.

1.1.2. Цитозоль.

1.1.3. Обмен веществами между клеткой и окружающей средой. Трансмембранный транспорт веществ. Классификация. Пассивный и активный (энергозависимый) транспорт. Прямой и опосредованный транспорт. Осмос. Диффузия, облегченная диффузия. Унипорт, котранспорт, антипорт, симпорт. Транспорт с изменением и без изменения архитектуры мембраны. Первичный и вторичный активный транспорт. Эндо - и экзоцитоз.

1.1.4. Перенос веществ внутри клетки.

1.1.5. Регуляция клеточных функций. Понятие о вторичных посредниках регуляторных воздействий.

1.2 Передача информации посредством электрического возбуждения (общие закономерности).

1.2.1. Раздражение и раздражители. Понятия биологических реакций, раздражения и раздражителей. Адекватные и неадекватные раздражители. Классификация раздражителей по их характеру и силе. Использование электрического раздражителя в экспериментальных физиологических исследованиях.

Возбудимость и возбуждение. Определения возбудимости и возбуждения. Понятие о возбудимых тканях. Нервно-мышечный препарат как объект изучения закономерностей протекания процесса возбуждения. Значение процессов возбуждения в деятельности живых образований.

1.2.2. История изучения и способы регистрации биоэлектрических явлений. Исторические сведения об изучения биоэлектрических явлений. Опыты Гальвани, Маттеучи, Дюбуа-Реймона. Регистрация биоэлектрических явлений. Микроэлектродная техника исследования, другие современные биофизические методы. Виды биопотенциалов и их функциональное значение.

1.2.3. Механизм биоэлектрических явлений. Мембранно-ионная теория электрогенеза. Особенности проницаемости мембраны, определяющие существование мембранного потенциала покоя, роль активных механизмов в его поддержании. Электрогенный эффект Na+, К+ - насоса.

Величина мембранного потенциала покоя для различных возбудимых образований.

Изменения проницаемости электровозбудимой мембраны при развитии возбуждения и ионные сдвиги, лежащие в основе генерации потенциала действия. Деполяризация и реполяризация мембраны как результат изменения ионной проницаемости. Значение пассивных и активных механизмов в их осуществлении. Понятия порогового потенциала, критического уровня деполяризации и пика потенциала действия. Следовая деполяризация (следовая отрицательность) и следовая гиперполяризация (следовая положительность).

Волна возбуждения. Волна возбуждения как совокупность изменений электрического состояния мембраны. Характеристика отдельных ее компонентов, амплитуды и длительности пика потенциала действия, следовой отрицательности и следовой положительности.

Изменения возбудимости в разные фазы волны возбуждения. Абсолютная и относительная рефрактерность, экзальтация, субнормальность. Факторы, обусловливающие изменения возбудимости.

Энергетические процессы, сопровождающие развитие волны возбуждения.

Градуальные потенциалы. Характеристика и функциональное значение. Сравнительная характеристика местного и распространяющегося возбуждения.

Механизм проведения возбуждения. Фактор надежности проведения. Сальтаторное проведение.

Значение электрогенеза для управления специфической функцией возбудимых образований. Понятие об электросекреторном и электромеханическом сопряжении. Роль ионизированного кальция в функциях секреции и сокращения.

1.2.4. Эффекты действия постоянного тока на возбудимые образования. Зависимость ответной реакции от крутизны нарастания тока во времени (закон Дюбуа-Реймона). Значение длительности раздражения. Кривая силы-длительности. Реобаза, полезное время действия раздражителя, хронаксия.

Аккомодация, ее механизм.

1.2.5. Ритмическое возбуждение. Учение о ритмическом возбуждении и лабильности. Ритмический характер возбуждения в естественных условиях. Максимальный, оптимальный, пессимальный ритмы возбуждения. Современные представления о механизмах пессимальных реакций. Усвоение ритма ().

1.3. Физиология нейрона и глиона.

Нейрон и глион - основные клеточные элементы нервной системы.

1.3.1. Нейрон. Классификация нейронов по критериям: морфологическому, функциональному, по химизму. Структурно-функциональные черты организации нейрона как железистой клетки:

электро- и хемовозбудимые участки (зоны) нейрональной мембраны;

тигроид (вещество Ниссля, гранулярная эндоплазматическая сеть);

комплекс Гольджи – роль в синтезе нейрогормонов и нейромедиаторов;

нейрофибриллы – цитоскелетная роль;

митохондрии, особенности метаболизма нейрона.

Понятие об аксоплазматическом токе и нейросекреции.

1.3.2. Нервные волокна: мякотные (миелинизированные) и безмякотные. Их значение для сопряжения процессов нейрональной рецепции и секреции.

Возбудимость и лабильность мякотных и безмякотных нервных волокон, скорость проведения. Функциональная классификация нервных волокон (позвоночных). Закономерности проведения нервного импульса по нерву (изолированное, двустороннее, анатомическая и функциональная целостность, неутомляемость).

1.3.3. Нейроглия. Основные функции нейроглии. Общие электрофизиологические особенности нейроглии. Мембранный потенциал глии. Анализ одиночных биоэлектрических ответов нейрона и глиальной клетки. Нейроглия и нервная деятельность. Связь функций глии с высшей нервной деятельностью.

1.4 Межклеточные взаимодействия. Физиология синапсов.

Синапсы. Классификация синапсов (по природе синаптической передачи, нейрональной топографии, локализации в организме).

1.4.1. Химический синапс. Общий план строения и функциональное значение структурных звеньев. Медиаторы и рецепторы синаптических влияний. Микрофизиология химической синаптической передачи. Высвобождение медиатора. Электросекреторная связь. Роль ионов кальция в нейросекреторном процессе. Постсинаптические процессы (понятие о метаботропных и ионотропных эффектах). Ионная природа постсинаптических потенциалов: возбуждающих (ВПСП) и тормозящих (ТПСП). Механизмы прекращение действия медиатора (диффузия, инактивация, обратный захват). Интеграция синаптических влияний в нервной клетке. Изменение функции химических синапсов в ходе ритмической активности (посттетаническое облегчение, депрессия).

Понятие об объемной передаче.

Особенности химической передачи в периферических синапсах.

1.4.2. Электрический синапс. Структурно-функциональные особенности, локализация.

1.5. Мышечная цитофизиология.

1.5.1. Понятие об активном и пассивном движении. Формы двигательной активности (цитоплазматическое движение, амебоидное, ресничное, жгутиковое, мышечное). Двигательные молекулы: цитоскелетные, "моторы", регуляторные.

1.5.2. Скелетная мышечная ткань.

Физиологические (возбудимость, проводимость, сократимость) и физические (эластичность) свойства скелетного мышечного волокна. Роль потенциала действия в возникновении сокращения. Структурно-функциональные предпосылки мышечного сокращения: сарколемма, Т-система, саркоплазматический ретикулюм, миофибриллы, ультрамикроскопическое строение миофибрилл, саркомер. Особенности в строении и функции темных (красных) и светлых (белых) мышечных волокон.