Основной курс по олимпиадной биологии: Общая биология
О чём курс
О чём курс
69 занятий образовательного центра «Атриум» готовят старшеклассников к Всероссийской олимпиаде школьников и перечневым олимпиадам по биологии. Теоретическая программа охватывает углублённые разделы дисциплины: цитологию, динамическую и статическую биохимию, микробиологию, генетику, теорию эволюции, физиологию растений, биоинформатику и молекулярную биологию.
Для кого
Обучение ориентировано на учащихся 9–11 классов, которые углублённо изучают предмет и готовятся к олимпиадным состязаниям.
Что внутри
Программа сосредоточена на ключевых теоретических блоках и разборе олимпиадных заданий:
- Цитология и клеточный цикл: строение мембран, транспорт веществ, рецепторы, органеллы и методы микроскопии.
- Биохимия: пути метаболизма углеводов, липидов, аминокислот и нуклеотидов, структуры белков и основы энзимологии.
- Микробиология и вирусология: типы питания бактерий, брожение, хемосинтез, антибиотики и классификация вирусов.
- Генетика и эволюция: законы менделевского и сцепленного наследования, теория вероятностей и статистика в генетических задачах, синтетическая теория эволюции и макроэволюционные процессы.
- Физиология растений: фотосинтез, дыхание клеток, минеральное питание и водный обмен.
Семинарские занятия направлены на решение задач олимпиадного уровня по микробиологии и генетике.
Формат
Материалы курса включают 69 видеозанятий в записи. Для повторения теории прилагаются конспекты и презентации, а для закрепления пройденных тем — домашние задания и контрольные работы.
Авторы
Курс подготовили Виталий Буев, Руслан Оганов и Давид Янковский.
Программа обучения
- Цитология (9 занятий)
- Динамическая биохимия (6 занятий)
- Статическая биохимия (5 занятий)
- Микробиология (8 занятий)
- Генетика (8 занятий)
- Эволюция (4 занятия)
- Физиология растений (13 занятий)
- Биоинформатика (6 занятий)
- Молекулярная биология (10 занятий)
- Спойлер: Подробно
- Цитология:
- Мембраны и транспорт
- Строение и состав биологических мембран, модели их организации и динамики. Пассивный и активный транспорт, регуляция проницаемости мембраны
- Органеллы
- Посттрансляционный таргетинг белков. Ультраструктура, происхождение и функции митохондрий, хлоропластов. Ультраструктура и функции эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, пероксисом, везикулярный транспорт
- Цитоскелет и органеллы движения
- Строение и функции цитоскелета. Актиновые нити. Микротрубочки и центросомы. Промежуточные филаменты. Построение жгутиков, ресничек, ламеллоподий. Внутриклеточная подвижность
- Клеточный сигналинг
- Разнообразие рецепторов плазматической мембраны. Воспомогательные сигнальные белки. Циклические нуклеотиды. Строение и функции внеклеточного матрикса
- Клеточная адгезия и внеклеточный матрикс
- Компоненты межклеточного матрикса. Адгезия клеток. Межклеточные контакты
- Клеточный цикл. Часть I
- Циклины и циклинзависимые киназы. Контроль клеточного цикла. Фазы G0, G1, S, G2 клеточного цикла и контрольные точки
- Клеточный цикл. Часть II
- Амитоз. Митоз. Мейоз.
- Клеточный цикл. Часть III
- Сенесценция и клеточная гибель. Нарушения регуляции клеточного цикла, появление и терапия онкологических заболеваний
- Методы цитологии
- Микроскопия и практика определения объектов на микрофотографиях. Центрифугирование. Гемоцитометр. Проточная цитометрия. Другие методы
- Динамическая биохимия:
- Метаболизм углеводов
- Основные этапы и регуляция синтеза и распада моно-, олиго- и полисахаридов. Гликолиз (+ эффект Варбурга + путь Энтнера-Дудорова), пентозофосфатный путь, молочнокислое и спиртовое брожения, глюконеогенез, гликогеногенез, гликогенолиз, общая регуляция углеводного метаболизма на уровне клетки и организма
- Цикл Кребса и электрон-транспортная цепь митохондрий
- Как работают, регулируются и для чего нужны цикл Кребса и окислительное фосфорилирование в клетках человека. Реакция пируватдегидрогеназного комплекса, реакции и ферменты цикла Кребса, анаплеротические/катаплеротические реакции ЦТК, регуляция ЦТК, принцип работы ЭТЦ, варианты ЭТЦ у разных организмов, синтез АТФ, транспорт электронов между матриксом митохондрий и цитозолем, регуляция окислительного фосфорилирования
- Метаболизм липидов
- Основные этапы и регуляция синтеза и распада жирных кислот, триглицеридов, фосфолипидов и стероидов. Транспорт и расщепление липидов, бета-окисление ЖК, альфа- и омега-окисление ЖК, синтез ЖК, синтез фосфолипидов, триацилглицеридов, глицеронеогенез и его регуляция, синтез и распад стероидов, общая регуляция липидного метаболизма на уровне клетки и организма
- Метаболизм аминокислот и нуклеотидов
- Пути ассимиляции и диссимиляции азота, какие аминокислоты относятся к заменимым или к незаменимым и почему, основные этапы синтеза и распада аминокислот и нуклеотидов и их регуляция. Ассимиляция азота (принцип работы нитрогеназы, образование глутамата и глутамина), биосинтез аминокислот, деградация аминокислот, биосинтез нуклеотидов, деградация нуклеотидов, общая регуляция метаболизма аминокислот и нуклеотидов
- Семинар
- Семинар
- Статическая биохимия:
- Аминокислоты. Строение и свойства
- Способы классификации аминокислот, общие и специфические реакции их функциональных групп, ионизация, методы разделения и идентификации аминокислот и пептидов, а также необычные аминокислоты, их производные и пептиды.
- Белки. Первичная и вторичная структура
- Первичная структура белка и методы ее установления. Природа пептидной связи. Упорядоченные (а-спираль, В-слои) и неупорядоченные структуры полипептидных цепей. Третичная структура. Методы химии белка. Природа внутри- и межмолекулярных взаимодействий (ионные, водородные, гидрофобные, дисульфидные связи). Методы работы с белком. Аналитические методы: хроматография, электрофоретический анализ, физико-химические методы анализа.
- Основы энзимологии и ферментативной кинетики
- Основы каталитических механизмов, принципы стационарного приближения и кинетики (уравнение Михаэлиса-Мэнтен)
- Химия и биология углеводов
- Общая характеристика и классификация, строение и свойства моносахаридов, глюкоза и фруктоза, химические свойства глюкозы, дисахариды и сахароза, полисахариды (крахмал и целлюлоза), реакции гидролиза, биологическая роль и значение углеводов
- Химия и биология липидов
- Общая характеристика и классификация, строение и состав жиров, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, физические и химические свойства жиров, гидролиз и омыление жиров, фосфолипиды и стероиды, биологическая роль и значение липидов
- Микробиология:
- Введение. Строение бактериальной клетки
- Трёхдоменная система. LUCA. LECA. Сравнение клеточных структур: размеры, клеточная стенка, мембраны, рибосомы. Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Метод окраски по Граму. Органеллы движения (жгутики, фимбрии, пили). Генетический материал (хромосомы, плазмиды, опероны). Горизонтальный перенос генов (конъюгация, трансдукция, трансформация). Спорообразование. Морфотипы.
- Типы питания. Фототрофия
- Классификация организмов по источникам энергии, углерода и электронов. Оксигенный и аноксигенный фотосинтез. Пигменты. Фотосистемы типа I и II. Локализация пигментов. Фиксация CO2: цикл Кальвина и обратный цикл Кребса. Фототрофия галоархей. Эволюция фотосинтеза и роль кислорода в биосфере.
- Хемотрофия: брожения
- Методы получения энергии: фотофосфорилирование, окислительное и субстратное фосфорилирование. Хемоорганотрофия и хемолитотрофия. Пути расщепления сахаров: гликолиз, пентозофосфатный путь, КДФГ-путь. Брожение как анаэробный процесс регенерации NAD+. Типы брожения: молочнокислое (гомо- и гетероферментативное), спиртовое, пропионовокислое, масляно-кислое, смешанное. Особенности метаболизма и практическое применение в пищевой промышленности и биотехнологиях.
- Хемотрофия: дыхания
- Анаэробное дыхание с различными акцепторами электронов: нитратное, денитрификация, сульфатное, серное, железное, фумаратное. Экологическое влияние анаэробного дыхания. Хемосинтетики.
- Цикл азота и серы
- Аэробный хемосинтез: окисление водорода, сероводорода, двухвалентного железа, аммиака, угарного газа. Анаэробный хемосинтез: анаммокс, метаногенез, окисление железа. Фиксация азота: нитрогеназа. Циклы азота и серы. Экология: очистка вод, парниковые газы, сельское хозяйство.
- Медицинская микробиология. Антибиотики
- Основные бактериальные инфекции: кишечные (эшерихиоз, холера и др.), легочные (туберкулез, пневмония и др.), трансмиссивные (чума, болезнь Лайма и др.), инфекции покровов (сибирская язва, сифилис и др.). Антибиотики: бактерицидные и бактериостатические, широкого и узкого спектра. Основные классы: бета-лактамы (пенициллины, цефалоспорины), макролиды, тетрациклины и др. Мишени: синтез клеточной стенки, белка, ДНК и др. Механизмы резистентности: изменение мишени, ферментативная инактивация, активный выброс и т.д. Фаги как альтернатива антибиотикам.
- Вирусы
- Введение в вирусологию. Классификация вирусов по Балтимору: ДНК-вирусы (I, II группы), РНК-вирусы (III-VI группы), ретровирусы (VII группа). Структура вирионов. Репродукция вирусов. Патогенез вирусных инфекций. Субвирусные агенты.
- Семинар
- Решение олимпиадных задач по микробиологии
- Генетика:
- Введение. Основы теории вероятностей. Термины
- Основы теории вероятностей. Элементарные исходы. События. Вероятность. Условная вероятность. Независимые события. Теорема Байеса. Случайные величины. Распределение дискретной случайной величины. Непрерывные распределения. Термины. Ген как структурно-функциональная единица наследственности.
- Законы Менделя. Аллельные и неаллельные взаимодействия генов
- Аллельные взаимодействия генов: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование. Множественный аллелизм. Бомбейский феномен. Неаллельные взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз (рецессивный, доминантный), полимерия (кумулятивная, некумулятивная)
- Сцепленное наследование
- Определение пола. Кроссинговер. Сцепленное наследование. Наследование, сцепленное с полом. Интерференция. Коинциденция.
- Что может сломаться: генетические заболевания и транспозоны
- Модельные организмы. Транспозоны. Генетические заболевания. Геномный импринтинг. Эпигенетика
- Популяционная генетика
- Популяционная генетика. Закон Харди-Вайнберга для двухаллельных, трехаллельных генов, для триплоидов.
- Статистика в генетике
- Основы статистики. Генеральная совокупность. Выборка. Медиана. Мода. Среднее. Дисперсия. Стандартное отклонение. Коэффициент корреляции. Z-стандартизация. Критерий Хи-квадрат. Т-тест.
- Семинар
- Решение олимпиадных задач по генетике
- Семинар
- Решение олимпиадных задач по генетике
- Эволюция:
- Эволюция как наука
- Начало изучения эволюции. Эволюционная теория Дарвина. Синтетическая теория эволюции. Нейтральная теория эволюции.
- Микроэволюция
- Мутационные процессы. Дрейф генов. Миграции. Изоляции. Естественный отбор и его формы. Вид. Видообразование. Половое размножение. Половой отбор. Эволюция альтруизма
- Макроэволюция
- Переходные формы. Биогеография. Филогенетика
- Происхождение и развитие жизни на земле
- Гипотезы возникновения жизни на земле. РНК-мир. Геохронологическая шкала. Эры. Периоды.
- Физиология растений:
- Физиология растительной клетки. Часть I
- Предмет изучения физиологии растений. Особенности растений. A. thaliana — модельный организм физиологии растений. Строение растительной клетки. Ядро и ядерный геном растений. Функции ЭПР. Образование олеосом и белковых тел. Функции аппарата Гольджи. Формирование вакуолей. Литические и запасающие вакуоли, их функции. Транспорт через тонопласт. Роль вакуолей в создании тургорного давления. Функции пероксисом. Динамика одномембранных органелл. Митохондрии и митохондриальный геном растений. Пластиды, пластидный геном и особенности его экспрессии. Разнообразие пластид. Цитоскелет.
- Физиология растительной клетки. Часть II
- Строение клеточной стенки, структурное и аморфное вещество. Целлюлозосинтазный комплекс. Роль кортикальных микротрубочек в регуляции синтеза целлюлозы. Строение и функции сшивочных гликанов. Строение и функции пектинов. Белки клеточной стенки. Модификации клеточной стенки: лигнификация, суберинизация, кутинизация. Особенности растительного митоза. Препрофазное кольцо. Фрагмопласт. Синтез и функции каллозы. Строение и функции плазмодесм. Первичные и вторичные плазмодесмы. Рост клеток растяжением. Модель кислого роста. Экспансины и ксилоглюканэндотрансгликозилазы. Роль укладки микрофибрилл целлюлозы в регуляции формы клеток при росте растяжением. Каллусные и суспензионные культуры клеток и их биотехнологическое применение. Микроклональное размножение.
- Дыхание растений
- Иерархия метаболических процессов при клеточном дыхании. Сахароза как субстрат гликолиза. Шунтирующие реакции гликолиза у растений. Регуляция гликолиза у растений. Молочнокислое и этанольное брожение и их регуляция. Пентозофосфатный путь. Цикл Кребса. Роль ФЕП-карбоксилазы и маликэнзимов в переключении режимов цикла Кребса. Электрон-транспортная цепь дыхания. Окислительно-восстановительный потенциал. Комплексы ЭТЦ дыхания. Цианидрезистентное дыхание. Несопряжённый электронный транспорт: альтернативные дегидрогеназы и альтернативная оксидаза, их регуляция. Растительные разобщающие белки. Механизмы термогенеза. Конверсия жиров в углеводы.
- Световая стадия фотосинтеза. Часть I
- Разнообразие фотосинтетических пигментов. Биосинтез хлорофиллов и каротиноидов. Спектры поглощения и формула Планка. Схема Яблонского и её связь со спектрами поглощения. Люминесценция: флуоресценция и фосфоресценция, их спектры. Фотохимическая работа и реакция Красновского. Первичные этапы фотосинтеза. ЭТЦ фотосинтеза.
- Световая стадия фотосинтеза. Часть II
- Суперкомплексы фотосистемы II. Электронные переносчики фотосистемы II. Водоокисляющий комплекс. Комплекс цитохромов-b6f и Q-цикл. Пластоцианин. Суперкомплекс фотосистемы I. Электронный транспорт в фотосистеме I. Ферредоксин. Z-схема фотосинтеза. Гетерогенность тилакоидных мембран. Мобильные антенны и их роль в образовании гран. Регуляция энергетических потоков в ЭТЦ фотосинтеза. Виолаксантиновый цикл: реакции и регуляция. Альтернативные пути электронного транспорта: циклический у фотосистемы I, циклический у фотосистемы II, псевдоциклический и хлоропластное дыхание. Ферредоксин как восстановительный эквивалент. Тиоредоксиновая система. Поток электронов от ЭТЦ фотосинтеза к ЭТЦ дыхания.
- Темновая стадия фотосинтеза
- Цикл Кальвина: история изучения, этапы, реакции и стехиометрия. Связь цикла Кальвина с другими метаболическими процессами. Переключение цикла Кальвина, гликолиза и пентозофосфатного цикла тиоредоксиновой системой хлоропласта. РубисКО: строение, механизм реакции и регуляция. Образование конечных продуктов фотосинтеза. Синтез крахмала. Синтез сахарозы. Оксигеназная активность РуБисКО как причина фотодыхания. Реакции фотодыхания. Связь фотодыхания с температурой. CO2-концентрирующие механизмы бактерий и водорослей. Кранц-анатомия. C2-фотосинтез: экология, эволюция, типы и реакции. C4-фотосинтез без кранц-анатомии. CAM-фотосинтез: экология, типы и реакции.
- Минеральное питание
- Классификация элементов минерального питания. Механизмы поглощения элементов минерального питания корнем. Азотное питание. Различия в развитии растений при поглощении нитратов или солей аммония. Нитратредуктаза, нитритредуктаза, глутаматдегидрогеназа, глутаминсинтаза, глутамин/оксоглутаратаминотрансфераза. Регуляция процессов ассимиляции нитратов. Симбиотическая азотфиксация. Процесс заражения корней клубеньковыми бактериями. Нитрогеназа, леогемоглобин. Ассимиляция сульфатов: реакции и регуляция. Фосфорное питание. Образование микоризы. Механизмы поглощения железа корневыми волосками.
- Водный обмен
- Физико-химические основы водного обмена растений. Химический потенциал воды и его связь с энергией Гиббса. Ячейка Пфеффера. Осмотическое давление и его связь с активностью вещества. Закон Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент. Водный потенциал и его связь с химическим потенциалом воды и осмотическим давлением. Разбиение водного потенциала на составляющие потенциалы: осмотический, матричный, гравитационный и потенциал давления. Транспорт воды в клетке. Аквапорины. Транспорт воды в растении. Нижний и верхний концевые двигатели. Транспирация и гуттация. Механизмы загрузки и разгрузки флоэмы и ксилемы.
- Растительные гормоны. Часть 1
- Особенно
Теги курса
Отзывов пока нет. Будьте первым!
Этот курс сейчас в процессе организации складчины. Нажмите кнопку «Записаться» и ожидайте старта — вам придёт уведомление. Когда складчина стартует, в карточке курса будет указан актуальный взнос. Текущая цена пока в процессе формирования и может отличаться от финальной.
Да, мы стремимся, чтобы финальный взнос был не больше ≈10% от оригинальной цены курса. Чем больше участников записывается в складчину, тем ниже выходит взнос для каждого.
Нажмите кнопку «Записаться» и авторизуйтесь на сайте через email (через ту же почту, которую будете использовать для входа). В личном кабинете вас будут ждать инструкции, как пригласить других участников — чем больше людей записалось, тем быстрее стартует складчина и тем ниже взнос. Как только складчина готова к приобретению, вам придёт уведомление.