Раздел III. Концептуальные основы материального мира

Тема 1. Материальный мир как объект естествознания

Современные представления о материи, ее строении и свойствах. Формы материи. Структурные уровни организации материи. Представление о микро-, макро- и мегомирах. Движение материи. Формы движения материи, особенности современной классификации. Иерархия форм движения. Пространство и время как атрибуты бытия материи. Свойства пространства и времени. Трансформация представлений о времени и пространстве с позиций классической науки и специальной теории относительности. Основные постулаты теории относительности А. Эйнштейна и ее парадоксы. Современные принципы пространственно-временного континуума. Масштабы расстояний во Вселенной. Шкала времени. Понятие календарной даты и история становления календаря. Поясная система времени.

Тема 2. Физические и химические закономерности материального мира

Становление концепций атомизма в естествознании. Модели строения атома. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы. Двойственность материального мира: непрерывность и дискретность. Корпускулярно-волновой дуализм в представлении о сущности материальных частиц. Квантово-механические принципы строения материи. Современные позиции атомистики. Элементарные частицы и принципы их классификации. Виды взаимодействий: сильные, электромагнитные, слабые и гравитационные. Концепции близкодействия и дальнодействия. Взаимодействие тел, полей и сред. Электромагнитные и волновые процессы. Шкала волн. Природа света и его свойства. Излучение и его виды.

Понятие состояния. Многообразие состояний физических систем. Принципы симметрии. Законы сохранения. Энергия, виды энергии, преобразование энергии. Теплота и температура. Термодинамические процессы. Первое и второе начало термодинамики. Энтропия. Динамические и статистические закономерности в природе. Понятие о термодинамической системе как массовой системе. Равновесные и неравновесные системы. Необратимость термодинамических процессов во времени. Применение термодинамических законов в свете экологических проблем.

Химическое взаимодействие как одна из форм движения материи. Современные представления о структуре химических систем, химических процессах. Химические элементы. Химические соединения. Химические связи, реакционная способность и энергетика химических процессов. Скорость протекания химических реакций. Катализаторы. Цепные реакции.

Раздел IV. Современные космогонические представления о Вселенной

Тема 1. Космос

Структурная организация галактик. Классификация галактик. Проблема существования галактик во Вселенной. Звезды, скопления звезд, туманности. Рождение и эволюция звезд: начальная, стационарная и завершающая фазы. Современные космогонические модели эволюции Вселенной. Теория Большого Взрыва. Суть инфляционного расширения Вселенной. Представление о вакууме. Этапы эволюции материи от уровня микромира до мегамира. Проблема начала и конца Вселенной. Антропный принцип космологии.

Тема 2. Солнечная система

Гипотезы происхождения Солнечной системы. Структурная организация Солнечной системы. Солнце как основа гелиоцентрической системы и источник энергии. Планеты, метеорные тела, метеоры, кометы.

Тема 3. Планета Земля

Планета Земля. Современные концепции происхождения Земли и развития геосферных оболочек. Гея-гипотеза. Краткий очерк изменения климата. Влияние космоса и Солнца на геосферные процессы. Световой режим Земли. Атмосфера. Гидросфера. Литосфера. Основные экологические проблемы геосферы.

Раздел V. Биологические закономерности материального мира

Тема 1. Клеточный и организменный уровни организации материи

Определение жизни. Критерии жизни и основные свойства живого. Иерархия биологических уровней организации материи. Характерные связи и взаимоотношения, присущие уровням организации живых систем.

Клетка как структурная и функциональная единица живых систем. Общий план строения клетки. Элементарный состав клетки. Принципы жизнедеятельности, регуляции, воспроизводства и развития клетки. Клеточный метаболизм. Автотрофы и гетеротрофы. Взаимосвязь обмена веществ и энергии между живыми системами. Воспроизведение клеток. Принципы восприятия, хранения и передачи информации. Носители генетической информации. Взаимодействие клеток и саморегуляция. Гормональный механизм. Нейрональная регуляция. Прямая и обратная связь. Злокачественный рост. Проблема рака.

Организм как биологическая система. Биоразнообразие. Принципы систематики и таксономии. Классификация живых организмов. Методы установления биологического родства. Живые организмы и окружающий мир. Среды обитания живых организмов. Адаптация и экологическая пластичность живых организмов. Факторы, определяющие распространение живых организмов. Пределы жизни.