4. Поря­док и беспорядок в природе; хаос; принципы симметрии

Теория великого объединения всех взаимодействий на ранних стадиях эволюции Вселенной. Теория инфляции и последовательного нарушения симметрии квантового вакуума. Антропный принцип. Динамический хаос.Общие свойства. Переходы порядок-хаос. Универсальные сценарии перехода к хаосу: перемежаемость, период 3, каскад удвоения периода. Универсальность Фейгенбаума в биологии и экономике. Диаграммы Ламерея. Развитый хаос. Странные аттракторы в климатических моделях (Лоренц). Условие возникновения хаоса. Горизонт предсказуемости. Динамический хаос как условие адаптивности системы: медицина, биология, физика. Хаос, квант и проблема времени.

Фракталы. Понятие фрактала, повсеместность фрактальных объектов в природе.

5. Динамические и статистические законо­мерности в природе; законы сохранения энергии в макроскопических про­цессах; принципы возрастания энтропии

Вероятность как атрибут сложных систем. Понятие ансамбля в естественных и гуманитарных науках. Равновесные и неравновесные состояния. Вероятностные распределения в молекулярно-кинетической теории. Максвелл, Больцман, Гиббс, вычисление средних.

Больцмановское определение энтропии ее связь с информацией и степенью упорядоченности. Классическая связь теплоемкости и степеней свободы молекул. Примирение динамического и статистического подходов — эргодическая теория.

6. Химические системы, энергетика химических процессов, реакционная способность веществ

Энергетика химических процессов; химическая связь; валентность; реакционная способность. Периодическая система элементов. Неорганические и органические соединения. Катализ. Биополимеры. Комплементарность. Матричный синтез.

7. Самоорганизация в живой и неживой природе; принципы универсально­го эволюционизма

Неорганические и органические соединения и их многообразие. Макромолекулы, гиперцикл и зарождение жизни. Концепция абиогенеза и физико-химической эволюции. Самоорганизация в физике, химии, биологии, геологии, экологии (Галактика, Солнечная система, эволюция Земли, климат). Сравнительный анализ эволюционных теорий.

8. Особенности био­логического уровня организации материи; принципы эволюции, воспроиз­водства и развития живых систем

Возникновение свойства биологического узнавания на основе свойств биополимеров (структура белков, комплементарность), самовоспроизведение биологических структур как следствие матричного синтеза: нуклеиновые кислоты, генетический код, биосинтез белка. Белки: ферменты и биологические машины. Информационные молекулы. Биологические мембраны и свойство специфичности. Сущность жизни. Возрастание количества информации и способности к ее оценке в прогрессивном развитии живого. Целесообразность структурной организации и поведения живых систем. Принципы биологического узнавания, биологическая индивидуальность ("свое" и "чужое"). Саморегуляция, самообучение, самовоспроизведение, целостные реакции живых систем. Жизнь в потоке вещества, энергии и информации.

Индивидуальное и астрономическое время. Циклические и необратимые процессы, биологический возраст. Особенности организации пространства в живых системах. Основные свойства живых систем (целостность, гомеостаз и способность к адаптации, трансформация энергии, наследственность и изменчивость, иерархичность и разнообразие структурной организации, открытость, неравновесность, самовоспроизведение, эволюция). Основные функции живого (питание, дыхание, движение, размножение, рост и развитие, раздражимость). Уровни биологической организации: молекулярный, клеточный, тканево-органный, организменный, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный. Характерные размеры, времена жизни, элементы и типы связей между ними.

Клеточная теория — основная концепция современной биологии, база развития медицинских наук, фармакологии, селекции, биотехнологии. Изменение представлений о биологии клетки в связи с методологическими достижениями современной науки. Краткое обсуждение путей реализации основных свойств и функций живых систем на клеточном уровне.

Принципы структурной организации и регуляции метаболизма. Рисунки на доске: схемы клеток, объяснение общих и специализированных функций.

Обмен веществ, трансформация энергии и информационные процессы в клетке на примерах бактериальной (прокариотической), растительной (автотрофной эукариотической) и животной (гетеротрофной эукариотной). Единство и разнообразие клеточных типов у эукариот. Жизненный цикл клетки. Концепция биогенеза. Митоз; мейоз; их эволюционное значение.