МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Биофизика
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра информационной безопасности
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-2-2020
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 28
самостоятельная работа 44
Виды контроля по семестрам
зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 12 12 12 12
Лабораторные 16 16 16 16
Сам. работа 44 44 44 44
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
д.ф.м.н., профессор, Минакова Н.Н.

Рецензент(ы):
к.ф.м.н., доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Биофизика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра информационной безопасности

Протокол от 08.06.2020 г. № 10-2020/21
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра информационной безопасности

Протокол от 08.06.2020 г. № 10-2020/21
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Рассмотреть основные закономерности функционирования живого организма (на примере человеческого организма), изучить особенности и механизмы взаимодействия этих систем.
Рассмотреть физические законы, явления, процессы и характеристики в живых системах.
Изучить физические процессы в организме, физические методы исследования.
Изучить основные физические законы и математические подходы к изучению процессов в живом организме

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1: способностью использовать в профессиональной деятельности базовые естественнонаучные знания, включая знания о предмете и объектах изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных наук
ПК-1: способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.о надмолекулярных структурах живой клетки (биологические мембраны);
о природе ионного обмен, биоэлектрогенезе, биомеханике мышечного сокращения, системе кровообращения и т.д.;
о проблемах взаимодействия биосферы и физических полей окружающего мира;
о действии неблагоприятных факторов внешней среды на человеческий организм;
о функционально активных веществах (белки, нуклеиновые кислоты), о физико-математическом моделировании при биофизических исследованиях
3.2.Уметь:
3.2.1.реализовывать физический подход к изучению основных жизненных процессов (дыхание, кровообращение, прохождение нервного импульса и т.д.);
использовать физические методы (например, моделирование) для изучения биологических процессов;
обозначить особенности процессов в биологических объектах по сравнению с неживыми организме (биомеханика мышцы, реология крови и т.д.);
оценивать действие физических факторов на организм человека
сопоставлять физические процессов для технических и биосистем
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.трактовки состояния живого организма по анализу электрической активности органов (электрокардиография, электроэнцефалография и т.д).
оценки оптической системы глаз человека, мышечного сокращения с точки зрения механики, системы кровообращения с точки зрения реологии и т.д.
анализа биологических объектов физическими методами
количественной оценки транспорта веществ через биологические мембраны, потенциалов покоя и действия

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Биофизика как междисциплинарная наука. Биофизика клетки
1.1. Биофизика как междисциплинарная наука. Совокупность физических, химических и биологических критериев живого. Разнообразие жизни на Земле . Архитектура и хореография клетки. Химические компоненты: вода, ионы, простейшие органические молекулы, макромолекулы - белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды. Строение и функции клеточных органелл. Общая схема метаболизма. Основы классической и молекулярной генетики. Рост и деление клеток, клеточный цикл. Ферментативный катализ. Лекции 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.2. Разнообразие жизни на Земле. Взаимосвязь структуры и функции. Механизм человека как открытая система (обмен веществом, энергией и информацией). Сам. работа 5 14 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
Раздел 2. Механохимические процессы. Биофизика мембран.
2.1. Механохимические процессы. Мышечные и немышечные формы подвижности. Биофизика мембран: структура и физико-химические свойства, активный и пассивный транспорт ионов, сопряженный транспорт веществ. Лекции 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
2.2. Модели биологических мембран Лабораторные 5 6 ОПК-1, ПК-1
Раздел 3. Транспорт веществ. Насосы, каналы, переносчики. Биоэлектрические потенциалы.
3.1. Пассивный перенос веществ через биологические мембраны. Диффузия. Облегченная диффузия. Транспорт ионов. Активный транспорт. Насосы, каналы, переносчики. Осмотические и электрические явления, форма клетки. Возбудимость, распространение нервного импульса, синаптическая передача. Лекции 5 2 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
3.2. Пассивный перенос веществ через биологические мембраны. Активный транспорт. Электрогенные ионные насосы. Натрий-калиевые насосы. Вторично-активный транспорт. Генерация мембранного потенциала покоя и действия. Лабораторные 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
Раздел 4. Физические основы преобразования и аккумуляции энергии в биологических системах. Биофизика рецепции
4.1. Физические основы преобразования и аккумуляции энергии в биологических системах. Биологическое окисление, дыхательная цепь, митохондрии, перенос электронов, механизмы энергетического сопряжения в биомембранах. Фотобиологические процессы. Биофизика рецепции Лабораторные 5 6 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
4.2. Физические основы преобразования и аккумуляции энергии в биологических системах. Биологическое окисление, дыхательная цепь, митохондрии, перенос электронов, механизмы энергетического сопряжения в биомембранах. Фотобиологические процессы. Биофизика рецепции Сам. работа 5 14 ОПК-1, ПК-1 Л1.1
Раздел 5. Элементы анатомии и физиологии человека и животных, строение и функции органов. Открытые системы, неравновесная термодинамика в биологии, стационарные состояния. Синергетика, диссипативные структуры, активные среды.
5.1. Элементы анатомии и физиологии человека и животных, строение и функции органов. Элементы теории эволюции. Экологические системы. Биологические часы. Упорядоченность биологических структур, энтропия и информация. Открытые системы, неравновесная термодинамика в биологии, стационарные состояния. Синергетика, диссипативные структуры, активные среды. Колебательные и автоволновые процессы в биологических системах как физическая основа пространственно-временной самоорганизации и регуляции. Простейшие математические модели биологических процессов. Лекции 5 4 ОПК-1, ПК-1 Л2.1, Л1.1
5.2. . Элементы анатомии и физиологии человека и животных, строение и функции органов. Элементы теории эволюции. Экологические системы. Биологические часы. Упорядоченность биологических структур, энтропия и информация. Открытые системы, неравновесная термодинамика. Простейшие математические модели биологических процессов. Сам. работа 5 16 ОПК-1, ПК-1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
приведены в ФОСе
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не требуется
5.3. Фонд оценочных средств
приведены в приложении
Приложения
Приложение 1.   бф.doc

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Васильев, А. А Медицинская и биологическая физика: учебное пособие для вузов М. : Издательство Юрайт, 2018//ЭБС Юрайт https://biblio-online.ru/book/9AA16E55-B700-4342-8836-ECFF57FDBB50
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Минакова Н.Н., Устинов Г.Г. Биофизика: пособие к практ. занятиям Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2007 2
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
Э2 www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
Э3 www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
Э4 www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
Э5 www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ».
Э6 www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Э7 www.intuit.ru/ Образовательный сайт
Э8 www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
Э9 www.osp.ru/ Журнал «Открытые системы»
Э10 www.ihtika.lib.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
Э11 Курс на Moodle "Биофизика" http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=2256
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная);
Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная);
Open Office, http://www.openoffice.org/license.html
6.4. Перечень информационных справочных систем
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Рекомендации по подготовке к лекционным занятиям (теоретический курс):
Перед очередной лекцией необходимо бегло ознакомиться с содержанием очередной лекции по основным источникам литературы в соответствии с рабочей программой дисциплины.
Часть лекционного материала представлена в виде презентаций, ссылок на Интернет-источники. Материалы распределены по разделам курса.

Рекомендации по подготовке к лабораторным работам:
- необходимо проработать теоретический материал, соответствующий теме работы.
- в начале занятий задать преподавателю вопросы по материалу, вызвавшему затруднения в его понимании и освоении.
- при ответе на вопросы, поставленные для самостоятельной проработки, необходимо его увязывать их с вопросами защиты информации в коммерческой организации.

Рекомендации по подготовке к самостоятельной работе:
- выполнять в установленные сроки все плановые задания, выдаваемые преподавателем, выяснять на консультациях неясные вопросы.
= прорабатывать соответствующие теоретические и практические разделы курса, все неясные моменты фиксировать и выносить на плановую консультацию.