1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Сформировать у студентов представления: - о физических принципах строения и биофизических основах функционирования клеточных структур, тканей и органов; - механизмах транспорта веществ и генерации биопотенциалов; - о применении различных физические законы для описания происходящих в биологических системах процессов; - о построения математических моделей биологических процессов, а также приемам м навыкам обработки результатов биологических экспериментов с использованием современных компьютерных средств. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.2 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-5 | способностью применять знание принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов жизнедеятельности |
| ПК-1 | способностью эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических работ |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | - физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур; - механизмы транспорта веществ; механизмы генерации биопотенциалов; - молекулярные механизмы транспорта веществ, дыхания, обмена веществ и энергии; ионные механизмы генерации биопотенциалов; физические основы дыхания, кровообращения, пищеварения и выделения. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | - применять различные физические законы для описания происходящих в биологических системах процессов; - использовать принципы клеточной организации для объяснения механизмов жизнедеятельности; - применять освоенные биофизические методы изучения живых систем на практике. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | - биофизической терминологией; - навыками работы на современных приборах; - приемами построения простых математических моделей биологических процессов; навыками обработки результатов экспериментов. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение | ||||||
| 1.1. | Биофизика как наука. Цели и задачи дисциплины. Физические и физико-химические закономерности и процессы в живых системах. Методические проблемы биофизики. Методы выделения и исследования субклеточных структур. Практикумы. | Лекции | 7 | 0 | Л2.1, Л1.1 | |
| 1.2. | История развития биофизики как науки. Связи биофизики с другими науками и с практической деятельностью человека. | Сам. работа | 7 | 3 | Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| Раздел 2. Термодинамика биологических процессов | ||||||
| 2.1. | Основные понятия классической термодинамики. Первый закон термодинамики. Доказательства применимости первого закона в биологии. Закон Гесса и его использование в биологии. Формулировки и математическое выражение второго закона термодинамики. Вероятностно-статистический смысл энтропии. Уравнение Больцмана. Свободная энергия Гиббса и Гельмгольца, их использование в биологии. | Лекции | 7 | 1 | Л2.1 | |
| 2.2. | Термодинамика открытых систем. Поведение энтропии в открытых системах. Термодинамические условия осуществления стационарного состояния. Термодинамическое сопряжение реакций в биологических системах. Диссипативная функция и диссипативные системы. Понятие обобщенных сил и потоков. Линейные феноменологические уравнения и соотношения взаимности Онзагера. Теорема Пригожина о минимуме внутреннего производства энтропии при стационарном состоянии открытых систем. Критерий устойчивости стационорного состояния. Связь внутреннего производства энтропии с теплопродукцией. | Сам. работа | 7 | 3 | Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| Раздел 3. Кинетика биологических процессов | ||||||
| 3.1. | Основные понятия химической кинетики. Кинетика простейших ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Кооперативные свойства аллостерических ферментов. Уравнение Хилла. | Лекции | 7 | 1 | Л1.2, Л2.1, Л1.1 | |
| 3.2. | Влияние концентрации субстрата, ph и температуры на кинетику ферментативной реакции | Лабораторные | 7 | 4 | Л1.2, Л2.2 | |
| 3.3. | Математическое моделирование и анализ биопроцессов | Лабораторные | 7 | 2 | Л1.2 | |
| 3.4. | Кинетика последовательных реакций и принцип "узкого места" в биохимических реакциях. Особенности кинетики биохимических реакций в открытых системах. Кинетика параллельных биохимических реакций. Принцип Хиншельвуда. Циклические, аутокаталитические, цепные и автоколебательные процессы в живых системах. Влияние температуры на скорость биологических процессов. Температурный коэффициент Вант-Гоффа. Уравнение Арениуса. Определение энергии активации различных биологических процессов.Приемы изучения ферментативной активности, изотопный анализ. | Сам. работа | 7 | 2 | Л2.1, Л2.2, Л1.1 | |
| Раздел 4. Молекулярная биофизика | ||||||
| 4.1. | Основные задачи молекулярной биофизики. Пространственная организация биополимеров. Типы взаимодействий в биологических макромолекулах. Характеристика сил слабого и сильного взаимодействия. Взаимодействия макромолекул с растворителем. Состояние воды и гидрофобные взаимодействия в биоструктурах. Участие гидрофобных взаимодействий в формировании пространственной структуры биологических макромолекул. | Лекции | 7 | 2 | Л2.1, Л2.2 | |
| 4.2. | Вторичная, сверхвторичные, третичная и четвертичная структуры макромолекул. Предполагаемые механизмы формирования пространственной структуры биологических макромолекул. Значение молекулярного подхода для решения прикладных задач. | Сам. работа | 7 | 2 | Л2.1, Л2.2 | |
| Раздел 5. Квантовая биофизика | ||||||
| 5.1. | Биофизика фотобиологических процессов. Основные стадии фотобиологических процессов. Зависимость фотобиологических реакций от энергии квантов. Физические основы взаимодействия фотонов с макромолекулами. Потенции фотометрии. | Лекции | 7 | 2 | Л1.1 | |
| 5.2. | Методы световой микроскопии. Юстировка светового микроскопа. Определение линейных размеров био-объекта. | Лабораторные | 7 | 2 | Л1.2, Л1.1 | |
| 5.3. | Пути реализации энергии возбужденного состояния: люминесценция, внутримолекулярная конверсия, фотохимические реакции, миграция энергии. Механизмы миграции энергии. Поглощение света веществом. Спектры поглощения и спектры излучения. | Сам. работа | 7 | 4 | Л1.1 | |
| Раздел 6. Биофизика мембран | ||||||
| 6.1. | Культуры клеток и тканей, выделения и исследования субклеточных структур. Структура и функции биологических мембран: барьерная, транспортная, катализаторная, регуляторная. Участие первичных и вторичных мессенджеров в передаче сигнала внутрь клетки. Развитие представлений о структурной организации мембран. Различные модели строения мембран. Характеристика мембранных липидов. Основные и минорные липиды мембран. Структура фосфоглицеролипидов и сфинголипидов. /Лек/ | Лекции | 7 | 2 | ||
| 6.2. | Определение сухой массы клеток с интерференционным микроскопом | Лабораторные | 7 | 4 | Л1.2 | |
| 6.3. | Развитие представлений о структурной организации мембран. Различные модели строения мембран. Характеристика мембранных липидов. Основные и минорные липиды мембран. Структура фосфоглицеролипидов и сфинголипидов. Мембранные стероиды. Фазовое состояние липидов мембран. Латеральная и вращательная подвижность липидов. Переходы типа флип-флоп. Влияние внешних (экологических) факторов на структурно-функциональные характеристики липидного бимолекулярного слоя мембран. | Сам. работа | 7 | 4 | Л2.2, Л1.1 | |
| Раздел 7. Транспорт веществ через биологические мембраны | ||||||
| 7.1. | Общая характеристика процессов транспорта веществ через биомембраны. Основные понятия, терминология. Принципы регуляции метаболизма.Пассивный транспорт веществ. Простая (ограниченная) диффузия веществ. Связь проницаемости мембран с растворимостью проникших веществ в липидах. Пути проникновения различных веществ через биологические мембраны. Селективная избирательность каналов. Регуляция работы каналов. | Лекции | 7 | 2 | ||
| 7.2. | Определение концентрации ионов в биообъектах с помощью пламенной фотометрии | Лабораторные | 7 | 6 | Л1.2 | |
| 7.3. | Облегченная диффузия ионов и молекул через мембрану. Концепция транспортных молекул-переносчиков. Природные и искусственные ионофоры-переносчики и каналоформеры. Сходство кинетики облегченной диффузии и ферментативного катализа. Активный транспорт веществ. Первично-активный транспорт ионов через клеточные мембраны, первые экспериментальные доказательства его существования. Типы транспортных АТФаз. Источники энергии для первично-активного транспорта. Модели первично-активного транспорта. Вторично-активный транспорт углеводов и аминокислот. Доказательства его существования. Источники энергии. Распространенность в живой природе. Эндо- и экзоцитоз - два противоположно направленных механизма транспорта крупных молекул и их комплексов с другими веществами. | Сам. работа | 7 | 4 | Л2.2 | |
| Раздел 8. Биоэлектрогенез | ||||||
| 8.1. | Физико-химические основы происхождения биоэлектрических потенциалов. Доннановское равновесие и потенциал Доннана. Современные представления о происхождении потенциала покоя. Электрогенный активный транспорт ионов. Пассивная утечка ионов по электрохимическому градиенту. Уравнение Гольдмана-Ходжкина. Различия в проницаемости мембраны для отдельных ионов в состоянии покоя. | Лекции | 7 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 8.2. | Исследование потенциала покоя на растительных объектах | Лабораторные | 7 | 6 | Л1.2 | |
| 8.3. | Потенциал действия. Роль изменения пассивной проницаемости мембраны для ионов калия и натрия в генерации потенциала действия в нервных и мышечных волокнах. Механизмы активации и инактивации ионных каналов. Распространение возбуждения. Кабельные свойства нервных волокон. Проведение возбуждения по безмякотным и мякотным нервным волокнам. Особенности генерации потенциалов покоя и действия у растений. | Сам. работа | 7 | 2 | Л1.2, Л2.2 | |
| Раздел 9. Первичные процессы лучевого поражения | ||||||
| 9.1. | Радиобиология. Общая характеристика ионизирующих излучений. Источники ионизирующей радиации. Электромагнитные и корпускулярные излучения. Поглощение рентгеновских и гамма-излучений, нейтронов, заряженных частиц высоких энергий. Экспозиционная и поглощенная доза радиации. Относительная биологическая эффективность различных видов ионизирующей радиации. | Лекции | 7 | 2 | ||
| 9.2. | Зависимость поражающего действия излучений от линейных потерь энергии. Непрямое действие радиации на биологические макромолекулы в результате образования активных продуктов радиолиза воды. Первичные продукты, образующиеся при прямом действии радиации на органические молекулы. | Сам. работа | 7 | 5 | Л1.2 | |
| Раздел 10. Радиационная биофизика клетки | ||||||
| 10.1. | Первичные физико-химические процессы в облученной клетке. Репродуктивная и интерфазная гибель клеток. Восстановительные процессы при лучевом поражении клеток. | Лекции | 7 | 2 | ||
| 10.2. | Факторы, модифицирующие лучевое поражение: кислородный эффект, радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, их химическая природа и биологическое действие. | Сам. работа | 7 | 6 | Л1.2, Л2.1, Л1.1 | |
| Раздел 11. Радиоционная биофизика | ||||||
| 11.1. | Временные и дозовые эффекты действия радиации на сложные организмы. Сравнительная радиочувствительность биологических объектов и систем. Острое облучение. Синдромы острого лучевого поражения: костно-мозговой, кишечный, церебральный. | Лекции | 7 | 2 | Л2.1, Л1.1 | |
| 11.2. | Стадии развития острой лучевой болезни. Отдаленные последствия острого лучевого поражения. Действие малых доз радиации на организм. Теоретические представления о механизмах биологического действия ионизирующей радиации. Практическое значение радиационной биофизики. Изотопный анализ. | Сам. работа | 7 | 4 | Л1.2, Л2.1, Л1.1 | |
| 11.3. | Экзамен | 7 | 27 | Л1.2 | ||
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Тестовые задания 1. Биофизика – это…? а) Наука, изучающая биологические процессы и явления б) Пограничная область между физикой и биологией в) Фундаментальная наука, изучающая общие формы существования материи г) Наука, изучающая физические явления в биологических объектах 2. Физический смысл II закона термодинамики заключается в следующем: а) самопроизвольному протеканию реакции способствует увеличение беспорядка б) самопроизвольному протеканию реакции способствует уменьшение энергии в) самопроизвольному протеканию реакции способствует увеличение энергии г) самопроизвольному протеканию реакции способствует уменьшение беспорядка 3. Термодинамические функции, которые не являются функциями состояния? а) внутренняя энергия б) энтальпия в) работа г) энергия Гиббса 4. Энергия Гельмгольца (f) равна: а) H + TS б) H – TS в) U + TS г) U – TS 5. Термодинамическая система, в которой возможен обмен веществ и энергии с окружающей средой: а) открытая б) закрытая в) изолированная г) статическая 6. Постоянный параметр изотермического процесса? а) температура б) объем в) давление г) сила 7. В нормальном состоянии липидная часть клеточной мембраны находится: а) В жидком аморфном состоянии б) В твердом кристаллическом состоянии в) B твердом аморфном состоянии г) В жидкокристаллическом состоянии 8. Длительность потенциалa действия кардиомиоцита по сравнению с потенциалом действия аксона: а) больше; б) меньше; в) равна 9. В основе биоимпедансного анализа состава тела лежит измерение: а) испускаемой телом теплоты; б) рентгеновской прозрачности тканей; в) активного и реактивного сопротивления; г) удельной плотности тканей. 10. Важнейшим универсальным свойством материи является? а) волновой дуализм; б) электромагнитный дуализм; в) корпускулярный дуализм; г) корпускулярно-волновой дуализм. 11. Магнитное поле сердца а) больше магнитного поля Земли; б) меньше магнитного поля Земли; в) одного порядка с Землей. 12. Магнитокардиограмма создается а) механическим движением клапанов сердца; б) распространением электрической волны возбуждения; в) утолщением стенки желудочков в систолу. 13. Кто основал кибернетику? а) Математик Джон фон Нейман; б) Математик Норберт Винер; в) Химик Дмитрий Менделеев. 14. Физический носитель информации – это …? а) сообщение; б) канал; в) сигнал; г) событие. 15. Поддержание колебаний параметров системы на постоянном уровне (по амплитуде и частоте) называется: а) автономность; б) гомеостаз; в) гомеокинез; г) вариабельность. Ключ к тестам № вопроса ответ 1 г 2 а 3 в 4 г 5 а 6 а 7 г 8 а 9 в 10 г 11 б 12 б 13 б 14 в 15 в Задания открытого типа 1. Запишите первый закон термодинамики? (ΔU = A+Q) 2. Назовите постоянный параметр изотермического процесса? (Температура) 3. Перечислите типы термодинамических систем в зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой? (Открытая, закрытая, изолированная) 4. Перечислите, какие дозы бывают? (Экспозиционная, поглощенная, биологическая) 5. Запишите фамилию физика, открывшего сложный состав радиоактивного излучения? (Э. Резерфорд) 6. Назовите постоянный параметр изохорного процесса? (Объем) 7. Перечислите виды градиентов? (Осмотический, концентрационный, электрический) 8. Запишите уравнения Онзагера? (J1 = L11X1+L12X2; J2 = L21X1+ L22X2) 9. Диссипативная функция равна? (β= J1X1+J2X2>0) 10. Назовите постоянный параметр изобарного процесса? (Давление) 11. Согласны ли Вы с утверждением, что потребление одного литра O2 и выделение одного литра CO2 при прямом сжигании или окислении в организме продуктов сопровождается выделением одинакового количества теплоты. Да Нет 12. Дайте определение понятию «Биологические мембраны» (функциональные структуры клеток толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство внутриклеточных структур, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок и замкнутых полостей) 13. Толщина биологических мембран редко превышает ... нм (10) 14. Перечислите структурные компоненты мембран. (белки, липиды и углеводы) 15. Дайте определение понятию «Мембранный потенциал» (разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями мембраны) 16. Перечислите методы исследования биопотенциалов. (микроэлектродный метод внутриклеточного измерения потенциалов; специальные усилители биопотенциалов; исследование крупных клеток (аксон кальмара). 17. Согласны ли Вы с утверждением, что причина мембранного потенциала покоя - диффузия ионов калия из клетки наружу. Да Нет 18. В состоянии бодрствования с закрытыми глазами регистрируется ...-ритм. (альфа) 19. В состоянии бодрствования с открытыми глазами регистрируется ...-ритм. (бета) 20. Перечислите основные источники естественного (природного) фона радиоволн на Земле. (атмосферные электрические явления (грозы, зарницы, шаровые молнии), радиоизлучение Солнца и звезд) Критерии оценивания: Каждое правильно выполненное задание оценивается 1 баллом. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрено |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Вопросы для промежуточной аттестации по дисциплине 1. Предмет, методология и задачи биофизики. История развития биофизики как науки. Связи биофизики с другими науками и с практической деятельностью человека. 2. История возникновения классической термодинамики. Основные понятия классической термодинамики. 3. Термодинамика биологических процессов 4. Первый закон термодинамики. 5. Доказательства применимости первого закона в биологии. 6. Закон Гесса и его использование в биологии. 7. Формулировки и математическое выражение второго закона термодинамики. 8. Свободная энергия и электрохимический потенциал 9. Особенности организмов как термодинамических систем 10. Термодинамика стационарного состояния 11. Теорема Пригожина о минимуме внутреннего производства энтропии при стационарном состоянии открытых систем. 12. Основные задачи молекулярной биофизики. Пространственная организация биополимеров. 13. Типы взаимодействий в биологических макромолекулах. 14. Структура воды и гидрофобные взаимодействия 15. Роль гидрофобных взаимодействий в формировании структуры белка 16. Связывание лигандов с макромолекулами 17. Ферментный катализ 18. Структура и функции биологических мембран 19. Динамика мембран 20. Физическое состояние и фазовые переходы липидов в мембранах 21. Модельные липидные мембраны Транспорт веществ через биологические мембраны 22. Пассивный транспорт нейтральных частиц 23. Пассивный транспорт ионов 24. Облегченная диффузия 25. Осмос и фильтрация 26. Ионные каналы 27. Активный транспорт 28. Вторичный активный транспорт ионов 29. Потенциал покоя в клетках 30. Расчетные показатели мембранных потенциалов (формула Нернста, уравнение Гольдмана, уравнение Томаса) 31. Потенциал действия 32. Передача возбуждения 33. Внешние электрические поля органов. Принцип эквивалентного генератора 34. Физические основы электрокардиографии 35. Диполи сердца и электрокардиографические кривые. 36. Расчет потенциалов электрического поля 37. Электрокардиографическая модель Эйнтховена 38. Основные характеристики электрокардиограммы 39. Вектокардиография 40. Метод исследования электрической активности головного мозга — электроэнцефалография 41. Биоимпедансометрия (биофизические основы метода) 42. Основные показатели биоимпедансометрии 43. Применимость метода биоимпедансометрии 44. Вещество и поле — составляющие единого материального мира. 45. Человек и физические поля окружающего мира 46. Взаимодействие электромагнитных излучений с веществом (радиоволны) 47. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновское и гамма-излучения 48. Эффект действия на организм человека радиоактивных излучений 49. Виды и свойства радиоактивных излучений 50. Дозиметрия ионизирующих излучений 51. Естественный радиоактивный фон Земли 52. Нарушения естественного радиоактивного фона 53. Физические явлений, возникающие при ядерном взрыве 54. Костно-мозговой синдром острого лучевого поражения 55. Кишечный синдром острого лучевого поражения 56. Церебральный синдром острого лучевого поражения 57. Электромагнитные и радиоактивные излучения в медицине 58. Виды физических полей тела человека. Их источники 59. Электромагнитные поля 60. Низкочастотные электрические поля 61. Физические приборы, измеряющие электрические поля тела человека 62. Построение карт электрической активности головного мозга человека 63. Магнитное поле тела человека 64. Физические приборы, измеряющие магнитные поля тела человека 65. Области применения результатов измерения магнитного поля тела человека 66. Инфракрасное излучение 67. Метод динамического инфракрасного тепловидения 68. Динамическое инфракрасное термокартировани 69. Тепловидение в биологии и медицине 70. Электромагнитные волны СВЧ-диапазона 71. Механизмы изменения температуры в теле человека 72. Применение СВЧ-радиометрии в медицине 73. Оптическое излучение тела человека 74. Акустические поля 75. Кибернетическая система 76. Какие задачи решает биологическая кибернетика? 77. Принцип автоматической регуляции в живых системах 78. Обратная связь 79. Примеры положительной и отрицательной связи в организме человека и животных 80. Анализ вариабельности сердечного ритма как пример кибернетического подхода оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций 81. Что такое информация, сообщение, сигнал, канал связи, бит? 82. Информационные потоки в живых системах 83. Понятие энтропии в информационных системах 84. Кодирование информации 85. Примеры кодирования в нервной системе человека и животных |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС Биофизика.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | под ред. В. Г. Артюхова | Биофизика: учеб. для вузов | Академ. Проект, 2009 | |
| Л1.2 | Минакова Н.Н., Устинов Г.Г. | Биофизика: пособие к практ. занятиям | Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2007 | 2 |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Устинов Г.Г., Поляков В.В. | Медицинская физика: Физические процессы в организме человека: учеб. пособие | Барнаул : Изд-во АГУ, 2001 | 36 |
| Л2.2 | Требухов А. В. | Практикум по биофизике: учеб.-метод. пособие | Барнаул: [Пять плюс], 2016 | 2 |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | ЭБС «Университетская библиотека online» | biblioclub.ru | ||
| Э2 | ЭБС АлтГУ | elibrary.asu.ru | ||
| Э3 | Teach-in. Лекции ученых МГУ | teach-in.ru | ||
| Э4 | Федеральный портал "Моё образование" | online.edu.ru | ||
| Э5 | Курс на Moodle "Биофизика" | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses ), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt ), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| 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 |
|---|---|---|
| 227Л | лаборатория физиологии - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; лабораторные столы – 8 шт.; весовой стол; химической посуды; реактивы; 2 раковины; компьютер: марка Aquarius модель Pro P30 S46 - 1 единица; стационарный проектор: марка Casio XJ модель M140 - 1 единица; стационарный экран: марка Digis Optimal-C 1:1 111" (200*200) модель MW DSOC-1103 - 1 единица; монитор: марка Acer модель AL 1917; шкаф вытяжной ЛАБ-900 ШВ-Н ЛОиП; сухожаровой шкаф; весы электронные ВСП-0,5/0,1-1; термометры автоматические и водные; автоматический гематологический анализатор в комплекте Mythic 22; глюкометр ONE TOUCH ULTRA; коагулометр автоматический MaxmatPL Coag с принадлежностями; анализатор оценки баланса водных секторов организма МЕДАСС; капнометр ультразвуковой КП-01 ЕЛАМЕД; электрокардиограф ЭК1Т-07; индикатор глазного давления; динамометр кистевой ДК-100; спирометр сухой портативный; тазомер акушерский; ростомер электронный РЭП; термометр Checktemp; тонометр OMRON М6 Comfort с адаптером; холодильник «Саратов»; спиртовые горелки; дозаторы автоматические 0,5*5 мл, 1-10 мкл, 10-100 мкл, 100-1000 мкл; камера УФ-бактерицидная КВ-02-«Я»-ФП; облучатель-рециркулятор УФ-бактерицидный «СИБЭСТ-20»; полка ультравиола-ультрафиолет; тонометры МТ-20; штатив Rekam QPod S-500; комплект лабораторной посуды и реактивы для проведения лабораторных работ по физиологии. |
| 119Л | абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы | Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| 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) |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Целью дисциплины является формирование представлений о теоретических основах и основных методах биофизики, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач. Требования к уровню освоения содержания курса: В процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика» и компетенции ОПК-5, ПК-1. При изучении первого раздела студентам необходимо усвоить базовые представления об особенностях кинетики биологических процессов; особенности кинетики ферментативных реакций; фермент-субстратные комплексы, влияние различных факторов на кинетику ферментативных реакций (ингибиторы, активаторы, рН среды, ионы металлов); современная иерархия и принцип «узкого места»; колебательные процессы в биологии; пространственная организация и саморегуляция биологических систем. При изучении второго раздела раздела студентам необходимо усвоить базовые представления Термодинамика биологических систем. Законы термодинамики, изменения энтропии в открытых системах; термодинамические условия существования и устойчивости стационарного состояния; понятие обобщенных сил и потоков; границы применимости линейной термодинамики в биологии; нелинейная термодинамика; связь энтропии и информации в биологических системах. При изучении третьего раздела необходимо усвоить базовые понятия молекулярной биофизики - пространственное строение и функции белков, связь между структурой и функцией белков в организме; динамические свойства глобулярных белков, структура биополимеров, особенности взаимодействия белков с субстратом; биофизика нуклеиновых кислот. При изучении третьего раздела необходимо усвоить базовые понятия квантовой биофизики и биофизики фотобиологических процессов. Стадии фотобиологических процессов. Физические основы взаимодействия фотонов с макромолекулами. Понятие о спектрах поглощения и спектрах излучения биомолекул. Четвертый раздел посвящен биофизики клетки, где студентам необходимо усвоить следующие базовые понятия и представления: современные представления о структурно-функциональной организации клеточных мембран. Механизмы транспорта веществ через биомембраны, и их характеристика. Пятый раздел – биоэлектрогенез, мхенизмах возникновения ПД и ПП, передачи возбуждения по НВ. Здесь необходимо обратить внимание на механизмы участия первичных и вторичных мессенджеров в передаче сигнала внутрь клетки. При изучении шестого раздела необходимо усвоить основные законы и понятия радиационной биофизики. Изучить первичные физико-химические процессы в облученной клетке. Последствия действия радиации на клетку: Репродуктивная и интерфазная гибель клеток. Восстановительные процессы при лучевом поражении клеток. Факторы, модифицирующие лучевое поражение: кислородный эффект, радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, их химическая природа и биологическое действие. В преподавании курса используются следующие инновации, ориентированные на развитие у студентов мотивации к самостоятельной учебно-познавательной деятельности, творческой инициативности: 1. компьютерная презентация лекций; 2. тестовый самоконтроль знаний студентов в компьютерных классах; 3. самостоятельная работа студентов на занятиях, а также работа в парах и группах; 3. научно-исследовательская работа студентов; 4. совместное решение естественнонаучных задач, дискуссии, мини-конференции; 5. мультимедийные учебные пособия; 6. индивидуальная работа студентов по написанию рефератов; 7. метод вопросов и ответов; 8. использование критериев бально-рейтинговой системы по принципу накопительной системы баллов в оценки знаний студентов. |