Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Декан физического факультета БГУ
________________
_____24.08.2009_______________
Регистрационный № УД-__2100_/баз.
Актуальные Вопросы БИОфизики
Учебная программа для специальности
1-31 04 01 Физика (по направлениям)
2009
Составитель:
– доцент кафедры биофизики Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук, доцент.
Рецензенты:
– декан физического факультета Учреждения образования «Витебский государственный университет имени », кандидат физико-математических наук, доцент.
– профессор кафедры физической оптики, доктор физико-математических наук, профессор
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой биофизики физического факультета Белорусского государственного университета (протокол № 16 от _22_ июня 2009);
Ученым Советом физического факультета Белорусского государственного университета (протокол № 11 от _26 июня 2009);
Ответственный за редакцию:
Ответственный за выпуск:
Программа дисциплины «Актуальные вопросы биофизики» разработана для специальности 1-31 04 01 Физика (по направлениям).
Задача факультативного курса состоит в том, чтобы ознакомить студентов с предметом биофизики, местом биофизики среди других наук, основными подходами при исследовании живых систем, методами исследования физических процессов в биосистемах, современными теориями основных процессов функционирования биосистем, показать возможность использования результатов биофизических исследований на практике.
Программа курса составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта. Общее количество часов – 14; аудиторное количество часов – 14, из них: лекции – 14.
Примерный тематический план
№ п/п | Название темы | Лекции | Контролируемая самостоятельная работа | Всего |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1. | Биофизика и предмет исследования | 1 | ||
2. | Термодинамический подход в изучении живых систем | 2 | ||
3. | Химия жизни | 1 | ||
4. | Молекулярные основы самовоспроизведения живых систем | 1 | ||
5. | Биомембраны | 1 | ||
6. | Клетка – единица живого | 2 | ||
7. | Возбудимые среды | 1 | ||
8. | Физика рецепции | 2 | ||
9. | Прикладные аспекты биофизики | 1 | ||
10. | Кафедра биофизики и современные проблемы биофизики | 2 | ||
Итого | 14 |
1. Биофизика и предмет исследования.
Задачи биофизики. Предмет биофизики. Место биофизики среди других наук. Определение живой системы. Происхождение жизни. Поиск элементарных форм жизни в Солнечной системе и высокоорганизованных - во Вселенной.
2. Системный подход в изучении живых систем.
Упорядоченность биосистем. Энтропия и информация. Открытые системы. Стационарные состояния. Функция диссипации. Теорема Пригожина. Принцип устойчивости Ле-Шателье-Брауна. Проблема возникновения порядка из беспорядка. Самоорганизация в открытых системах (турбулентность, ячейка Бенара, автокаталитические процессы). Модель «хищник-жертва». Биологические ритмы. Биологические часы.
3. Химия жизни.
Атомно-молекулярный подход в исследовании живых систем. Уровни организации биосистем. Элементный состав живых организмов. Состав и строение биологических молекул. Углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты. Структура биополимеров. Витамины. Гормоны.
4. Молекулярные основы самовоспроизведения живых систем.
Приобретенная и наследственная память. Молекулярные основы самовоспроизведения живых систем. Хранение, транскрипция, трансляция генетической информации. Структура ДНК. Генетический код. Схема биосинтеза белка. Мутации. Генные и хромосомные болезни.
5. Биомембраны
Состав, свойства, гипотезы строения биомембран. Моделирование биомембран (монослои, плоские бислойные липидные мембраны, липосомы). Динамика молекул в мембране. Пассивный и активный транспорт веществ через мембрану.
6. Клетка – единица живого.
Основы клеточной теории. Разнообразие клеток. Строение клетки. Прокариоты и эукариоты. Вирусы. Бактериофаги. Форма и функции клеток. Клеточные органеллы. Энергетика клетки: пути извлечения энергии из природных источников, ее трансформация, аккумулирование в клетке. Фотосинтез. Деление клеток. Дифференцировка клеток. Гибель клеток. Стволовые клетки.
7. Возбудимые среды.
Потенциалы покоя и действия. Строение нейрона. Генерация нервного импульса и его распространение. Синаптическая передача.
8. Физика рецепции.
Проблема молекулярного узнавания. Общие принципы строения и свойства сенсорных анализаторов. Пассивная и активная локация. Типы рецепторов. Сенсорные каналы: фоторецепция, звуковая рецепция, молекулярная рецепция, электрорецепция.
9. Прикладные аспекты биофизики.
Бионика. Биотехнология. Генная инженерия и методы искусственной генетической трансформации клеток. Нанотехнологии и молекулярные машины. Биомолекулярная электроника. Биосенсоры.
10. Кафедра биофизики и современные проблемы биофизики.
Современные проблемы биофизики, развиваемые на кафедре и в сотрудничестве с другими научными, учебными и производственными учреждениями и организациями. Перспективы развития.
Основная
1. Волькенштейн , М., Наука, 1988
2. Биофизика (п/р ),1983
3. Введение в биофизику, М., Мир,1982
4. Осипов и хаос. Новое в жизни, науке, технике. Сер. физика, 1986, N7
5. Молекулы, динамика, жизнь. М.: Мир, 1990.
6. Гиперцикл. Принципы самоорганизации макромолекул. М., Мир, 1982
7. Порядок и беспорядок в природе. М., Мир, 1987
8. Волькенштейн и информация. М., Наука, 1986
9. Основы биохимии, т. 1-3, М. Мир, 1985.
10. Биохимия человека, в 2-х томах, М., Мир, 1993
11. , Хмельницкий веществ через биологические мембраны: Учеб. пособие.–Мн.: БГУ, 2005
12. Искусственные мембранные структуры и перспектива их использования. //Биологические мембраны. 1988. т.5. №12, с..
13. , Кононенко кристаллы в биологических системах, "Итоги науки и техники", сер. Биофизика, М.,1982.т.13
14. Рыбин аспекты биофизики. 1986.
15. Основы сенсорной физиологии, М., Мир,1976
16. Стародуб биосенсоры - новое направление в биохимической диагностике.//Биополимеры и клетка. 1989, т.5, №1, 5-15.
17. , Замалин микроэлектроника: истоки и надежды. Знание. сер. Физика. 1985, №11.
Дополнительная
1. Бергельсон мембраны, 1975
2. Сергеев и биосфера, М.:"3нание", 1976
3. Морозов биоакустика, М.: Знание,1987
4. Пресман сигнализация в живой природе, М., «Советское радио», 1974
5. Занимательная бионика, Бухарест, «Альбатрос». 1986
6. Бионика - М.: Мир Книги, 2007.
7. Проблемы поиска жизни во Вселенной (Отв. ред. ). М.: Наука, 1986.
8. , Время, хаос, квант. М.: Прогресс, 1994.
