Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный педагогический университет»
УТВЕРЖДЕНО
Ученым советом факультета /института
________________ ____________________
(подпись) (И. О.Ф. председателя)
«_____» ______________ 20___ г.
Обсуждено на заседании кафедры
____________________________
Протокол №____ от «___» ________ 20___ г.
____________________________
(О. И. Ф. зав. каф.)
Программа дисциплины
В 2.1 Основы физики биологических систем
(код по УП)
Трудоемкость 108 часов, 3 ЗЕ
Направление подготовки 050100.62 Педагогическое образование___
Профиль Биология ________
Степень выпускника Бакалавр_____________________________
Форма обучения Очная________________________________
Составитель:
д. б.н., профессор
кафедры анатомии, физиологии и
безопасности жизнедеятельности
Новосибирск 2011 год
В настоящее время большое внимание в физиологии уделяется не только описанию физиологических процессов и механизмов их регуляции, но и изучению молекулярных основ их осуществления. Такой подход позволяет не только глубже изучить физиологические механизмы жизнедеятельности в норме и при некоторых нарушениях, но и разрабатывать стратегию коррекции на молекулярно-генетическом уровне. В основе многих молекулярных процессов лежат биохимические и биофизические процессы, изучение которых важно для понимания работы всех живых систем. Однако, к сожалению, специального курса и учебников по предмету «Основы физики биологических систем» до настоящего времени нет. Предмет «Основы физики биологических систем» направлен, главным образом, на изучение генетических и белковых основ жизни, и совсем не касается вопросов анализа физиологических процессов на молекулярном уровне.
Целью дисциплины является развитие представлений студентов о биофизических механизмах проявления и регуляции физиологических процессов.
Задачи курса:
– представить современные данные о молекулярном уровне физиологических процессов;
– сформировать базовые понятия данного курса: связь между структурой и функциями белков, ферментов, гормонов и клеточных посредников (мессенджеров);
– ознакомить студентов с методами исследования в биофизике и молекулярной физиологии;
- показать значение биофизики и молекулярной физиологии в познании болезней человека, их профилактике и лечении;
- расширить общебиологическое мировоззрение будущих учителей.
Цель курса: Дать студентам систематические знания о сложных интегративных процессах, лежащих в основе осуществления биологических процессов на клеточном и молекулярном уровнях, заложить основы представлений, составляющих основу молекулярной физиологии и биофизики, некоторых методов, используемых для исследования биофизических процессов.
Задачи курса:
1) Быть ориентированными в современных проблемах, разрабатываемых в биофизике и молекулярной физиологии;
2) Освоить современные представления о биофизических механизмах, лежащих в основе протекания физиологических процессов;
3) Иметь базисные представления в области молекулярной физиологии и биофизики;
4) Познакомиться с основными методами, используемыми в биофизике и молекулярной физиологии.
Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплины «Основы физики биологических систем» (направление 050100.62 Педагогическое образование. Профиль - Биология) относится к циклам профессиональных дисциплин базовой (общепрофессиональной) части учебных планов.
Преподавание дисциплин ««Основы физики биологических систем» базируется на знаниях и умениях, полученных при изучении следующих курсов: гистология, эмбриология, цитология, зоология, анатомия, физика, химия, безопасность жизнедеятельности.
Освоение дисциплины «Основы физики биологических систем» необходимо как предшествующее при изучении следующих курсов: физиология человека, экологическая физиология, возрастная физиология, эволюционная физиология, профилактика вредных привычек, генетика, методика обучения биологии.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплин «Основы физики биологических систем» студент должен:
- знать основные закономерности строения и функционирования живых систем с позиции физических законов;
– уметь выполнять простые физиологические эксперименты и рассчитывать различные параметры функционирования организма с применением физических моделей и расчетов;
– владеть навыками объяснения морфофункциональных процессов с позиции физических закономерностей.
Перечень формируемых компетенций
По итогам изучения дисциплин «Основы физики биологических систем» студент должен обладать следующими компетенциями:
а) общекультурными (ОК):
− способен увидеть связь между структурой, функциями и механизмами, к обобщению, анализу, восприятию информации (ОК–1);
− способен анализировать социально и личностно значимые проблемы рискованного поведения (ОК-2);
− готов использовать методы физического воспитания и самовоспитания для повышения адаптационных резервов организма и укрепления здоровья (ОК-5);
− умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);
− способен использовать навыки публичной речи, ведения дискуссии и полемики (ОК-16);
б) профессиональными (ПК):
- общепрофессиональными (ОПК):
− осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОПК - 1);
− способен к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально значимого содержания (ОПК-6);
- в области педагогической деятельности:
− умеет объяснять закономерности строения и функционирования живых систем с применением физических законов и моделей (ПК-2)
− готов к сохранению здоровья обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной деятельности (ПК-7);
Перечень формируемых компетенций:
Общекультурные компетенции:
· способность использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
· готовность к взаимодействию с коллегами, к работе в коллективе (ОК-7);
· готовность использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-13).
Общепрофессиональные компетенции:
· способность использовать систематизированные знания гуманитарных, социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОПК-2).
· способность нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-4).
В области педагогической деятельности:
· готовность применять современные методики и технологии, в том числе, информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2).
Специальные компетенции:
· владеть знаниями о строении и функционировании живых систем и проявлении физических закономерностей, лежащих в основе жизни (СК-2)
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины «Основы физики биологических систем» составляет 3 зачетных единиц, 108 часов.
Дисциплина изучается во 2 семестре, завершается изучение дисциплины экзаменом.
4.1.1 Структура дисциплины «Основы физики биологических систем» для дневного отделения
4.1 Структура дисциплины
№ п/п | Раздел дисциплины (изучаемые темы) | Виды и формы учебной работы | Формы текущего, промежуточного, итогового контроля с указанием кодов проверяемых компетенций | |||
Лекции (ч.) | ПЗ (ч.) | ЛЗ (ч.) | СР (ч.) | |||
1 | Предмет «Основы физики биологических систем» цели, задачи курса. Методы, применяемые в изучении физики живых систем. | 2 | 2 | 4 | *Устный опрос, беседа. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, СК-2 | |
2 | Строение и функции клеточных мембран. Физические и химические процессы транспорта веществ через мембраны. | 6 | 2 | 6 | *Беседа, подготовка презентации, тестовый контроль ОК-4, ОК-7, ОК-13, ОПК-2, СК-2, ПК-2 | |
3 | Функциональное значение различных органоидов клетки. Физические закономерности их строения и функционирования. | 2 | 4 | *Защита реферата. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, СК-2, ПК-2 | ||
4 | Ферменты как белковая структура. Систематика ферментов. Роль ферментов во внутриклеточных процессах. Биофизические и биохимические закономерности функционирования ферментов. | 2 | 2 | 2 | *Обсуждение видеофрагментов. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ОПК-4, ПК-2, СК-2. | |
5. | Организм как единое целое. Нейро-гормональная регуляция функций. Прямые и обратные связи в регуляции процессов. Физические закономерности регуляторных механизмов. | 2 | 2 | 6 | Проверка реферата, презентации. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 | |
6. | Закономерности нервной регуляции. Физические и химические процессы, лежащие в основе нервного и синаптического проведения. Молекулярные механизмы. | 2 | 2 | 4 | *Устный опрос, беседа, тестовый контроль ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 | |
7 | Физико-химические основы регуляции гомеостаза внутренней среды организма. Механизмы поддержания объемного, ионного и осмотического гомеостаза. Физико-химические методы изучения гомеостаза. | 4 | 4 | 2 | 4 | *Устный опрос, беседа, тестовый контроль ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 |
8 | Физические основы функционирования сердечно-сосудистой системы. Работа сердца, клапанный аппарат, внутриполостное давление. Законы движения крови по сосудам. Кровяное давление, механизм его возникновения и регуляции. Обмен в капиллярах: физические закономерности. Физические методы исследования сердечно-сосудистой системы: измерение кровяного давления, пульса | 4 | 4 | 4 | 4 | Тестовый контроль, *беседа. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 |
9 | Физико-химические основы дыхания. Физические основы дыхательного акта. Физический и химический транспорт газов. Парциальные давления газов, их градиенты как основа обмена газов между средами. Регуляция газового баланса. Физические основы методов изучения дыхания. | 4 | 4 | 4 | 4 | Тестовый контроль, *беседа. ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 |
10 | Физико-химические основы обмена веществ и энергии. Процессы диссимиляции и ассимиляции. Биоэнергетические законы. Физико-химические механизмы регуляции температуры тела: теплопродукция и теплоотдача. | 4 | 2 | 4 | *Устный опрос, беседа, тестовый контроль ОК-4, ОК-7, ОПК-2, ПК-2, СК-2 | |
Итого (час): | 32 | 12 | 22 | 42 | Экзамен |
Примечание: звездочкой (*) отмечены виды и формы учебной работы, на которых реализуются интерактивные формы обучения.
4.2 Содержание тем дисциплины
ТЕМА 1. Предмет «Основы физики биологических систем» цели, задачи курса. Методы,
применяемые в изучении физики живых систем.
Биологическая система как структурно-функциональная основа живого. Иерархия биологических систем – от клеточного до биосферного уровней. Взаимодействие элементов внутри систем и между системами, их регуляция. Виды регуляторных связей: прямые, обратные. Регуляции физиологических процессов, их эволюция, роль химической, аутокоидной, нервной и гормональной регуляции. Взаимосвязь механизмов регуляции на молекулярном уровне. Предмет и методы, используемые в изучении физики живых систем на разных иерархических уровнях.
ТЕМА 2. Строение и функции клеточных мембран. Физические и химические процессы транспорта веществ через мембраны.
История развития представлений о строении биологических мембран. Модели строения плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная, глобулярная, бимолекулярная, фосфолипидная). Современные взгляды о составе и структуре плазматических мембран. Важнейшие функции биологических мембран: барьерная, транспортная, метаболическая, генерация биопотенциалов, клеточная рецепция и межклеточное взаимодействие. Физические и химические механизмы транспорта веществ через мембрану: диффузия, фильтрация, осмос; ионный транспорт: активные и пассивные механизмы. Физико-химические законы транспорта веществ. Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных насосов (натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные, аквапорины, натрий-калиевая АТФаза, калий-водородная АТФаза, кальциевая АТФаза). Симпорты и антипорты.
Методы изучения биологических мембран. Нарушения структуры и функции мембран при патологии.
ТЕМА 3. Функциональное значение различных органоидов клетки. Физические закономерности их строения и функционирования.
Развитие представлений о цитоморфологии. Современные взгляды об ультраструктуре животной клетки. Функциональное значение цитоплазмы и гиалоплазмы. Структура и функции митохондрий. Значение эндоплазматического ретикулума. Роль рибосом в белковом синтезе. Комплекс Гольджи и его роль в клетке. Лизосомальный аппарат клетки. Роль клеточного центра в делении. Микротрубочки, микрофибриллы, микротельца. Функциональное значение клеточного ядра, ядрышек. Основы цитофизиологии: биосинтетические процессы, жизненный цикл и деление клеток, движение клеток, фагоцитоз и пиноцитоз, дифференциация и специализация клеток, программированная смерть (апоптоз), старение и смерть клеток. Основы цитопатологии.
ТЕМА 4. Ферменты как белковая структура. Систематика ферментов. Биофизические и биохимические закономерности функционирования ферментов.
Понятие ферментов и их роль в процессах жизнедеятельности. Физико-химические свойства ферментов. Классификация ферментов по типу катализируемых реакций: оксидоредуктазы; трансферазы; гидролазы; лиазы; изомеразы; лигазы (синтетазы). Механизмы их действия. Общие понятия ферментативного катализа. Основные положения кинетики ферментативного катализа. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Ингибирование ферментов. Аденоциклаза и Na, K-АТФаза как основные мембранные ферменты.
ТЕМА 5. Организм как единое целое. Нейро-гормональная регуляция функций. Физические закономерности регуляторных механизмов.
Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов. Классификация гормонов по химической природе (стероидные, белковые и полипептидные, производные аминокислот). Методы исследования гормонов: биохимические, радиоиммунологические, иммуноферментные, хроматографические). Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре. Механизмы действия гормонов на клетку. Внутриклеточные мессенджеры – посредники в реализации гормонального ответа. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний: аутоиммунные, на уровне рецепции, внутриклеточные.
ТЕМА 6. Закономерности нервной регуляции. Физические и химические процессы, лежащие в основе нервного и синаптического проведения.
Структура и функции химических синапсов. Молекулярные основы синтеза и секреции медиаторов. Классификация медиаторов. Рецепция медиаторов на постсинаптической мембране. Метаболизм медиаторов. Особенности ответа в зависимости от структуры медиаторов и рецепторов постсинаптической мембраны. Фармакология синаптической передачи. Нейрохимические основы деятельности нервной системы.
ТЕМА 7. Физико-химические основы регуляции гомеостаза внутренней среды организма. Физико-химические методы изучения гомеостаза.
Осмотическая концентрация и осмотическое давление. Методы определения. История развития представлений о регуляции осмотической концентрации крови у млекопитающих. Центральные и периферические осморецепторы. Осморецепторы печени и других внутренних органов. Афферентные пути и центральные механизмы. Эфферентные каналы управления водовыделительной функцией почек. Вазопрессин (АДГ) – основной регулятор водного обмена. Механизм действия вазопрессина. Современные представления об аквапоринах, типы аквапоринов, их локализация в почке и изменения под влиянием вазопрессина. Гормоны, модулирующие эффекты АДГ. Объемная регуляция. История развития представлений о волюморегуляции в организме высших животных и человека. Роль клубочковой фильтрации в реакции организма на избыточное поступление в организм воды. Роль внутрипочечных натриевых и осмотических градиентов в реакции на водную нагрузку. Влияние мочевины и других осмотически активных веществ на интенсивность экскреции жидкости после водной нагрузки. Механизмы волюморегуляции при гипер - и гиповолемии. Питьевое поведение и его роль в регуляции осмотической концентрации и объема крови. Центральные и периферические механизмы жажды. Физиологическая роль натрия в организме. Концентрация натрия в плазме - один из наиболее стабильных гомеостатических параметров. Регуляция общего количества натрия в теле. Роль натриевых депо в стабилизации концентрации натрия в плазме. Регуляция общего количества натрия через объем циркулирующей крови или объем внеклеточной жидкости. Волюморегулирующий рефлекс. История развития представлений о специфических натриевых рецепторах. Натриорецепторы третьего желудочка мозга. Работы Андерсона и других представителей шведской школы физиологов. Всасывание натрия в кишечнике после введения натриевых растворов в пищеварительный тракт. Натриорецепторы печени. Эксперименты, подтверждающие их существование. Влияние на экскрецию натрия изменений скорости клубочковой фильтрации и концентрации натрия в плазме. Гормональные механизмы, регулирующие экскрецию натрия почками. Реин-ангиотензин-альдостероновая система в механизмах поддержания натриевого гомеостаза. Натрийуретические гормоны- атриопептины, гормон гипоталамического происхождения. Дигоксиноподобный натрийуретический гормон. Роль почечных нервов в регуляции экскреции натрия. Гормоны щитовидной железы и их роль в натриевом гомеостазе. Представление о мультигормональной регуляции экскреции натрия почками. Нарушения гомеостатического регулирования натрия при различных формах артериальной гипертензии.
ТЕМА 8. Физические основы функционирования сердечно-сосудистой системы. Физические методы исследования сердечно-сосудистой системы
ТЕМА 9. Физико-химические основы дыхания. Физические основы методов изучения дыхания.
Физиологическая роль калия в организме. Концентрация калия в плазме и общее количество калия в организме. Всасывание калия в различных отделах желудочно-кишечного тракта. Транспортеры калия в кишечнике, их локализация. Влияние увеличения калия в плазме на скорость его экскреции. Обработка калия в различных отделах нефрона. Секреция калия в дистальных канальцах и корковых отделах собирательных трубок. Влияние скорости тока мочи в канальцах на секреторный процесс. Калийрегулирующий рефлекс с печени. Экспериментальные подтверждения наличия в печени калий-чувствительных сенсоров. Афферентные каналы передачи информации. Роль блуждающих нервов. Влияние перерезки задних корешков на скорость выведения калия. Нервная регуляция захвата калия клетками и его экскреции почками. Роль a - и b - адренорецепторов. Гормональные механизмы регуляции экскреции калия. Роль альдостерона, кортизола и инсулина. Нарушения калиевого гомеостаза.
ТЕМА 10. Физико-химические основы обмена веществ и энергии. Физико-химические механизмы регуляции температуры тела
Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов. Классификация гормонов по химической природе (стероидные, белковые и полипептидные, производные аминокислот). Методы исследования гормонов: химические, радиоиммунные, иммуноферментные, хроматографические). Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре. Механизмы действия гормонов на клетку. Внутриклеточные мессенджеры – посредники в реализации гормонального ответа. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний: аутоиммунные, на уровне рецепции, внутриклеточные.
Физико-химические методы исследования человека и его систем
Сущность и основы функциональных методов исследования. Роль методов функциональной диагностики в физиологии человека Основные требования и правила организации и проведения исследования функционального состояния организма. Методы исследования сердечно-сосудистой системы – пульсометрия, определение артериального давления аускультативным методом Короткова, определение ударного и минутного объемов сердца, скорость кровотока, электрокардиография, кардиоинтервалометрия.
Методы исследования системы внешнего дыхания – спирометрия, спирография, пневмотахометрия.
Методы исследования центральной нервной системы – хронорефлексометрия, теппинг-тест, координационные пробы.
Методы исследования нервно-мышечного аппарата – миотонометрия, полидинамометрия, исследование типа функционального реагирования нервно-мышечного аппарата.
Функциональные пробы и их значение в оценке состояния организма. Классификация функциональных проб. Основные требования, предъявляемые к функциональным пробам. Пробы с физическими нагрузками (неспецифические и специфические нагрузки), активная ортостатическая проба, дыхательные пробы. Типы реакции сердечно-сосудистой системы при выполнении пробы с физической нагрузкой. Определение физической работоспособности по тесту PWC170, максимального потребления кислорода, пульсовой стоимости передвижения. Физиологическое обоснование использования пробы PWC170. Методики проведения функциональных проб. Преимущества и недостатки различных функциональных проб. Оценка результатов. Меры безопасности при проведении функциональных проб. Индивидуальный подход в оценке результатов исследования.
5. Образовательные технологии, применяемые при изучении дисциплин «Основы физики биологических систем».
С целью формирования и развития профессиональных навыков студентов дисциплина «Основы физики биологических систем» предполагает широкое использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
· просмотр видеофильмов,
· визуальные презентации теоретического материала,
· взаимное рецензирование контрольных работ,
· решение физиологических задач,
· использование проблемных вопросов.
6. Организация самостоятельной работы студентов
Формы самостоятельной работы могут использоваться в качестве форм текущего контроля:
Подготовка презентаций;
Написание рефератов;
Заполнение таблиц по теме;
Поиск литературы по теме;
Решение задач.
7. Формы контроля
Формы текущего контроля:
Опрос, проверка рефератов, презентаций, результатов тестовых заданий, заполненных таблиц.
Формы итогового контроля:
экзамен.
Критерии оценки по шкале:
«отлично» (90% объема дисциплины и выше):
«хорошо» (выше 70% объема дисциплины):
«удовлетворительно» (50% объема дисциплины и выше):
«неудовлетворительно» (менее 50% объема дисциплины):
Условия получения студентом экзамена «автоматом»: по результатам текущего контроля получение отметки «отлично» в 90% работ.
Перечень вопросов к экзамену
1. Предмет и методы, используемые в молекулярной физиологии
2. Виды регуляции физиологических процессов, их эволюция.
3. Роль химической, аутокоидной, нервной и гормональной регуляции.
4. Взаимосвязь механизмов регуляции на молекулярном уровне.
5. Молекулярные основы физиологических процессов в организме, органах и клетках.
6. Модели строения плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная, глобулярная, бимолекулярная, фосфо-липидная).
7. Современные взгляды о составе и структуре плазматических мембран.
8. Важнейшие функции биологических мембран.
9. Методы изучения биологических мембран.
10. Нарушения структуры и функции мембран при патологии.
11. Современные взгляды об ультраструктуре животной клетки.
12. Функциональное значение цитоплазмы и гиалоплазмы.
13. Структура и функции митохондрий.
14. Значение эндоплазматического ретикулума. Роль рибосом в белковом синтезе.
15. Комплекс Гольджи и его роль в клетке. Лизосомальный аппарат клетки.
16. Роль клеточного центра в делении. Микротрубочки, микрофибриллы, микротельца.
17. Функциональное значение клеточного ядра, ядрышек.
18. Биосинтетические процессы в клетке.
19. Жизненный цикл и деление клеток.
20. Движение клеток, фагоцитоз и пиноцитоз.
21. Дифференциация и специализация клеток.
22. Программированная смерть (апоптоз), старение и смерть клеток.
23. Основы цитопатологии и пути коррекции.
24. Аминокислоты – основная структурная единица белка.
25. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка.
26. Методы исследования структуры белка.
27. Домены в белках. а-спираль и в-структура.
28. Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных насосов.
29. Симпорты и антипорты.
30. Классификация ферментов по типу катализируемых реакций.
31. Механизмы действия различных типов ферментов.
32. Основные положения кинетики ферментативного катализа. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
33. Аденоциклаза и Na, K-АТФаза как основные мембранные ферменты.
34. Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов.
35. Классификация гормонов по химической природе.
36. Методы исследования гормонов.
37. Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре.
38. Механизмы действия гормонов на клетку.
39. Внутриклеточные мессенджеры – посредники в реализации гормонального ответа.
40. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний.
41. Структура и функции химических синапсов.
42. Молекулярные основы синтеза и секреции медиаторов. Метаболизм медиаторов.
43. Рецепция медиаторов на постсинаптической мембране. Классификация медиаторов.
44. Фармакология синаптической передачи.
45. Нейрохимические основы деятельности нервной системы.
46. Структура и функции фибриллярных белков в организме.
47. Основные виды фибриллярных белков: коллаген, эластин, кератины, фибронектин, ламинин.
48. Патология фибриллярных белков и их роль в патогенезе некоторых заболеваний
49. Перечислите о обоснуйте основные закономерности онтогенеза.
Как устроена система регуляции осмотической концентрации крови Какие нарушения могут возникнуть при дефиците основного регулятора водного обмена вазопрессина. Какие гормоны могут ослаблять антидиуретическое действие вазопрессина. В чем состоит механизм этого ослабления? От каких факторов зависит интенсивность диуретической реакции после стандартной водной нагрузки? В какой ситуации развивается жажда. Каков механизм жажды? Опишите механизм действия антидиуретического гормона В чем заключатся физиологическая роль натриевого катиона? Каким образом может регулироваться общее содержание натрия в теле? Почему накопление натрия в организме не всегда означает увеличение объема интерстициальной жидкости? Каким способом можно продемонстрировать существование специфических натриевых рецепторов? Назовите гормоны, обладающие натрийуретическим и натрийзадерживающим действием Опишите компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы В чем вы видите смысл мультигормонального контроля экскреции натрия почками? Какие нарушения в натрийрегулирующей гомеостатической системе можно обнаружить при первичном гиперальдостеронизме Нарушения возникающие при гиперпродукции ренина. Какова физиологическая роль калия в организме? Назовите основные калий - транспортирующие системы Каким образом удалось продемонстрировать существование в печени специфических калиевых рецепторов? Как обрабатывается калий в почечных канальцах и от чего зависит скорость его экскреции? Назовите основные гормоны, которые принимают участие в регуляции экскреции калия почками Опишите строение калийрегулирующей системы. Что может произойти при избытке или недостатке калия в организме? Предмет и методы, используемые в молекулярной физиологии Модели строения плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная, глобулярная, бимолекулярная, фосфо-липидная Методы исследования структуры белка Домены в белках α-спираль и β-структура Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных насосов Методы исследования гормонов Симпорты и антипорты Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре Механизмы действия гормонов на клетку Назовите основные внутриклеточные мессенджеры Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний Функциональные методы исследования человека. Сущность и основы функциональных методов исследования. Роль методов функциональной диагностики в физиологии человека. Основные требования и правила организации и проведения исследования функционального состояния организма. Понятие о максимальном потреблении кислорода (МПК). Основные факторы, влияющие на величину МПК. МПК - количественный уровень (показатель) здоровья Методы определения МПК (по номограмме Астранда, по тесту Купера, по PWC170 и др.), оценка результатов. Функциональные методы исследования сердечно-сосудистой системы, их значение в оценке здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (пульсометрия, определение артериального давления аускультативным методом Короткова, определение ударного и минутного объемов сердца, скорость кровотока, электрокардиография, кардиоинтервалометрия). Функциональные методы исследования системы дыхания, их значение в оценке здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (спирометрия, спирография, пневмотахометрия). Функциональные методы исследования центральной нервной системы, их значение в оценке здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (хронорефлексометрия, треморометрия, теппинг-тест, координационные пробы). Функциональные методы исследования вегетативной нервной системы и их значение в оценке состояния организма. Функциональные методы исследования нервно-мышечного аппарата и их значение (миотонометрия, полидинамометрия, исследование типа функционального реагирования нервно-мышечного аппарата). Артериальное давление. Его определение и оценка результатов. Привести примеры. Функциональные пробы и тесты в оценке функциональных способностей занимающихся физкультурой и спортом. Их классификация. Меры безопасности при проведении функциональных проб. Противопоказания к проведению функциональной пробы, показания к прекращению проведения. Основные требования, предъявляемые к функциональным пробам и тестам. Пробы и тесты с физической нагрузкой (20 приседаний, проба Летунова,проба Руфье). Методика проведения каждой пробы и оценка результатов.
49. Гарвардский степ-тест, проба PWC170, пульсовая стоимость передвижения. Проба
50. Астранда. Методика проведения и оценка результатов.
51. Велоэргометрия. Методика проведения.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
1. , , Иашвили возбудимых тканей.- Новосибирск, НГПУ, 1999, 128 с.
2. Гинецинский передача нервного импульса и эволюция мышечной функции. - Л.:Наука, 1970, 204 с.
3. Биофизическая химия.- М.:Мир. 1984.
4. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985.
5. , Коротько человека. – М., 1998.
6. Руководство по физиологии. - Л– М., Наука, 1990-1998 гг.
7. Степанов биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая школа, 1996, 335 с.
8. Судаков физиология. – М., 1999.
9. Теория химической передачи нервного импульса: Этапы развития. – Л.:Наука, 1981, 144 с.
10. Ткаченко физиологии человека. – Т.1-2. – СПб., 1994.
11. Физиология человека. – Т. 1, 2. – М., 1996.
12. Структура и механизм действия ферментов. - М.:Мир. 1980.
13. , Аминокислоты, пептиды, белки. - М.:Мир,
ЛИТЕРАТУРА
Айзман водно-солевого обмена и функций почек. Новосибирск, Изд-во НГПИ, 1990. – 48 с. Айзман функции почек и водно-солевого обмена в онтогенезе. В кн.: Физиология развития ребёнка. М., 2000, Изд-во РАО (Ред. . ), глава 11. с.186-200. , Д., Дюкарев основы физиологии человека. Компендиум. Новосибирск, 2009. – 306 с. Физиология почек. Санкт-Петербург-Москва-Харьков-Минск,2000 - 252с. Великанова . Новосибирск, Наука, Сиб. Отд.,1985 - 88 с. , , Абаскалова возможности функций почек и водно-солевого гомеостаза. Новосибирск, Изд-во НГПУ, 1997.- 165 с. Гомеостаз (под ред. ). М., Медицина,1981 - 576 с. Ионорегулирующая функция почки-Л., Наука, 1976 -266 с. Почечная эндокринология (ред. М. Дж. Данн)- М.: Медицина, 1987- 667 с. Основы эндокринологии. М., Высшая школа, 1984. - 336 с. Теппермен Дж. И Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М.: Мир,1989-653 с. Гормональные механизмы регуляции экскреции натрия почками-Новосибирск, Изд. НГПУ, 1997. - 63 с. Физиология водно-солевого обмена и почки. Санкт-Петербург: Наука,1993. – 576 с. Физиологические основы здоровья. /Отв. ред. , . Новосибирск: Изд-во «Лада», 2001. – 524 с. Финкинштейн система организма. Новосибисрк: Наука, Сиб. Отд.,1985. – 120 с. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985. , Коротько человека. – М., 1998. Руководство по физиологии. Л– М.: Наука, 1990-1998 гг. Степанов биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая школа, 1996, 335 с. Судаков физиология. – М., 1999. Ткаченко физиологии человека. – Т.1-2. – СПб., 1994. Мартиросов исследования в спортивной антропологии. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 199 с. Мартынов методы исследования внешнего дыхания. – М.: Медицина, 1971. – 142 с. , Письменный у детей в норме и при некоторых патологических состояниях.- М.: Медгиз, 1959.- 160 с. Рубанович принципы организации физической культуры. - Новосибирск: Изд. НИПКиПРО, 1997. - 165 с. Рубанович -педагогический контроль при занятиях физической культурой. - Новосибирск: Изд. НИПКиПРО, 1998. - 283 с. Синельникова неврологического контроля в спорте. – М.: Физкультура и спорт, 1984. – 95 с.9. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Основы физики биологических систем»
Компьютерный класс, ноутбук, видеопроектор, видеооборудование, интерактивная доска
