Что такое лабораторная работа.

УТВЕРЖДЕНО

решением кафедры Биологии и МПБ

от __________ протокол № _______

заведующий кафедрой Биологии и МПБ

д.б.н., проф. Михайлова Н.Н.

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

Б3.В.ДВ.9 Биофизика

 

Профиль: биология

Направление подготовки: 050100 – педагогическое образование

Согласовано:

декан ЕГФ,

председатель ученого совета факультета

_______________к.г.н., доцент Евтушик Н.Г.

«___» ______________ 201_ г.

 

 

Разработчик:

_________________________ профессор, д.б.н. Жукова А.Г.

 

Новокузнецк 2011

Лист внесения изменений

 

Дополнения и изменения в рабочей программе на 201/ учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

1.

2.

3.

 

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры "" 201 г.

 

 

Внесенные изменения утверждаю

Заведующий кафедрой

Декан

"" 201 г.

 

 

Рабочая программа

Выписка из ВОС

 

Индекс по ВОС	Наименование дисциплины и её содержание	Трудоемкость по ВОС
Б3.В.ДВ.9	Введение в биофизику. Предмет и задачи биофизики. Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. История развития отечественной биофизики. Основы термодинамики процессов жизнедеятельности. Превращение энергии в биологических системах. Кинетика ферментативных процессов. Молекулярная биофизика. Пространственная организация биополимеров. Биофизика мембранных процессов. Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения. Биофизика рецепции. Биофизика фотобиологических процессов. Окислительный стресс. Молекулярные механизмы повреждающего действия кислорода. Экологическая биофизика.

1. Цели и задачи дисциплины

Дисциплина ориентирует на подготовку бакалавра биологии и является одной из базовых составляющих подготовки будущего учителя биологии, её изучение способствует решению следующих типовых задач профессиональной деятельности:

в области педагогической деятельности:

изучение возможностей, потребностей, достижений обучающихся в области образования и проектирование на основе полученных результатов индивидуальных маршрутов их обучения, воспитания, развития;

организация обучения и воспитания в сфере образования с использованием технологий, соответствующих возрастным особенностям обучающихся и отражающих специфику предметной области;

организация взаимодействия с общественными и образовательными организациями, детскими коллективами и родителями для решения задач в профессиональной деятельности;

использование возможностей образовательной среды для обеспечения качества образования, в том числе с применением информационных технологий;

осуществление профессионального самообразования и личностного роста, проектирование дальнейшего образовательного маршрута и профессиональной карьеры;

в области культурно-просветительской деятельности:

изучение и формирование потребностей детей и взрослых в культурно-просветительской деятельности;

организация культурного пространства;

разработка и реализация культурно-просветительских программ для различных социальных групп;

популяризация профессиональной области знаний общества.

Цель дисциплины «Биофизика» ознакомить студентов с биофизической сущностью организации и функционирования биологических объектов на клеточном, тканевом уровнях, на уровне органов и организма целом, сформировать у студентов современное представление о применении физических методов при исследовании биологических систем на разных уровнях организации.

Задачи дисциплины «Биофизика»:

1) познакомить студентов с основными понятиями биофизики;

2) дать представления об основных объектах исследования молекулярной биофизики, биофизики клетки и биофизики сложных систем;

3) сформировать целостное представление о процессах матричного биосинтеза биополимеров

4) ознакомить с примерами применения современных методов биофизики в различных областях биологии, а также медицине и др.

2. Требования к усвоению дисциплины.

Студент, изучивший дисциплину «Биофизика» должен обладать следующими компетенциями:

- общекультурными (ОК):

- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

- способен понимать значение культуры как формы человеческого существования и руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности, диалога и сотрудничества (ОК-3);

- способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);

- способен логически верно строить устную и письменную речь (ОК-6);

- готов использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готов работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);

- способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9);

- владеет одним из иностранных языков на уровне, позволяющем получать и оценивать информацию в области профессиональной деятельности из зарубежных источников (ОК-10);

- готов использовать основные методы защиты от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-11);

- способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-12);

- общепрофессиональными (ОПК):

- осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к осуществлению профессиональной деятельности (ОПК-1);

- способен нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-4);

профессиональными в области педагогической деятельности (ПК):

- готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2);

- способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4);

 

специальными (СК):

- владеть основными биологическими понятиями, знаниями биологических законов и закономерностей развития органического мира (СК-1);

- способен к самостоятельному проведению исследований, постановке естественнонаучного эксперимента, использованию современных информационных технологий, анализу и оценке результатов лабораторных и полевых исследований (СК-6).

3. Объём дисциплины и виды учебной работы

 

Виды учебной работы	Объем (кол-во час.)
Аудиторная работа (всего)
Лекции
Семинарские (практические) занятия	-
Лабораторные занятия
Самостоятельная работа
Контроль над самостоятельной работой
Общая трудоёмкость

4. Семестры и вид отчётности по дисциплине

Семестр	Форма итогового контроля (зачёт, экзамен, контрольная работа)
	Зачёт

 

5. Содержание дисциплины

5.1 Разделы, темы дисциплины и формы учебной работы

№	Разделы, темы	Лекции (кол-во час.)	Лабораторные занятия (кол-во час.)	Самостоятельная работа (кол-во час.)
1.	Введение в биофизику. Предмет и задачи биофизики. Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. История развития отечественной биофизики.
2.	Основы термодинамики процессов жизнедеятельности.
3.	Превращение энергии в биологических системах. Кинетика ферментативных процессов.
4.	Молекулярная биофизика. Пространственная организация биополимеров.
5.	Биофизика мембранных процессов.
6.	Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения.
7.	Биофизика рецепции.
8.	Биофизика фотобиологических процессов.
9.	Окислительный стресс. Молекулярные механизмы повреждающего действия кислорода.
10.	Биофизика сократительных систем.
11.	Экологическая биофизика.
Итого:

5.2 Тематическое планирование.

№	Раздел ГОС	Лекции	(кол-во час.)	Лабораторные работы	(кол-во час.)
1.	Введение в биофизику. Предмет и задачи биофизики. Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. История развития отечественной биофизики.	Лекция №1. Предмет и задачи биофизики.
2.	Основы термодинамики процессов жизнедеятельности.	Лекция №2. Первый и второй закон термодинамики в биологии.
3.	Превращение энергии в биологических системах. Кинетика ферментативных процессов.	Лекция №3. Превращение энергии в биологических системах.		Лабораторная работа №1. Кинетика ферментативных процессов.
4.	Молекулярная биофизика. Пространственная организация биополимеров.			Лабораторная работа №2. Макромолекула как основа организации биоструктур. Пространственная конфигурация биополимеров.
5.	Биофизика мембранных процессов.	Лекция №4. Мембрана как универсальный компонент биологических систем.		Лабораторная работа №3. Активный перенос ионов кальция через мембраны клеток. Лабораторная работа №4. Биологические мембраны и незапрограммированная смерть клетки.
6.	Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения.	Лекция №5. Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения.
7.	Биофизика рецепции.	Лекция №6. Биофизика рецепции.		Лабораторная работа №5. Сенсорная рецепция. Лабораторная работа №6. Фоторецепция. Строение зрительной клетки. Лабораторная работа №7. Механорецепция. Лабораторная работа №8. Хеморецепция. Вкус.
8.	Биофизика фотобиологических процессов.			Лабораторная работа №9. Биофизика фотосинтеза. Лабораторная работа №10. Фотохимические реакции в белках, липидах и нуклеиновых кислотах.
9.	Окислительный стресс. Молекулярные механизмы повреждающего действия кислорода.	Лекция №7. Свободные радикалы в биологических системах.		Лабораторная работа №11. Методы изучения свободнорадикальных процессов. Лабораторная работа №12. Хемилюминесценция.
10.	Биофизика сократительных систем.			Лабораторная работа №13. Основные типы сократительных и подвижных систем.
	Экологическая биофизика.	Лекция №8. Экологическая биофизика.		Лабораторная работа №14. Экологическая биофизика.

 

5.3 Содержание дисциплины и результаты её изучения.

№ п/п	Тема и её содержание	Интерактивные формы проведения	Результаты обучения, формируемые компетенции
1.	Введение в биофизику. Лекция №1. Предмет и задачи биофизики. Предмет и задачи биофизики. Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. История развития отечественной биофизики.	Лекция-визуализация	Знать термины и определения, используемые в биофизике
2.	Основы термодинамики процессов жизнедеятельности. Лекция №2. Первый и второй закон термодинамики в биологии. Классификация термодинамических систем. Первый и второй законы термодинамики в биологии. Изменение энтропии в открытых системах.	Лекция-визуализация	СК-1 Знать основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем; уметь применять законы термодинамики для описания процессов, происходящих в биологических системах
3.	Превращение энергии в биологических системах. Лекция №3. Превращение энергии в биологических системах. Сила, работа и энергия. Осмотическое давление. Виды работы в биологических системах. Электрохимический потенциал ионов. Лабораторная работа №1. Кинетика ферментативных процессов. Кинетика ферментативных процессов. Особенности механизмов ферментативных реакций. Кинетика простейших ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Влияние температуры на скорость реакций в биологических системах. Взаимосвязь кинетических и термодинамических параметров.	Лекция-визуализация   Работа в малых группах	СК-1; СК-6 Уметь осуществлять кинетический и аналитический подход к изучению сложных систем и предсказание их поведения
4.	Молекулярная биофизика. Лабораторная работа №2. Макромолекула как основа организации биоструктур. Пространственная конфигурация биополимеров. Макромолекула как основа организации биоструктур. Пространственная конфигурация биополимеров. Типы взаимодействий в биополимерах – водородная связь, силы Ван-дер-Ваальса, электростатические взаимодействия, гидрофобные и гидрофильные взаимодействия.	Семинар-исследование	СК-1 Уметь оперировать знаниями о структуре биополимеров
5.	Биофизика мембранных процессов. Лекция №4. Мембрана как универсальный компонент биологических систем. История изучения строения и свойств мембраны. Функции биологических мембран. Общая схема строения мембран. Поток ионов через мембрану. Проницаемость. Мембранные потенциалы. Лабораторная работа №3. Активный перенос ионов кальция через мембраны клеток. Механизмы поддержания нормальной концентрации кальция в клетке. Выделение и очистка Ca2+-АТФазы. Строение и стадии работы Ca2+-АТФазы. Физическое состояние липидов и работа Ca2+-АТФазы. Другие Ca2+-АТФазы. Регуляция активности транспортных АТФаз. Лабораторная работа №4. Биологические мембраны и незапрограммированная смерть клетки. Незапрограммированная смерть клетки. Повреждение клеток при недостатке кислорода. Набухание митохондрий. Четыре причины нарушения барьерных свойств мембран. Явление электрического пробоя мембран.	Лекция-визуализация     Работа в малых группах   Семинар-исследование	СК-1; СК-6 Знать основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем; молекулярные механизмы транспорта веществ; ионные механизмы генерации биопотенциалов
6.	Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения. Лекция №5. Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения. Связь транспорта ионов и процесса переноса электрона в хлоропластах и митохондриях. Локализация электрон-транспортных цепей в мембране; структурные аспекты функционирования связанных с мембраной переносчиков. Основные положения теории Митчелла; электрохимический градиент протонов; энергезированное состояние мембран; роль векторной Н+-АТФазы.	Лекция-визуализация	СК-1 Знать молекулярные механизмы обмена веществ и энергии
7.	Биофизика рецепции. Лекция №6. Биофизика рецепции. Гормональная рецепция. Общие закономерности взаимодействия лигандов с рецепторами; равновесное связывание гормонов. Роль структуры плазматической мембраны в процессе передачи гормонального сигнала. Представления о цитоплазменно-ядерном транспорте. Лабораторная работа №5. Сенсорная рецепция. Общие представления о структуре и функции рецепторных клеток. Место рецепторных процессов в работе сенсорных систем. Проблема сопряжения между первичным взаимодействием внешнего стимула с рецепторным субстратом и генерацией рецепторного (генераторного) потенциала. Лабораторная работа №6. Фоторецепция. Строение зрительной клетки. Строение зрительной клетки. Молекулярная организация фоторецепторной мембраны; динамика молекулы зрительного пигмента в мембране. Зрительные пигменты: классификация, строение, спектральные характеристики; фотохимические превращения родопсина. Ранние и поздние рецепторные потенциалы. Механизмы генерации позднего рецепторного потенциала. Лабораторная работа №7. Механорецепция. Рецепторные окончания кожи, проприорецепторы. Механорецепторы органов чувств: органы боковой линии, вестибулярный аппарат, кортиев орган внутреннего уха. Общие представления о работе органа слуха. Современные представления о механизмах механорецепции; генераторный потенциал. Электрорецепция. Лабораторная работа №8. Хеморецепция. Вкус. Обоняние. Восприятие запахов: пороги, классификация запахов. Обоняние. Восприятие запахов: пороги, классификация запахов. Строение вкусовых клеток, проблема вкусовых рецепторных белков.	Лекция-визуализация   Семинар-исследование   Работа в малых группах     Работа в малых группах   Работа в малых группах	СК-1; СК-6 Знать физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма; основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем
8.	Биофизика фотобиологических процессов. Лабораторная работа №9. Биофизика фотосинтеза. Структурная организация и функционирование фотосинтетических мембран. Фотосинтетическая единица. Два типа пигментных систем и две световые реакции. Организация и функционирование фотореакционных центров. Проблемы первичного акта фотосинтеза. Кинетика и физические механизмы переноса электрона в электрон-транспортных цепях при фотосинтезе. Механизмы сопряжения окислительно-восстановительных реакций с трансмембранным переносом протона. Лабораторная работа №10. Фотохимические реакции в белках, липидах и нуклеиновых кислотах. Фотохимические реакции в белках, липидах и нуклеиновых кислотах. ДНК как основная внутриклеточная мишень при летальном и мутагенном действии ультрафиолетового света. Фотосенсибилизированные и двухквантовые реакции при повреждении ДНК. Механизмы фотодинамических процессов. Защита ДНК некоторыми химическими соединениями. Эффекты фоторепарации и фотозащиты. Ферментативный характер и молекулярный механизм фотореактивации. Роль фотоиндуцированного синтеза биологически активных соединений в процессе фотозащиты.	Работа в малых группах   Семинар-исследование	СК-1; СК-6 Знать физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма; основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем
9.	Окислительный стресс. Лекция №7. Свободные радикалы в биологических системах. Что такое свободные радикалы. Как изучают реакции, в которых участвуют радикалы. Какие радикалы образуются в наших клетках и тканях. Свободнорадикальное окисление липидов. Клеточные системы антирадикальной защиты. Лабораторная работа №11. Методы изучения свободнорадикальных процессов. Прямой метод изучения свободных радикалов – метод электронного парамагнитного резонанса. Ингибиторный анализ уровня свободных радикалов – применение фермента супероксиддисмутазы. Определение уровня малонового диальдегида в тканях по реакции с тиобарбитуровой кислотой. Лабораторная работа №12. Хемилюминесценция. Свечение, сопровождающее биохимические реакции. Собственное свечение клеток и тканей животных. Реакции с участием активных форм кислорода. Свечение при реакциях цепного окисления липидов. Хемилюминесценция в реакциях с участием окиси азота. Применение собственной (неактивированной) хемилюминесценции.	Лекция-визуализация     Работа в малых группах     Семинар-исследовани	СК-1; СК-6 Знать физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма; основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем. Владеть навыками осмысленного применения физических и биофизических методов исследования состояния биологических объектов
10.	Биофизика сократительных систем. Лабораторная работа №13. Основные типы сократительных и подвижных систем. Основные типы сократительных и подвижных систем. Молекулярные механизмы подвижности белковых компонентов сократительного аппарата мышц. Принципы преобразования энергии в механохимических системах. Термодинамические, энергетические и мощностные характеристики сократительных систем. Функционирование поперечнополосатой мышцы позвоночных. Модели Хаксли, Хилла. Молекулярные механизмы немышечной подвижности.	Работа в малых группах	СК-1; СК-6 Уметь применять законы механики, термодинамики для описания происходящих в биологических системах процессов
11.	Экологическая биофизика. Лекция №8. Экологическая биофизика. Адаптация, устойчивость и надежность биологических систем разного уровня организации: клеток, организмов, популяций. Разнообразие ответных реакций индивидуумов в клеточных ансамблях и популяциях. Классификация воздействий. Циклы Солнечной активности, их влияние на Землю. Свет и биоритмы. Биологические часы. Лабораторная работа №14. Экологическая биофизика. Молекулярные механизмы адаптации живых организмов к экстремальным факторам внешней среды (температурам, освещению, засолению, действию ксенобиотиков, гипоксии и гипероксии). Оценка состояния среды обитания. Предельно допустимые концентрации и биотестирование. Методология биотестирования. Дистанционные методы. Практическое использование биотестирования для оценки качества среды.	Лекция-визуализация     Семинар-исследование	СК-1 Знать физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма; основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем.

6. Виды самостоятельной работы студентов

 

№ п/п	Название раздела, темы	Самостоятельная работа студентов	Формы контроля
Количество часов в соотв. с тематическим планом	Виды самостоятельной работы	Сроки выполнения
1.	Введение в биофизику. Предмет и задачи биофизики. Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. История развития отечественной биофизики.
2.	Основы термодинамики процессов жизнедеятельности. Классификация термодинамических систем. Первый и второй законы термодинамики в биологии. Изменение энтропии в открытых системах. Связь между величинами химического сродства и скоростями реакций. Термодинамическое сопряжение реакций и тепловые эффекты в биологических системах.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	2-я неделя семестра	Вопросы зачёта
3.	Кинетика биологических процессов. Основные особенности кинетики биологических процессов. Кинетика ферментативных процессов. Кинетика простейших ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Влияние модификаторов на кинетику ферментативных реакций. Влияние температуры на скорость реакций в биологических системах. Взаимосвязь кинетических и термодинамических параметров.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	4-я неделя семестра	Вопросы зачёта
4.	Молекулярная биофизика. Пространственная организация биополимеров. Макромолекула как основа организации биоструктур. Типы взаимодействий в белковых макромолекулах. Водородные связи: силы Ван-дер-Ваальса; электростатические взаимодействия. Факторы стабилизации макромолекул, надмолекулярных структур и биомембран. Состояние воды и гидрофобные взаимодействия в биоструктурах. Особенности пространственной организации белков и нуклеиновых кислот.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	6-я неделя семестра	Вопросы зачёта
5.	Биофизика мембранных процессов. Структура и функционирование биологических мембран. Мембрана как универсальный компонент биологических систем. Развитие представлений о структурной организации мембран. Характеристика мембранных белков. Характеристика мембранных липидов. Динамика структурных элементов мембраны. Белок-липидные взаимодействия. Вода как составной элемент биомембран. Физико-химические механизмы стабилизации мембран. Подвижность мембранных белков. Влияние внешних (экологических) факторов на структурно-функциональные характеристики биомембран. Биофизика процессов транспорта веществ через биомембраны и биоэлектрогенез. Пассивный и активный транспорт веществ через биомембраны. Потенциал действия. Роль ионов Nа и К в генерации потенциала действия в нервных и мышечных волокнах; роль ионов Са и Cl в генерации потенциала действия у других объектов.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	8-я неделя семестра	Вопросы зачёта
6.	Молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения. Связь транспорта ионов и процесса переноса электрона в хлоропластах и митохондриях. Локализация электрон-транспортных цепей в мембране; структурные аспекты функционирования связанных с мембраной переносчиков; асимметрия мембраны. Основные положения теории Митчела; электрохимический градиент протонов; энергезированное состояние мембран; роль векторной Н+-АТФазы. Сопрягающие комплексы, их локализация в мембране; функции отдельных субъединиц; конформационные перестройки в процессе образования макроэрга.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	8-я неделя семестра	Вопросы зачёта
7.	Биофизика рецепции. Гормональная рецепция. Общие закономерности взаимодействия лигандов с рецепторами; равновесное связывание гормонов. Роль структуры плазматической мембраны в процессе передачи гормонального сигнала. Рецептор-опосредованный внутриклеточный транспорт. Представления о цитоплазменно-ядерном транспорте. Методы исследования гормональных рецепторов. Фоторецепция. Строение зрительной клетки. Молекулярная организация фоторецепторной мембраны; динамика молекулы зрительного пигмента в мембране. Зрительные пигменты: классификация, строение, спектральные характеристики; фотохимические превращения родопсина. Ранние и поздние рецепторные потенциалы. Механизмы генерации позднего рецепторного потенциала. Механорецепция. Рецепторные окончания кожи, проприорецепторы. Механорецепторы органов чувств: органы боковой линии, вестибулярный аппарат, кортиев орган внутреннего уха. Общие представления о работе органа слуха. Современные представления о механизмах механорецепции; генераторный потенциал. Электрорецепция. Хеморецепция. Обоняние. Восприятие запахов: пороги, классификация запахов. Вкус. Вкусовые качества. Строение вкусовых клеток, проблема вкусовых рецепторных белков. Рецепция медиаторов и гормонов. Проблема клеточного узнавания. Механизмы взаимодействия клеточных поверхностей.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	10-я неделя семестра	Вопросы зачёта
8.	Биофизика фотобиологических процессов. Механизмы трансформации энергии в первичных фотобиологических процессах. Основные стадии фотобиологического процесса. Механизмы фотобиологических и фотохимических стадий. Кинетика фотобиологических процессов. Биофизика фотосинтеза. Фоторегуляторные и фотодеструктивные процессы. Фотохимические реакции в белках, липидах и нуклеиновых кислотах. ДНК как основная внутриклеточная мишень при летальном и мутагенном действии ультрафиолетового света. Фотосенсибилизированные и двухквантовые реакции при повреждении ДНК. Механизмы фотодинамических процессов. Защита ДНК некоторыми химическими соединениями.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	12-я неделя семестра	Вопросы зачёта
9.	Окислительный стресс. Молекулярные механизмы повреждающего действия кислорода. Пути световой и темновой активации молекулярного кислорода. Ферментативные и неферментативные реакции. Роль свободнорадикальных реакций и синглетного кислорода. Свечение, сопровождающее биохимические реакции. Собственное свечение клеток и тканей животных. Реакции с участием активных форм кислорода. Свечение при реакциях цепного окисления липидов. Хемилюминесценция в реакциях с участием окиси азота. Применение собственной (неактивированной) хемилюминесценции.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	14-я неделя семестра	Вопросы зачёта
10.	Биофизика сократительных систем. Основные типы сократительных и подвижных систем. Молекулярные механизмы подвижности белковых компонентов сократительного аппарата мышц. Принципы преобразования энергии в механохимических системах. Термодинамические, энергетические и мощностные характеристики сократительных систем. Функционирование поперечнополосатой мышцы позвоночных. Модели Хаксли, Дещеревского, Хилла. Молекулярные механизмы немышечной подвижности.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	16-я неделя семестра	Вопросы зачёта
11.	Экологическая биофизика. Адаптация, устойчивость и надежность биологических систем разного уровня организации: клеток, организмов, популяций. Разнообразие ответных реакций индивидуумов в клеточных ансамблях и популяциях. Классификация воздействий. Слабые (фоновые) воздействия. Космические и периодические воздействия. Естественный радиационный фон и уровень радона в среде. Магнитные поля Солнца, звезд, галактик и других объектов Вселенной. Циклы Солнечной активности, их влияние на Землю. Свет и биоритмы. Биологические часы. Молекулярные механизмы адаптации живых организмов к экстремальным факторам внешней среды (температурам, освещению, засолению, действию ксенобиотиков, гипоксии и гипероксии). Оценка состояния среды обитания. Предельно допустимые концентрации и биотестирование. Методология биотестирования. Дистанционные методы. Практическое использование биотестирования для оценки качества среды.		Подготовка к аудиторным занятиям; решение задач; ответы на вопросы для самоконтроля	18-я неделя семестра	Вопросы зачёта
12.	Контроль над самостоятельной работой		Проверка контрольной работы	19-я неделя семестра

 

 

Содержание текущего и итогового контроля

Материалы, определяющие порядок и содержание проведения промежуточных и итоговых аттестаций, соответствуют требованиям ГОС, приказам, распоряжениям и рекомендациям учебно-методического отдела академии.

Текущий контроль.

Формы контроля: вопросы самоконтроля (Приложение 1).

Содержание контрольных мероприятий.

Приложение 1.

Вопросы самоконтроля.

1. Водородная связь. Её роль в формировании структуры белка.

2. Особенности структуры воды и её свойства.

3. Что происходит при растворении в воде неполярных молекул?

4. Перечислите основные методы получения макромолекул в лабораторных условиях.

5. Какие молекулы называют амфифильными?

6. Какие молекулы называют гидрофильными?

7. Какие молекулы называют гидрофобными?

8. Опишите условия, необходимые для образования обращённых сферических мицелл.

9. Какое агрегатное состояние применимо для описания полимеров?

10. Какие физические методы используют для исследования строения вещества?

11. Какие физические методы используют для исследования подвижности молекул вещества?

12. Какое расстояние на поверхности мембраны эритроцита проходит молекула фосфолипида за 1с в результате латеральной диффузии? Коэффициент латеральной диффузии принять равным 10^-12 м²/с. Сравните с окружностью эритроцита диаметром 8 мкм.

13. При фазовом переходе мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гель толщина бислоя изменяется. Как при этом изменится напряженность электрического поля в мембране?

14. Вокруг каких связей в полипептидной цепи происходит вращение?

15. Нековалентные взаимодействия между атомами. Их природа и сила.

16. Что это такое дипольные взаимодействия, как их можно рассчитать?

17. При фазовом переходе мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гель толщина бислоя изменяется. Как при этом изменится электрическая емкость мембраны?

18. С помощью спин-меченных молекул фосфолипидов установлен градиент вязкости по толщине мембраны. Опишите эксперимент.

19. С помощью спин-меченных молекул фосфолипидов установлен градиент вязкости по толщине мембраны. Определите, где вязкость выше: у поверхности мембраны или в её центре?

20. Для каких молекул или ионов основным барьером служит липидный бислой и почему?

21. Осмотический эффект в живых клетках сопровождается их набуханием в гипотоническом растворе и сжатием в гипертоническом. Будет ли наблюдаться осмотический эффект при накоплении ионов натрия по схеме антипорта?

22. Осмотический эффект в живых клетках сопровождается их набуханием в гипотоническом растворе и сжатием в гипертоническом. Будет ли наблюдаться осмотический эффект при накоплении ионов натрия по схеме симпорта?

23. Фермент Na+-K+-АТФаза в плазматической мембране эритроцита совершил шесть циклов. Какое количество ионов натрия и калия при этом было активно транспортировано?

24. Фермент Na+-K+-АТФаза в плазматической мембране эритроцита совершил шесть циклов. Какое количество энергии при этом было израсходовано, если гидролиз одного моля АТФ сопровождается освобождением 33,6 кДж? Эффективность процесса энергетического сопряжения считать 100%.

25. В клеточных мембранах известны