- •Робоча програма навчальної дисципліни
- •1. Опис навчальної дисципліни
- •2. Мета вивчення навчальної дисципліни
- •3. Передумови для вивчення навчальної дисципліни
- •4. Очікувані результати навчання
- •5. Засоби діагностики та критерії оцінювання результатів навчання
- •Форми контролю та критерії оцінювання результатів навчання
- •Тема 1.Вступ до курсу “Біофізика”
- •Тема 2. Термодинаміка лінійних процесів
- •Тема 3. Нелінійна термодинаміка
- •Тема 4. Електронні властивості біомолекул.
- •Тема 5. Міграція енергії.
- •Тема 6. Спектри біомолекул та їх інформативність.
- •Тема 7. Особливості кінетики біологічних процесів.
- •Тема 8. Моделювання в біофізиці.
- •Тема 9. Загальна характеристика структури і функцій біомолекул.
- •Тема 10. Просторова організація молекул нуклеїнових кислот.
- •Тема 11. Властивості білкових молекул.
- •Тема 12. Структура і функціювання біологічних мембран.
- •Тема 13. Електричні властивості клітин.
- •Тема 14. Біопотенціали.
- •Тема 15. Загальні принципи і закономірності сенсорної рецепції.
- •Тема 16. Механізми механорецепції.
- •Тема 17. Фотобіологічні процеси.
- •Тема 18. Фотореакції в білках і нуклеїнових кислотах.
- •Тема 19. Загальна характеристика поглинання енергії різних видів іонізуючої радіації.
- •Тема 20. Генетичні аспекти дії радіації.
- •Тема 21. Сучасні методи структурного аналізу біосистем
- •Тема 22. Елементний та молекулярний аналіз біооб’єктів.
- •Структура залікового кредиту – Модулю 1 теоретична біофізика
- •Структура залікового кредиту – Модулю 2 Модуль 2. Біофізика клітинних процесів
- •Структура залікового кредиту – Модулю 3 Модуль 3. Біофізика впливу фізичних факторів на біосистеми
- •Тематичний план лекцій
- •Тематичний план лабораторних занять
- •Тематичний план самостійної та індивідуальної роботи студентів
- •Розподіл балів, присвоюваних студентам
- •2. Перелік контрольних питань, які виносяться на засвоєння навчальної програми
- •2.2 Перелік питань для перевірки вихідного рівня знань студентів
- •2.3 Завдання для самостійної роботи студентів
- •2.4. Методичне забезпечення
- •3. Перелік навчально-методичної літератури
- •3.1. Основна література
- •Додаткова література
- •Навчально-методичні посібники автора
- •Перелік комплексних контрольних робіт з дисципліни «Біофізика » Комплексна контрольна робота
- •Тестове завдання.
- •Варіанти 1 -4
- •Варіанти 5 -8
- •Варіанти 9 -12
- •Варіанти 13 -16
- •Варіанти 17 - 20
- •Варіанти 21 - 24
- •Варіанти 25 - 28
- •Варіанти 29 - 30
- •Рецензія
Тема 1.Вступ до курсу “Біофізика”
Біофізика як наука про фізичні та фізико-хімічні закономірності в живих системах. Предмет,завдання і розділи біофізики. Історія розвитку біофізики. Зв’язок біофізики з біологічними і фізичними науками. Прикладна біофізика, біоніка, біоелектроніка, біосенсорика.
Тема 2. Термодинаміка лінійних процесів
Перший і другий закони термодинаміки в біології. Живий організм як відкрита термодинамічна система. Зв’язок ентропії та інформації в біосистемах. Основні положення лінійної нерівноважної термодинаміки. Стаціонарний стан і термодинамічна рівновага в біосистемах. Теорема Пригожина.
Тема 3. Нелінійна термодинаміка
Нелінійна термодинаміка необоротніх процесів. Біфуркації і дисипативні структури.. Приклади нелінійних процесів у живій природі. Еволюція як послідовність біфуркацій. Синергетика. Модель „хижак – жертва”. Значення термодинаміки і синергетики для проблеми охорони довкілля.
Змістовий модуль 1.2. КВАНТОВА БІОФІЗИКА
Конкретні цілі:
-
Використовувати спектральні методи дослідження біологічних зразків;
-
Трактувати основні поняття квантової механіки;
-
Розуміти роль збуджених станів молекул як первинної фізичної стадії біопроцесів;
-
Пояснювати механізми міграції енергії та її значення в біопроцесах (на прикладі фотосинтезу).
Тема 4. Електронні властивості біомолекул.
Основні поняття квантової біофізики. Енергетичні рівні складних молекул, синглетні та триплетні збуджені стани. Шляхи трансформації енергії в біоструктурах.
Тема 5. Міграція енергії.
Механізми міграції енергії: резонансний, екситонний та солітонний. Перенесення електрону в біоструктурах; тунельний ефект. Роль збуджених станів біомолекул та міграції енергії в біологічних процесах.
Тема 6. Спектри біомолекул та їх інформативність.
Закони флуоресценції і природа гіперхромного ефекту біологічно важливих молекул. Спектральні методи в біофізиці.
Змістовий модуль 1.3. КІНЕТИКА БІОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Конкретні цілі:
-
Трактувати основні положення кінетики біохімічних реакцій;
-
Пояснювати фізичні механізми і особливості прояву явищ переносу у живій матерії;
-
Застосовувати кінетичні методи вивчення макромолекул;
Тема 7. Особливості кінетики біологічних процесів.
Часова ієрархія і коливні процеси в біології. Поняття „біологічного годинника”. Кінетика ферментативних реакцій. Принцип “вузького місця”.
Тема 8. Моделювання в біофізиці.
Принципи побудови моделей біосистем. Динамічні і тригерні моделі. Математичні моделі екологічних систем.
Модуль 2. БІОФІЗИКА КЛІТИННИХ ПРОЦЕСІВ
Змістовий модуль 2.1. МОЛЕКУЛЯРНА БІОФІЗИКА
Конкретні цілі:
-
Трактувати значення молекул у процесах життєдіяльності;
-
Аналізувати міжмолекулярні взаємодії в біополімерах;
-
Пояснювати фізичні та біофізичні характеристики біомолекул і механізми їх функціювання.
-
Тема 9. Загальна характеристика структури і функцій біомолекул.
Фізичні властивості макромолекул. Типи структур, умови стабільності конфігурацій біополімерів. Зв’язки і взаємодії в біомолекулах (ковалентні, водневі, електростатичні, гідрофобні, сили Ван-дер-Ваальса).