ВВЕДЕНИЕ В БИОФИЗИКУ
1. Физика и биология. Историческая и методологическая связь наук: великие физики и биологи, великие открытия физики и биологии. Биофизика как теоретическая биология.
2. Физическая размерность, химический состав, пространственно-временная структура, функции и иерархия биологических систем. Симметрия и асимметрия, термодинамическая неравновесность и нелинейность живых систем. Совокупность физических, химических и биологических критериев живого. Физико-химические предпосылки происхождения жизни на Земле.
3. Разнообразие жизни на Земле. Прокариоты и эукариоты. Вирусы и бактерии.
Царство грибов и царство растений. Грибы, водоросли, печеночники и мхи, папоротники и хвощи, семенные растения.
Царство животных. Простейшие, кишечнополостные, плоские, круглые, кольчатые черви, моллюски или мягкотелые, членистоногие или насекомые, иглокожие, хордовые.
Принципы систематики, строение, жизненный цикл, питание, размножение.
4. Архитектура и хореография клетки. Химические компоненты: вода, ионы, простейшие органические молекулы, макромолекулы - белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды. Общая схема метаболизма. Цитология. Клеточные мембраны, ядро, цитоплазма, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы или микротельца, микротрубочки и микрофиламенты, митохондрии, и для растительных клеток - клеточные стенки, плазмодесмы, хлоропласты, вакуоли, пластиды.
5. Генетика. Хромосомы, гены, аллели. Наследование признаков. Кроссинговер. Генотип и фенотип. Мутации. ДНК и РНК. Механизмы репликации и репарации ДНК. Генетический код. генетическая рекомбинация. Синтез и процессинг РНК, рибосомные и транспортные РНК, синтез белка.
6. Рост и деление клеток, клеточный цикл. Межклеточные адгезия, контакты, узнавание, рецепция, сигнализация - медиаторы, гормоны, нейромедиаторы, вторичные мессенджеры.
Половые клетки и оплодотворение. Клеточные механизмы развития, детерминация и дифференцировка. Ткани. Элементы анатомии и физиологии человека и животных, строение и функции органов.
7. Иммунная система. Антигены. Функциональные свойства, тонкая структура и разнообразие антител. Система комплемента. Т-лимфоциты и клеточный иммунитет.
8. Элементы теории эволюции. Популяционная генетика, генофонд популяции, частоты аллелей. Отбор, интенсивность отбора, естественный и искусственный отбор. Видообразование. Физико-химические факторы эволюции.
9. Экологические системы. Уровни организации живого, понятие экологической системы, биосферы и биоценоза. Трофические цепи, поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. Геофизические и геохимические факторы, ландшафт, географическая зональность. Ноосфера, научные принципы природопользования.
10. Упорядоченность биологических структур, энтропия и информация. Открытые системы, неравновесная термодинамика в биологии, стационарные состояния, диссипативные структуры. Синергетика. Активные среды. Колебательные и автоволновые процессы в биологических системах как физическая основа пространственно-временной самоорганизации.
11. Физика ферментативного катализа. Кинетика, регуляция. Концепция "фермент - молекулярная машина".
12. Механохимические процессы. Мышечные и немышечные формы подвижности. Структура сократительных систем. Термодинамика и кинетика механохимического преобразования. Механорецепция.
13. Биофизика мембран. Структура и физико-химические свойства. Явления переноса, активный и пассивный транспорт ионов, сопряженный транспорт веществ. Насосы, каналы, переносчики. Осмотические и электрические явления, форма клетки, динамика мембран. Возбудимость, распространение нервного импульса, синаптическая передача.
14. Физические основы преобразования и аккумуляции энергии в биологических системах. Биологическое окисление, дыхательная цепь, митохондрии, перенос электронов, механизмы энергетического сопряжения в биомембранах.
15. Фотобиологические процессы. Оптические свойства биомолекул. Структурная организация фотосинтетического аппарата фотосинтезирующих бактерий, высших растений и водорослей. Первичные процессы фотосинтеза, миграция энергии, фотосистемы 1 и 2. Фоторецепция.
16. Биофизика и физиология рецепции. Слух, зрение, обоняние. Биологические часы, физиологические ритмы, хронобиология. Нейросистемы и мозг.
17. Физика и медицина. Молекулярные аспекты патогенеза различных заболеваний: изменения энергетического метаболизма, физических свойств и функций биомакромолекул и биомембран.
18. Математическое моделирование сложных биологических систем. Классические модели и нерешенные проблемы.
Литература
1. Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор "Биология", в 3-х томах, "Мир", М., 1990
2. Б.Албертс, Д.Брей, Дж.Льюис, М.Рэфф "Молекулярная биология клетки", в 5-ти томах, "Мир", М., 1986
3. А.Б.Рубин "Биофизика", в 2-х томах, М., 2002-2005
4. И.Пригожин, Д.Кондепуди «Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур» М «МИР» 2002
5. М.В.Волькенштейн «Биофизика» М 1987
6. В.А.Твердислов, А.Н.Тихонов, Л.В.Яковенко "Физические механизмы функционирования биологических мембран", Изд. МГУ, М., 1987
7. С.Э.Шноль "Физико-химические факторы биологической эволюции", "Наука", М., 1979
8. А.К.Кукушкин, А.Н.Тихонов "Лекции по биофизике фотосинтеза растений", Изд. МГУ, М., 1988
По всем указанным авторам и теме «биофизика» можно искать статьи в Интернете
Составитель: профессор В.А.Твердислов
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 17 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| 1. Когда вам доводится услышать лестные отзывы о себе, вы: испытываете недовольство — то, что люди говорят в качестве комплимента, простая констатация факта, а вам хочется большего — 0; приятно, | | | google_protectAndRun("ads_core.google_render_ad", google_handleError, google_render_ad); Великие географические открытия Запада и Востока ч.1 |