[ Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московской области «Международный
университет природы, общества и человека «Дубна»
(университет «Дубна»)
Факультет естественных и инженерных наук
Кафедра биофизики
УТВЕРЖДАЮ
проректор по учебной работе _С.В. Моржухина «_»_2011 г.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Биофизика (наименование дисциплины) по направлению 140800 – ядерные физика и технологии (№, наименование направления, специальности) Форма обучения: очная Уровень подготовки: бакалавр Курс (семестр): 3 (6), 4 (7) г. Дубна, 2011 г.Автор программы:
к. б. н. Белов О.В., кафедра Биофизики /_ / Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 140800 – ядерные физика и технологии.
(код и наименование направления подготовки (специальности)) Программа рассмотрена на заседании кафедры Биофизики Протокол заседания № _ от «» 2011 г.
Заведующий кафедрой д. б. н., профессор /_/ Красавин Е.А.
Рецензент: д. ф.-м. н., профессор /_/ Осипов В.А.
(подпись)
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета ЕиИН к. ф.- м. наук /_/ Деникин А.С.Руководитель библиотечной системы / _ / Черепанова В.Г.
(подпись) 1. Выписка из федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 140800 Ядерные физика и технологии (квалификация (степень) «бакалавр»). Утвержден Приказом Министерства образования и науки РФ от 14.01.2010 № 23.
Код УЦ ООП Учебные циклы и Трудоемкость (за- Перечень дисци- Коды формируепроектируемые ре- четные единицы) плин для разра- мых компетенций зультаты их освое- ботки примерных ния программ, а также учебников и учебных пособий Б.2 знать: понятия и ме- Биология ОК- 40- тоды математическо- Физика ОК- го анализа: диффе- ОК- ренциальное исчис- ОК- ление, интегральное ОК- исчисление и функ- ОК- ции многих пере- ПК- менных; аналитиче- ПК- скую геометрию; ли- ПК- нейную алгебру; ПК- стической термодинамики, электричество и магнетизм, системы дифференциальных уравнений решения задач анализа и расчета характеристик механических, электромагнитных и ядерных энергетических систем, использовать обработки экспериментальных данных;
2. Цели освоения дисциплины – «Биофизика»:
ознакомление студентов с основами биофизических процессов в живых системах;
знакомство студентов с методами теоретического описания и построения моделей биофизических систем, основанных на физических понятиях энергии, силы, освещение связей основных разделов радиационной биофизики;
Задачами курса являются:
1) изучение биофизики сложных систем, биофизики клетки и молекулярной биофизики;
2) изучение теории иммунитета, конформационных свойств макромолекул, процессов рецепции и физики ДНК;
3) овладение студентами основами методами описания динамики и термодинамики биологических систем, включая процессы клеточного метаболизма, биоэнергетики и репарации ДНК;
4) приобретение студентами практических навыков математического описания различных биофизических систем.
3. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата:
Дисциплина «Биофизика» входит в учебный план подготовки бакалавров по направлению 140800 Ядерные физика и технологии на кафедре биофизики. Цель его изучения состоит в ознакомлении слушателей с основами биофизических процессов в живых системах. Исходный уровень знаний студентов подразумевает знакомство с общей физикой, общей биологией и владение математическим аппаратом в пределах стандартного курса математического анализа, теории вероятности и линейной алгебры. В процессе освоения курса важную роль играет проведение семинарских занятий, выполнение домашних заданий, самостоятельных и контрольных работ. В каждом семестре предполагается проведение коллоквиума. Итоговая оценка складывается из оценки теоретических знаний и умения самостоятельно решать задачи по основным разделам биофизики.
4. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины:
Общекультурные:
- владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);
- осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);
- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-10);
- способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-11);
- владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного (ОК-12).
Профессиональные:
общепрофессиональные:
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);
- способностью 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 (ПК-2);
для научно-исследовательской деятельности:
- способностью использовать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, современные компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области (ПК-4);
- способностью проводить математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований (ПК-5);
- готовностью к проведению физических экспериментов по заданной методике, составлению описания проводимых исследований и анализу результатов (ПК-6);
- способностью использовать технические средства для измерения основных параметров объектов исследования, к подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-7);
для проектной деятельности:
- способностью использовать информационные технологии при разработке новых установок, материалов и приборов, к сбору и анализу информационных исходных данных для проектирования приборов и установок (ПК-9);
- готовностью к оценке ядерной и радиационной безопасности, к оценке воздействия на окружающую среду, к контролю за соблюдением экологической безопасности, техники безопасности, норм и правил производственной санитарии, пожарной, радиационной и ядерной безопасности, норм охраны труда (ПК-23).
Результат обучения компетен- Образовательная тех- Вид задания знать основные типы дина- ОК-1 Л1-Л14, С1, С3-С8, за- Д1, Д3-Д8, ных биологических систем; ОК- знать термодинамику и кине- ОК-1 Л15-Л18, Л49-Л68, С-1, Д1, Д2, Д5-Д8, тику биологических процес- ОК-2 С2, С5-С8, зачет, экза- К ские основы процессов, про- ОК-2 зачет, экзамен текающих на клеточном ОК- уровне: мембранный транс- ПК- порт, распространение нерв- ПК- ного импульса, работа мыш- ПК- знать биофизические основы ОК-1 Л37-Л48, С1, С2, зачет, Д1, Д2, К процессов, протекающих на ОК-2 экзамен молекулярном уровне; ОК- умения:
моделировать и исследовать ОК-1 Все семинарские заня- Все домашние раусловия самоорганизации ви- ПК-1 тия, зачет, экзамен боты, вопросы на моделировать различные фи- ОК-1 Все семинарские заня- Все домашние разико-химические процессы, ОК-10 тия, зачет, экзамен боты, вопросы на клетках и макромолекулах; ПК- демонстрировать способ- ОК-1 Все семинарские заня- Вопросы на зачет и ность устного и письменного ОК-2 тия, зачет, экзамен экзамен, К выражения мыслей на рус- ОК- проявлять инициативность; ОК-1 Все семинарские заня- Вопросы на зачет и применение:
Результат обучения компе- Образовательная техноло- Вид задания нии дисциплины, в ОК- своей научной работе ОК- анализ:
Результат обучения компетенция Образовательная техноло- Вид задания анализировать боль- ОК-2 Все семинарские занятия, за- Все домашние выделяя необходимую ПК- для научной работы ин- ПК- оценка 5. Структура и содержание дисциплины «Биофизика»:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц 187 часов.
Промежуточная аттестация (зачет, экзамен) зачет экзамен зачет 6-й семестр динамические модели биофизи- ческих процессов;
Простейшая модель открытой системы.
Понятие стационарного состояния.
вость стационарной точки.
Графический и аналитический методы решения. Понятие точки бифуркации и управляющего параметра.
поведение биофизических систем;
Метод фазовой плоскости.
Типы устойчивости особых точек.
Л реключения триггера.
термодинамика биофизических коны термодинамики в биофизике.
Л Топология ДНК. Репликация ДНК.
рали. Кинетика расплетания двойной спирали.
биофизика мембран;
Структура мембран. Конформационные Пассивный мембранный транспорт.
Активный мембранный транспорт.
Натриевый насос. Кальциевый насос.
биофизика нервного импульса;
Мембранная теория генерации и переноса дель Ходжкина-Хаксли).
биофизика фотобиологических Световая чувствительность глаза.
Л Зрительный пигмент родопсин.
Структура и функции фоторецепторной Л биофизика мышцы;
Структура мышцы и мышечных белков.
Теория мышечного сокращения (модели Хаксли и Дещеревского).
7-й семестр биофизические основы действия излучений разного качества на клетки живых организмов;
Микрораспределение энергии излучений Л Механизм разрыва химических связей в ДНК при действии ионизирующих излучений.
Л биофизические факторы, определяющие выживаемость клеток при действии ионизирующих излучений;
ния. Классические модели.
Л Стохастическая и вероятностная модели.
Л Репарационные и молекулярные модели.
Л Модели, учитывающие влияние качества Л Форма кривых выживания клеток при действии -излучения и тяжлых ионов.
Л биофизика кислородного эффекта;
ции кислородного эффекта.
Л Кислородный эффект и репарация ДНК.
Л вирования клеток в реализации кислородЛ основы биокинетики;
Кинетический эксперимент. Константа скорости и порядок реакции.
Кинетика сложных реакций.
Влияние различных факторов на скорость химической реакции.
Механизм ферментативных реакций.
Многосубстратные реакции.
биофизика пострадиационного восстановления клеток.
хия репарационных систем.
ных оснований межцепочечных сшивок Репарация однонитевых и двунитевых Л Л К1 Контрольная работа по темам «Динамические модели биологических про- цессов», «Модели взаимодействия видов» и «Термодинамика биологических Д3 Решение задач по динамике двух взаимодействующих видов. Д6 Решение задач по транспорту ионов через мембрану. Д7 Решение задач по распространению нервного импульса. Содержание учебного материала Раздел 1. Общая биофизика.
Динамические модели биофизических процессов. Биологическая кинетика.
Принцип обратной связи. Простейшая модель открытой системы. Понятие стационарного состояния. Качественный анализ модели. Устойчивость стационарной точки. Графический и аналитический методы решения. Понятие точки бифуркации и управляющего параметра.
Поведение биофизических систем. Метод фазовой плоскости. Понятие фазовой траектории и особой точки. Типы устойчивости особых точек. Биологические триггеры.
Силовой и параметрический способы переключения триггера.
Термодинамика биофизических процессов. Понятие теплоты и работы. 1-й и 2-й законы термодинамики в биофизике. Термодинамика систем вблизи равновесия. Свойства открытых систем. Понятие энтропии.
Биофизика ДНК. Топология ДНК. Репликация ДНК. Термодинамика плавления двойной спирали. Кинетика расплетания двойной спирали.
Биофизика мембран. Структура мембран. Конформационные свойства мембран.
Пассивный мембранный транспорт. Активный мембранный транспорт. Натриевый насос.
Кальциевый насос. Перенос заряженных частиц через мембраны.
Биофизика нервного импульса. Мембранная теория генерации и переноса импульса. Ионные каналы. Распространение нервного импульса (модель Ходжкина-Хаксли).
Биофизика фотобиологических процессов. Световая чувствительность глаза.
Зрительный пигмент родопсин. Роль изомеризации в зрительном процессе. Структура и функции фоторецепторной системы.
Биофизика мышцы. Структура мышцы и мышечных белков. Физика мышцы.
Теория мышечного сокращения (модели Хаксли и Дещеревского).
Раздел 2. Радиационная биофизика.
Биофизические основы действия излучений разного качества на клетки живых организмов. Основные механизмы взаимодействия излучений с веществом. Микрораспределение энергии излучений при взаимодействии с ДНК. Механизм разрыва химических связей в ДНК при действии ионизирующих излучений. Роль активных форм кислорода в повреждении ДНК.
Биофизические факторы, определяющие выживаемость клеток при действии ионизирующих излучений. Математические модели кривых выживания. Классические модели. Стохастическая и вероятностная модели. Репарационные и молекулярные модели.
Модели, учитывающие влияние качества излучения. Форма кривых выживания клеток при действии -излучения и тяжлых ионов.
Биофизика кислородного эффекта. Молекулярно-клеточная модель реализации кислородного эффекта. Кислородный эффект и репарация ДНК. Роль предрадиационных условий культивирования клеток в реализации кислородного эффекта.
Основы биокинетики. Кинетический эксперимент. Константа скорости и порядок реакции. Кинетика сложных реакций. Влияние различных факторов на скорость химической реакции. Механизм ферментативных реакций. Многосубстратные реакции. Релаксационная кинетика ферментативных реакций.
Биофизика пострадиационного восстановления клеток. Основные виды репарации ДНК. Иерархия репарационных систем. Фотореактивация. Репарация поврежднных оснований межцепочечных сшивок ДНК. Репарация однонитевых и двунитевых разрывов ДНК. Возможность репарации кластерных повреждений ДНК.
Практические занятия (семинары) Практические занятия (семинары) объемом 17 часов призваны закрепить знания студентов по отдельным разделам курса, привить навыки самостоятельного решения основных математических задач биофизики, ознакомить студентов с основными методами математического моделирования сложных биофизических систем.
6. Образовательные технологии:
Основными методами обучения являются чтение лекционного курса с использованием мультимедиа презентаций. Предусмотрены практические занятия (семинары), направленные на закрепление навыков решения задач по динамике простейших и открытых систем, по динамике двух взаимодействующих видов (в том числе задач для разных типов взаимодействия видов), по пассивному ионному транспорту, по транспорту ионов через мембрану, по распространению нервного импульса, по исследованию динамики модели Дещеревского. Полученные практические навыки закрепляются с помощью самостоятельного решения задач на указанные темы.
Освоение теоретической части курса происходит в процессе прослушивания лекционного курса и самостоятельной работы студентов по закреплению полученных знаний с использованием конспектов лекций и учебников по курсу «Биофизика».
7. Формы контроля и оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины Контроль осуществляется в виде устных вопросов, выполнения самостоятельных и контрольных работ. Основной формой контроля знаний, получаемых на практических занятиях, является контрольная работа по темам «Динамические модели биологических процессов», «Модели взаимодействия видов» и «Термодинамика биологических систем».
По окончании шестого семестра проводится экзамен по разделу «Общая биофизика», по окончании седьмого семестра – зачет по разделу «Радиационная биофизика».
Методика формирования результирующей оценки. Контроль усвоения студентами пройденного материала осуществляется непрерывно в виде следующих форм:
проверка домашних заданий, связанных с решением задач по динамике простейших и открытых систем, по динамике двух взаимодействующих видов (в том числе задач для разных типов взаимодействия видов), по пассивному ионному транспорту, по транспорту ионов через мембрану, по распространению нервного импульса, по исследованию динамики модели Дещеревского;
проведение контрольной работы по темам «Динамические модели биологических процессов», «Модели взаимодействия видов» и «Термодинамика биологических систем»;
проведение экзамена в 6-м семестре и зачета в 7-м семестре.
Результирующая оценка выставляется студенту на экзамене по разделу «Общая биофизика» окончании курса. Допуск к экзамену в шестом семестре осуществляется при условии выполнения всех домашних работ и по результатам контрольной работы. Если работы не выполнена (частично или полностью), то они могут быть сданы на консультации перед экзаменом или в день экзамена перед его началом. Это повлечет снижение оценок за невыполненные в срок задания. Допуск к зачету в седьмом семестре осуществляется при условии посещения студентом не менее 2/3 лекций. Если посещение лекций студентом составляет менее 2/3, на зачете студенту будут предложены дополнительные вопросы.
Для оценки результатов деятельности студента по изучению дисциплины используется следующие основные показатели: участие в аудиторной работе (посещение лекций и семинаров), выполнение контрольной работы, уровень ответов на вопросы, предложенные на экзамене и зачете. Показатели имеют определенные относительные веса, а для оценивания уровня выполнения заданий и ответов на вопросы экзаменационного билета используется четырех бальная шкала: 5 – высокий уровень результата (работа выполнена правильно и аккуратно, соответствует требованиям, потери 0), 4 – средний уровень (работа имеет незначительные замечания, потери 25% от ее относительного веса), 3 – низкий уровень (работа имеет существенные замечания и ошибки, потери 75% от ее относительного веса), 1 – отсутствие результата (работа вообще не сдана, потери 100% от ее относительного веса).
Сроки сдачи заданий определяются преподавателем. Если задание сдано с опозданием (не в срок), то оценка снижается на один балл (5 на 4, 4 на 3).
7.1 В шестом семестре проводится контрольная работа по темам:
Динамические модели биологических процессов.
Модели взаимодействия видов.
Термодинамика биологических систем.
«ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»
Задача 1.Выращена популяция бактерий численностью 106. Внезапно начинается гибель бактерий, причем за первую минуту число погибших бактерий составило 104. Определить, за какое время погибнет вся популяция, если известно, что скорость гибели пропорциональна численности популяции.
Решение:
Запишем динамическое уравнение для изменения численности популяции N в виде Решение очевидно где N(0) есть численность популяции в начальный момент времени. Прежде всего, требуется найти значение. Имеем:
Исходя из условия задачи, ln 0,01. Время гибели есть Считая нижней границей популяции значение N = 1, окончательно получаем Задача 2.
Популяция бактерий растт в условиях ограниченного питания. Какой максимальной величины может достигнуть численность популяции, если начиная с некоторого момента времени бактерии уничтожают с постоянной скоростью 500 бактерий/час? Определить минимальную численность популяции, при которой возможно достичь этой величины.
Известно: при избытке питания за час популяция бактерий увеличивается на 50%, равновесное число бактерий при этом – 10000.
Решение:
Запишем уравнение динамики популяции (закон Ферхюльста) с учетом постоянного оттока Стационарные точки определяются из равенства нулю правой части уравнения. Решение имеет вид Точка бифуркации определена условием 4V0 kN рав. При V0 V0 нет стационарных точек. При V0 V0 имеется две стационарные точки. При этом точка N1 устойчивая, а N 2 неустойчивая, поскольку производная Избыток питания подразумевает N рав. В этом случае простое интегрирование дает N N (0) exp(kt ). Находим k: k (1 / t ) ln(N / N (0)). Исходя из условия задачи, получаем k ln 1,5 0.4 час, N рав 10000, V0 500 кл/ч. Имеем: N1 8500, N 2 1500. Итак, при N N популяция погибнет, при N N 2 выживет и е численность неизбежно придет к величине N N1.
7.2 В ходе курса предусмотрены практические занятия (семинары) по решению задач по динамике простейших и открытых систем, по динамике двух взаимодействующих видов (в том числе задач для разных типов взаимодействия видов), по пассивному ионному транспорту, по транспорту ионов через мембрану, по распространению нервного импульса, по исследованию динамики модели Дещеревского.
Пример: ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (СЕМИНАРОВ) ПО ТЕМЕ
«РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТРАНСПОРТУ ИОНОВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ»
Задача.Какое количество ионов должно выйти из клетки, чтобы создать разность потенциалов – 90мВ? Считать, что радиус клетки r = 10 мкм, удельная электроемкость мембраны Cуд 10-2 Ф/м2.
Решение:
Считаем, что клетка имеет сферическую геометрию. Тогда площадь мембраны S 4r 2 4 1010 м2. Соответственно, электроемкость мембраны: C C уд S. Представляя мембрану как конденсатор, можно найти заряд на поверхности мембраны: q C. Таким образом, число перешедших из цитоплазмы в неклеточную среду ионов есть После подстановки, получаем n 1,1710-18 мольионов. В пересчете на единицу объма клетки получаем Сравнение с характерными концентрациями ионов внутри клетки показывает, что изменение концентрации крайне мало и составляет десятитысячную и менее долю процента.
7.3 Задания для самостоятельной работы Одним из средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины является выполнение студентами домашних работ, связанных с решением задач по динамике простейших и открытых систем, по динамике двух взаимодействующих видов (в том числе задач для разных типов взаимодействия видов), по пассивному ионному транспорту, по транспорту ионов через мембрану, по распространению нервного импульса, по исследованию динамики модели Дещеревского.
«РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТРАНСПОРТУ ИОНОВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ»
Задача.Определить характер стационарного режима при равномерном скольжении нитей в миофибрилле согласно модели Дещеревского. Нарисовать зависимости n(t), m(t), где n(m) есть число тянущих (тормозящих) мостиков, соответственно.
Решение:
Динамические уравнения модели Дещеревского имеют вид:
где n0 – полное число активных ТММ–выступов, v – скорость относительного перемещения нитей, L – расстояние между двумя соседними активными центрами актина, k1 и k2 – константы. При равномерном скольжении v const. Используем стандартный анализ. А именно, стационарная точка на фазовой плоскости (n,m) определяется из условия P(n, m) Q(n, m) 0 :
На самом деле, ввиду линейного характера функций P и Q, знание точных значений n и m не обязательно, но надо быть уверенным, что такая точка существует. Находим p и q:
Таким образом, имеем устойчивую стационарную точку. Будет ли это устойчивый фокус или устойчивый узел, зависит от соотношения между параметрами модели (необходимо сравнить выражения p2/4 и q).
Вопросы по дисциплине «Биофизика» для экзамена:
1. Принцип обратной связи. Простейшая модель открытой системы. Понятие стационарного состояния. Качественный анализ модели.
2. Устойчивость стационарной точки. Графический и аналитический методы решения.
3. Понятие точки бифуркации и управляющего параметра.
4. Метод фазовой плоскости. Понятие фазовой траектории и особой точки. Типы устойчивости особых точек.
5. Особая точка типа седло.
6. Особая точка типа узел.
7. Особая точка типа фокус.
8. Особая точка типа центр.
9. Биологические триггеры: общие положения.
10. Силовой и параметрический способы переключения биологического триггера.
11. Предельный цикл. Самоорганизация.
12. Термодинамика биологических систем. Понятие теплоты и работы. 1-й и 2-й законы термодинамики в биофизике.
13. Свойства открытых систем. Понятие энтропии.
14. Топология ДНК. Репликация ДНК.
15. Термодинамика плавления двойной спирали.
16. Кинетика расплетания двойной спирали.
17. Структура мембран. Конформационные свойства мембран.
18. Пассивный мембранный транспорт.
19. Активный мембранный транспорт. Натриевый насос.
20. Активный мембранный транспорт. Кальциевый насос.
21. Перенос заряженных частиц через мембраны.
22. Мембранная теория генерации и переноса импульса. Ионные каналы.
23. Распространение нервного импульса (модель Ходжкина-Хаксли).
24. Биофизика фотобиологических процессов. Световая чувствительность глаза.
25. Зрительный пигмент родопсин.
26. Роль изомеризации в зрительном процессе.
27. Структура и функции фоторецепторной системы.
28. Структура мышцы и мышечных белков.
29. Физика мышцы, уравнение Хилла.
30. Уравнение Хилла, Работа по сокращению мышцы.
31. Теория мышечного сокращения (модель Хаксли).
32. Теория мышечного сокращения (модель Дещеревского).
Вопросы по дисциплине «Биофизика» для зачета:
1. Основные механизмы взаимодействия излучений с веществом. Микрораспределение энергии излучений при взаимодействии с ДНК.
2. Механизм разрыва химических связей в ДНК при действии ионизирующих излучений. Роль активных форм кислорода в повреждении ДНК.
3. Математические модели кривых выживания. Классические модели.
4. Стохастическая и вероятностная модели.
5. Репарационные и молекулярные модели.
6. Модели, учитывающие влияние качества излучения.
7. Форма кривых выживания клеток при действии -излучения и тяжлых ионов.
8. Молекулярно-клеточная модель реализации кислородного эффекта. Кислородный эффект и репарация ДНК.
9. Роль предрадиационных условий культивирования клеток в реализации кислородного эффекта.
10. Кинетический эксперимент. Константа скорости и порядок реакции.
11. Кинетика сложных реакций. Влияние различных факторов на скорость химической 12. Механизм ферментативных реакций. Многосубстратные реакции.
13. Релаксационная кинетика ферментативных реакций.
14. Основные виды репарации ДНК.
15. Иерархия репарационных систем. Фотореактивация.
16. Репарация поврежднных оснований межцепочечных сшивок ДНК.
17. Репарация однонитевых и двунитевых разрывов ДНК.
18. Возможность репарации кластерных повреждений ДНК.
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Основная литература:
1. Рубин А.Б. Биофизика : Учебник для вузов: В 2 т. Т.1 : Теоретическая биофизика/ Рубин Андрей Борисович ; МГУ им. М.В.Ломоносова. - 3-е изд.,испр.и доп. - М. :
Наука : Издательство Московского университета, 2004. - 469с. : ил. - (Классический университетский учебник). - Рек.лит.:с.459.-Предм.указ.:с.461. // ЭБС «КнигаФонд». URL: http://www.knigafund.ru/books/19009 (дата обращения: 30.08.2011).-Режим доступа: с компьютеров ун-та «Дубна».
2. Рубин А.Б. Биофизика : Учебник для вузов: В 2 т. Т.2 : Биофизика клеточных процессов/ Рубин Андрей Борисович ; МГУ им. М.В.Ломоносова. - 3-е изд.,испр.и доп. М. : Наука : Издательство Московского университета, 2004. - 471с. : ил. - (Классический университетский учебник). - Рек.лит.:с.469.-Предм.указ.:с.471. // ЭБС «КнигаФонд». - URL: http://www.knigafund.ru/books/18810 (дата обращения: 30.08.2011).Режим доступа: с компьютеров ун-та «Дубна».
3. Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. Радиобиология человека и животных. – М.: Высш. шк., 2004. 549 с.
4. Румянцев Е.В., Антина Е.В., Чистяков Ю.В. Химические основы жизни: Учебное пособие. – М.: Химия: КолосС, 2007. 560с.
Дополнительная литература:
1. Борейко А.В. Введение в радиационную биофизику: Учебное пособие для вузов. – Дубна: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2006.
2. Рубин А.Б. Лекции по биофизике: Учебное пособие для вузов. - М.: Издательство Московского университета, 1994. 160с.
3. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки: Пер. с англ. В т. Т.1-3. - М.: Мир, 1994.
4. Комочков М.М. Дозиметрия ионизирующих излучений: Учеб. пособие. – Дубна:
Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2006. – 76 с.
5. Сборник трудов кафедры биофизики Международного университета природы, общества и человека «Дубна». Под ред. Е.А. Красавина. – М.: РАЕН, 2006. - 192с.
В качестве методического материала для лекционных занятий предусмотрено использование следующих работ автора, опубликованных в научных изданиях:
1. Belov O.V., Krasavin E.A., Parkhomenko A.Yu. Model of SOS-induced mutagenesis in bacteria Escherichia coli under ultraviolet irradiation // J. Theor. Biol. – 2009. – Vol. 261. – P. 388-395.
2. Belov O.V., Krasavin E.A., and Parkhomenko A.Yu. Mathematical model of induced mutagenesis in bacteria Escherichia coli under ultraviolet irradiation // Biophysics. 2010. V. 55.
Белов О.В., Красавин Е.А., Пархоменко А.Ю. Математическая модель индуцированного мутационного процесса в бактериальных клетках Escherichia coli при ультрафиолетовом облучении // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2009. Т. 49. № 5. – С.
617-628.
Белов О.В. Моделирование эксцизионной репарации поврежденных оснований в бактериальных клетках Escherichia coli // Письма в ЭЧАЯ. 2011. Т.8 № 2. C. 241-251.
Белов О.В., Борейко А.В. Подходы к созданию математической модели индуцированного мутационного процесса у клеток Escherichia coli // Вестник Международного университета природы, общества и человека "Дубна". – 2006. № 2 (15). С. 39-46.
В качестве методического материала для практических занятий (семинаров) предусмотрено использование следующего электронного ресурса:
1. Осипов В.А. Сборник задач по биофизике // [Сайт кафедры биофизики] / Университет «Дубна». 2011. URL: http://lrb.jinr.ru/kafedra/html/for_students/files/ Osipov_sbornik_zadach.pdf (дата обращения: 24.08.2011).
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины мультимедийный проектор.
«