«сибирский федеральный университет» рабочая программа дисциплины дисциплина б. 3 «Спецглавы физических и химических наук»
Скачать 0.53 Mb.
|
3.2Содержание разделов и тем лекционного курсаДисциплина «Спецглавы физических и химических наук» представляется тремя модулями, каждый из которых раскрывает определенные аспекты:
Лекции построены на основе Нобелевских премий по физике и химии. Модуль 1. «Фундаментальные физические и химические константы» Тема 1. Количественные методы современной биологии. Новые рекомендованные значения фундаментальных физических постоянных (КОДАТА 2006). Основные физические константы, известные с абсолютной точностью (по определению): скорость света в вакууме, частота сверхтонкого расщепления в цезии, магнитная постоянная, электрическая постоянная. Согласованные и рекомендованные значения физических постоянных: постоянные Джозефсона и фон Клитцинга, масса атома углерода. Физико-химические постоянные. Методы количественной биологии. Основные понятия. Самостоятельно. Квантование энергии, квант действия = постоянная Планка. Квантование заряда, заряд электрона. Квант магнитного потока. Квант циркуляции. Кванты сопротивления и проводимости. Критические аспекты применения физико-химических постоянных в количественной биологии. Проблема биомаркеров. (аудиторные часы – 0,055 (2ч), самостоятельные часы - 0,111 (4 ч)) Модуль 2. «Примеры Нобелевских премий по физике» Тема 2 Квантовый эффект Холла (1985) – смена точки зрения на измерения с высокой точностью. Как и почему изменилась принципиально точка зрения на измерения с точностью более 10 значащих цифр после запятой! Классификация аналитических методов. Требования, предъявляемые к аналитическим методам. Основные стадии анализа. Критерии отбора пробы. Характеристики аналитических методов. Интегральные микросхемы и полупроводниковые гетероструктуры (2000). Гигантское магнитосопротивление (2007). Самостоятельно. РНК интерференция – замалчивание генов (2006). Бактерии при гастрите и язвенной болезни (2005). Обсуждение: что необходимо и достаточно для такой высокой точности измерений (10 значащих цифр) в количественной биологии? Тема 3. Мягкое вещество, жидкие кристаллы и полимеры (1991) – идеи де Жена в биологии. От идеи цитоскелета Кольцова (1903) до мягкого вещества де Жена или 90 лет спустя. Применение методов физики конденсированного состояния в фундаментальной механике клетки. Электрокинетические процессы, двойной электрический слой, дзета-потенциал. Сверхпроводимость и сверхтекучесть (2003). Коллективные возбуждения Квантование коллективных возбуждений, концепция квазичастиц. Квантование электромагнитных волн. Фотон. Квантование звука. Фонон. Квантование спиновых волн. Магнон. Волны спиновой плотности. Плазмон, экситон, полярон, поляритон, эктон, конформон, боголоны в сверхпроводниках (куперовские пары). Ротоны Фейнмана и вихри Абрикосова. Самостоятельно. Оксид азота как сигнальная молекула в сердечно-сосудистой системе (1998). Прионы – новый биологический принцип инфекции (1997). Особенности воздействия внешних полей на биологические частицы (макромолекулы, клетки). Диэлектрофорез, основные принципы диэлектрофореза, диэлектрофорез клеток. «Квантованная» биология Тимофеева-Ресовского. Тема 4. Проблемы физики углерода: графен (2010). Квантовая электродинамика в карандашном следе. Чувствительность графеновых слоев к одиночным атомам на поверхности. Двумерные материалы толщиной в один атом – реальность современной физики. Создание спинового транзистора на графене, новые поколения чипов. Проблемы химии углерода: фуллерен (1996). Современные исследования фуллеренов, применения в медицине. Биоконъюгаты фуллеренов и наночастиц. Самостоятельно. Модификация генов эмбриональными стволовыми клетками (2007). Генетический контроль раннего эмбрионального развития (1995). Расщепление генов (1993). Конструкции аналитических микрочипов. Методы детектирования в микрочипах. Твердофазная, жидкостная и микрофлюидная экстракция. (аудиторные часы – 0,25 (9ч), самостоятельные часы - 0,556 (20 ч)) Модуль 3. «Примеры Нобелевских премий по химии» Тема 5. Зеленый флуоресцентный белок (2008), GFP в датчиках, биосенсорах и чипах. Классификация датчиков и биосенсоров. Преобразователи химических сигналов и мультиплексный принцип детектирования. Основные аналитические характеристики сенсоров. Каталитические и аффинные биосенсоры. Иммобилизация биологического материала. Сходства и различия GFP и люцифераз. Люциферазные биосенсоры и чипы. Содержание существующих пособий по биосенсорам. Фрагменты люциферазных чипов (Duke). Самостоятельно. Сигналинг в биологии. Собственные сигналы белков, управляющие их транспортом и локализацией в клетке (1999). Ключевые регуляторы клеточного цикла (2001). Рецепторы запаха и организация обонятельной системы (2004). Тема 6. ЯМР-спектроскопия биомолекул в растворе (2002, химия) и ЯМР томография (2003, биология). ЯМР спектроскопия люцифераз. Перспективы использования биолюминесцентных ферментативных систем в биотестировании. Действие химических соединений на биолюминесцентную реакцию. Влияние молекул на процессы переноса энергии, электрона и водорода в биолюминесцентной системе. Примеры ЯМР томографии. Результаты десятилетнего применения биолюминесцентного анализа в биологии. Точные формулировки границ применимости – от биотестирования до количественной биологии. Самостоятельно. Специфика клеточной иммунной защиты (1996); 11 Нобелевских премий за иммунитет в течение 110 лет! От Мечникова и Эрлиха до Нобелевской премии 2011: патогенраспознающие рецепторы, врожденный иммунитет от бактерий до человека, роль горизонтального и вертикального переноса генов, иммунитет слизистых, взаимодействие биологических симбиозов. Тема 7. Молекулярные основы транскрипции в эукариотах (2006). Бионанотехнология: уроки природы. Медицинские наномашины. Био- нанороботы, основные принципы создания этих систем. Ионные каналы (2003). АТФ-синтаза. Кинезин, миозин, жгутиковый молекулярный двигатель. Неорганические (химические) молекулярные двигатели. Самосборка нанороботов. Устройства адресной доставки лекарств. Медицинская и биоинженерная физика. Структура и функция рибосомы (2009). Молекулярные машины. Наноразмерные исполнительные механизмы. Управление нанороботами. Устройства и приборы для биологических и медицинских исследований. Самостоятельно. Оплодотворение in vitro (2010). Теломераза и хромосомы (2009) – проблема решена красиво!; примеры премий за лечение рака: за 110 лет до 2008 – за вирусы папилломы и иммунодефицита человека – проблема пока не поддается решению! Функции одиночных ионных каналов в клетках (1991). Технологические платформы биохимической физики. (аудиторные часы – 0,25 (9ч), самостоятельные часы - 0,444 (16 ч)) |
Похожие:
 | Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология» |  | «сибирский федеральный университет» рабочая программа дисциплины... Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Дипломного проекта/работы В соответствии с Уставом фгоу впо «Сибирский федеральный университет» и Положением об итоговой государственной аттестации выпускников... | | Российской Федерации Сибирский федеральный университет экологическая биофизика водных экосистем Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для самостоятельной работы / сост. М. И. Гладышев – Красноярск:... |
| Российской Федерации Сибирский федеральный университет экологическая биофизика водных экосистем Э400 Экологическая биофизика водных экосистем: учебно-методические указания для семинарских занятий / сост. М. И. Гладышев – Красноярск:... | | Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека макласова... Министерства здравоохранения Российской Федерациии их реализация на период 2012-2017 г г |
| Исследования и пути совершенствования вращательно-подающих систем... Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | | «сибирский федеральный университет» организационно-методические указания... Сагакянц Александр Борисович, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии и микробиологии биолого-почвенного факультета... |
| Методические указания по самостоятельной работе красноярск 2013 удк... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология» (магистерские программы: 020400.... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сибирский федеральный университет Институт естественных и гуманитарных наук (сфу иеиГН), г. Красноярск |
| Перспетивы развития геотермальной энергетики ракитянский Е. М. Научный... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Сибирский федеральный университет Дробница Августина Васильевна доктор исторических наук, профессор кафедры истории и культуры фгбоу впо «Дальневосточный институт-филиал... |
| Высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» утверждаю Охватывает всё содержание данной дисциплины, установленное соответствующим ос впо | | Подходы в обучении на уроках физики развивающего типа штандратенко... Лесосибирский педагогический институт – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения «Сибирский федеральный... |
| Монолитной обделки тоннелей фиброармированием бетона Стаканов И.... Внесены всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом гидротехники имени Б. Е. Веденеева | | Сибирский федеральный университет Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана по фгос, переутвержденного ученым советом юргту (нпи) протоколом... |
