Федеральное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет»
Скачать 94.11 Kb.
|
| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» Институт естественных наук Кафедра биологии УТВЕРЖДЕНО На заседании учебно- методической комиссии института «_______»__________________2011 г. Протокол №_________ Председатель УМК ____________________________ Рабочая программа Дисциплина: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕСОВ Блок дисциплин: М2.Б.2. Аннотированная магистерская программа «Гидробиология и ихтиология» Квалификация выпускника – Магистр Форма обучения дневная Семестр - А Всего учебных занятий – 36 часов В том числе: Аудиторных – 22 часа, из них Лекций – 6 часов Лабораторных занятий – 16 часов Самостоятельных – 12 часов КСР -2 часа Форма итогового контроля - экзамен Сыктывкар 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Сыктывкарский государственный университет» Институт естественных наук Кафедра биологии УЧЕБНО_МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Дисциплина: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕСОВ Блок дисциплин: М2.Б.2. Цикл профессиональных дисциплин Аннотированная магистерская программа «Гидробиология и ихтиология» Квалификация выпускника –Магистр Форма обучения дневная Сыктывкар 2011 ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ И УТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ Составитель УМК доцент каф. биологии, к.б.н._____________________А.А. Мищенко Рабочая программа составлена на основании ФГОС и учебного плана аннотированной магистерской программы «Гидробиология и ихтиология» Рабочая программа рассомтрена и одобрена на заседании кафедры биологии Протокол заседания № ______ от «______»_________________2011 г. Заведующий кафедрой профессор ___________________________Г.Н. Доровских СОГЛАСОВАНО: Директор института естетсвенных наук доцент __________________________И.Н. Юранева «______»____________________2011 г. Председатель УМК института естественных наук доцент ______________________ И.Н. Юранева Содержание
1. Цели освоения дисциплины Математическое моделирование в биологии развивается быстрыми темпами, составляя, по существу, одну из частей теоретической биофизики. Это связано в первую очередь с тенденциями в биологии оформлять в виде математической биологии теоретическую мысль. Введение данной дисциплины в цикл программы обучения магитрантов связано с несколькими причинами: 1) Биология, химия и физика переплетаются столь тесно, что практически любое биологическое утверждение нуждается в сопоставлении с законами физики и химии. 2) Количество новой экспериментальной информации таково, что систематизировать его без качественной теории и математического аппарата невозможно. Таким образом, математика выступает здесь не как метод количественного расчета, а как метод качественного анализа. Цель дисциплины: выяснение, как устроены и как действуют живые системы. При этом главное внимание обращается на связь между биологическими явлениями и аналогичными процессами в физике- механике, термодинамике, теории регулирования, теории колебаний и проч. 2. Задачи курса: В процессе изучения курса «Математическое моделирование в биологии» рассматриваются общие принципы построения математических моделей и их использование в конкретных ситуациях для анализа процессов эволюции, роста клеточных популяций, построения экологических моделей. 3.Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины. Место в учебном плане: профессиональный цикл М3, вариативная часть У студента – магистра в процессе освоения дисциплины должны быть сформированы следующие общие и профессиональные компетенции: ОК-6 – Способен самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения ПК-2 – Знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению ПК-3 – Самостоятельно анализирует имеющуюся информацию и выявляет фундаментальные проблемы, ставит задачи и выполняет полевые, лабораторные и биологические исследования при решении конкретных задач по специализации ПК-6 – Творчески применяет современные компьютерные технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче биологической информации. ПК-10 – Глубоко понимает и творчески использует в научной и производственно-технологической деятельности знание фундаментальных и прикладных разделов спец. дисциплин магистерской программы. 4. Формой итогового контроля является экзамен – семестр А. Для получения допуска к зачету требуется посещение не менее 90% занятий, сдача всех лабораторных работ II. Календарно-тематический план
III. Содержание учебной дисциплины Раздел 1. Введение. Основы биологической кинетики. Элементарные математические модели. Кинетика. Основные уравнения кинетики. Элементарные математические модели. Примеры использования фундаментальных законов природы в построении простейших математических моделей. Движение шарика на пружине, как пример использования фундаментальных законов для построения модели. Вариационные принципы при построении моделей. Общая схема принципа Гамильтона. Пример использования этого принципа для построения модели шарика на пружине. Применение аналогий. Иерархический подход к изучению моделей. Линейные и нелинейные математические модели. Два типа нелинейных моделей системы «шарик – пружина». Универсальность математических моделей на примере процессов колебаний в объектах различной природы: жидкости в U-сосуде, электрического контура и малых колебаний при взаимодействии двух биологических популяций. Раздел 2. Модели эволюции и развития Превичный гиперцикл. Моделирование добиологической эволюции. Теория самоорганизации макромолекул. Модель Эйгена. Состояние «селекционного равновесия». «Выживание» метаболических цепей. Значение мутаций, относительное выживание. Фактор качества. Раздел 3. Модели роста клеточных популяций Свойства клеточных популяций. Простейшие популяционные модели. Детерминированные модели роста клеточной популяции. Уравнение Ферхюльста-Пирла. Детерминированные и стохастические модели непрерывного культивирования. Саморегулирование. Модели динамики численности микроорганизмов при проточном культивировании. Восстановление популяции на потоке. Автоселекция на потоке. Раздел 4. Математические модели в экологии. Модели биологических сообществ. Модель загрязнения воды органическими отходами. Реаэрация. Простейшие модели популяционной динамики. Построение модели Мальтуса естественного роста. Модель изменения численности популяции с учетом внутривидовой конкуренции. Модель «хищник – жертва» (модель Вольтера). Моделирование эпидемиологического процесса: а) заражен; б) выздоровление инфицированных; в) смерть резистентных и инфицированных членов популяции. Учет изменения заразности инфицированных. Устойчивость по Ляпунову. Динамика численности популяции в периодической среде. Модели эксплуатируемых популяций. Оптимальный режим эксплуатации в модели рыбной популяции. Непрерывная модель динамики возрастной структуры популяции. Дискретные модели популяционной динамики. Задача о кроликах, ряд Фибоначчи. Непрерывные модели многовидовых экосистем. Трофические графы и волтеровские трофические цепи. Раздел 5. Фундаментальные процессы естествознания Гидрологический «барьер» против загрязнения грунтовых вод. Использование уравнения Бруссинеска для анализа. Экологически приемлемые технологии сжигания углеводородного топлива. Математическая модель работы котла ТЭЦ.Исследование кинетики образования NO и NO2 при горении СН4. Климатические последствия ядерного конфликта. Уравнение Навье-Стокса. КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ Дисциплина «Математическое моделирование в биологии» Блок дисциплин: М3. Цикл профессиональных дисциплин Аннотированная магистерская программа «Гидробиология и ихтиология» Квалификация выпускника – Магистр Форма обучения дневная
Составитель, преподаватель__________________Мищенко А.А. Зав. кафедрой _________________________Доровских Г.Н. Дата составления карты «_______»________________2011 г. СОГЛАСОВАНО: Директор библиотеки СыктГУ________________ «_______»____________________2011 г. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс по дисциплине языковая политика в рк... Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования«Сыктывкарский государственный... | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Рабочая программа по бурятской литературе составлена на основе федерального компонента государственного стандарта общего образования,... |
 | Федеральное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального... Настоящие Правила устанавливают порядок организации деятельности отделения хирургического торакального, которое является структурным... | | Федеральное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального... Гистология относится к фундаментальным наукам, изучающим закономерности строение живой материи на разных уровнях ее организации:... |
| Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... М., Розенштейн М. М., Серпунин Г. Г., Авдеева Е. В., Шеховцев Л. Н., Уманский С. А. Калининград: Федеральное государственное бюджетное... | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
