Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике»

Скачать 173.58 Kb.

Название	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике»
Дата публикации	14.01.2015
Размер	173.58 Kb.
Тип	Методические указания

100-bal.ru > Физика > Методические указания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

Физико-химические методы анализа в биофизике
Методические указания по самостоятельной работе

Красноярск

2011

Составитель: Межевикин В.В.

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике». В пособии даны рекомендации для самостоятельного изучения теоретического курса дисциплины, представлены источники основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200.68 «Физика», магистерская программа «Биофизика».

Целью изучения дисциплины является - формирование у студентов понимания принципов, условий применимости и ограничений в использовании методов качественного, количественного и структурного анализа различных биологических объектов, которые могут являться биоорганическими и бионеорганическими соединениями, клеточными и субклеточными структурами. В результате освоения материала курса студенты должны научиться адекватно выбирать необходимые физико-химические методы для решения конкретных задач.

Задача курса: представить сведения о современных физико-химических методах качественного, количественного и структурного анализа и их технической реализации для решения возникающих в биофизических исследованиях.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:

способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
способностью порождать новые идеи (креативность) (ОК-5);

способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой) (ПК-1);
способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);

способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);
способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) (ПК-4);

способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);
способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);
способностью организовать и планировать физические исследования (ПК-9).

1 Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	Семестр
Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	10
Общая трудоемкость дисциплины	4 (144)	4 (144)
Аудиторные занятия:	1,56 (56)	1,56 (56)
лекции	0,78 (28)	0,78 (28)
практические занятия (ПЗ)	0,78 (28)	0,78 (28)
Самостоятельная работа:	1,44 (52)	1,44 (52)
Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен)	Экзамен 1 (36)	Экзамен 1 (36)

2 Содержание дисциплины
2.1 Разделы дисциплины

№ п/п	Модули и разделы дисциплины
1	Модуль 1. Введение. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований.
2	Модуль 2. Получение и анализ высокоочищенных биомолекул.
3	Модуль 3. Спектроскопические и связанные с ними методы анали-за биологических соединений и структур.
4	Модуль 4. Микроскопия высокого разрешения
5	Модуль 5. Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека.
6	Модуль 6. Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул.
7	Модуль 7. Нейросети и их применение в биофизических исследованиях.
8	Модуль 8. Обработка экспериментальных данных и их представление.

2.2 Самостоятельная работа

Учебной программой дисциплины «Физико-химические методы анализа в биофизике» предусмотрено более половины объема времени изучения материала на самостоятельную работу студентов. Данный вид работы является обязательным для выполнения. При самостоятельном выполнении различных видов заданий студент учится принимать самостоятельно решения, разбирать и изучать новый материал, работать с периодической научной литературой.

Самостоятельная работа по курсу «Физико-химические методы анализа в биофизике» включает:

- самостоятельное изучение теоретического материала с использованием рекомендуемой литературы;

- подготовка реферата;

- подготовка к экзамену.
Самостоятельное изучение теоретического курса (ТО)
При самостоятельном изучении теоретического материала помимо основной литературы желательно пользоваться дополнительной литературой и новыми литературными источниками, периодическими изданиями. Следует использовать возможности научной библиотеки СФУ: http://lib.sfu-kras.ru/.

Самостоятельное изучение теоретического материала проводится в рамках модулей по следующим темам:

№ п/п	№ раздела дисциплины	Самостоятельное изучение теоретического материала по темам
1	Модуль 1. Введение. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований.	Раздел 1.1. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
2	Модуль 2. Получение и анализ высокоочищенных биомолекул.	Раздел 2.1. Основные методы разрушения биологических объектов, экстракции исследуемых веществ и структур, лредварительная обработка получаемых экстрактов. Раздел 2.4. Электрофоретические методы разделения и анализа биологических веществ. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
3	Модуль 3. Спектроскопические и связанные с ними методы анали-за биологических соединений и структур.	Раздел 3.1. Спектроскопия. УФ-видимая спектроскопия Раздел 3.6. Гамма-резонансная спектроскопия в исследовании белков. Раздел 3.11. Фемтосекундные лазеры в исследовании механизмов фотосинтеза. Раздел 3.12. Масс-спектрометрия: идентификация молекулы по ее осколкам. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
4	Модуль 4. Микроскопия высокого разрешения	Раздел 4.1. Основные методы электронной микроскопии. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
5	Модуль 5. Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека.	Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
6	Модуль 6. Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул.	Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
7	Модуль 7. Нейросети и их притменение в биофизических исследованиях.	Нейросети и их притменение в биофизических исследованиях. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))
8	Модуль 8. Обработка экспериментальных данных и их представление.	Обработка экспериментальных данных и их представление. (самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))

Самостоятельная работа студентов подкреплена учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия, приведенные в п.3 настоящего издания.

К учебно-методическим материалам Института фундаментальной биологии и биотехнологии (ИФБиБТ) студенты имеют доступ через официальный сайт института - http://bio.sfu-kras.ru/, раздел «Образование», учебно-методические материалы в электронном виде – http://bio.sfu-kras.ru/?page=482.

Студентам обеспечен свободный доступ к личному кабинету преподавателя на сайте Института фундаментальной биологии и биотехнологии (http://bio.sfu-kras.ru/?page=498). В личном кабинете размещаются презентации, учебно-методические материалы, промежуточные задания и вопросы к экзамену. Так же в личном кабинете организуется обмен материалами и консультации при самостоятельной работе студентов и выполнении практических заданий и подготовке презентаций.
Написание и защита рефератов
Написание рефератов является необходимым элементом учебного процесса. Основной целью выполнения данной работы является развитие мышления и творческих способностей студента. В процессе выполнения реферата у студента должны сформироваться следующие компетенции:

– применение методов научного познания;

– владение методологией обучения, постановки и разрешения проблем;

– способности к самоорганизации, организации и планированию;

– навыки работы с компьютером, умение использовать современные информационные технологии (справочные системы, Интернет и др.) для получения доступа к источникам информации, хранения и обработки данных;

– навыки управления информацией и приемы информационно-описательной деятельности;

– навыки грамотной письменной и устной речи.
Написание реферата требует самостоятельности и творческого подхода. Основной целью работы является раскрытие одной из тем, предложенных преподавателем или выбранных самим студентом по согласованию с преподавателем. Тему реферата студент выбирает самостоятельно из представленных в списке (или предлагает свою) и утверждает у преподавателя в течение первых двух недель обучения. Основа реферата выполняется с использованием учебной и научной литературы и обязательно подкрепляется материалами из научных статей журналов, которые доступны на сайтах научных баз данных, поисковых систем, издательств, в том числе и на сайте научной библиотеки СФУ (www.lib.sfu-kras.ru).

Студенты должны выполнить реферат по одной из следующих тем:

Анализ современных хроматографических методов разделения и идентификации биологических веществ.
Анализ современных электрофоретических методов разделения и идентификации биологических веществ.
Современные масс- спектрометрические методы анализа биологических веществ.
Современные подходы к созданию искусственного «электронного носа» для обнаружения летучих веществ в ультра малых количествах
Возможные направления оценки биологических свойств веществ их физико-химическим свойствам.
Анализ существующих математико-вычислительных методов для предсказания биологического действия вновь синтезированных химических веществ.

Реферат должен быть оформлен в соответствии с требованиями оформления студенческих текстовых документов. Объем реферата должен составлять 20-30 страниц.
Структура реферата

Реферат включает следующие структурные элементы:

1. Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится. Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела «Введение». Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы: указывают наименование высшего учебного заведения; факультет, кафедру, где выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы студента; ученую степень и ученое звание, фамилию и инициалы преподавателя; город и год выполнения работы.

2. Содержание. В содержании представлены названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. В конце строки ставится номер страницы, на которой напечатана данная рубрика в тексте. Номера страниц печатаются вблизи правого поля, все на одинаковом расстоянии от края страницы. Следует обратить внимание, что названия разделов и подразделов в оглавлении должно точно соответствовать заголовкам текста.

3. Введение. Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, пути развития на современном этапе, имеющиеся проблемы и способы их разрешения. Объём данного раздела не должен превышать одной страницы.

4. Обзор литературы. В данном разделе излагаются теоретические основы по выбранной тематике. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников применительно к выполняемой теме, логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может состоять из отдельных подразделов. Из содержания теоретического обзора должно быть видно состояние изученности темы в целом и отдельных ее вопросов.

5. Заключение. Представляет собой краткое обобщение (2–3 абзаца) приведенных данных.

6. Библиографический список. Оформляется в соответствии с существующими требованиями.

7. Приложения.
Оформление реферата должно соответствовать межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001, устанавливающему общие требования к структуре и правилам оформления научных и технических отчетов.

Реферат должен сопровождаться библиографическим списком, который составляют в соответствии с ГОСТ 7.12003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления».

Защита реферата проводится, начиная с 12-й недели семестра во время семинарских занятий. Для защиты реферата студент готовит презентационные материалы, оформленные в виде последовательности слайдов, демонстрируемых на экранах для аудитории слушателей. При подготовке рефератов и презентаций рекомендуется использовать лицензионное программное обеспечение СФУ, которое представлено в каталоге.
3 Учебно-методические материалы по дисциплине
3.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы
Основная литература:

И.Н.Сердюк, Н.Заккаи, Дж.Заккаи. Методы в молекулярной биофизике. Структура. Функция. Динамика: учебное пособие : [в 2 томах] / И. Сердюк, Н. Заккаи, Д. Заккаи ; науч. ред. И. Сердюк. - Москва : Книжный дом "Университет", Том 1. - 2009. - 567 с. (12 экз.)
И.Н.Сердюк, Н.Заккаи, Дж.Заккаи. Методы в молекулярной биофизике. Структура. Функция. Динамика: учебное пособие : [в 2 томах] / И. Сердюк, Н. Заккаи, Д. Заккаи ; науч. ред. И. Сердюк. - Москва : Книжный дом "Университет", Том 2. - 2010. - 733 с. (11 экз.)
Отто, М. Современные методы аналитической химии: перевод с немецкого / М. Отто. - 3-е изд. - Москва : Техносфера, 2008. - 543 с.

(14 экз.)

Квантовая радиофизика: магнитный резонанс и его приложения: учебное пособие для студентов вузов по направлению "Прикладные математика и физика", а также по направлениям "Физика" и "Радиофизика" / Санкт-Петербургский университет [СПбГУ] ; ред. В. И. Чижик. - Изд. 2-е, перераб... - СПб. : Изд-во С-Пб ун-та, 2009. - 699 с. (20 экз.)

Дополнительная литература:

М.Отто. Современные методы аналитической химии. 2-е исправленное издание. Техносфера, Москва, 2006, 544с.

2. Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина. Биологическая химия. «Высшая школа», Москва, 2000, 479с.

3. А.С.Спирин. Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка. «Высшая школа», Москва, 1986, 303с.

5. П.М.Бородин и др. Квантовая радиофизика: магнитный резонанс и его приложения. Изд-во С.Петербургского университета, Санкт-Петербург, 2009, 700с.

6. Применение методов Фурье-оптики. Под ред. Г.Старка. Радио и связь, Москва, 1988, 536с.

7. К.Данцер, Э.Тан, Д.Мольх. Аналитика. Систематический обзор. Химия, Москва, 1981, 280с.
Электронные, информационные ресурсы:

Лаваньини , И. Количественные методы в масс-спектрометрии [Электронный ресурс] / И. Лаваньини , Ф. Маньо, Р. Сералья, Т. Тральди. - Электрон. текстовые дан. (PDF, 3,99 Мб). - М.: Техносфера, 2008. - 174 с. Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/u51/i-436837.pdf
Bionanotechnology: Global Prospects. Editor: D. E. Reisner, CRC Press, 2009, 345 pp. Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/b28/0234104.pdf
Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. А. Войнов [и др.] ; Сиб. федерал. ун-т. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF ; 10 976 Кб). - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - 418 on-line. - (Современные проблемы и методы биотехнологии : УМКД № 1323-2008 / рук. творч. коллектива Т.Г. Волова) (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин). Режим доступа: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1323/u_manual.pdf

3.2 Контрольно-измерительные материалы

Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике» включают:

1) контрольные вопросы по каждой теме теоретического курса;

2) экзаменационные билеты.

Форма проведения экзамена: устный и письменный ответ на экзаменационные вопросы.

Вопросы к экзамену:

1.Современная хроматография. Аппаратура и методы.
Классические методы хроматографии.
Методы аффинной хроматографии
Электрофорез в биохимических и биофизических исследованиях.
Собственная флюоресценция белков в исследовании
их функционирования.
Фемтосекундные лазеры в исследовании механизмов фотосинтеза.
Гамма-резонансная спектроскопия в исследовании белков.
Методы направленного мутагенеза.
Современные методы установления структуры генома.
Методы исследования быстрых биохимических
и биофизических процессов.
Определение пространственной структуры белков с помощью рентгеноструктурного анализа.
Определение пространственной структуры белков
с помощью ЯМР-спектроскопии.
ЯМР-спектроскопические методы исследования
белок-белкового взаимодействия.
Современная ЭПР-спектроскопия и ее использование
в биофизических исследованиях.
Установление первичной структуры белков
с помощью масс-спектроскопии.
Нейросетевые методы обработки информации
в биофизических исследованиях.
Квантово-химические расчеты в биофизических исследованиях.
Современные физико-химические методы и прогресс
в решении биологических и биофизических проблем.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология»		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология»
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология»		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология»
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология»
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Биофизика»
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология», магистерская программа «Микробиология...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и...
	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ...		Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология», магистерская программа «Микробиология...

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике»

Похожие: