Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Спецглавы физических и химических наук»

Скачать 132.79 Kb.

Название	Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Спецглавы физических и химических наук»
Дата публикации	15.01.2015
Размер	132.79 Kb.
Тип	Методические указания

100-bal.ru > Химия > Методические указания

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

"СПЕЦГЛАВЫ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ НАУК "

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ

Красноярск

2011

Авторы:

Белобров П.И., Немцева Е.В.

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Спецглавы физических и химических наук».

Основной целью настоящих методических указаний является помощь студентам в подготовке к семинарским занятиям, позволяющей им установить взаимосвязь между современными достижениями физики и химии с биологией.

Пособие содержит тематический план занятий, представлены источники основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий. В пособие даны рекомендации для подготовки к семинарам, промежуточному и итоговому контролю.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400.68 «Биология».

Общие сведения
Дисциплина «Спецглавы физических и химических наук» призвана установить взаимосвязь между современными достижениями физики и химии с биологией. При этом в свете достижений современной науки биология должна сохранить свою мировоззренческую роль на более высоком методологическом уровне и помочь студентам ориентироваться в изменяющемся мире.

Основная цель настоящего пособия – помочь студентам в подготовке к семинарским занятиям курса «Спецглавы физических и химических наук», сориентировать их на понимание основных вопросов и проблем курса, освоение приемов и способов решения конкретных задач из различных областей биологии, опираясь на современные достижения физики и химии.

Методические указания по семинарским занятиям по дисциплине «Спецглавы физических и химических наук» содержат рекомендации об использовании теоретических учебных материалов, контрольно-измерительные материалы, информационно-справочные материалы, список основной и дополнительной литературы.

Семинарские занятия по дисциплине «Спецглавы физических и химических наук» будут способствовать умению студентов работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий как в ходе образовательного процесса, так в научных исследованиях

Содержание и методика подготовки к семинарским занятиям

Общий объем семинарских занятий дисциплине «Спецглавы физических и химических наук» – 8 часов.

Рекомендуемый перечень и объем семинарских занятий приведен в табл. 1.

Таблица 1.

Содержание семинарских занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Содержание семинарского занятия, ссылка на литературу, (объем в часах)
11-й семестр
1	Тема 1. Количественные методы современной биологии	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.
2	Тема 2. Квантовый эффект Холла (1985) – смена точки зрения на измерения с высокой точностью.	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?
3	Тема 3. Мягкое вещество, жидкие кристаллы и полимеры (1991) – идеи де Жена в биологии.	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.
4	Тема 4. Проблема физики углерода: графен (2010).	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. Материал для изучения данных вопросов: [44-55]
5	Тема 5. Зеленый флуоресцентный белок (2008), GFP в датчиках, биосенсорах и чипах.	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).
6	Тема 6. ЯМР-спектроскопия биомолекул в растворе (2002, химия) и ЯМР-томография (2003, биология).	Специфика клеточной иммунной защиты (1996); 11 Нобелевских премий за иммунитет в течение 110 лет! От Мечникова и Эрлиха до Нобелевской премии 2011: патоген-распознающие рецепторы, врожденный иммунитет от бактерий до человека, роль горизонтального и вертикального переноса генов, иммунитет слизистых, взаимодействие биологических симбиозов.
7	Тема 7. Молекулярные основы транскрипции в эукариотах (2006)	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.

Если при подготовке к семинарскому занятию у студента возникают вопросы, то он может проконсультироваться у преподавателя по электронной почте или на периодических очных консультациях. Заочные консультации с преподавателем осуществляют с помощью электронной почты, форумов в образовательно-информационной среде на сайте университета.

Во время семинарских занятий осуществляется защита рефератов в форме презентации по теме реферата, подготовленной в программе Microsoft Power Point согласно требованиям СТО СФУ и правилам подготовки презентаций [60]. Задания по написанию реферата выдаются лектором на первой лекции вместе со списком учебной литературы по соответствующим модулям.

Оформление реферата должно соответствовать государственному стандарту ГОСТ 7.32-2001 и внутреннему стандарту СФУ, устанавливающим 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». Объем реферата должен составлять 20-30 страниц.

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. Объем 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.

Примерная тема реферативных работ приведена ниже:

1. Выдающиеся личности в науке: физика, химия и биология.

2. Оплодотворение in vitro

3. Теломераза и хромосомы

4. Модификация генов эмбриональными стволовыми клетками

5. РНК интерференция – замалчивание генов

6. Бактерии при гастрите и язвенной болезни

7. Рецепторы запаха и организация обонятельной системы

8. ЯМР томография и ЯМР-спектроскопия биомолекул в растворе

9. Генетическая регуляция развития органов и программируемая смерть клеток

10. Ключевые регуляторы клеточного цикла

11. Передача сигналов в нервной системе

12. Собственные сигналы белков, которые управляют их транспортом и локализацией в клетке

13. Оксид азота как сигнальная молекула в сердечно-сосудистой системе

14. Прионы – новый биологический принцип инфекции

15. Специфика клеточной иммунной защиты

16. Генетический контроль раннего эмбрионального развития

17. G-белки и их роль в передаче сигнала в клетке

18. Расщепление генов

19. Обратимое фосфорилирование белков как биологический механизм регулирования

20. Функции одиночных ионных каналов в клетках

21. Трансплантация органов и клеток при лечении болезней человека

22. Сканирующий туннельный микроскоп

23. Квантовый эффект Холла

24. Локальные и глобальные параметры биологического состояния.

25. Дистанционный анализ состояния живых систем.

26. Методы количественной биологии.

27. Проблема биомаркеров

28. Методы микрочипового анализа в биологии и медицине

29. Характеристики аналитических методов на основе микрофлюидики

30. Разделение частиц в жидкости и в лабочипах

31. Двойной электрический слой и дзета-потенциал

32. Электрофоретическая подвижность и диэлектрофорез клеток

33. Микросистемы полного анализа и лабочипы

34. Аналитические микрочипы и биочипы

35. Электрофоретическое разделение ДНК на микрофлюидном чипе

36. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) на микрочипе и аналитический сигнал ПЦР в реальном времени

37. Наночастицы в аналитических микрочипах

38. Обнаружение зептомолярных концентраций и отдельных молекул

39. Наночастицы - носители иммобилизованных биообъектов

40. Применение квантовых точек при обнаружении биообъектов

41. Классификация датчиков и биосенсоров

42. Преобразователи и мультисенсорные системы

43. Люциферазные биосенсоры и биочипы

44. Согласование аппаратуры и методик люциферазных биотестов

45. Устройства адресной доставки лекарств
Подготовка и представление презентации является необходимым элементом учебного процесса. Основной целью выполнения данной работы является развитие мышления и творческих способностей студента. В процессе выполнения данного вида работы у студента должны сформироваться следующие компетенции:

- умение корректно и убедительно представить свою позицию, воспринимать критику, достигать компромисса;

- понимание и использование основных философских категорий;

- применение методов научного познания;

- анализ и прогнозирование различных явлений и процессов;

- владение методологией обучения, принятия решений, 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 управление информацией и приемы информационно-

описательной деятельности;

- навыки грамотной письменной и устной речи, деловой переписки;

- умение воспринимать и анализировать научный текст;

- знание истории и видение перспектив развития естественнонаучного познания.

Библиографический список

Основная литература

Основы теории металлов: монография / А. А. Абрикосов ; под ред. Л. А. Фальковский. - [2-е изд., доп. и испр.]. - Москва: Физматлит [Физико-математическая литература], 2009. - 598 с. Количество книг в библ. СФУ – 2 экз.
Shimomura, O. Bioluminescence: chemical principles and methods / O. Shimomura // World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. – 2006. – P. 455. Количество книг в библ. СФУ – 2 экз.
CRC Handbook of Chemistry and Physics. A Ready-Reference Book of Chemical and Physical Data. 2008-2009: справочное издание / editor-in-chief D. R. Lide. - 89th edit. - London : CRC Press, 2008. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Bionanotechnology: Global prospects [Электронный ресурс] / edited by D. E. Reisner. - London : CRC Press ; London : Taylor & Francis Group, 2009. - 359 с. - ISBN 978-0-84937-528-6 (Полный текст (pdf). Доступ в сети СФУ)
Тимофеев-Ресовский Н. В. Генетика, эволюция, значение методологии в естествознании. Токмас-Пресс, 2009. 240 c. Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
С.Г. Каршенбойм. Новые рекомендованные значения фундаментальных физических постоянных (КОДАТА 2006) // УФН, 178 (10), 1057-1064 (2008). Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Нобелевские лекции по физике, 1995-2004 = Nobel Lectures Physics, 1995-2004. - М. ; Ижевск : Институт компьютерных исследований ; М. : Редакция журнала "Успехи физ. наук", 2009. - 795 с. ISBN 978-5-93972-738-9 (в пер.) Количество книг в библ. СФУ – 1экз.

Дополнительная литература

Nanoethics. The Ethical and Social Implications of Nanotechnology: монография / edited by F. Allhoff [et al.]. - New York : A Wiley-Interscience Publication ; New York : John Wiley & Sons, 2007. - xxiv p. - Index: p.367-385. -ISBN 978-0-470-08416-8 Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Логвинов В. В. Все открытия и достижения науки и техники за последние 200 лет: летопись / В. В. Логвинов. - М. : URSS, 2009. - 443 с. - ISBN 978-5-397-00175-5 Количество книг в библ. СФУ – 2экз.
Идеология нанотехнологий : [сб. статей и интервью М. В. Ковальчука разных лет] Ковальчук, М. В. М.: Академкнига, 2010 – 222 с. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Гантмахер В.Ф. Электроны в неупорядоченных средах. М. Физматлит, 2005, 176 p. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Богданкевич О. В. Лекции по экологии.- М.: Физматлит, 2002.- 208 с. Количество книг в библ. СФУ – 5 экз.
Биология [Электронный ресурс] : в 3-х т.: пер. с англ. / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. - Электрон. текстовые дан. (PDF, 100,54 Мб). - М. : Мир - Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/b28/i-053845.pdf. Доступ в сети СФУ.
Лекции по нелинейной динамике. Элементарное введение [Электронный ресурс]: учебное пособие для физико-математических и физико-химических специальностей вузов / Ю. А. Данилов. - Изд. 2-е, испр. - Москва: КомКнига, 2006. - 203 с. Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/b22/0234139.pdf. Доступ в сети СФУ.
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М. Наука, 2001, 376 стр. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Goodsell D.S. Bionanotechnology: lessons from nature, Wiley, 2004, 347 p. Полный текст (pdf). Доступ в сети СФУ

Нобелевские лекции по физике

Нобелевская премия. Физика: в 13-ти т. / авт. проекта В. С. Лобанков. - М. : Физматлит, 2006. - (Нобелевские лекции - 100 лет). - ISBN 978-5-902758-01-3. Т. 12 : 1997-1998. - 2006. - 415 с. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Нобелевские премии. Физика / ред. О. В. Салецкая. - М. : Нобелевские лекции на русском языке, 2006 - Т. 1 : 1901-1914. - 2006. - 530 с. - ISBN 5-902758-01-7 Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
А.А. Абрикосов. Сверхпроводники второго рода и вихревая решетка // УФН, 174 (11), 1234-1239 (2004) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
В.Л. Гинзбург. О сверхпроводимости и сверхтекучести (что мне удалось сделать, а что не удалось), а также о "физическом минимуме" на начало XXI века // УФН, 174 (11), 1240-1255 (2004) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Э.Дж. Леггетт. Сверхтекучий 3He: ранняя история глазами теоретика // УФН, 174 (11), 1256-1268 (2004) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Алфёров Ж.И. Двойные гетероструктуры: концепция и применения в физике, электронике и технологии // УФН, 173 (9), 1068-1086 (2002) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Крёмер Г., Квазиэлектрическое поле и разрывы зон. Обучение электронов новым фокусам (Ноб. лекции физ. - 2000) // УФН, 173 (9), 1068-1086 (2002) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Лафлин Р.Б. Дробное квантование // УФН, 170 (3), 292-303 (2000) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Штёрмер Х. Дробный квантовый эффект Холла // УФН, 170 (3), 304-319 (2000) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Цуи Д. Соотношение беспорядка и взаимодействия в двумерном электронном газе, помещенном в сильное магнитное поле // УФН, 170 (3), 320-324 (2000) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ
Клитцинг К. фон. Квантовый эффект Холла: Нобелевская лекция 1985 г. // УФН, 150 (1), 107-126 (1986) Режим доступа: читальные залы НБ СФУ

Нобелевские лекции по химии и по медицине

Нобелевская премия. Физиология и медицина: пер. с англ. / авт. проекта В. С. Лобанков. - М. : Нобелевские лекции на русском языке, 2006. - (Нобелевские лекции - 100 лет). - Т. 12 : 1988-1991. - 2006. - 400 с. - ISBN 978-5-902758-52-5. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Нобелевская премия. Физиология и медицина: пер. с англ. / авт. проекта В. С. Лобанков. - М. : Нобелевские лекции на русском языке, 2006. - (Нобелевские лекции - 100 лет). - Т. 14 : 1996-1998. - 2006. - 432 с. - ISBN 978-5-902758-50-1 Количество книг в библ. СФУ – 1экз.
Нобелевская премия. Физиология и медицина: пер. с англ. / авт. проекта В. С. Лобанков. - М. : Нобелевские лекции на русском языке, 2006. - (Нобелевские лекции - 100 лет). - ISBN 978-5-902758-01-3. Т. 15 : 1999-2000. - 2006. - 344 с. Количество книг в библ. СФУ – 1экз.

Информационные ресурсы

Nanoparticles and Nanodevices in Biological Applications: The INFN Lectures - V.1, (2009), Bellucci S. (Ed). Springer. 2009. 197 pp. Режим доступа: сайт издательства http://www.springerlink.com/, полнотекстовой доступ в сети СФУ
Значения фундаментальных физических констант на NIST Standard Reference Database 12.1. Режим доступа: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html
Официальный сайт Нобелевской премии. Режим доступа: http://nobelprize.org/nobel_prizes/
Сайт биотической регуляции. Режим доступа: http://www.bioticregulation.ru/pubs/pubs5_r.php
Информационно-коммуникационные технологии в естественнонаучных исследованиях [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. комплекс по дисциплине / И. Е. Суковатая, А. Г. Суковатый, В. А. Кратасюк, К. Н. Захарьин. – Электрон. дан. ( 148 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320902487).
Фотобиофизика. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : электрон. учеб.-метод. комплекс по дисциплине / И. Е. Суковатая, В. А. Кратасюк, В. В. Межевикин и др. – Электрон. дан. (177 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802751 от 22.12.2008).

Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения

Видеозапись лекций визит-профессора Дж. Ли по теме «Биолюминесценция» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://bio.institute.sfu-kras.ru/ (на английском языке).
Видеозапись курса лекций «Онколитические вирусы» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tube.sfu-kras.ru.
Захарьин, К. Н. Электронные презентационные материалы/
А. В. Сарафанов, К. Н. Захарьин, А. Г. Суковатый. – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – 36 с. Количество книг в библ. СФУ – 6 экз.
Интерактивные технические средства обучения: практ. руководство / А. Г. Суковатый, А. В. Казанцев, К. Н. Захарьин [и др.]. – Красноярск: ИПК СФУ, 2008. – 81 с. Количество книг в библ. СФУ – 9 экз.

Добавить документ в свой блог или на сайт