Биофизика

Учебно-методический комплекс

Институт приборостроения и систем обеспечения безопасности

Специальность

200402.65 – инженерное дело в медико-биологической практике

Направление подготовки бакалавра

200300.62 – биомедицинская инженерия

Санкт-Петербург

Издательство СЗТУ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 572.0 + 574/578

Биофизика: учебно-методический комплекс / сост. В.И. Гуткин. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2010. - 61 с.

Учебно-методический комплекс разработан в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования.

Дисциплина включает в себя основные сведения о единстве принципов структуры и функцио­нирования живых организмов, основах термодинамики процессов жизне­деятельности и молекулярной биофизики, мембранологии, биоэлектрических явлениях, биофизике зрения, слуха, рецепции запаха и вкуса, биофизике мышечного сокращения, кровообращения, дыхания.

Рассмотрено на заседании кафедры медико-технических систем и безопасности жизнедеятельности 04 февраля 2010 г.

Одобрено методической комиссией института приборостроения и систем обеспечения безопасности 15 февраля 2010 г.

Рецензенты: кафедра медико-технических систем и безопасности жизнедеятельности СЗТУ (и.о. зав. кафедрой А. Ф. Романов, канд. техн. наук, доц.), В. Л. Филиппов, д-р мед. наук, проф., зав. кафедрой психологии, психогигиены и экологии СЗТУ.

Составитель В.И. Гуткин, засл. деят. науки и техники РФ, д-р биол. наук, проф.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2010

© Гуткин В.И., 2010

1. Информация о дисциплине

Предисловие

Дисциплина «Биофизика» (ЕН.Ф.07) изучается студентами специальности 200402.65 и направления подготовки бакалавра 200300.62 в одном семестре. Дисциплина включает в себя разделы: единство принципов структуры и функционирования живых организмов; основы термодинамики процессов жизнедеятельности; основы молекулярной биофизики; мембранология; биофизика сенсорных систем; биофизика морфофизиологических систем.

Целью изучения дисциплины является рассмотрение основных физических и физико-химических закономерностей, лежащих в основе функционирования биологических объектов, функций живого организма, механизмов получения информации о состоянии внутренней и внешней среды, характеристик медико-биологических параметров, определяющих состояние организма и его адаптацию к меняющимся условиям внешней и внутренней среды.

Программа учитывает колоссальную сложность биологических объектов, физических и химических процессов, лежащих в основе функционирования биологических систем, механизмов нормального функционирования и регулирования деятельности морфофизиологических систем. Знания эти необходимы для осмысленного применения физических и биофизических методов исследования состояния биологических объектов, диагностики состояния и управления им при использовании энергетических, вещественных и информационных воздействий.

Задачи изучения дисциплины: усвоение основных положений современной биофизики.

В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний по дисциплине, формируемыми на нескольких уровнях:

Иметь представление:

- об основных проблемах, современном состоянии и перспективах развития биофизики;

Знать:

- термины и определения, используемые в биофизике;

- физические принципы строения и биофизические основы функционирования клеточных структур, клеток, органов и систем организма;

- основные физические и физико-химические законы, лежащие в основе функционирования биологических систем;

- молекулярные механизмы транспорта веществ, дыхания, обмена веществ и энергии;

- ионные механизмы генерации биопотенциалов;

- физические основы дыхания, кровообращения;

- механизмы преобразования и кодирования информации в биологических системах.

Уметь:

- вскрывать физические и главным образом физико-химические механизмы жизнедеятельности и закономерности функционирования биологических объектов и систем;

- применять законы механики, оптики, акустики, термодинамики, гидродинамики для описания происходящих в биологических системах процессов;

- осуществлять кинетический и аналитический подход к изучению сложных систем и предсказание их поведения;

- применять методические приемы проведения биофизических исследований.

Владеть современными методами биофизического анализа состояния морфофизиологических систем организма и параметров окружающей среды.

Место дисциплины в учебном процессе:

Для освоения дисциплины «Биофизика» необходимы знания биологии человека и животных, математики, химии, биохимии. Знание биофизики, в свою очередь, необходимо для освоения таких дисциплин как «Моделирование биологических процессов и систем», «Технические методы диагностических исследований и лечебных воздействий», «Управление в биологических и медицинских системах» и др.

1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы

Содержание дисциплины по ГОС

Биофизические процессы в организме; молекулярная биофизика: белковые молекулы; структура белка; нуклеиновые кислоты; биосинтез белка; физические свойства клеток: функции клеток и клеточных структур; клеточные мембраны; мембранный транспорт веществ; пассивные электрические свойства биотканей: электрическое сопротивление клеток, нервного волокна, явление поляризации; активные биоэлектрические явления: механизмы возникновения биоэлектрических потенциалов; распространение нервного импульса; термодинамика процессов жизнедеятельности; теплообразование и механизмы регуляции температуры в живых системах; биофизика мышечного сокращения; биофизика органов чувств: зрительный и слуховой анализаторы; рецепция запаха и вкуса; тактильный анализатор; электрорецепторы; кодирование информации в органах чувств; биофизика сложных систем: кровообращения, дыхания и других.