Биофизика (био физика) — наука о физических и физико-химических механизмах взаимодействий, лежащих в базе био процессов, протекающих на различных уровнях организации живой материи: молекулярном, клеточном, организменном и популяционном. Её появление было стимулировано и подготовлено физиологией и биохимией, а само становление и развитие проходило при тесноватом содействии биологии с физикой, физической химией и арифметикой.
Цель данного курса лекций заключается в обучении слушателей осознанию сущности ряда результатов использования способов и понятий физики, химии и арифметики в биологии клетки, что позволит лучше представить механизмы функционирования целого организма. Действительно, возникновение биофизики почти во всем связано с конкретными вопросами, поставленными физиологией. Физиология исследует функции органов, место и роль этих функций в обеспечении жизнедеятельности, в то время как биофизика изучает первичные механизмы, лежащие в основе этих физиологических функций.
Надеемся, что данный курс лекций позволит слушателям не только лишь выучить основные понятия и методы биофизики, да и использовать полученные знания в своей будущей профессии как в области оригинальных исследований, так и в области нанобиотехнологии, медицинского и научного приборостроения, фармакологии, психологии и экологии.
Форма обучения заочная (дистанционная).
Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видеолекций и выполнение тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов.
Важным элементом изучения дисциплины является написание творческих работ в формате сочинения-рассуждения по заданным темам, которое должно содержать полные, развернутые ответы, подкреплённые примерами из лекций и/или личного опыта, знаний или наблюдений.
Требования
Знание математики, физики, химии и биологии в соответствии со стандартами обучения на биологических факультетах университетов
Программа курса
Курс состоит из 4 разделов:
-
1. Введение.
2. Молекулярная биофизика.
3. Биофизика клетки.
4. Биофизика сложных систем.
Результаты обучения
По итогам обучения слушатели курсов должны
а) в предметной области:
- знать основные физико-химические принципы формирования и функционирования биологических молекул (нуклеиновые кислоты, белки, липиды, углеводы);
- знать основы функционирования биологических молекул в клеточных процессах (мембранология, биоэнергетика, генерация клеточного возбуждения и сокращения, рецепция);
- знать основы функционирования биологических молекул в процессах биосенсорики (зрение, слух) и действия факторов внешней среды (электромагнитные поля, радиация);
б) в методической области:
- знать методы исследования физико-химических превращений в биологических молекулах (электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс, спектрофотометрия, флуоресценция, спектроскопия комбинационного рассеяния, инфракрасная спектроскопия и т.д.);
- знать методы исследования физико-химических превращений биологических молекул в функционирующей клетке (микроэлектродные методы, изотопные методы, микроскопия: атомно-силовая микроскопия, электронная микроскопия, конфокальная микроскопия, лазерно-интерференционная микроскопия и т.д.);
- знать основные понятия цитологии клеток, методы их культивирования и диагностики для разработки основ нанобиотехнологии;
в) в личностной области:
- понимать роль биофизики в исследовании молекулярных аспектов жизни, использовать достижения биофизики в развитии научного и медицинского приборостроения, фармакологии и экологии.