М2.Б.1.2 Математ. модел.био.процессов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Мурманский государственный гуманитарный университет»
(ФГБОУ ВПО «МГГУ»)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
М2.Б.1.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Основная образовательная программа подготовки бакалавра (магистра)
по направлению
подготовки бакалавриата (магистратуры)
020400.68 Биология (магистерская программа «Общая биология»)
(код и наименование направления подготовки бакалавриата (магистратуры) указанием
профиля (названия магистерской программы)
Утверждено на заседании кафедры
естественных наук
факультета ЕФКиБЖД
(протокол № 3 от 25 сентября 2012 г.)
Зав. кафедрой
______________________Е.Г. Митина
Структура рабочей программы дисциплины (модуля)
1. Программа учебной дисциплины (модуля) «Математическое моделирование
биологических процессов»
2. Автор программы: Икко Н.В., к.б.н., доцент кафедры естественных наук
4. Цели освоения дисциплины
1Целями освоения дисциплины (модуля) «Математическое моделирование
биологических процессов» являются формирование представлений об основах и методах
математического моделирования биологических процессов, применение полученных
знаний и навыков в решении профессиональных задач.
6. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля) * ОК-6, ПК-6, ПК-10
ОК-6: способен самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том
числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности
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 производственнотехнологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов
специальных дисциплин магистерской программы
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
1)
Знать:
 базовые понятия математического моделирования;
 особенности кинетики биологических систем;
 основные подходы, используемые для создания моделей
систем и процессов.;
2)
Уметь:
 применять математический аппарат для построения
биологических процессов;
3)
Владеть:
 методом качественного исследования динамических
систем;
 компьютерной программой Scilab или TRAX для
динамических портретов биологических систем.
сложных биологических
кинетических моделей
моделей биологических
построения фазовых и
7. Объем дисциплины (модуля) и виды учебной работы (для всех направлений
подготовки, на которых обеспечивается данная дисциплина (модуль)).
Общая трудоемкость дисциплины (модуля) составляет __1__ зачетных единиц
(из расчета 1 ЗЕТ= 36 часов);
____36____ часов.
№
Шифр и
Курс Семестр
Виды учебной работы в часах
Вид
п/п
наименование
направления с
указанием
профиля
(названием
магистерской
программы),
формы обучения
1
020400.68
Биология
(Общая
биология), очная

Трудое Всего Часов в
мкость аудит. интеракт
в часах /
.форме.
ЗЕТ
(из ауд.)
5
9
36/1
16
6
ЛК
ПР/
СМ
ЛБ
Часы на
СРС
(для дисц-н
с
экзаменом,
включая
часы на
экзамен)*
4
8
4
20
итогового
контроля
(форма
отчетности)
зачет
Общее количество часов по СРС в данной таблице для дисциплин с формой контроля
«Экзамен» высчитывается так же как и для дисциплин с формой контроля «Зачёт», где общее
количество часов на СРС равно разности общей трудоёмкости по дисциплине и общего
количества аудиторной работы.
8. Содержание дисциплины (модуля)
Разделы дисциплины (модуля) и виды занятий (в часах). Примерное распределение
учебного времени:
Количество часов
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
раздела, темы
Моделирование и
биоинформатика в
современной
биологии.
Классификация
моделей. Основные
понятия
Модели,
описываемые
автономным
дифференциальны
м уравнением и
системами двух
автономных
дифференциальны
х уравнений
Математические
модели в экологии
Всего:
Вариант 1
Всего
ауд.ч./в
интеракт.ф.
ЛК
ПР/
СМ
3/0
1
5/2
Вариант 2
ЛБ
Часов
на
СРС
Всего
ауд.ч./в
интеракт.ф.
2
-
6
/
3
2
-
7
/
8/4
-
4
4
7
/
16/6
4
8
4
20
/
ЛК
ПР/
СМ
ЛБ
Часов
на
СРС
Примечание: Вариант 1 для направления подготовки 020400.68 Биология (магистерская программа Общая
биология)
Вариант 2 для направления подготовки (шифр, название с указанием профиля или
магистерской программы).
13. Учебно-методическое обеспечение и информационное обеспечение дисциплины
(модуля)
основная литература
1. Казакова Г. Б. Статистика: учеб. пособие по дисц. "Математические методы в
биологии" для аспирантов, обуч. по спец. 03.00.16 "Экология" и 03.00.32
"Биологические ресурсы": [в 3 ч.]. Ч. 1 / Г. Б. Казакова; Федер. агентство по
рыболовству, Федер. ГОУВПО "Мурм. гос. техн. ун-т". - Мурманск: МГТУ, 2008. 82 с.
2. Теория вероятностей и математическая статистика. Математические модели : учеб.
пособие для студ. вузов, обуч. по направл. "Биология" / В. Д. Мятлев [и др.]. - М. :
Академия, 2009. - 320 с. : граф., табл. - (Университетский учебник. Высшая
математика и ее приложения к биологии). - Библиогр.: с. 307-311. - ISBN 978-57695-4704-1 [Гриф]
3. Каменская М. А. Информационная биология : учеб. пособие для студ. вузов, обуч.
по направл. подгот. бакалавров и магистров 020200 "Биология" и биол.
специальностям / Каменская М. А. ; под ред. А. А. Каменского. - М. : Академия,
2006. - 368 с.
4. Тимофеев С.Ф. Методы количественного анализа данных в экологических и
гидробиологических исследованиях: Метод. указ. к практ. занятиям / С. Ф.
Тимофеев; М-во образования РФ. - Мурманск: МГПИ, 2001. - 32 с.
5. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических
исследованиях: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по геогр. и экол. спец. - М.:
Академия, 2004. - 416 с.
6. Гринин, А. С. Математическое моделирование в экологии: учеб. пособие для студ.
вузов / А. С. Гринин, Н. А. Орехов, В. Н. Новиков. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 269 с. - (Серия "Oikos"). - ISBN 5-238-00440-0 [Гриф УМЦ]
7. Мыльников С. В. Азы биометрии : учеб.-метод. пособие / С. В. Мыльников. - СПб.
: Н-Л, 2007. - 56 с. - ISBN 978-5-94869-040-7
8. Советов Б. Я. Моделирование систем : учебник/ Б. Я. Советов, С. А. Яковлев ; С.Петерб. гос. электротехн. ун-т. - 7-е изд. - М. : Юрайт, 2012. - 342, [1] с. : ил. Библиогр.: с. 340-341. - ISBN 978-5-9916-1580-8[Гриф]
9. Советов Б. Я. Моделирование систем. Практикум : учеб. пособие / Б. Я. Советов,
С. А. Яковлев ; С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. :
Юрайт, 2012. - 294, [1] с. : ил. - Библиогр.: с. 292. - ISBN 978-5-9916-1581-5[Гриф]
дополнительная литература
1.Математическое моделирование в биологии: Материалы I школы по
математическому моделированию сложных биологических систем / отв. ред. А.М.
Молчанов – М: издательство «Наука», 1975. – 156 с.
2.Ризниченко Г. Ю.Лекции по математическим моделям в биологии - М–Ижевск:
Изд-во РХД, 2011. - 560 стр. - ISBN 978-5-93972-847-8
3.Ризниченко Г.Ю. Математические модели в биофизике и экологии - МоскваИжевск: ИКИ, 2003. - 184 с.
4.Рубин А.Б. Биофизика. Т.1. Теоретическая биофизика: Учебник. – М: Издательство:
МГУ, 2004. – 464 с.
5.Фурсова П. В., Тёрлова Л. Д., Ризниченко Г. Ю. Математические модели в
биологии: учебное пособие - М.-Ижевск: НИЦ: «Регулярная и хаотическая динамика»,
2008. - 108 с.
электронные образовательные ресурсы (ЭОР)
1. Вариационное исчисление и вариационные принципы [Электронный ресурс]: 20
книг в PDF-формате / В.И. Арнольд [и др.]; Лаб. "Компьютерные информационные
технологии" (КИТ); НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика". - Электрон. дан. [М.]: КИТ, 2005. - 1 электрон. опт. диск (CD-R). - (Электронная библиотека). Систем. требования: Windows 95/98/Me/NT 4.0/2000/XP; Internet Explorer 4.0 и
выше. - Загл. с диска и с контейнера. - 542-80.
2. Статистика [Электронныйресурс]: электрон. учебник, презентации (анимация,
звук), подроб. тренировоч. тесты, контрол. тесты, словарь терминов, персоналии /
под ред. М. Г. Назарова. - Электрон. дан. и прог. - М.: КноРус: ИнфоФонд, 2008. - 1
электрон. опт. диск: зв., цв. - Систем. требования: Windows 2000/XP; процессор 500
МГц; ОЗУ 64 Мб и более; HDD не менее 40 Мб; видеокарта 8 Мб или лучше;
SVGA монитор 1024х768; CD привод 4х (рек. 16х); зв. карта. - Загл. с контейнера. ISBN 978-5-85971-844-3: 250-00
электронно-библиотечные системы
справочные и поисковые системы
(ЭБС),
базы
данных,
информационно-
1. Информационная система «Динамические модели в биологии»
http://dmb.biophys.msu.ru/
2. Кафедра биофизики биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова
http://www.biophys.msu.ru/
3. Группа молекулярной динамики кафедры биоинженерии биологического
факультета МГУ им. М. В. Ломоносова
http://www.moldyn.ru/
4. Объединённый центр вычислительной биологии и биоинформатики
http://www.jcbi.ru/
5. «Биомолекула» – научно-популярный сайт, посвящённый молекулярным основам
современной биологии и практическим применениям научных достижений в
медицине и биотехнологии
http://www.biomolecula.ru/
6. Институт математических проблем биологии РАН
http://www.impb.ru/
7. MedLine (PubMed) – биомедицинская библиографическая информация
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/
8. BLAST – сравнение нуклеотидных и аминокислотных последовательностей
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/
9. KEGG – попытка компьютеризировать все современное знание в молекулярной и
клеточной биологии в терминах метаболических путей
http://www.genome.ad.jp/kegg/
10. MetaCyc – набор экспериментально подтвержденных метаболических путей
http://metacyc.org/
11. BRENDA – информация по белкам
http://www.brenda-enzymes.info/
12. ENZYME – номенклатура ферментов
http://www.expasy.ch/enzyme/
13. Protein Data Bank (PDB) – набор экспериментально изученных трёхмерных
структур белков и нуклеиновых кислот
http://www.pdb.org/
программное обеспечение
Свободно распространяемые программы Scilab, Octave или XPP/WinPP.