Общая и медицинская биофизика

1. Цель и задачи освоения дисциплины
Дисциплина ориентирует на подготовку врача-биохимика для
научно-исследовательской работы с целью разработки и внедрения в
медицинскую практику достижений медико-биологических наук,
биохимии и молекулярной биологии, для педагогической работы в
медицинских вузах, для работы в лечебно-профилактических, клиникодиагностических, научно-исследовательских и учебных учреждениях
системы Министерства здравоохранения РФ и РАМН в должностях
врача-лаборанта,
врача-вирусолога,
врача-бактериолога,
врача
аллерголога-иммунолога, врача-генетика, врача лаборанта-генетика,
врача судебно-медицинской экспертизы по исследованию вещественных
доказательств, заведующего судебно-химическим отделением отдела
судебно-медицинского исследования вещественных доказательств
(судебно-медицинской
лаборатории)
бюро
судебно-медицинской
экспертизы, научных сотрудников и преподавателей.
При этом задачами дисциплины являются:
- формирование у студентов научного мышления в категориях точных
наук, что позволит глубже понять закономерности человеческого
организма в норме и патологии;
- формирование навыков физического, математического моделирования
при изучении биологических объектов и процессов;
- обучение студентов методам экспериментальных исследований;
- ознакомление студентов с физическими основами медицинской
аппаратуры и техникой безопасности при работе с ней.
2.Место дисциплины в структуре ОП
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО
по направлению подготовки медицинская биохимия.
Учебная дисциплина «Общая и медицинская биофизика» относится
к естественнонаучному циклу дисциплин является вариативной в
обучении педиатрии, использует знания физики, математики, биологии,
биохимии и выполняет функции интегрирующей дисциплины, закрепляет
материалистические принципы, создает у студентов представления об
органическом единстве окружающего мира. Освоение дисциплины
«Общая и медицинская биофизика» должно предшествовать изучению
дисциплин: физиологии, биохимии, микробиологии и вирусологии,
гигиены, неврологии, оториноларингологии, офтальмология, лучевой
диагностики и лучевой терапии, инфекционных болезней.
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины:
Коды
формируемых
компетенций
Компетенции
Общекультурные компетенции
ОК-№1
ПК -№2
ПК -№3
ПК -№9
ПК -№27
ПК-№ 31
ПК -№32
Способность и готовность анализировать социальнозначимые проблемы и процессы, использовать на практике
методы
гуманитарных,
естественнонаучных,
медикобиологических и клинических наук в различных видах
профессиональной и социальной деятельности.
Профессиональные компетенции
Способность и готовность выявлять естественно научную
сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной
деятельности, использовать для их решения соответствующий
физико-химический и математический аппарат
Способность и готовность к формированию системного
подхода к анализу медицинской информации, опираясь на
всеобъемлющие
принципы
доказательной
медицины,
основанной на поиске решений с использованием
теоретических знаний и практических умений в целях
совершенствования профессиональной деятельности.
Способность и готовность к работе с медико-технической
аппаратурой, используемой в работе с пациентами, владеть
компьютерной техникой, получать информацию из различных
источников, работать с информацией в глобальных
компьютерных сетях; применять возможности современных
информационных технологий для решения профессиональных
задач.
Способность и готовность использовать нормативную
документацию, принятую в здравоохранении (законы
Российской
Федерации,
технические
регламенты,
международные и национальные стандарты, приказы,
рекомендации, терминологию, международные системы
единиц (СИ), действующие международные классификации), а
также документацию для оценки качества и эффективности
работы медицинских организаций
Способность и готовность изучать научно-медицинскую
информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике
исследования.
Способность и готовность к участию в освоении современных
теоретических и экспериментальных методов исследования с
целью создания новых перспективных средств, в организации
работ по практическому использованию и внедрению
результатов исследования
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
 общие физические закономерности, лежащие в основе процессов,
протекающих в организме;
 реологические свойства биологических тканей и жидкостей;
 характеристики физических факторов (лечебных, климатических,
производственных), оказывающих воздействие на организм,
биофизические организмы такого воздействия;
 назначение и основы устройства физиотерапевтической и
диагностической аппаратуры;
 технику безопасности при работе с аппаратурой и основные
вопросы охраны труда.
 математические методы, применяемые для статистической
обработки
экспериментальных
медицинских
данных
по
обследованию населения.
Уметь:
 объяснять механизмы биологических процессов с использованием
физико-химических моделей;
 работать на современной медицинской физиотерапевтической и
диагностической аппаратуре, представленной в лабораторном
практикуме;
 проводить математическую обработку результатов измерений;
 использовать вычислительные средства для обработки результатов
измерений.
Владеть:
 навыками использования теоретических знаний по предмету для
объяснения особенностей биофизических процессов;
 навыками практической работы по постановке биофизического
эксперимента.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 11 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестр
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Клинические практические занятия (КПЗ)
Самостоятельная работа (всего)
Экзамен
240
4,5,6,7
80
106
4,5,6,7
4,5,6,7
120
36
4,5,6,7
7
Общая трудоемкость (час.)
396
5. Содержание дисциплины:
5. Содержание дисциплины:
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
1.
2.
3.
Наименование
раздела
дисциплины
2
Биофизика
клетки
Содержание раздела
3
Ультраструктура клетки. Транспорт веществ через
мембраны. Пассивный транспорт. Активный транспорт.
Биофизические механизмы генерации мембранных
потенциалов. Ионная природа потенциалов покоя и
действия.
Биофизика
Биоакустика.
Физические
и
физиологические
органов
и характеристики звука. Закон Вебера - Фехнера.
систем
Ультразвук, применение его в медицине. Способы
Медицинская
получения ультразвука. Действия ультразвука на
биофизика
биологические ткани. Пассивные механические явления в
тканях и органах. Вязко – упругие свойства биологических
тканей
и
органов.
Гемодинамика.
Биомеханика
кровообращения. Биомеханика опорно–двигательного
аппарата человека. Механические явления при сокращении
мышц. Биофизика дыхания. Внешние электрические поля
тканей и органов. Электрические свойства биологических
тканей. Электропроводность клеток и тканей для
постоянного тока. Постоянное электрическое поле,
постоянное магнитное поле и их действия на живой
организм. Преломление, отражение, дисперсия, дифракция,
интерференция света и их медико - биологические
применения. Поляризация, рассеяние света и их медико –
биологические
применения.
Биофизика
зрения.
Восприятие света органом зрения человека. Оптическая
система глаза человека. Рефракция и аккомодация.
Биологическая термодинамика. I закон термодинамики, его
применение к живым организмам. Тепловое излучение.
Спектр теплового излучения. Рентгеновское излучение.
Ионизирующее излучение.
Фотобиофизика Поглощение
света
в
биологических
системах.
Люминесценция в биологических системах. Виды
люминесценции. Первичные и начальные стадии
фотопревращений
биомолекул.
Механизмы
фотобиологических
процессов
при
действии
ультрафиолетового
излучения.
Фотофизические
и
фотохимические
стадии
зрения
у
позвоночных.
Фотосинтез в галобактериях и зелёных растениях.
4.
Молекулярная
биофизика
5.
Физикохимические
механизмы
патологии
Механизм
сенсибилизированных
фотобиологических
процессов.
Лазеры
как
инструмент
медико
–
биологических
исследований.
Свойства
лазерного
излучения. Применение лазерного излучения в медицине.
Предмет
и
методы
молекулярной
биофизики.
Молекулярные массы макромолекул. Среднечисленная,
средневесовая, средневискозиметрическая молекулярные
массы.
Конформация
основных
биологических
макромолекул. Структура белковых молекул: первичная,
вторичная, третичная, четвертичная структуры, их анализ
Структура нуклеиновых кислот. Конформационный
анализ. Методы исследования структуры основных
биомакромолекул.
Динамическое
поведение
биологических макромолекул в растворах.
Роль повреждения различных структур клетки в её
патологии.
Фосфолипазное
повреждение
мембран.
Распространение связанных с мембраной фосфолипаз.
Фосфолипазы митохондрий. Перекисное окисление
мембранных липидов. Осмотическое нарушение структуры
и функции клеток. Электрический пробой как механизм
нарушения барьерной функции мембран в патологии.
Нарушение структуры и функций мембран при адсорбции
белков и изменении состояния липопротеидов. Нарушение
клеточной поверхности и межклеточных взаимодействий.
Модификация
межмембранных
и
межклеточных
взаимодействий при изменении физико-химических
параметров поверхности клеток. Механизмы повреждения
нуклеиновых кислот. Биофизические основы репарации
повреждений ДНК в клетке.
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
Л
ПЗ
С
ЛП
КПЗ
СРС
Всего
часов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Биофизика клетки
Биофизика органов и систем
Медицинская биофизика
Фотобиофизика
Молекулярная биофизика
Физико-химические
механизмы патологии
8
8
24
40
28
34
48
24
134
14
14
24
24
6
24
24
68
62
16
16
24
56
120
360
1.
2.
3.
4.
5.
80 106
54
6. Интерактивные формы проведения занятий
№
Наименование
п/п раздела дисциплины
1.
Биофизика клетки
2.
Биомеханика
3.
Молекулярная
биофизика
4.
Физико-химические
механизмы патологии
Интерактивные формы
проведения занятий
Занятие с малыми группами
Занятие с малыми группами
Длительность
(час.)
2
2
Занятие с малыми группами
4
Занятие с малыми группами
4
Итого (час.)
Итого (% от аудиторных занятий)
12
5
7. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Наименование
раздела дисциплины
Биофизика клетки
Виды самостоятельной
работы
Работа с учебной
литературой.
Подготовка рефератов
Формы
контроля
Проверка
конспектов
Заслушивание
рефератов
Элементы
Работа с учебной
Проверка
биологической
литературой.
конспектов
термодинамики
Подготовка рефератов
Заслушивание
рефератов
Биофизические основы Работа с учебной
Проверка
электрографии
литературой. Выполнение конспектов и
органов и тканей
расчетно- графических
тестирование
работ
Биомеханика.
Работа с учебной
Проверка
литературой. Решение
конспектов и
ситуационных задач
семестровых
заданий
Биофизика органов
Работа с учебной
Проверка
чувств.
литературой. Решение
конспектов и
ситуационных задач
семестровых
заданий
Действие
Работа с учебной
Проверка
ионизирующего
литературой.
конспектов и
излучения на клетку
Подготовка рефератов
семестровых
Выполнение расчетнозаданий
графических работ
8. Формы контроля
8.1. Формы текущего контроля
- устные: защита лабораторных работ, семестровых заданий, коллоквиум.
- письменные: тесты.
8.2. Формы промежуточной аттестации - экзамен
Этапы проведения экзамена
1. Этап – выполнение программы курса
2. Этап –тестирование
3. Этап - устное собеседование
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
9.1. Основная литература
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР –
Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа. 2006.
3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Высшая
школа, 2005.-616 с.
9.2 Дополнительная литература:
1. Ремизов А.Н., Максина А. Г., Потапенко А.Я. Медицинская и
биологическая физика. Москва. Дрофа. 2010.
2. Ремизов А.Н., Максина А.Г. Руководство к лабораторным работам по
медицинской и биологической физике. Дрофа. 2008.
3. Волобуев А.Н. Основы медицинской и биологической физики.
Самарский дом печати. 2011.
4. Федорова В.Н., Фаустов Е.В. Медицинская и биологическая физика.
Курс лекций с задачами и решениями. Москва. ГЭОТАР-Медиа. 2011.
5. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6. Дубровский В.И., Федорова В.Н. Биомеханика. 2004.
9.3 Программное обеспечение и Интернет ресурсы
OS Windows XP, набор офисных программ MS Office 2003,
программа лабораторных работ по курсу физики с компьютерными
моделями «Открытая физика», программа тестирования «t-Tester»,
браузер Интернет- Explorer.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия проводятся в четырех аудиториях кафедры медицинской и
биологической физики, в том числе одном компьютерном классе.
Имеется
необходимое
оборудование
для
проведения
лабораторного практикума по биофизике: автоматические аудиометры,
велоэргометр, сфигмоманометры, фонендоскопы, электрокардиографы,
осциллографы, звуковые генераторы термометры, лазеры, поляриметры,
рефрактометры, аккомодометры с астоптометром,
анамалоскопы,
фотометр, электронные омметры, динамометры, экспериментальные
установки, электронные термометры. Для проведения расчетнографических работ, тестирования есть компьютерный класс.
11. Оценка студентами содержания и качества учебного процесса по
дисциплине
Примерная анкета-отзыв на дисциплину «________________»
(анонимная)
Просим Вас заполнить анкету-отзыв по прочитанной дисциплине
«_____________». Обобщенные данные анкет будут использованы для ее
совершенствования. По каждому вопросу поставьте соответствующие
оценки по шкале от 1 до 10 баллов (обведите выбранный Вами балл). В
случае необходимости впишите свои комментарии.
1. Насколько Вы удовлетворены содержанием дисциплины в целом?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
_______________________________________________________________
_
2. Насколько Вы удовлетворены общим стилем преподавания?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
_______________________________________________________________
_
3. Как Вы оцениваете качество подготовки предложенных
методических материалов?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
_
_______________________________________________________________
__
4. Насколько вы удовлетворены использованием преподавателем
активных методов обучения (моделирование процессов, кейсы,
интерактивные лекции и т.п.)?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Комментарий____________________________________________________
__
_______________________________________________________________
___
5. Какой из разделов дисциплины Вы считаете наиболее полезным,
ценным с точки зрения дальнейшего обучения и / или применения в
последующей практической деятельности?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______
6. Что бы Вы предложили изменить в методическом и
содержательном плане для совершенствования преподавания данной
дисциплины?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______
СПАСИБО!
Автор (ы):
Занимаемая должность
Фамилия, инициалы
Подпись
Рецензент (ы):
Место работы
Занимаемая должность
Фамилия,
инициалы
Подпись
Приложение №1 к рабочей учебной программе дисциплины
Тематический план лекций
Учебная дисциплина – Общая и медицинская биофизика
Направление подготовки – Биохимия
Семестр – 4
Курс – 2
№
лекции
Тема лекции
1
Основные физические характеристики клетки.
Молекулярная
организация
и
биофизические
свойства мембранных структур.
Транспорт веществ через мембраны: пассивный и
активный.
Биофизические механизмы генерации мембранных
потенциалов. Потенциалы Нернста, Доннана,
Гольдмана-Ходжкина-Катца.
Распространение потенциала действия по нервному
волокну. Телеграфное уравнение.
Внешние электрические поля тканей и органов.
Физические основы электрографии. Физические
основы электрокардиографии. Теория Эйнтховена.
Биофизика органов чувств. Физическая природа
звука. Биоакустика. Звуковые методы исследования
в медицине. Строение уха человека. Биофизика
слуха.
Пассивные механические явления в тканях и органах.
Вязко – упругие свойства биологических тканей и
органов. Моделирование вязко - упругих свойств
биологических тканей.
Гемодинамика.
Биомеханика
кровообращения.
Неньютоновское
течение
крови.
Методы
определения вязкости крови. Методы измерения
скорости движения крови, ультразвуковой способ
определения скорости кровотока. Гемодинамические
показатели: скорость крови и кровяное давление.
Работа и мощность сердца.
2
3
4
5
6
7
8
ИТОГО
Учебная дисциплина – Общая и медицинская биофизика
Количество
часов
2
2
2
2
2
2
2
2
16
Направление подготовки – Биохимия
Семестр – 5
Курс – 3
№
лекции
1
2
3
4
5
6
7
8
Тема лекции
Количество
часов
Биомеханика
опорно–двигательного
аппарата
человека. Сочленения и рычаги. Подвижность
биомеханизма.
Биофизика мышечного сокращения. Различные
виды мышечного сокращения. Уравнение Хилла.
Молекулярная
организация
сократительного
аппарата мышечного волокна. Скольжение тонких
и толстых нитей относительно друг друга при
сокращении
мышечного
волокна.
Теория
мышечного сокращения.
Биофизика
дыхания.
Внешнее
дыхание:
вентиляция лёгких и диффузия газов в них.
Транспорт газов кровью. Внутреннее дыхание.
Механические явления в лёгких.
Трансэпителиальный
транспорт
веществ
в
кишечнике и нефронах. Механизм осмотического
концентрирования мочи в нефронах.
Электрические свойства биологических тканей.
Электропроводность клеток и тканей для
постоянного тока. Процессы, происходящие в
биологической ткани при действии постоянного
тока: поляризация, уменьшение силы тока.
Гальванизация, электрофорез.
Импульсные токи, действие на биологические
ткани. Электростимуляция тканей и органов.
Электрический импеданс биологических тканей,
его частотная зависимость. Эквивалентные
электрические схемы тканей и органов. Метод
импедансной реографии.
2
Действие ЭМП НЧ, ВЧ, УВЧ, СВЧ на
биологические ткани.
2
ИТОГО
Учебная дисциплина – Общая и медицинская биофизика
2
2
2
2
2
2
16
Направление подготовки – Биохимия
Семестр – 6
Курс – 3
№
лекции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Тема лекции
Преломление, отражение, дисперсия, дифракция,
интерференция света и их медико – биологические
применения. Рефрактометрия, микроскопия.
Поляризация, рассеяние света и их медико –
биологические
применения.
Поляриметрия,
исследование
биологических
тканей
в
поляризованном
свете.
Рассеяние
света.
Нефелометрия.
Оптические квантовые генераторы (лазеры). Лазеры
как инструмент медико-биологических исследований.
Биофизика зрения. Восприятие света. Оптическая
система
глаза
человека.
Спектральная
чувствительность глаза. Механизм фоторецепции.
Фотофизические и фотохимические стадии зрения.
Методы исследования зрения.
Биологическая
термодинамика.
Виды
работ
организмов.
Способы
теплообмена
живых
организмов с окружающей средой. Уравнение
теплового баланса. Теплорегуляция. Энерготраты
организма. Уравнение Пригожина. Стационарные
состояния биосистем.
Тепловое излучение. Законы теплового излучения.
Применение в медицине. Излучение Солнца.
Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения.
Механизм действия ультрафиолетового излучения на
белки, нуклеиновые кислоты, липиды.
Механизмы фотобиологических процессов при
действии ультрафиолетового излучения. Спектры
действия фотобиологических процессов, задачи их
исследования. Пигментация кожи под действием
ультрафиолетового излучения и видимого света.
Канцерогенное
действие
ультрафиолетового
излучения. Лечебное действие ультрафиолетового
излучения.
Взаимодействие света с веществом. Поглощение
света в биологических системах. Закон Бугера –
Ламберта – Бера. Спектры поглощения биомолекул.
Люминесценция в биологических системах. Виды
люминесценции.
Фотолюминесценция
и
хемилюминесценция в биологических системах.
Биофизические
стадии
фотобиологических
Количество
часов
2
2
2
2
2
2
2
2
2
10
11
12
процессов.
Биолюминесценция. Свободные радикалы, их
свойства
и
роль
в
генерации
биохемилюминесценции.
Биолюминесценция
светляков и бактерий. Биофизические основы
фотосинтеза в галобактериях и зелёных растениях.
Механизм сенсибилизированных фотобиологических
процессов.
Рентгеновское излучение, его применение в
медицине.
Взаимодействие
рентгеновского
излучения с веществом.
Радиоактивность. Использование радионуклидов и
нейтронов в медицине. Ионизирующее излучение и
его биологическое действие. Основы дозиметрии.
2
2
2
ИТОГО
24
Учебная дисциплина – Общая и медицинская биофизика
Направление подготовки – Биохимия
Семестр – 7
Курс – 4
Тема лекции
№
лекции
1
Молекулярные массы макромолекул, методы
определения
молекулярных
масс
биомакромолекул.
2
Конформация
основных
биологических
макромолекул. Структура белковых молекул.
Структура нуклеиновых кислот.
3
Методы исследования структуры основных
биомакромолекул.
Спектроскопия,
исследование
оптической
активности
полипептидов и белков.
4
Рентгеноструктурный анализ белков. Метод
флуоресцентных зондов.
5
Резонансные методы исследования структуры
и функции полипептидов и белков: ЯМР и
ЭПР.
6
Динамическое поведение биологических
макромолекул в растворах.
7
Роль повреждения различных структур клетки
в её патологии. Осмотическое нарушение
структуры и функции клеток.
8
Фосфолипазное повреждение мембран.
9
Перекисное
повреждение
мембранных
Количество
часов
2
2
2
2
2
2
2
2
2
10
11
12
липидов.
Электрический
пробой
как
механизм
нарушения барьерной функции мембран в
патологии.
Нарушение структуры и функций мембран
при адсорбции белков и изменении состояния
липопротеидов.
Нарушение
клеточной
поверхности
и
межклеточных взаимодействий. Механизмы
повреждения нуклеиновых кислот.
ИТОГО
2
2
2
24
Рассмотрено
на
_________________________________
"___"_____________ 20 г.
протокол № ____________
заседании
Зав. кафедрой
___________________________________________________________
(ФИО подпись)
Тематический план практических занятий
Учебная дисциплина – Общая и медицинская биофизика
Направление подготовки – Биохимия
Семестр – 4,5,6,7
Количество часов, отведенное на курс, цикл – 160 час.
Курс – 2,3,4
№
заня
тия
1
2
3
4
Тема занятия
Ультраструктура клетки. Основные физические характеристики
клетки. Молекулярная организация и биофизические свойства
мембранных структур.
Транспорт веществ через мембраны. Пассивный транспорт,
количественные законы переноса веществ через мембраны.
Активный транспорт веществ в живой клетке, его энергетика.
Решение задач.
Биофизические
механизмы
генерации
мембранных
потенциалов. Кабельные свойства нервных волокон.
Особенности
проведения
нервного
импульса
в
миелизированных нервных волокнах. Решение задач.
Биофизика
рецепции.
Биофизика
межклеточных
кафедры
взаимодействий.
Итоговая работа по разделу «Биофизика клетки».
Внешние электрические поля тканей и органов. Физические
основы
электрографии.
Физические
основы
электрокардиографии. Теория Эйнтховена.
Практическая работа: «Регистрация и анализ ЭКГ человека с
построением электрической оси сердца».
Вводное занятие к лабораторному практикуму. Лабораторная
работа №1: «Определение коэффициента трения кожи с
различными материалами».
Биоакустика. Лабораторная работа №2: «Определение области
слышимости при помощи аудиометра».
Биофизика слуха.
Ультразвук, его применение в медицине.
Лабораторная работа №4: «Определение работы и мощности
сердца человека до и после физической нагрузки».
Кровообращение.
Лабораторная работа №5: «Определение вязкости жидкости
вискозиметром Гесса».
Лабораторная работа №6: «Определение модуля Юнга
материала».
Моделирование механических свойств биологических тканей:
модели Максвелла и Кельвина – Фойгта. Уравнение Ламе.
Решение задач.
Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека.
Лабораторная работа №7: «Изучение работы велоэргометра».
Различные виды мышечного сокращения. Уравнение Хилла.
Биофизика мышечного сокращения. Решение задач.
Лабораторная работа №8: «Изучение работы мышц».
Биофизика дыхания. Внешнее дыхание: вентиляция лёгких и
диффузия газов в них. Транспорт газов кровью. Внутреннее
дыхание.
Лабораторная работа №9: «Биофизика дыхания».
Решение задач.
Итоговая работа по разделу «Биофизика органов и систем.
Медицинская биофизика».
Итоговое зачетное занятие.
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
№
1
2
содержание
Электрические
свойства
биологических
тканей.
Электропроводность клеток и тканей для постоянного тока.
Процессы, происходящие в биологической ткани при действии
постоянного тока. Гальванизация, электрофорез. Импульсные
токи низкой частоты. Законы раздражающего действия
импульсных токов низкой частоты. Применение в медицине.
Электрический импеданс биологических тканей, его частотная
зависимость. Эквивалентные электрические схемы тканей и
органов. Метод импедансной реографии. Практическая работа
«Исследование дисперсии импеданса биологической ткани».
3
Действие ЭМП ВЧ, УВЧ, СВЧ диапазонов на биологические
ткани. Практическая работа «Исследование теплового эффекта
ЭМП УВЧ на проводники и диэлектрики». Вводное занятие к
лабораторному практикуму по оптике.
4
Лабораторный практикум по оптике.
5
Лабораторный практикум по оптике.
6
Лабораторный практикум по оптике.
7
Лабораторный практикум по оптике.
8
Лабораторный практикум по оптике.
Биологическая термодинамика. Способы теплообмена живых
организмов с окружающей средой. Стационарные состояния
9 биосистем. Организм как открытая система. Практическая работа:
«Определение мощности теплопотерь с поверхности кожи
человека».
Тепловое
излучение.
Инфракрасное
и
ультрафиолетовое излучения. Источники теплового
излучения, применяемые для лечебных целей.
10 Понятие о термографии. Механизм действия
ультрафиолетового
излучения
на
белки,
нуклеиновые кислоты, липиды. Практическая
работа: «Термометрия поверхности тела человека».
11 Решение задач.
Поглощение света в биологических системах. Закон Бугера –
12 Ламберта
–
Бера.
Спектры
поглощения
биомолекул.
Фотометрический метод исследования.
Люминесценция
в
биологических
системах.
Виды
13 люминесценции. Фотолюминесценция и хемилюминесценция в
биологических системах.
Фотосинтез в галобактериях и зелёных растениях. Механизм
14
сенсибилизированных фотобиологических процессов.
15 Рентгеновское излучение, его применение в медицине.
Радиоактивность. Ионизирующее излучение и его биологическое
16 действие.
Основы
дозиметрии.
Практическая
работа:
«Определение периода полураспада радиоактивного изотопа».
17 Решение задач.
18 Итоговое занятие.
№
1
2
содержание
Введение. Предмет и методы молекулярной биофизики. Основные физикохимические свойства сывороточного альбумина человека (САЧ).
Молекулярные массы макромолекул. Методы определения молекулярных масс
биомакромолекул:
осмометрия,
гельхроматография,
электрофорез
в
полиакриламидном геле, рассеяние света, вискозиметрия.
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Общая характеристика структуры биополимеров. Силы взаимодействия
биомакромолекул. Физические свойства воды и их роль в биологических
процессах.
Структура белковых молекул. Модели третичной структуры белковой молекулы.
«Капельная» модель белка, «сферическая» модель белка. Физические принципы
самоорганизации белковых молекул.
Структура нуклеиновых кислот.
Коллоквиум по теме: «Молекулярные массы биомакромолекул, общая
характеристика структуры биополимеров».
Методы исследования структуры основных биомакромолекул. Инфракрасная
спектроскопия полипептидов и белков. Экспериментальное исследование
оптической активности полипептидов и белков.
Рентгеноструктурный анализ и метод флуоресцентных зондов в исследовании
структуры биомакромолекул.
Резонансные методы в исследовании макромолекул. Метод спиновых меток и
зондов.
Взаимодействие биомакромолекул с лигандами. Кооперативное связывание.
Итоговая работа по методам исследования структуры биомакромолекул и
динамическому поведению их в растворах.
Роль повреждения различных структур клетки в её патологии. Взаимосвязь
патологических изменений на уровне клетки и организма.
Фосфолипазное повреждение мембран.
Основные типы патологических процессов, связанные с перекисным окислением
липидов.
Электрический пробой мембран в патологии.
Нарушение структуры и функций мембран при адсорбции белков и изменении
состояния липопротеидов.
Нарушение клеточной поверхности и межклеточных взаимодействий.
Механизмы повреждения нуклеиновых кислот.
Итоговая работа по разделу «Физико-химические механизмы патологии».
Итоговое занятие.
Рассмотрено
на
_________________________________
"___"_____________ 20 г.
протокол № ____________
заседании
Зав. кафедрой
___________________________________________________________
(ФИО подпись)
кафедры
Приложение №2 к рабочей учебной программе дисциплины
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ Общая и медицинская биофизика
2014 г.
Структура и содержание методических рекомендаций для
преподавателя
1. Современные подходы к проблематике дисциплины
Биофизика – наука, изучающая физические свойства биологических
процессов и физические закономерности процессов, лежащих в основе
функционирования живых тканей. Поскольку объектом исследования является
организм, она в полной мере использует универсальный характер основных
физических законов и строгость математических подходов при изучении
процессов жизнедеятельности его. Изучение биологических явлений
осуществляется методами теоретической и экспериментальной физики,
которые трансформировались в связи с особенностями биологического
объекта.
Так как ФГОС третьего поколения реализуется компетенстностный
подход, то целью изучения дисциплины является формирование
общекультурных и профессиональных компетенций предусмотренных
стандартом.
Курс «Биофизики», задача которого объяснение физических и физикохимических механизмов, лежащих в основе функционирования живой клетки,
повышает мотивацию преподавания таких дисциплин как физика, математика,
химия в медицинском вузе. Кроме того, нет других учебных дисциплин,
которые бы рассматривали физические и физико- химические аспекты
современного изучения клетки и надклеточных образований.
Биофизика является основой для изучения физиологии, патологической
физиологии, клинических дисциплин. «Только физика и химия дают ключ к
разъяснению …. физиологических и патологических процессов, которые
совершаются в организме. Медик должен усвоить не столько отрывочные
факты прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ
научного мышления, приемы и методы исследования».
Поэтому очень разумно выделенные часы в вариативной части на этот
курс. Изучение материала осуществляется в логике изложения разделов:
1. Биофизика клетки, 2. Элементы биологической термодинамики, 3.
Биофизические основы электрографии органов и тканей, 4. Биомеханика,
5. Биофизика органов чувств, 6. Действие ионизирующего излучения на
клетку.
Содержание дисциплины базируется на дидактических принципах:
фундаментальности,
научности,
межпредметных
связей
и
профессиональной направленности.
Формами организации занятий являются лекции, практические
занятия, лабораторные работы и самостоятельная работа студентов.
Основная форма – лекции, но так как объем часов ограничен,
преподаватель на лекции дает обоснованную мотивацию изучения
раздела, акцентирует внимание на наиболее сложных вопросах,
демонстрирует применение математических и физических моделей для
изучения биологических систем. Практические занятия способствуют
более глубокому усвоению могут проводиться в форме семинаров,
дискуссий, деловых игр, решений ситуационных задач. Лабораторный
практикум предполагает приобретение студентами практических навыков
и умений, касающихся различных методов измерений, статистической
обработке результатов, анализа и выводов по определенной тематике.
2. Образовательные технологии
Под образовательной (педагогической) технологией рассматривается
системное и последовательное воплощение на практике спроектированного
процесса обучения, система способов и средств достижения целей управления
этим процессом. Выделим образовательные технологии, используемые при
реализации различных видов учебной работы студентов по дисциплине
«Биофизика»: технология модульного обучения, технология знаковоконтекстного обучения, технология игрового обучения, информационнокомпьютерная технология обучения.
Центральным понятием технологии модульного обучения является
понятие «модуль». Под модулем следует понимать автономную
организационно-методическую структуру учебной дисциплины, которая
включает в себя дидактические цели, логически завершенную единицу
учебного материала, методическое руководство (в том числе дидактические
материалы и систему контроля). Содержание дисциплины «Биофизика»
осуществляется в логике изложения разделов: 1. Биофизика клетки, 2.
Элементы биологической термодинамики, 3. Биофизические основы
электрографии органов и тканей, 4. Биомеханика, 5. Биофизика органов
чувств, 6. Действие ионизирующего излучения на клетку. Каждый раздел
можно рассматривать как модуль, который включает формы проведения
занятий: лекции, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная
работа студентов. Каждый модуль – раздел имеет дидактические материалы,
оборудование и методические руководства к лабораторным работам, систему
контроля.
Для формирования личности будущего врача в медицинском вузе
необходимо организовывать знаково-контекстное обучение, которое обеспечит
трансформацию познавательной деятельности в
профессиональную
деятельность. Основной характеристикой образовательного процесса
контекстного типа является моделирование на языке знаковых средств
предметного содержания будущей профессиональной деятельности
специалиста.
Учебная игра есть целеустремлённая самостоятельная деятельность
студентов, направленная на усвоение конкретных знаний, умений и навыков их
применения для достижения цели игры.
При реализации информационно-компьютерной технологии обучения
кафедра медицинской и биологической физики использует компьютерный
класс, в котором проводятся лабораторные работы, контрольное тестирование
студентов. Также студенты могут использовать сайт кафедры, где выложены
методические рекомендации по выполнению лабораторных работ, вопросы к
подготовке к практическим занятиям и коллоквиумам, а также вопросы к
текущему и итоговому контролю.
2.1. Активные и интерактивные формы проведения занятий
Активная форма обучения предполагает взаимодействие студентов и
преподавателя, при котором студент не пассивный слушатель, а активный
участник проведения практических занятий по математике, физике
соответствует этой форме. Каждый студент участвует в обсуждении
темы, предлагает методы решения задачи, обосновывает свой выбор.
Преподаватель координирует работу, направляет обсуждение материала
от известных истин к тем, что в процессе занятия только предстоит
узнать, акцентирует внимание на главном, объясняет сложное при
участии студентов и организует контроль усвоения. Интерактивные
формы обучения в отличии от активных ориентированы на более
широкое взаимодействие студентов не только с преподавателем . но и
друг с другом и на доминирование активности студентов в процессе
обучения. Место преподавателя на интерактивных занятиях сводится к
направлению деятельности студентов на достижение целей занятий.
Проведение занятий лабораторного практикума соответствует этой
форме. Студенческая группа делится на творческие объединения по 2 -3
человека, которые выполняют определенное программное исследование.
Обязательна домашняя подготовка по теме, где используется основная,
дополнительная литература, материал лекций, а студенческий минимум
определен контрольными вопросами. Например, подгруппа готовит
работу «Измерение артериального давления крови» и теоретически
ознакомлена с методом, физическими основами его и границами
применимости. На самом занятии перед ними ставится задача
приобретение навыков измерения артериального давления, вычисления
работы сердца. Студенты проводят исследования, позволяющее ответить
на вопрос, зависит ли давление крови от физической нагрузки и как при
этом изменяется работа сердца. Они обеспечиваются необходимым
оборудованием, методическими указаниями к проведению исследования.
Определив цель, составляют план работы, обсуждают с преподавателем и
после его уточнения и одобрения проводят эксперимент. При этом
приобретают навыки организации самого процесса исследования, навыки
работы с аппаратурой, измерительным оборудованием, навыками оценки
абсолютной и относительной погрешности, проведения вычислительных
операций.
У студентов формируются умения работать в коллективе и
привносить свой индивидуальный опыт в процесс измерений,
вычислений. Они активны на каждом этапе занятия: от распределения
обязанностей в подгруппе в начале работы, проведения эксперимента,
обсуждения результатов и выводов в конце. Совместная деятельность
означает, что каждый вносит свой вклад, в ходе работы идет обмен
знаниями, способами деятельности. Создается среда образовательного
общения. Преподаватель вместе с новыми знаниями подводит студентов
к самостоятельному поиску, и его задачей становится создание условий
для их инициативы.
2.2. Организация и контроль самостоятельной работы обучающихся
Самостоятельная работа студентов предусмотрена по всем разделам
(модулям) дисциплины «Биофизика» и включает работу с учебной
литературой
и
самостоятельное
решение
задач.
Контроль
самостоятельной работы студентов осуществляется при проверке
конспектов и тематических заданий.
3. Принципы и критерии оценивания результатов обучения
Контроль должен полностью соответствовать содержанию,
проводиться систематически и быть хорошо организован. В процессе
обучения используются различные виды контроля:
1. Контроль исходного уровня знаний (в начале занятий);
2. Текущий (по окончанию изучения определенной темы);
3. Рубежный (после изучения определенного раздела);
4. Итоговый (по окончании изучения дисциплины)
Для проведения применяются следующие средства контроля:
1. Вопросы;
2. Задачи;
3. Графики;
4. Тесты.
Итоговый контроль: зачет по дисциплине проводится в два этапа:
1. компьютерное тестирование;
2. устное собеседование.
Если студент выполнил правильно 70-100% итогового теста, то от
второго этапа освобождается.
Устное собеседование проводится только со студентами, которые
ответили правильно менее 70%.
Приложение № 3 к рабочей учебной программе дисциплины
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ Общая и медицинская биофизика
2014 г.
Структура и содержание методических указаний для студентов
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 1: Строение и функции мембран, транспорт веществ через
мембрану.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о функциях,
строении мембран, вида транспорта веществ через мембрану.
В результате изучения темы студент должен
знать: что такое биологическая мембрана и какие функции она
выполняет; строение мембраны; физико- химические свойства
мембран; виды транспорта веществ; уравнения Теорелла, НерстаПланка, Фика..
уметь: математически описывать пассивный транспорт веществ;
объяснять модели мембран; давать характеристики движения
липидов, белков вмембране; объяснять принцип работы K- Na
АТФ-азы.
владеть: навыками вычисления плотности потока вещества через
мембрану.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. Модель мембраны
2. искусственные мембраны
3. амфифильность
4. латеральная диффузия
5. «Флип- флоп»
6. жидкостно- кристаллическое состояние
7. электро- химический потенциал
8. градиент электро- химического потенциала
9. плотность потока вещества
10. проницаемость мембраны
11. пассивный транспорт
12. активный транспорт
13. простая диффузия
14. облегченная диффузия
15. АТФ-аза
3. Вопросы к занятию
1. Биомембрана, значение, функции.
2. Строение мембраны, свойства и виды движение структурных
элементов.
3. Модели мембран.
4. Искусственные мембраны.
5. Физико – химические свойства мембран.
6. Пассивный транспорт и его математическое описание.
7. Активный транспорт. K- Na АТФ-аза.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
3.37; 3.39; 3.41; 3.42; 3.48; 3.50; 3.52.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Методы исследования мембран
Виды и содержание
самостоятельной работы
1. Написание конспектов
2. Выполнение рефератов
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 2: Потенциал покоя, потенциал действия. Физические основы
электрографии.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
формировании на мембране потенциала покоя, генерации
потенциала действия и его распространении, возможностях
измерения потенциалов с целью диагностики.
В результате изучения темы студент должен
знать: как возникает потенциал покоя на мембране; формулу Нерста;
уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца; что такое потенциал
действия; фазы потенциала действия; как распространяется
потенциал действия по миелиновым и безмиелиновым мембранам;
метод регистрации потенциала.
уметь: вычислять потенциал покоя; объяснять механизм генерации
потенциала действия и его распространение; объяснять физические
основы теории Эйнтховена.
владеть: навыками применения формулы Нерста, уравнения
Гольдмана- Ходжкина-Катца для вычисления потенциала покоя.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. потенциал покоя
2. потенциал действия
3. ионные каналы
4. локальные токи
5. депомеризация
6. реполяризация
7. электрография
8. интегральный электрический вектор.
3. Вопросы к занятию
1. Потенциал покоя. Вывод формулы Нерста; уравнение ГольдманаХоджкина-Катца.
2. Потенциал действия, его свойства. Фазы потенциала действия.
3. Распространение по миелиновым и безмиелиновым мембранам.
4. Электрография как метод регистрации биопотенциалов.
5. Теория Эйнтховена.
4. Вопросы для самоконтроля
2. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
3.53; 3.56; 3.70.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 3 Регистрация ЭКГ и построение электрической оси сердца.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
биофизических основах электрокардиографии.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое электрокардиограф; теорию Эйнтховена; блок- схему
электрокардиографа.
уметь: объяснять основные положения теории Эйнтховена; объяснять
возникновение зубцов ЭКГ; находить положение электрической оси
сердца по результатам ЭКГ; вычислять ЧСС по ЭКГ.
владеть: навыками наложения электродов при регистрации ЭКГ;
навыками анализа ЭКГ; навыками построения электрической оси
сердца.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. электрокардиография
2. электрокардиограмма
3. артефакты
4. интегральный электрический вектор
5. треугольник Эйнтховена
6. отведения
3. Вопросы к занятию
1. Электрокардиография, применение в медицине.
2. Теория Эйнтховена
3. Электрокардиограф, способы записи ЭКГ.
4. Вопросы для самоконтроля
3. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
4.13; 4.14; 4.15.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 4: Измерение артериального давления и вычисление работы
сердца.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания
биофизических основ кровообращения.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: геологические свойства крови; основные гемодинамические
показатели; методы измерения давления крови.
уметь: вычислять работу сердца; объяснять применимость законов
гидродинамики для гемодинамики.
владеть: навыками расчета работы сердца; навыками измерения
давления крови; навыками статистической обработки результатов
измерений.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. Реология
2. неньютоновская жидкость
3. линейная скорость
4. объемная скорость
5. гидравлическое сопротивление
6. ламинарное течение
7. турбулентное течение
8. пульсовая волна
3. Вопросы к занятию
1. Элементы сердечно- сосудистой системы и их биофизические
функции
2. Работа сердца
3. Основные гемодинамические показатели
4. Методы измерения давления крови
4. Вопросы для самоконтроля
4. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
2.151; 2.152; 2.154; 2.156; 2.170; 2.167.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 5: Определение размеров эритроцитов при помощи лазера.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
вынужденном излучении, его свойствах и применении в медикобиологических исследованиях.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: природу вынужденного излучения; свойства излучения;
принцип получения вынужденного излучения; реологические
свойства крови.
уметь: объяснять принцип получения излучения на примере гелийнеонового рубинового лазера; определять длину волны излучения
лазера при помощи дифракционной решетки; вычислять радиус
эритроцитов по результатам исследования; объяснять особенности
движения эритроцитов в сосудах разного диаметра.
владеть: навыками статистической обработки результатов
эксперимента; навыками вычисления с помощью калькулятора
значений элементарных функций.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. Спонтанное излучение;
2. вынужденное излучение;
3. когерентность и монохроматичность;
4. полиризованность;
5. рабочее тело;
6. система накачки;
7. оптический резонатор;
8. реология, гемореология;
9. неньютоновская жидкость;
10. агрегаты;
11. капилляры, аорта, артерии артериолы, вены;
12. пульсовая волна.
3. Вопросы к занятию
1. Вынужденное излучение атомов и молекул, его свойства.
2. Оптический квантовый генератор – лазер.
3. Реологические свойства крови.
4. Основные гемодинамические показатели (давление, скорость
кровотока).
5. Режимы течения крови.
6. Элементы сердечно- сосудистой системы, их биофизические свойства.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
6.38; 6.39; 6.40.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Виды и содержание
самостоятельной работы
1.
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 4: «Биомеханика»
Тема № 6: Определение физической работоспособности при помощи
велоэргометра
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
физических основах функционирования опорно- двигательного
аппарата человека.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: структуру и функции элементов ОДА; как определяется
подвижность скелета и кинематических цепей в ней; рычаги и
рода, силы и скорости в скелете; механические свойства костной,
мышечной ткани, сухожилий, связок; молекулярную организацию
мышц; уравнение Хилла.
уметь: вычислять подвижность соединений в скелете; объяснять
действия рычагов на примерах в теле человека; оценивать работу
механизма сокращения мышц как кинематического двигателя;
объяснять зависимость , полученную Хиллом; исследовать
двигательную активность и физическую подготовленность при
помощи велоэргометра.
владеть: навыками построения графиков и определения по ним
исследуемых параметров.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. активные элементы ОДА;
2. пассивные элементы ОДА;
3. Степени свободы;
4. Подвижность механизма;
5. Рычаг;
6. Мышечное волокно;
7. миофибрилла;
8. протофибрилла;
9. саркомер;
10. хемомеханический двигатель.
3. Вопросы к занятию
1. Элементы ОДА.
2. Функции и подвижность костей в скелете.
3. Рычаги, их значение.
4. Строение мышц.
5. Сокращение мышц. Уравнение Хилла. КПД мышечного
сокращения.
6. Механические свойства мышечной, костной ткани, сухожилия,
связок.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется класс подвижного соединения в скелете?
2. Какова подвижность в скелете?
3. Приведите пример рычага силы в теле человека.
4. Дайте характеристику изотонического (изометрического) сокращения
мышц и приведите пример.
5. Чем определяется сокращения, генерируемая мышцей?
6. Объясните электромеханическое сопряжение в мышцах.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
Тема № 7: Снятие спектральной характеристики уха на пороге
слышимости. Определение остроты слуха при помощи
аудиометра.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о звуковых
волнах и основах аудиометрии.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое звук, физиологические характеристики звука и их
соответствия физическим; закон Вебера – Фехнера; единицы
измерения интенсивности, уровни интенсивности, громкости;
физические основы звуковых методов в медицине; биофизику слуха.
уметь: строить логарифмическую шкалу интенсивности; находить
соответствие между громкостью и интенсивностью звука на разных
частотах по кривым равной громкости; проводить исследование
слуха при помощи аудиометра.
владеть: навыками работы на ПК.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. Звук;
2. частота звука;
3. интенсивность;
4. порог слышимости;
5. порог болевого ощущения;
6. акустический спектр;
7. высота; громкость; тембр;
8. аудиометрия; аускультация; перкуссия;
9. фонография;
10. бинауральный эффект;
11. акустический резонанс;
12. волновое сопротивление;
13. аудиограмма.
3. Вопросы к занятию
1. Звук, скорость распространения, физические характеристики звука.
2. Физиологические характеристики звука, их соответствие физическим.
Закон Вебера - Фехнера.
3. Уровень интенсивности, логарифмическая шкала. Кривые равной
громкости.
4. Аудиометрия. Метод оценки потери слуха.
5. Физические основы звуковых методов в медицине.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 2.91;
2.95; 2.96, 2.99, 2.87, 2.88.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 8: Действие постоянного и импульсного токов на биоткани.
Определение
реобазы
и
хронаксии
по
кривой
электровозбудимости.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о действии
токов на живые ткани и применение их в медицине.
В результате изучения темы студен должен
знать: физические и физиологические действия постоянного тока на
биологические ткани; методы физиотерапии постоянным током;
характеристики импульса, импульсный ток и их физиологическое
значение; законы раздражающего действия импульсного тока.
уметь: обосновывать правило введения лекарственного вещества в
методе лекарственного электрофореза; вычислять характеристики
электрического импульса и тока; формулировать законы ДюбуаРеймона, Вейса-Лапика; доказывать, что константы в законе ВейсаЛапика определяют функциональное состояние ткани; графически
определять реобазу и хронаксию; формулировать физиологический
смысл этих характеристик.
владеть: навыками построения кривой электровозбудимости и
определения по ней Re и Chr.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. Ионофорез
2. электрофорез;
3. электродиффузия;
4. поверхностная поляризация;
5. объемная поляризация;
6. электроосмос;
7. гальванизация;
8. крутизан фронта;
9. скважность;
10. коэффициент заполнения;
11. пороговый ток;
12. реобаза;
13. хронаксия;
14. электростимуляция
3. Вопросы к занятию
1. Электропроводность биологических тканей для постоянного тока;
2. Физические и физиологические действия постоянного тока;
3. Гальванизация, лекарственный электрофорез – методы физиотерапии;
4. Электрический импульс, импульсный ток, характеристики;
5. Действие импульсного тока на биоткани. Закон Дюбуа- Реймона,
Вейса-Лапика;
6. Электростимуляция, применение в медицине.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.26;
4.27; 4.37, 4.38.
i0 мА
2. Используя кривую in=f(n)
ответить:
чему равны реобаза и
хронаксия;
возникнет ли возбуждение
под действием импульса
i0=4 мА; n=4 мс
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 9: Исследование дисперсии импеданса живой ткани.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания об
импедансе тканей организма, его свойствах и возможности
применения в медицине.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: что такое импеданс, составляющие импеданса живой ткани; как
зависит импеданс от частоты тока; что такое коэффициент
поляризации; физические основы реоплетизмографии.
уметь: вычислять импеданс живой ткани; моделировать зависимость
импеданса от частоты; объяснять возникновение α, β, γ –дисперсии
импеданса; вычислять коэффициент поляризации тканей.
владеть: навыками построения частоты зависимости импеданса;
навыками вычисления элементарных функций на калькуляторе.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. переменный ток;
2. частота переменного тока;
3. импеданс биотканей;
4. дисперсия импеданса;
5. α, β, γ –дисперсии;
6. коэффициент поляризации ткани;
7. реоплетизмография.
3. Вопросы к занятию
1. Импеданс тканей организма, его составляющая;
2. Моделирование электропроводности живой ткани и частотной
зависимости импеданса;
3. α, β, γ –дисперсии импеданса;
4. Коэффициент поляризации живой ткани;
5. Физические основы реоплетизмографии.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. № 4.50;
4.53; 4.54, 4.55.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 3: «Биоэлектродинамика»
Тема № 10: Действие ЭМП УВЧ диапазона
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о действии
электрического и магнитного поля ВЧ, УВЧ и СВЧ диапазона,
сравнить тепловые эффекты этих полей в проводнике и
диэлектрике.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: классификацию частотных интервалов, принятых в медицине;
механизм нагревания живых тканей, находящихся в ВЧ
электрическом поле; методы, применяемые в физиотерапии.
уметь: объяснять возникновение тока проводимости, тока смещения и
изменение их вклада в тепловой эффект по мере повышения
частоты; вычислять количество теплоты, которое выделяется в 1 м3
за 1 с при различных методах.
владеть: навыками измерения температуры, построения графиков.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. электромагнитное поле;
2. ток проводимости;
3. ток смещения;
4. эндогенное тепло;
5. частотная избирательность тканей;
6. осцилляторное действие;
7. диатермия;
8. дарсонвализация;
9. индуктотермия;
10. УВЧ – терапия;
11. микроволновая терапия.
3. Вопросы к занятию
1. Классификация частотных интервалов, принятых в медицине;
2. Физические процессы в тканях при воздействии токами и
полями ВЧ, УВЧ и СВЧ диапазона.
3. Характеристика методов, применяемых в физиотерапии.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Запишите формулу для вычисления количества теплоты, выделяющие в
1 м3 за 1 с при: а) диатермии; б) индуктотермии; в) УВЧ- терапии, и
объясните величины, входящие в нее.
2. Нарисуйте терапевтические контуры в методах: а) диатермии; б)
индуктотермии; в) УВЧ- терапии.
3. Объясните осцилляторные действия ЭМП УВЧ диапазона.
4. Какова блок- схема аппарата для УВЧ – терапии.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
Тема № 11: Фотобиологические процессы. Поглощение света
биомолекулами.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
фотобиологических процессах.
В результате изучения темы студен должен
знать: что такое фотобиологический процесс; стадии процесса; что
такое спектр фотобиологического действия; определение
биологической эффективности света; что называется
фотосенсибилизатором.
уметь: объяснять спектры фотобиологического действия и их связи со
спектрами поглощения; объяснять биофизические основы
зрительной рецепции.
владеть: навыками проведения качественного анализа органических
соединений по спектрам полей; навыками количественного анализа
– определения концентрации вещества в растворе со спектром по
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. спектр фотобиологического действия;
2. биологическая эффективность
3. показатель поглащения света
4. оптическая плотность
5. коэффициент пропускания
6. спектр поглощения
7. фотоизомеризация
3. Вопросы к занятию
1. Фотобиологический процесс, его стадии;
2. Спектр биологического действия и его связь со спектром
поглощения
3. Закон Бугера- Ламберта- Бера.
4. Связь между оптической плотностью и коэффициентом
пропускания.
5. Концентрационная колориметрия;
6. Качественный и количественный анализ по спектру поглощения.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
6.27; 6.29; 6.31.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Механизм
возникновения
биолюминесценции
Виды и содержание
самостоятельной работы
1. Написание конспектов
2. выполнение
реферативных
сообщений
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 5: «Биофизика органов чувств»
Тема № 12: Исследование светопроводящего и световоспринимающего
аппарата глаза.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания о
светопроводящем и световоспринимающем аппарате глаза.
В результате выполнения лабораторной работы студен должен
знать: состав светопроводящего аппарата глаза; что определяет
физическую, физиологическую и клиническую рефракцию глаза;
оценку разрешающей способности глаза; биофизические основы
зрительной рецепции.
уметь: вычислять оптическую силу редуцирования глаза; объяснять
коррекцию зрения при аметропии; проводить исследование
рефракции глаза по предложенному алгоритму при помощи
аккомодометра с астоптометром; проводить исследование
цветового зрения по предложенному алгоритму при помощи
анамалоскопа.
владеть: навыками вычисления оптической системы очков для
коррекции миопии, гиперметропии (редуцирующий глаз)
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. рефракция
2. редуцированный глаз
3. оптическая сила
4. аккомодация
5. эмметропия
6. аметропия
7. астигматизм
8. фотоизомеризация
3. Вопросы к занятию
1. Рефракция глаза. Виды рефракции.
2. Разрешающая способность глаза. Острота зрения.
3. Астигматизм глаза.
4. Фоторецепторы и их функции
5. Биофизические основы зрительной рецепции
6. Трехкомпонентная теория цветового зрения.
4. Вопросы для самоконтроля
1. Изобразить проводящую систему глаза системой линз. Объяснить.
2. Что такое аккомодация и каков механизм ее?
3. Как проходит главная оптическая ось глаза, и как зрительная?
4. Угол зрения у пациента 2’. Какова острота зрения?
5. Пациент хорошо видит на расстоянии 10 см. Какой недостаток
зрения у пациента и очки с какими линзами могут исправить?
6. В чем состоит биофизический механизм фотоизомеризации?
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 6: «Действие ионизирующего излучения на клетку»
Тема № 13: Действие ионизирующего излучения на биоткани.
Дозиметрия ионизирующих излучений.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания об
особенностях действия ионизирующих излучений на живые ткани и
количественной оценке его.
В результате изучения темы студен должен
знать: какие излучения относятся к ионизирующим; виды
взаимодействия и условия их возникновения; количественные
характеристики их возникновения; физические основы действия на
организм; дозиметрия ионизирующего излучения.
уметь: вычислять экспозиционную, поглощенную и эквивалентную
дозы; объяснять зависимость дозы от активности радиоэлемента,
расстояния до него, время.
владеть: навыками расчета доз , расстояния.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. линейная плотность ионизации;
2. линейный тормозной путь;
3. средний линейный пробег;
4. радио
5. поглощаемая доза;
6. экпозиционная доза
7. эквивалентная доза
3. Вопросы к занятию
1. Виды ионизирующих излучений.
2. Взаимодействие ионизирующих излучений с биологическим
телом.
3. Дозиметрия ионизирующего излучения.
4. Детекторы ионизирующего излучения.
4. Вопросы для самоконтроля
7. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
7.58; 7.59; 7.60,7.61, 7.62, 7.63.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Разделы и темы для
самостоятельного изучения
Использование радионуклидов в
медицине
Естественный радиоактивный фон
Земли. Нарушения естественного
фона
1.
2.
1.
2.
Виды и содержание
самостоятельной работы
Написание конспектов;
Выполнение рефератов.
Написание конспектов;
Выполнение рефератов.
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 6: «Действие ионизирующего излучения на клетку»
Тема № 14: Решение задач по дозиметрии ионизирующего излучения.
Цель занятия: сформировать и систематизировать знания по
дозиметрии ионизирующего излучения и выработать навыки
вычисления доз.
В результате изучения темы студен должен
знать: виды доз; формулы для вычисления доз; единицы измерения
доз.
уметь: применять формулы для вычисления доз; мощности доз;
осуществлять перевод единиц излучения доз из одной системы в
другую.
владеть: навыками расчета доз, безопасных расстояний; навыками
выполнения вычисления элементарных функций при помощи
калькулятора.
2. Основные понятия, которые должны быть усвоены студентами в
процессе изучения темы (перечень понятий).
1. поглощенная доза;
2. экспозиционная доза;
3. эквивалентная доза;
4. мощность дозы.
3. Вопросы к занятию
1. Зависимость экспозиционной дозы от расстояния, времени и
активного элемента.
2. Поглощенная доза, ее определение по экспозиционной дозе.
3. Коэффициент качества. Эквивалентная доза.
4. Единицы измерения доз и мощность доз
4. Вопросы для самоконтроля
1. Решить задачи: Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Дрофа. 2008. №
7.71; 7.67; 7.75,7.76.
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
1. Тема занятия, его цели и задачи
Раздел 1: «Биофизика клетки»
Тема № 15: Зачетное занятие.
Цель занятия: проверить усвоение знаний курса «Биофизика».
3. Вопросы к занятию
1. Биомембранология. Функции, модели, классификация биологических
мембран. Биофизические основы строения мембран.
2. Транспорт веществ через мембраны. Механизмы пассивного
транспорта. Математическое описание пассивного транспорта:
уравнение Теорелла, Фика, электродиффузионное уравнение НернстаПланка.
3. Активный транспорт веществ через мембраны. Ионные насосы. Работа
калий - натриевого насоса.
4. Генерация мембранных потенциалов. Равновесный потенциал покоя.
Уравнение Гольдмана.
5. Проведение возбуждения. Особенности проведения нервного импульса
в миелизированных нервных волокнах.
6. Физические основы электрографии. Электрокардиография. Теория
Эйнтховена.
7. Импеданс биологической ткани, дисперсия импеданса переменному
току. Эквивалентные схемы живой ткани. Метод импедансной
реографии.
8. Импульсные токи низкой частоты, их характеристики. Законы
раздражающего действия. Электростимуляция.
9. Действия ЭМП ВЧ, УВЧ, СВЧ диапазонов на биологические ткани.
Тепловые эффекты. Методы высокочастотной терапии.
10.Элементы
биомеханики
кровообращения.
Гемодинамические
показатели: скорость и кровяное давление. Работа и мощность сердца.
11.Методы измерения скорости крови и кровяного давления.
Ультразвуковой метод определения скорости кровотока. Метод
Короткова.
12.Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека. Сочленения и
рычаги. Подвижность биомеханизма.
13.Биофизика мышечного сокращения. Тонкая структура мышцы. Теория
скользящих нитей.
14.Режимы сокращения мышц. Абсолютная мышечная сила. Уравнение
Хилла. КПД мышечного сокращения.
15.Физические и физиологические характеристики звука. Закон ВебераФехнера. Звуковые методы в медицине.
16.Элементы биофизики слуха. Строение и функции отделов органа слуха
человека.
17.Строение и оптическая система глаза человека. Светопреломляющий
аппарат глаза человека.
18.Элементы биофизики зрения. Световоспринимающий аппарат глаза
человека. Механизм фоторецепции. Методы исследования зрения.
19.Способы теплообмена организма с окружающей средой. Уравнение
теплового баланса.
20.Виды работ в живых организмах. Первый закон термодинамики, его
применение к биосистемам. Энерготраты организма. Прямая и
непрямая калориметрии.
21.Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Активность.
Использование радионуклидов и нейтронов в медицине.
Ионизирующее излучение и его биологическое действие.
Основы дозиметрии.
Примерное содержание теста:
22.
1. На небольшом интервале времени состояние биологической системы можно
считать….
a. динамическим
b. термодинамическим
c. равновесным
d. стационарным
2. Потенциал покоя это стационарная разность потенциалов, регистрируемая…
a. между внутренней и наружной сторонами мембраны в невозбужденном
состоянии
b. на внутренней стороне мембраны в невозбужденном состоянии
c. на внешней стороне мембраны в невозбужденном состоянии
d. между внутренней и наружной сторонами мембраны в возбужденном
состоянии
3. Электрокардиография это…
a. регистрация биопотенциалов тканей с органов с диагностической
целью.
b. метод регистрации биопотенциалов возникающих в сердечной мышце
при ее возбуждении.
c. метод регистрации биоэлектрической активности мышц.
d. метод регистрации биоэлектрической активности мозга.
4. Электропроводность биологических тканей обусловлена…
a. наличием в них ионов
b. наличием в них молекул воды
c. наличием в них катионов
d. наличием в них макромолекул
5. Импульсные токи низкой частоты оказывают…
a. тепловое действие
b. раздражающее действие
c. ионизирующее действие
d. разрушающее действие
6. К активным элементам опорно-двигательного аппарата человека относятся….
a. кости
b. сухожилия
c. связки
d. мышцы
7. Закон устанавливающий связь между интенсивностью звука и громкостью
a. Вебера - Фехнера
b. Гука
c. Хилла
d. Ома
8. 8.Метод измерения остроты слуха это:
a. фонография
b. аускультация
c. перкуссия
d. аудиометрия
9. Рефракция глаза это….
a. преломляющая способность глаза
b. недостаток оптической системы глаза
c. приспособление глаза к различной яркости
d. приспособление глаза к четкому видению
10. Характеристика радиоактивного препарата является…
a. масса
b. температура
c. активность
d. объем
11. Частота перескоков мембранных фосфолипидов при «флип-флопе» (1) и
лотеральной диффузии (2) …..
a. 1 = 2
b. 1 > 2
c. 1 >> 2
d. 1 << 2
12. Потенциал, который имеет цитоплазма клетки в состоянии покоя относительно
межклеточной жидкости…
a. положительный
b. отрицательный
c. переменный
d. нулевой
13. Биологические объекты являются ….
a. открытой термодинамической системой
b. закрытой термодинамической системой
c. изометрической термодинамической системой
d. замкнутой системой
14. Электромиография это…
a. регистрация биопотенциалов тканей с органов с диагностической
целью.
b. метод регистрации биопотенциалов возникающих в сердечной мышце
при ее возбуждении.
c. метод регистрации биоэлектрической активности мышц.
d. метод регистрации биоэлектрической активности мозга.
15. Реоплетизмография это диагностический метод, основанный на регистрации….
a. скорости течения крови по сосудам
b. изменения импеданса ткани в процессе сердечной деятельности
c. изменения потока теплового излучения с поверхности тела
d. изменения разности потенциалов, возникающих при сокращении мышц
16. Метод индуктотермии это…
a. прогревание тканей с помощью тока высокой частоты
b. воздействие высокочастотного электрического разряда возникающего
между кожей пациента и электродом
c. коагуляция тканей под действием тока высокой частоты
d. прогревание тканей высокочастотным магнитным полем
17. Максимальное число степеней свободы, которое может иметь подвижное
соединение в скелете равно …
a. 6
b. 5
c. 4
d. 3
18. Выслушивание звуков, возникающих при физиологической деятельности
органов это…
a. фонография
b. аускультация
c. перкуссия
d. аудиометрия
19. Глаз называют эмметропическим, если
a. при отсутствии аккомодации задний фокус совпадает с сетчаткой
b. при отсутствии аккомодации задний фокус перед сетчаткой
c. при отсутствии аккомодации задний фокус за сетчаткой
d. при отсутствии аккомодации задний фокус совпадает с хрусталиком
20. Мерой биологического действия ионизирующего излучения является…
a. поглощенная доза
b. экспозиционная доза
c. эквивалентная доза
d. усредненная доза
5. Основная и дополнительная литература к теме
1. Антонов В.Ф., Черныш A.M., Козлова Е.К., Коржуев А.В. Физика и
биофизика: Учебник/ Под редакцией В.Ф. Антонова.- М.: ГЭОТАР
– Медицина, 2008 – 480 с.: ил.
2. Антонов В.Ф., Пасечник В.И., Черныш A.M., Вознесенский С.А.,
Козлова Е.К. Практикум по биофизике. Москва. ВЛАДОС. 2001.
3. Блохина М.Е., Эссаулова И.А., Мансурова Г.В. Сборник задач по
медицинской и биологической физике. Москва. Москва. Дрофа.
2003.
4. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. 2004
6.* Перечень вопросов и заданий для самостоятельной работы
Приложение № 4 к рабочей учебной программе дисциплины
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Общая и медицинская биофизика
Структура и содержание раздела «Фонд оценочных средств»
1. Карта оценки компетенций
Коды
Наименование
Этапы
Средства оценки
формируемых
компетенции
формирования
компетенций
компетенций
Общекультурные компетенции
ОК-№ 1
Способность
и - знает методы
тесты, доклады
готовность
естественнонаучных
анализировать
и медикосоциально-значимые биологических наук
проблемы
и в различных видах
процессы,
профессиональной
использовать
на деятельности;
практике
методы - умеет
гуманитарных,
анализировать
естественнонаучных, социально-значимые
медикопроблемы и
биологических
и процессы
клинических наук в
различных
видах
профессиональной и
социальной
деятельности.
Профессиональные компетенции
ПК-№ 2
Способность
и - знает
перечень заданий
готовность выявлять естественнонаучную для контрольных
естественнонаучную сущность проблем, работ;
сущность проблем, возникающих в ходе - тесты;
возникающих в ходе профессиональной алгоритмы
профессиональной деятельности;
выполнения
деятельности,
- умеет
манипуляций;
использовать для их использовать для их - перечень тем
решения
решения
рефератов,
соответствующий соответствующий
докладов;
физико-химический физико-химический перечень
и
математический и математический вопросов
для
аппарат.
аппарат
коллоквиумов
ПК-№ 3
Способность
и - умеет системно
готовность
к анализировать
формированию
медицинскую
системного подхода информацию
к
анализу
перечень заданий
для контрольных
работ;
- тесты;
- перечень тем
ПК-№ 9
ПК-№ 27
медицинской
информации,
опираясь
на
всеобъемлющие
принципы
доказательной
медицины,
основанной
на
поиске решений с
использованием
теоретических
знаний
и
практических
умений в целях
совершенствования
профессиональной
деятельности.
Способность
и - знает медикоготовность к работе техническую
с
медико- аппаратуру,
технической
используемую в
аппаратурой,
работе;
используемой
в - умеет получать
работе
с информацию из
пациентами, владеть различных
компьютерной
источников,
техникой, получать работать с
информацию
из информацией в
различных
глобальных
источников,
компьютерных
работать
с сетях;
информацией
в - владеет
глобальных
компьютерной
компьютерных
техникой
сетях;
применять
возможности
современных
информационных
технологий
для
решения
профессиональных
задач.
Способность
и - знает
готовность
международные
использовать
системы единиц;
рефератов,
докладов;
- перечень
вопросов для
коллоквиумов
перечень заданий
для контрольных
работ;
- тесты;
- алгоритмы
выполнения
манипуляций;
- перечень
вопросов для
коллоквиумов
перечень заданий
для контрольных
работ;
ПК-№ 31
ПК-№ 32
нормативную
- умеет работать с
документацию,
ними
принятую
в
здравоохранении
(законы Российской
Федерации,
технические
регламенты,
международные
и
национальные
стандарты, приказы,
рекомендации,
терминологию,
международные
системы
единиц
(СИ), действующие
международные
классификации), а
также документацию
для оценки качества
и
эффективности
работы медицинских
организаций.
Способность
и - умеет изучать
готовность изучать научнонаучномедицинскую
медицинскую
информацию,
информацию,
отечественный и
отечественный
и зарубежный опыт
зарубежный опыт по
тематике
исследования.
Способность
и - знает
готовность
к теоретические и
участию в освоении экспериментальные
современных
методы
теоретических
и исследования;
экспериментальных - умеет практически
методов
использовать и
исследования
с внедрять результаты
целью
создания исследований
новых
перспективных
средств,
в
организации работ
- тесты
- тесты;
- перечень тем
рефератов,
докладов
- перечень
заданий для
контрольных
работ;
- тесты;
- алгоритмы
выполнения
манипуляций;
- перечень тем
рефератов,
докладов;
- перечень
вопросов для
по
практическому
коллоквиумов
использованию
и
внедрению
результатов
исследований.
2. Оценочные средства для проведения текущего контроля
успеваемости студентов:
- перечень заданий для контрольных работ;
- перечень тем курсовых работ;
- тесты;
- ситуационные задачи;
- кейсы;
- алгоритмы выполнения манипуляций;
- перечень тем рефератов, эссе, докладов;
- перечень вопросов для коллоквиумов.
3. Оценочные средства для промежуточной аттестации студентов:
- перечень зачетных и экзаменационных вопросов;
- ситуационные задачи;
- кейсы;
- тесты;
- критерии оценки.
4. Материалы для проведения государственной итоговой аттестации
выпускников:
- программа ГИА;
- сборники тестовых заданий и ситуационных задач;
- темы выпускных квалификационных работ;
методические
материалы
по
выполнению
выпускных
квалификационных работ).
5. Аккредитационные педагогические измерительные материалы
(АПИМ).
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ В УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОМ
КОМПЛЕКСЕ ДИСЦИПЛИНЫ Общая и медицинская
биофизика
НА 2014 / 2015
УЧЕБНЫЙ ГОД
В учебно-методический комплекс вносятся следующие изменения:
1. Учебный план по дисциплине перераспределён на четыре
семестра – 4, 5, 6,7 семестры
Учебно-методический комплекс пересмотрен
заседании кафедры «___» __________ 20_ г.
и
одобрен
на
Заведующий кафедрой_______________________
Приложение 1 (рекомендуемое)
Порядок документального представления интерактивных форм
обучения
1. Порядок документального представления кейсов
(ситуационных задач)
1. Название кейса.
2. Наименование раздела учебной практики в котором применяется кейс.
3. Цель использования кейса (на развитие каких компетенций он
направлены)
4. Содержание кейса.
5. Методика использования кейса в учебном процессе.
6. Рекомендации для обучающихся.
2. Порядок документального представления игровых форм
1. Название игры ее вид.
2. Наименование раздела учебной практики в котором применяется игра.
3. Цель и задачи игры.
4. Участники, возможные роли.
5. Время и место проведения.
6.Этапы
проведения:
подготовительный,
организационный,
заключительный.
7. Материалы для организации игры.
8. Позиция преподавателя.
3. Порядок документального представления проектов
1. Название проекта.
2. Наименование раздела учебной практики в котором применяется
проект.
3. Руководитель (консультант проекта)
4. Состав проектных групп и распределение ролей в них (Ф.И.О.)
5. Тип проекта.
6. Аннотация (актуальность проекта, значимость на уровне социума,
лечебного заведения, группы обучающихся, личностная ориентация).
6. Цель проекта.
7. Этапы работы над проектом (для каждого этапа указать форму,
продолжительность и место работы учащихся, содержание работы, вход
этапа).
8. План выполнения проекта и отдельных его этапов.
9. Финансирование проекта.
10. Представление продуктов проекта.
4. Порядок документального представления тренинга
1. Название тренинга.
2. Наименование раздела учебной практики в котором применяется
тренинг.
3. Цель тренинга.
4. Участники тренинга.
5. Время и место проведения тренинга.
6. Этапы проведения тренинга.
7. Материалы для организации тренинга.