Основы физики биологических систем документ MS Word

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный педагогический университет»
УТВЕРЖДЕНО
Ученым советом факультета /института
________________ ____________________
(подпись)
(И.О.Ф. председателя)
«_____» ______________ 20___ г.
Обсуждено на заседании кафедры
____________________________
Протокол №____ от «___» ________ 20___ г.
____________________________
(О. И. Ф. зав. каф.)
Программа дисциплины
Основы физики биологических систем
В 2.1
(код по УП)
Трудоемкость 108 часов, 3 ЗЕ
Направление подготовки
050100.62 Педагогическое образование___
Профиль
Биология ________
Степень выпускника
Бакалавр_____________________________
Форма обучения
Очная________________________________
Составитель: Айзман Р.И.
д.б.н., профессор
кафедры анатомии, физиологии и
безопасности жизнедеятельности
Новосибирск 2011 год
В настоящее время большое внимание в физиологии уделяется не только описанию
физиологических процессов и механизмов их регуляции, но и изучению молекулярных основ
их осуществления. Такой подход позволяет не только глубже изучить физиологические
механизмы жизнедеятельности в норме и при некоторых нарушениях, но и разрабатывать
стратегию коррекции на молекулярно-генетическом уровне. В основе многих молекулярных
процессов лежат биохимические и биофизические процессы, изучение которых важно для
понимания работы всех живых систем. Однако, к сожалению, специального курса и учебников
по предмету «Основы физики биологических систем» до настоящего времени нет. Предмет
«Основы физики биологических систем» направлен, главным образом, на изучение
генетических и белковых основ жизни, и совсем не касается вопросов анализа
физиологических процессов на молекулярном уровне.
Целью дисциплины является развитие представлений студентов о биофизических механизмах
проявления и регуляции физиологических процессов.
Задачи курса:
– представить современные данные о молекулярном уровне физиологических процессов;
– сформировать базовые понятия данного курса: связь между структурой и функциями
белков, ферментов, гормонов и клеточных посредников (мессенджеров);
– ознакомить студентов с методами исследования в биофизике и молекулярной
физиологии;
- показать значение биофизики и молекулярной физиологии в познании болезней
человека, их профилактике и лечении;
- расширить общебиологическое мировоззрение будущих учителей.
Цель курса: Дать студентам систематические знания о сложных интегративных процессах,
лежащих в основе осуществления биологических процессов на клеточном и молекулярном
уровнях, заложить основы представлений, составляющих основу молекулярной физиологии и
биофизики, некоторых методов, используемых для исследования биофизических процессов.
Задачи курса:
1) Быть ориентированными в современных проблемах, разрабатываемых в биофизике и
молекулярной физиологии;
2) Освоить современные представления о биофизических механизмах, лежащих в
основе протекания физиологических процессов;
3) Иметь базисные представления в области молекулярной физиологии и биофизики;
4) Познакомиться с
основными методами, используемыми в биофизике и
молекулярной физиологии.
Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплины «Основы физики биологических систем» (направление 050100.62
Педагогическое образование. Профиль - Биология) относится к циклам профессиональных
дисциплин базовой (общепрофессиональной) части учебных планов.
Преподавание дисциплин ««Основы физики биологических систем» базируется на
знаниях и умениях, полученных при изучении следующих курсов: гистология, эмбриология,
цитология, зоология, анатомия, физика, химия, безопасность жизнедеятельности.
Освоение дисциплины «Основы физики биологических систем» необходимо как
предшествующее при изучении следующих курсов: физиология человека, экологическая
физиология, возрастная физиология, эволюционная физиология, профилактика вредных
привычек, генетика, методика обучения биологии.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплин «Основы физики биологических систем» студент
должен:
- знать основные закономерности строения и функционирования живых систем с
позиции физических законов;
– уметь выполнять простые физиологические эксперименты и рассчитывать различные
параметры функционирования организма с применением физических моделей и расчетов;
–
владеть навыками объяснения морфофункциональных процессов с позиции
физических закономерностей.
Перечень формируемых компетенций
По итогам изучения дисциплин «Основы физики биологических систем» студент
должен обладать следующими компетенциями:
а) общекультурными (ОК):
− способен увидеть связь между структурой, функциями и
механизмами, к
обобщению, анализу, восприятию информации (ОК–1);
− способен анализировать социально и личностно значимые проблемы рискованного
поведения (ОК-2);
− готов использовать методы физического воспитания и самовоспитания для
повышения адаптационных резервов организма и укрепления здоровья (ОК-5);
− умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь
(ОК-6);
− способен использовать навыки публичной речи, ведения дискуссии и полемики (ОК16);
б) профессиональными (ПК):
- общепрофессиональными (ОПК):
− осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает мотивацией к
выполнению профессиональной деятельности (ОПК- 1);
− способен к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально
значимого содержания (ОПК-6);
- в области педагогической деятельности:
− умеет объяснять закономерности строения и функционирования живых систем с
применением физических законов и моделей (ПК-2)
− готов к сохранению здоровья обучающихся в учебно-воспитательном процессе и
внеурочной деятельности (ПК-7);
Перечень формируемых компетенций:
Общекультурные компетенции:
 способность использовать знания о современной естественнонаучной картине
мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы
математической обработки информации, теоретического и экспериментального
исследования (ОК-4);
 готовность к взаимодействию с коллегами, к работе в коллективе (ОК-7);
 готовность использовать нормативные правовые документы в своей деятельности
(ОК-13).
Общепрофессиональные компетенции:
 способность
использовать
систематизированные
знания
гуманитарных,
социальных и экономических наук при решении социальных и профессиональных
задач (ОПК-2).
 способность нести ответственность за результаты своей профессиональной
деятельности (ОПК-4).
В области педагогической деятельности:
 готовность применять современные методики и технологии, в том числе,
информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на
конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения
(ПК-2).
Специальные компетенции:
 владеть знаниями о строении и функционировании живых систем и проявлении
физических закономерностей, лежащих в основе жизни (СК-2)
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины «Основы физики биологических систем» составляет 3
зачетных единиц, 108 часов.
Дисциплина изучается во 2 семестре, завершается изучение дисциплины экзаменом.
4.1.1 Структура дисциплины «Основы физики биологических систем» для
дневного отделения
4.1 Структура дисциплины
№
п/п
Раздел дисциплины (изучаемые
темы)
1
Предмет «Основы физики
биологических систем» цели,
задачи курса. Методы,
применяемые в изучении физики
живых систем.
Строение и функции клеточных
мембран. Физические и химические
процессы транспорта веществ через
мембраны.
2
2
4
6
2
6
Функциональное значение
различных органоидов клетки.
Физические закономерности их
строения и функционирования.
Ферменты как белковая структура.
Систематика ферментов. Роль
ферментов во внутриклеточных
процессах. Биофизические и
биохимические закономерности
функционирования ферментов.
Организм как единое целое. Нейрогормональная регуляция функций.
2
2
3
4
5.
Виды и формы учебной
работы
Лекции ПЗ ЛЗ СР
(ч.)
(ч.) (ч.) (ч.)
4
Формы текущего,
промежуточного,
итогового контроля с
указанием кодов
проверяемых
компетенций
*Устный опрос,
беседа.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
СК-2
*Беседа, подготовка
презентации,
тестовый контроль
ОК-4, ОК-7, ОК-13,
ОПК-2, СК-2, ПК-2
*Защита реферата.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
СК-2, ПК-2
2
2
2
*Обсуждение
видеофрагментов.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ОПК-4, ПК-2, СК-2.
2
2
6
Проверка реферата,
презентации.
6.
7
8
9
10
Прямые и обратные связи в
регуляции процессов. Физические
закономерности регуляторных
механизмов.
Закономерности нервной
регуляции. Физические и
химические процессы, лежащие в
основе нервного и синаптического
проведения. Молекулярные
механизмы.
Физико-химические основы
регуляции гомеостаза внутренней
среды организма. Механизмы
поддержания объемного, ионного и
осмотического гомеостаза. Физикохимические методы изучения
гомеостаза.
Физические основы
функционирования сердечнососудистой системы. Работа сердца,
клапанный аппарат,
внутриполостное давление. Законы
движения крови по сосудам.
Кровяное давление, механизм его
возникновения и регуляции. Обмен
в капиллярах: физические
закономерности. Физические
методы исследования сердечнососудистой системы: измерение
кровяного давления, пульса
Физико-химические основы
дыхания. Физические основы
дыхательного акта. Физический и
химический транспорт газов.
Парциальные давления газов, их
градиенты как основа обмена газов
между средами. Регуляция газового
баланса. Физические основы
методов изучения дыхания.
Физико-химические основы обмена
веществ и энергии. Процессы
диссимиляции и ассимиляции.
Биоэнергетические законы. Физикохимические механизмы регуляции
температуры тела: теплопродукция
и теплоотдача.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
2
2
4
*Устный опрос,
беседа, тестовый
контроль
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
4
4
2
4
*Устный опрос,
беседа, тестовый
контроль
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
4
4
4
4
Тестовый контроль,
*беседа.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
4
4
4
4
Тестовый контроль,
*беседа.
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
2
4
*Устный опрос,
беседа, тестовый
контроль
ОК-4, ОК-7, ОПК-2,
ПК-2, СК-2
4
Итого (час):
32
12
22
42
Экзамен
Примечание: звездочкой (*) отмечены виды и формы учебной работы, на которых
реализуются интерактивные формы обучения.
4.2 Содержание тем дисциплины
ТЕМА 1. Предмет «Основы физики биологических систем» цели, задачи курса. Методы,
применяемые в изучении физики живых систем.
Биологическая система как структурно-функциональная основа живого. Иерархия
биологических систем – от клеточного до биосферного уровней. Взаимодействие элементов
внутри систем и между системами, их регуляция. Виды регуляторных связей: прямые,
обратные. Регуляции физиологических процессов, их эволюция, роль химической,
аутокоидной, нервной и гормональной регуляции. Взаимосвязь механизмов регуляции на
молекулярном уровне. Предмет и методы, используемые в изучении физики живых систем на
разных иерархических уровнях.
ТЕМА 2. Строение и функции клеточных мембран. Физические и химические процессы
транспорта веществ через мембраны.
История развития представлений о строении биологических мембран. Модели строения
плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная, глобулярная, бимолекулярная,
фосфолипидная). Современные взгляды о составе и структуре плазматических мембран.
Важнейшие функции биологических мембран: барьерная, транспортная, метаболическая,
генерация биопотенциалов, клеточная рецепция и межклеточное взаимодействие. Физические
и химические механизмы транспорта веществ через мембрану: диффузия, фильтрация, осмос;
ионный транспорт: активные и пассивные механизмы. Физико-химические законы транспорта
веществ. Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных
насосов (натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные, аквапорины, натрий-калиевая АТФаза,
калий-водородная АТФаза, кальциевая АТФаза). Симпорты и антипорты.
Методы изучения биологических мембран. Нарушения структуры и функции мембран
при патологии.
ТЕМА 3. Функциональное значение различных органоидов клетки. Физические
закономерности их строения и функционирования.
Развитие представлений о цитоморфологии. Современные взгляды об ультраструктуре
животной клетки. Функциональное значение цитоплазмы и гиалоплазмы. Структура и
функции митохондрий. Значение эндоплазматического ретикулума. Роль рибосом в белковом
синтезе. Комплекс Гольджи и его роль в клетке. Лизосомальный аппарат клетки. Роль
клеточного центра в делении. Микротрубочки, микрофибриллы, микротельца.
Функциональное значение клеточного ядра, ядрышек. Основы цитофизиологии:
биосинтетические процессы, жизненный цикл и деление клеток, движение клеток, фагоцитоз
и пиноцитоз, дифференциация и специализация клеток, программированная смерть (апоптоз),
старение и смерть клеток. Основы цитопатологии.
ТЕМА 4. Ферменты как белковая структура. Систематика ферментов. Биофизические и
биохимические закономерности функционирования ферментов.
Понятие ферментов и их роль в процессах жизнедеятельности. Физико-химические свойства
ферментов. Классификация ферментов по типу катализируемых реакций: оксидоредуктазы;
трансферазы; гидролазы; лиазы; изомеразы; лигазы (синтетазы). Механизмы их действия.
Общие понятия ферментативного катализа. Основные положения кинетики ферментативного
катализа. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Ингибирование ферментов. Аденоциклаза и Na,KАТФаза как основные мембранные ферменты.
ТЕМА 5. Организм как единое целое. Нейро-гормональная регуляция функций.
Физические закономерности регуляторных механизмов.
Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов. Классификация гормонов по
химической природе (стероидные, белковые и полипептидные, производные аминокислот).
Методы
исследования
гормонов:
биохимические,
радиоиммунологические,
иммуноферментные, хроматографические). Рецепция гормонов на плазматической мембране
и в ядре. Механизмы действия гормонов на клетку. Внутриклеточные мессенджеры –
посредники в реализации гормонального ответа. Молекулярные механизмы нарушений
гормональных влияний: аутоиммунные, на уровне рецепции, внутриклеточные.
ТЕМА 6. Закономерности нервной регуляции. Физические и химические процессы,
лежащие в основе нервного и синаптического проведения.
Структура и функции химических синапсов. Молекулярные основы синтеза и секреции
медиаторов. Классификация медиаторов. Рецепция медиаторов на постсинаптической
мембране. Метаболизм медиаторов. Особенности ответа в зависимости от структуры
медиаторов и рецепторов постсинаптической мембраны. Фармакология синаптической
передачи. Нейрохимические основы деятельности нервной системы.
ТЕМА 7. Физико-химические основы регуляции гомеостаза внутренней среды
организма. Физико-химические методы изучения гомеостаза.
Осмотическая концентрация и осмотическое давление. Методы определения. История
развития представлений о регуляции осмотической концентрации крови у млекопитающих.
Центральные и периферические осморецепторы.
Осморецепторы печени
и других
внутренних органов. Афферентные пути и центральные механизмы. Эфферентные каналы
управления водовыделительной функцией почек. Вазопрессин (АДГ) – основной регулятор
водного обмена. Механизм действия вазопрессина. Современные представления об
аквапоринах, типы аквапоринов, их локализация в почке и изменения под влиянием
вазопрессина. Гормоны, модулирующие эффекты АДГ.
Объемная регуляция. История
развития представлений о волюморегуляции в организме высших животных и человека. Роль
клубочковой фильтрации в реакции организма на избыточное поступление в организм воды.
Роль внутрипочечных натриевых и осмотических градиентов в реакции на водную нагрузку.
Влияние мочевины и других осмотически активных веществ на интенсивность экскреции
жидкости после водной нагрузки. Механизмы волюморегуляции при гипер- и гиповолемии.
Питьевое поведение и его роль в регуляции осмотической концентрации и объема крови.
Центральные и периферические механизмы жажды. Физиологическая роль натрия в
организме. Концентрация натрия в плазме- один из наиболее стабильных гомеостатических
параметров. Регуляция общего количества натрия в теле. Роль натриевых депо в стабилизации
концентрации натрия в плазме. Регуляция общего количества натрия через объем
циркулирующей крови или объем внеклеточной жидкости. Волюморегулирующий рефлекс.
История развития представлений о специфических натриевых рецепторах. Натриорецепторы
третьего желудочка мозга. Работы Андерсона и других представителей шведской школы
физиологов. Всасывание натрия в кишечнике после введения натриевых растворов в
пищеварительный тракт. Натриорецепторы печени. Эксперименты, подтверждающие их
существование. Влияние на экскрецию натрия изменений скорости клубочковой фильтрации и
концентрации натрия в плазме. Гормональные механизмы, регулирующие экскрецию натрия
почками. Реин-ангиотензин-альдостероновая система в механизмах поддержания натриевого
гомеостаза. Натрийуретические гормоны- атриопептины, гормон гипоталамического
происхождения. Дигоксиноподобный натрийуретический гормон. Роль почечных нервов в
регуляции экскреции натрия. Гормоны щитовидной железы и их роль в натриевом
гомеостазе. Представление о мультигормональной регуляции экскреции натрия почками.
Нарушения гомеостатического регулирования натрия при различных формах артериальной
гипертензии.
ТЕМА 8. Физические основы функционирования сердечно-сосудистой системы.
Физические методы исследования сердечно-сосудистой системы
ТЕМА 9. Физико-химические основы дыхания. Физические основы методов изучения
дыхания.
Физиологическая роль калия в организме. Концентрация калия в плазме и общее
количество калия в организме. Всасывание калия в различных отделах желудочно-кишечного
тракта. Транспортеры калия в кишечнике, их локализация. Влияние увеличения калия в
плазме на скорость его экскреции. Обработка калия в различных отделах нефрона. Секреция
калия в дистальных канальцах и корковых отделах собирательных трубок. Влияние скорости
тока мочи в канальцах на секреторный процесс. Калийрегулирующий рефлекс с печени.
Экспериментальные подтверждения наличия в печени калий-чувствительных сенсоров.
Афферентные каналы передачи информации. Роль блуждающих нервов. Влияние перерезки
задних корешков на скорость выведения калия. Нервная регуляция захвата калия клетками и
его экскреции почками. Роль - и - адренорецепторов. Гормональные механизмы регуляции
экскреции калия. Роль альдостерона, кортизола и инсулина. Нарушения калиевого гомеостаза.
ТЕМА 10. Физико-химические основы обмена веществ и энергии. Физико-химические
механизмы регуляции температуры тела
Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов. Классификация гормонов по
химической природе (стероидные, белковые и полипептидные, производные аминокислот).
Методы исследования гормонов: химические, радиоиммунные, иммуноферментные,
хроматографические). Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре. Механизмы
действия гормонов на клетку. Внутриклеточные мессенджеры – посредники в реализации
гормонального ответа. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний:
аутоиммунные, на уровне рецепции, внутриклеточные.
Физико-химические методы исследования человека и его систем
Сущность и основы функциональных методов исследования. Роль методов функциональной
диагностики в физиологии человека Основные требования и правила организации и
проведения исследования функционального состояния организма. Методы исследования
сердечно-сосудистой системы – пульсометрия, определение артериального давления
аускультативным методом Короткова, определение ударного и минутного объемов сердца,
скорость кровотока, электрокардиография, кардиоинтервалометрия.
Методы исследования системы внешнего дыхания – спирометрия, спирография,
пневмотахометрия.
Методы исследования центральной нервной системы – хронорефлексометрия,
теппинг-тест, координационные пробы.
Методы
исследования
нервно-мышечного
аппарата
–
миотонометрия,
полидинамометрия, исследование типа функционального реагирования нервно-мышечного
аппарата.
Функциональные пробы и их значение в оценке состояния организма. Классификация
функциональных проб. Основные требования, предъявляемые к функциональным пробам.
Пробы с физическими нагрузками (неспецифические и специфические нагрузки), активная
ортостатическая проба, дыхательные пробы. Типы реакции сердечно-сосудистой системы при
выполнении пробы с физической нагрузкой. Определение физической работоспособности по
тесту PWC170, максимального потребления кислорода, пульсовой стоимости передвижения.
Физиологическое обоснование использования пробы PWC170. Методики
проведения
функциональных проб. Преимущества и недостатки различных функциональных проб.
Оценка результатов. Меры безопасности при проведении функциональных проб.
Индивидуальный подход в оценке результатов исследования.
5. Образовательные технологии, применяемые при изучении дисциплин «Основы физики
биологических систем».
С целью формирования и развития профессиональных навыков студентов дисциплина
«Основы физики биологических систем» предполагает широкое использование в учебном
процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
 просмотр видеофильмов,
 визуальные презентации теоретического материала,
 взаимное рецензирование контрольных работ,
 решение физиологических задач,
 использование проблемных вопросов.
6. Организация самостоятельной работы студентов
Формы самостоятельной работы могут использоваться в качестве форм текущего
контроля:
Подготовка презентаций;
Написание рефератов;
Заполнение таблиц по теме;
Поиск литературы по теме;
Решение задач.
7. Формы контроля
Формы текущего контроля:
Опрос, проверка рефератов, презентаций, результатов тестовых заданий, заполненных
таблиц.
Формы итогового контроля:
экзамен.
Критерии оценки по шкале:
«отлично» (90% объема дисциплины и выше):
«хорошо» (выше 70% объема дисциплины):
«удовлетворительно» (50% объема дисциплины и выше):
«неудовлетворительно» (менее 50% объема дисциплины):
Условия получения студентом экзамена «автоматом»: по результатам текущего
контроля получение отметки «отлично» в 90% работ.
Перечень вопросов к экзамену
1. Предмет и методы, используемые в молекулярной физиологии
2. Виды регуляции физиологических процессов, их эволюция.
3. Роль химической, аутокоидной, нервной и гормональной регуляции.
4. Взаимосвязь механизмов регуляции на молекулярном уровне.
5. Молекулярные основы физиологических процессов в организме, органах и клетках.
6. Модели строения плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная,
глобулярная, бимолекулярная, фосфо-липидная).
7. Современные взгляды о составе и структуре плазматических мембран.
8. Важнейшие функции биологических мембран.
9. Методы изучения биологических мембран.
10. Нарушения структуры и функции мембран при патологии.
11. Современные взгляды об ультраструктуре животной клетки.
12. Функциональное значение цитоплазмы и гиалоплазмы.
13. Структура и функции митохондрий.
14. Значение эндоплазматического ретикулума. Роль рибосом в белковом синтезе.
15. Комплекс Гольджи и его роль в клетке. Лизосомальный аппарат клетки.
16. Роль клеточного центра в делении. Микротрубочки, микрофибриллы, микротельца.
17. Функциональное значение клеточного ядра, ядрышек.
18. Биосинтетические процессы в клетке.
19. Жизненный цикл и деление клеток.
20. Движение клеток, фагоцитоз и пиноцитоз.
21. Дифференциация и специализация клеток.
22. Программированная смерть (апоптоз), старение и смерть клеток.
23. Основы цитопатологии и пути коррекции.
24. Аминокислоты – основная структурная единица белка.
25. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка.
26. Методы исследования структуры белка.
27. Домены в белках. а-спираль и в-структура.
28. Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных
насосов.
29. Симпорты и антипорты.
30. Классификация ферментов по типу катализируемых реакций.
31. Механизмы действия различных типов ферментов.
32. Основные положения кинетики ферментативного катализа. Уравнение МихаэлисаМентен.
33. Аденоциклаза и Na,K-АТФаза как основные мембранные ферменты.
34. Роль гормонов в организме. Синтез и секреция гормонов.
35. Классификация гормонов по химической природе.
36. Методы исследования гормонов.
37. Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре.
38. Механизмы действия гормонов на клетку.
39. Внутриклеточные мессенджеры – посредники в реализации гормонального ответа.
40. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний.
41. Структура и функции химических синапсов.
42. Молекулярные основы синтеза и секреции медиаторов. Метаболизм медиаторов.
43. Рецепция медиаторов на постсинаптической мембране. Классификация медиаторов.
44. Фармакология синаптической передачи.
45. Нейрохимические основы деятельности нервной системы.
46. Структура и функции фибриллярных белков в организме.
47. Основные виды фибриллярных белков: коллаген, эластин, кератины, фибронектин,
ламинин.
48. Патология фибриллярных белков и их роль в патогенезе некоторых заболеваний
49. Перечислите о обоснуйте основные закономерности онтогенеза.
1. Как устроена система регуляции осмотической концентрации крови
2. Какие нарушения могут возникнуть при дефиците основного регулятора водного
обмена вазопрессина.
3. Какие гормоны могут ослаблять антидиуретическое действие вазопрессина. В чем
состоит механизм этого ослабления?
4. От каких факторов зависит интенсивность диуретической реакции после стандартной
водной нагрузки?
В какой ситуации развивается жажда. Каков механизм жажды?
Опишите механизм действия антидиуретического гормона
В чем заключатся физиологическая роль натриевого катиона?
Каким образом может регулироваться общее содержание натрия в теле?
Почему накопление натрия в организме не всегда означает увеличение объема
интерстициальной жидкости?
10. Каким способом можно продемонстрировать существование специфических натриевых
рецепторов?
11. Назовите гормоны, обладающие натрийуретическим и натрийзадерживающим
действием
12. Опишите компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
13. В чем вы видите смысл мультигормонального контроля экскреции натрия почками?
14. Какие нарушения в натрийрегулирующей гомеостатической системе можно
обнаружить при первичном гиперальдостеронизме
15. Нарушения возникающие при гиперпродукции ренина.
16. Какова физиологическая роль калия в организме?
17. Назовите основные калий - транспортирующие системы
18. Каким образом удалось продемонстрировать существование в печени специфических
калиевых рецепторов?
19. Как обрабатывается калий в почечных канальцах и от чего зависит скорость его
экскреции?
20. Назовите основные гормоны, которые принимают участие в регуляции экскреции
калия почками
21. Опишите строение калийрегулирующей системы.
22. Что может произойти при избытке или недостатке калия в организме?
23. Предмет и методы, используемые в молекулярной физиологии
24. Модели строения плазматических мембран (жидкостная, жидкомозаичная,
глобулярная, бимолекулярная, фосфо-липидная
25. Методы исследования структуры белка
26. Домены в белках α-спираль и β-структура
27. Структурно-функциональная организация ионных и водных каналов и ионных насосов
28. Методы исследования гормонов
29. Симпорты и антипорты
30. Рецепция гормонов на плазматической мембране и в ядре
31. Механизмы действия гормонов на клетку
32. Назовите основные внутриклеточные мессенджеры
33. Молекулярные механизмы нарушений гормональных влияний
34. Функциональные методы исследования человека. Сущность и основы функциональных
методов исследования. Роль методов функциональной диагностики в физиологии
человека.
35. Основные требования и правила организации и проведения исследования
функционального состояния организма.
36. Понятие о максимальном потреблении кислорода (МПК). Основные факторы,
влияющие на величину МПК. МПК - количественный уровень (показатель) здоровья
37. Методы определения МПК (по номограмме Астранда, по тесту Купера, по PWC170 и
др.), оценка результатов.
38. Функциональные методы исследования сердечно-сосудистой системы, их значение в
оценке здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (пульсометрия, определение
артериального давления аускультативным методом Короткова, определение ударного и
минутного
объемов
сердца,
скорость
кровотока,
электрокардиография,
кардиоинтервалометрия).
5.
6.
7.
8.
9.
39. Функциональные методы исследования системы дыхания, их значение в оценке
здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (спирометрия, спирография,
пневмотахометрия).
40. Функциональные методы исследования центральной нервной системы, их значение в
оценке здоровья и в оптимизации жизнедеятельности (хронорефлексометрия,
треморометрия, теппинг-тест, координационные пробы).
41. Функциональные методы исследования вегетативной нервной системы и их значение в
оценке состояния организма.
42. Функциональные методы исследования нервно-мышечного аппарата и их значение
(миотонометрия,
полидинамометрия,
исследование
типа
функционального
реагирования нервно-мышечного аппарата).
43. Артериальное давление. Его определение и оценка результатов. Привести примеры.
44. Функциональные пробы и тесты в оценке функциональных способностей
занимающихся физкультурой и спортом. Их классификация.
45. Меры безопасности при проведении функциональных проб. Противопоказания к
проведению функциональной пробы, показания к прекращению проведения.
46. Основные требования, предъявляемые к функциональным пробам и тестам.
47. Пробы и тесты с физической нагрузкой (20 приседаний, проба Летунова,
проба Руфье). Методика проведения каждой пробы и оценка результатов.
49. Гарвардский степ-тест, проба PWC170, пульсовая стоимость передвижения. Проба
50. Астранда. Методика проведения и оценка результатов.
51. Велоэргометрия. Методика проведения.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
1. Айзман Р.И., Герасев А.Д., Иашвили М.В. Физиология возбудимых тканей.Новосибирск, НГПУ, 1999, 128 с.
2. Гинецинский А.Г. Химическая передача нервного импульса и эволюция мышечной
функции. - Л.:Наука, 1970, 204 с.
3. Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия.- М.:Мир. 1984.
4. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985.
5. Покровский В. М., Коротько Г. Ф. Физиология человека. – М., 1998.
6. Руководство по физиологии. - Л– М., Наука, 1990-1998 гг.
7. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая
школа, 1996, 335 с.
8. Судаков К. В. Нормальная физиология. – М., 1999.
9. Теория химической передачи нервного импульса: Этапы развития. – Л.:Наука, 1981,
144 с.
10. Ткаченко Б. И. Основы физиологии человека. – Т.1-2. – СПб., 1994.
11. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека. – Т. 1, 2. – М., 1996.
12. Фершт Э. Структура и механизм действия ферментов. - М.:Мир. 1980.
13. Якубке Х.Д., Ешкайт Х. Аминокислоты, пептиды, белки. - М.:Мир,
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзман Р.И. Онтогенез водно-солевого обмена и функций почек. Новосибирск, Изд-во
НГПИ, 1990. – 48 с.
2. Айзман Р.И. Формирование функции почек и водно-солевого обмена в онтогенезе. В
кн.: Физиология развития ребёнка. М., 2000, Изд-во РАО (Ред. М.М. Безруких. Д.А.
Фарбер), глава 11. с.186-200.
3. Айзман Р.И., Герасёв А.Д., Дюкарев И.А. Молекулярные основы физиологии человека.
Компендиум. Новосибирск, 2009. – 306 с.
4. Вандер А. Физиология почек. Санкт-Петербург-Москва-Харьков-Минск,2000 - 252с.
5. Великанова Л.К. Осморецепторы. Новосибирск, Наука, Сиб. Отд.,1985 - 88 с.
6. Великанова Л.К., Айзман Р.И., Абаскалова Н.П. Резервные возможности функций
почек и водно-солевого гомеостаза. Новосибирск, Изд-во НГПУ, 1997.- 165 с.
7. Гомеостаз (под ред. П.Д.Горизонтова). М., Медицина,1981 - 576 с.
8. Ю.В. Наточин Ионорегулирующая функция почки-Л., Наука, 1976 -266 с.
9. Почечная эндокринология (ред. М.Дж. Данн)- М.: Медицина, 1987- 667 с.
10. Основы эндокринологии. М., Высшая школа, 1984. - 336 с.
11. Теппермен Дж. И Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы.
М.: Мир,1989-653 с.
12. А.Я.Тернер Гормональные механизмы регуляции экскреции натрия почкамиНовосибирск, Изд. НГПУ, 1997. - 63 с.
13. Физиология водно-солевого обмена и почки. Санкт-Петербург: Наука,1993. – 576 с.
14. Физиологические основы здоровья. /Отв. ред. Р.И.Айзман, А.Я.Тернер. Новосибирск:
Изд-во «Лада», 2001. – 524 с.
15. Финкинштейн Я.Д. Осморегулирующая система организма. Новосибисрк: Наука, Сиб.
Отд.,1985. – 120 с.
16. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985.
17. Покровский В. М., Коротько Г. Ф. Физиология человека. – М., 1998.
18. Руководство по физиологии. Л– М.: Наука, 1990-1998 гг.
19. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая
школа, 1996, 335 с.
20. Судаков К. В. Нормальная физиология. – М., 1999.
21. Ткаченко Б. И. Основы физиологии человека. – Т.1-2. – СПб., 1994.
22. Мартиросов Э.Г. Методы исследования в спортивной антропологии. – М.: Физкультура
и спорт, 1982. – 199 с.
23. Мартынов И.Ф. Функциональные методы исследования внешнего дыхания. – М.:
Медицина, 1971. – 142 с.
24. Петренко М.И., Письменный Р.Я. Электрокардиограмма у детей в норме и при
некоторых патологических состояниях.- М.: Медгиз, 1959.- 160 с.
25. Рубанович В.Б. Валеологические принципы организации физической культуры. Новосибирск: Изд. НИПКиПРО, 1997. - 165 с.
26. Рубанович В.Б. Врачебно-педагогический контроль при занятиях физической
культурой. - Новосибирск: Изд. НИПКиПРО, 1998. - 283 с.
27. Синельникова Э.М. Основы неврологического контроля в спорте. – М.: Физкультура и
спорт, 1984. – 95 с.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Основы физики биологических
систем»
Компьютерный класс, ноутбук, видеопроектор, видеооборудование, интерактивная доска