Тематический план лекций

ОШСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
МЕДИЦИНСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН
«УТВЕРЖДАЮ»
«СОГЛАСОВАНО»
Декан медицинского факультета
председатель УМО
К.мед.н., профессор
ст.преп.
______________ Арстанбеков М.А.
_____________ Джумаева Л.М.
«РАССМОТРЕНО»
На заседании кафедры
Протокол №___ от _________2013 г.
Зав.каф., д.хим.н., профессор
____________________Камалов Ж.К.
Силлабус
По
БИОФИЗИКЕ
Для специальностей: лечебное дело, стоматология, педиатрия и фармация.
Всего____ кредитов
Курс
I
Семестр 1
Лекции 12
Практические (семинарские) занятия
Лабораторные занятия
Внеаудиторных часов30
Аудиторных часов30
СРС П10
СРС 20
Всего часов по дисциплине 60 часов
Экзамен 2семестр
12 часов
6 часов
Силлабус (учебная программа) составлен кафедрой естественнонаучных дисциплин на
основании рабочей программы по дисциплине «биофизика»
Ош 2013 г
Силлабус (учебная
программа) составлен кафедрой естественнонаучных
дисциплин на основании рабочей программы по дисциплине «физика»
Обсужден на заседании кафедры от «______» _____________2013__ г.
Протокол №____
Зав.кафедрой _____________________ д.х.н., профессор Камалов Ж.К.
Аннотация курса
Курс «Биофизика» является фундаментальной базой наук о жизни.
Биофизика – это наука, включающая теоретические построения и модели
Строения и функционирования живой материи, основанные на современных
физико-химических представлениях. Они отражают физические особенности
молекулярной организации и элементарных процессов живого, которые в свою
очередь создают молекулярную основу биологических явлений. Предлагаемая
дисциплина предназначена для формирования у
студентов целостного
естественнонаучного мировоззрения и приобретения ими специальных
навыков использования в биологических исследованиях физических
методов, позволяющих изучать физические и физико-химические процессы и
явления, лежащие в основе проявления фундаментальных свойств любой живой
системы.
Материал курса изучается на лекциях, практических занятиях, лабораторных
работах, в ходе самостоятельной работы студентов.
По результатам обучения предлагается проведение экзамена.
ПРОГРАММА
1 ВВЕДЕНИЕ
Биофизика представляет собой одну из фундаментальных биологических дисциплин,
дающая возможность на основе плодотворного слияния трех наук - физики, химии и
биологии подойти к пониманию основ жизненных процессов.
Знание законов биофизики дает возможность разрабатывать новые методы диагностики и
лечения. В настоящее время многие биофизические методы широко используются в
диагностике различных заболеваний, для выяснения механизма действия лекарственных
препаратов, для контроля при лечении.
2 Цель дисциплины
Формирование научного мировоззрения и научной методологии в медицине, как
теоретической основы клинико-лабораторных и функциональных методов исследования,
молекулярной диагностики и
применения современных технических средств для
медицинских исследований.
3 Задачи обучения:
 показать практически важные достижения биофизики для решения задач медикобиологических исследований;
 обеспечить теоретическую базу для изучения медико-биологических дисциплин;
 дать знания основ биофизических методов, применяемых в медико-биологических
исследованиях, гигиене и эпидемиологии.
 научить студентов понимать и использовать некоторые физико-химические законы
для объяснения процессов, протекающих в организме человека;
 сформировать у студентов логическое мышление, умение строить обоснованные
суждения и умозаключения.
4 Конечные результаты обучения:
Студент должен знать:
 физико-химические особенности строения мембранных структур, механизмов их
функционирования
 биофизические механизмы транспорта веществ через мембрану, механизмы
электрогенеза
 биофизические особенности взаимодействия света с биологическими структурами
 биофизические закономерности работы сердечно-сосудистой системы, мышечной и
дыхательной систем
 метрологическое обеспечения исследований.
 важности формирования научного мировоззрения и принципов научной методологии.
 основные группы медицинских приборов и аппаратов, применяемых для
исследования биологических систем.
Студент должен уметь:
 правильно подбирать технические средства при решении медицинских задач;
 решать задачу оптимального сопряжения биообъекта и технических средств в медикобиологических исследованиях;
 проводить регистрацию ЭКГ в стандартных отведениях.
 производить основные физические измерения зарегистрированных параметров,
обрабатывать результаты измерений и использовать для этого вычислительные
средства;
 измерять концентрацию веществ с использованием фотометрических
приборов.


использовать современные физические, физико-химические и медикобиологические методы исследования
Студент должен владеть навыками:
работы с установками, использования прикладных программ;
пользования ресурсами Internet;
применения статистических методов анализа;
пользования
электронными
услугами,
предоставляемыми
правительством»;
«Электронным
2.5 Пререквизиты дисциплины
школьная программа по предметам «Физика», «Биология», «Химия».
2.6 Постреквизиты: Нормальная физиология, молекулярная биология и генетика,
биохимия, патологическая физиология, профильные дисциплины
2.7 Тематический план лекций, практических занятий и СРС
Всего
часов
60
Лекции
12
Практиче-ские
занятия
18
Самостоятельная
работа
30
Семестр
2
Форма контроля,
семестр
Экзамен
Тематический план лекций
Изучаемые вопросы
Распр-е
по
неделям
Лит-ра примечание
Структура и свойства. Основные функции
биологических
мембран.
Структура
биологических
мембран.
Физические
состояние и фазовые переходы липидов в
мембран. Подвижность
фосфолипидных
молекул в мембранах. Плоские бислойные
липидные мембраны. Модельные липидные
мембраны.
Пассивный
перенос
веществ
через
мембраны.
Методы
изучения
проницаемости биомембран. Уравнение
Нериста-Планка для переноса ионов через
мембрану клетки.
Активный транспорт веществ. Опыт
Уссинга. Электрогенные ионные насосы.
Принципы коррекции обмена веществ и
энергий мембраной и их значения в
медицине.
Мембранные потенциалы и их ионная
природа. Потенциал покоя. Уравнение
Нернста. Потенциал действия. Методы
регистрации биопотенциалов. Уравнение
Ходжкина-Хаксли-Катца.
Методы
исследования потенциалов действия
Электрические поля органов.
Принцип эквивалентного генератора.
Физические основы электрографии. Метод
1
[2], [3], Лекционные
[4]
демонстрации,
использование
ТСО,
показ учебных фильмов.
2
[2], [4], Лекционные
[5]
демонстрации,
использование
ТСО,
показ учебных фильмов.
3
[2], [7], Лекционные
[4]
демонстрации,
использование
ТСО,
показ учебных фильмов.
4
[3], [4],
[2]
Кол-во
часов
Раздел курса
мо
ду
ль
Биофизика мембран.
2
2
Транспорт веществ
через биологические
мембраны.
2
3
Биологические потенциалы.
2
4
Электрическая активность
органов.
2
Мо
ду
ль
2
Модуль 1
1
Лекционные
демонстрации,
использование ТСО,
5
Рентгеновское
излучение.компьютерная
томография
2
6
Информация и принципы
регулирования
биологических мембран.
2
Всего:
12ч.
исследования активности головного мозга –
электроэнцелография.
Основные свойства и характеристики
излучения. Тормозное и характеристическое
рентгеновское излучение. Взаимодействие
рентгеновского излучения с веществом.
Защита от рентгеновского излучения.
Физические принципы рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Понятие о
рентгеновской компьютерной томографии
Кибернетическая система, ее свойства.
Принцип автоматической регуляции в
живых системах. Информация.
Информационные потоки в живых
организмах.
показ учебных фильмов.
5
[1], [2],
[3], [4]
Лекционные
демонстрации,
использование ТСО,
показ учебных фильмов.
6
[3], [2],
[4]
Лекционные
демонстрации,
использование ТСО,
показ учебных фильмов.
Тематический план практических занятий:
Наименование темы
Термодинамика
биологических систем.
1
2
Изучение электрического
поля диполя.
2
2
3
Электрические методы
измерения
неэлектрических величин
Распрние по
неделям
Кол-во
часов
№
2
Термодинамический метод изучения биологических
систем.Теплообмен.
Виды теплообмен.Теплолечение.
Использование низких температур в
медицине.Второе начало термодинамики.
Критика теории «тепловой смерти»
Вселенной.Энтропия. Организм как открытия
система. Теорема Пригожина.
Сравнение термодинамического равновесия и
стационарного состояния.
Электрическое
поле.
Напряженностью
и
потенциалом электрического поля.
Что
называется
электрическим
диполем?
Электрическим моментом диполя?
Выведите формулу для определения разности
потенциалов двух точек электрического поля
диполя.
Что
называется
силовыми
линиями
и
эквипотенциальными
поверхностями
электрического поля? Укажите физические основы
теории Эйнтховена.
Каково взаимное расположение силовых линий и
эквипотенциальных поверхностей электрического
поля?
Что называется датчиком? Опишите устройство и
принцип действия некоторых видов датчиков. Что
называется коэффициентом тензочувствительности?
Как он определяется в данной работе?
Форма
контроля
примечание
1
Опрос
демонстрации,
использование
ТСО
2
Опрос
демонстрации,
использование
ТСО,
показ
учебных
фильмов.
5
Ситуац.за
дачи
демонстрации,
использование
ТСО,
показ
учебных
Что называется параметрическими и генераторными
датчиками?
Укажите возможные применения датчиков для
снятия
медико-биологической
информации.
Термистор.
Что называется потенциалом покоя?
Опишите механизм возникновения ПП.
Изучение потенциала
действия в нерве и мышце
лягушки
2
4
Рентгеновское излучение
2
5
Изучение транспорта
ионов через кожу лягушки
2
6
Итого
12
Что называется потенциалом действия?
Опишите механизм возникновения ПД.
Опишите механизм проведения ПД активной
мембраной.
Какие типы синапсов существуют и чем они
отличаются?
Что такое ВПСП и ТПСП?
Рентгеновское излучение (определение, свойства).
Тормозное и характеристическое рентгеновское
излучение.Каков
механизм
возникновения
отдельных
спектральных
линий
на
фоне
непрерывного спектра тормозного рентгеновского
излучения?
Как
можно
использовать
характеристические рентгеновские спектры для анализа свойств вещества?
Закон Мозли. Взаимодействие рентгеновского
излучения с веществом. Ослабление рентгеновского
излучения
Использование
рентгеновское
излучения
в
медицине.
Опишите строение клеточной мембраны.
Обьясните механизмы пассивного и активного
транспорта.Опишите модель Уссинга – КефедИонсена.Уравнение Нерста – Планка.Уравнение
Гольдмана – Ходжкина – Катца.
фильмов.
7
Ситуац.за
дачи
демонстрации,
использование
ТСО, показ
учебных
фильмов.
8
Ситуац.за
дачи
демонстрации,
использование
ТСО, показ
учебных
фильмов.
9
Опрос
демонстрации,
использование
ТСО, показ
учебных
фильмов.
Тематический план лабораторных занятий:
№
1
2
3
Наименование темы
Изучение низкочастотных электрических токов,
применяемых в физииотерапии. Изучение аппарата
«амплипульс - 5»
Физические основы высокочастотной
терапии.принцип действия аппарата для местной
дарсонвализации "искра- 1"
Измерение температуры термопарой
Итого
Кол-во
часов
2
Распр-ние по
неделям
Форма
контроля
примечание
3
Ситуац.зада
чи
демонстрации, использование
ТСО, показ учебных фильмов.
4
Опрос
демонстрации, использование
ТСО, показ учебных фильмов.
2
6
2
6
демонстрации, использование
ТСО,
Задания для самостоятельной работы студентов.
Колво
часов
1
Автоволновые
процессы
в активных
средах
Биофизика
мышечного
сокращения
4
2
4
4
3
Моделирование
биофизических
процессов
4
6
4
Биофизика
системы
кровообращения
4
8
5
Биосфера и
физические поля
4
10
6
Элементы
биофизики
органов чувств
6
12
Задание
реферат
конспек
т
конспек
т
2
Распрние по
неделям
реферат
Наименование
темы задания
конспект
№
содержание
Лит-ра
Автоколебания и автоволны в органах и тканях.
Распространения автоволн в однородных средах.
Циркуляция волн возбуждения в кольце.
Ревербераторы.
Механические свойства мышц.. Работа мышц.
Механизм мышечного сокращения. Тонкаяструкту-ра
мышц. Ферментативные свойства актомиозина.
Кальциевый насос.Теория механизма мышечного
сокращения
Основные этапы моделирования.
Математические модели роста численности
популяции. Модель «хищник- жертва»
[1],[2],[
4],[5]
Форма
контроля
Сроки
сдачи
Устный
опрос,
тестовый
опрос
Устный
опрос,
тестовый
опрос
3
[1],[2],[
8],[5]
Устный
опрос,
7
Реологические свойства крови. Основные законы
гемодинамики. Биофизические функции элементов
сердечно-сосудистой системы. Кинетика кровотока в
эластичных сосудах. Динамика движения крови в
капиллярах.
Человек и физические поля окружающего мира.
Собственные физические поля организма. Виды
физических полей тела человека. Их источники.
[9]
[2],
[4],
[1]
Устный
опрос,
тестовый
опрос
9
[1],3],[4
][5][6]
11
Восприятие вкуса. Восприятие запаха.слух. зрение.
[1][2]
[4],[5][7
]
Устныйо
прос,
тестовыйопр
ос
Устный
опрос,
тестовый
опрос
[7],[2],[
4],[5]
5
13
Биофизика вдоха и выдоха. Растяжимость легких.
Работа дыхания. Сопротивление дыхания.
[1],[2],[
4],[5][8]
[3]
Технологическая карта
Итоги модулей
экзамен
СРС
6
9
15
6
9
15
5
20
5
5
20
30
лек.
Практ.
30
СРС
балы
СРС
практич.
18
Практ.
12
2 модуль
лек.
60
Лаборат.
1 модуль
Лекции
30 ч.
рефер
ат
Итого
14
Общее кол-во
часов
4
Семестр
Биофизика
внешнего
дыхания
II
7
30
5
40
Устный
опрос,
тестовый
опрос
15
2.9 Рекомендуемая литература.
Основная:
1. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И. и др.Биофизика. М., Владос,2000.
2. Рубин А.Е.Биофизика.Т1,2М.:Университет «книжный дом»2000,2004
3. Владимиров Ю.А. Рощупкин Д.И.,Потапенко А.Я., Деев А.И. Биофизика, М.,
Медицина, 1999.
4. Губанов И.И., Утепбергенов А.АМедицинская биофизикаМ., Медицина,1978
Дополнительная литература.
1. ВарфломеевС.Д.Гуревич К.Г. Биокенетика: Практический курс,-М. ФАИРПРЕСС,1999.
2. Физиология человека. В 3 томах. Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.:
Мир, 2004 г.
3. Основы физиологии человека. Учебник в 2 томах под редакцией Б.И. Ткаченко,1994
4. Кантор Ч.,Шиммел П. Биофизическая химия 1-3 том, М.Мир,1985
5. РощупкинД.И.,Артюхов В.Г. Основы фотобио.физики. Воронеж,1997
6. Генис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М. «Мир»,1997
7. Самойлов В.О.Медицинская биофизика.СПб.: СпецЛит,2004.
Методы обучения и преподавания
Методы преподавания
практические занятия (практические работы, решение задач, составление
программ, работа с программами, краткий
обзор,
вопросами и обсуждением, демонстрация работы
индивидуальных заданий)обсуждение тем в группе.
Тестовый опрос.
Формы организации СРСП:
Консультации по теме,
Выполнение индивидуальных заданий.
Разработка презентаций.
Формы организации и контроля СРС:
Рефераты.
Консультации,
Обсуждение в группе и защита рефератов.
Опрос по вопросам СРС на экзамене.
Критерии и правила оценки знаний:
сопровождающийся
программ и выполнения
Контроль и оценка знаний студентов проводится по 100 балльно-рейтинговой
системе. Баллы делятся следующим образом: текущий и рубежный контроль
знаний оценивается всего: 60% (60 баллов), а итоговый контроль 40% (40
баллов)
Критерии оценки знаний на практических занятиях.
Оценка « отлично» ставится, если студентне допустил неточностей при
ответе теории, выполнил самостоятельно без замечаний практическую или
лабораторную работу и своевременно сдал отчет, ответил на все контрольные
вопросы при сдаче отчета.
Оценка «хорошо» ставится, если студент не допустил грубых ошибок при
ответе теории, выполнил без принципиальных замечаний практическую или
лабораторную работу и своевременно сдал отчет,
Оценка «удовлетворительно» ставится, если студент не полностью объяснил
теорию по теме занятия, при выполнении практической или лабораторной
работы нуждался в помощи преподавателя, в работе допустил неточности и
непринципиальные ошибки, не проявлял активности в поиске решений,
испытывал большие трудности в анализе результатов работы и сдаче отчета по
работе.
Оценка « неудовлетворительно» ставится, если студент не усвоил более
половины материала темы, в ответах допустил принципиальные ошибки, не
выполнил отдельные индивидуальные задания, не смог своевременно сдать
отчет по работе, не проработал основную литературу.