Основы физики биологических систем - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г.Ишиме
УТВЕРЖДАЮ
Директор филиала
/Шилов С.П./
2014 г.
ОСНОВЫ ФИЗИКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) – Педагогическое образование
профиля подготовки Биологическое образование
очной формы обучения
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
от
. .2014
Содержание: УМК по дисциплине «Основы физики биологических систем» для студентов
направления подготовки 050100 (44.03.01) – Педагогическое образование, профиля подготовки
Биологическое образование, очной формы обучения.
Автор(-ы): к.п.н., доцент Ермакова Е.В.
Объем 20 стр.
Должность
ФИО
Дата
согласования
Результат
согласования
Заведующий
кафедрой
Мамонтова
Т.С.
18. 09.2014
Рекомендовано
к электронному
изданию
Председатель УМС
филиала ТюмГУ в
г.Ишиме
Поливаев
А.Г.
. .2014
Согласовано
Начальник ОИБО
Гудилова
Л.Б.
. .2014
Согласовано
Примечание
Протокол заседания
кафедры от
18.09.2014
№1
Протокол заседания
УМС от . .2014
№
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Ишиме
Кафедра физико-математических дисциплин и профессионально-технологического образования
Ермакова Е.В.
ОСНОВЫ ФИЗИКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) – Педагогическое
образование
профиля подготовки Биологическое образование
очной формы обучения
Тюменский государственный университет
2014
Ермакова Е.В. Оносвы физики биологических систем. Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления подготовки 050100 (44.03.01) – Педагогическое
образование профиля подготовки Биологическое образование очной формы обучения. Тюмень,
2014, 29 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ:
Естественнонаучная картина мира [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.utmn.ru,
раздел «Образовательная деятельность», свободный.
Рекомендовано
к
изданию
кафедрой
физико-математических
дисциплин
и
профессионально-технологического образования. Утверждено директором филиала ТюмГУ в
г. Ишиме.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: к.п.н., доцент Мамонтова Т.С.
Ф.И.О., ученая степень, звание заведующего кафедрой
© Тюменский государственный университет, филиал в г. Ишиме, 2014 .
© Ермакова Е.В., 2014.
Ф.И.О. автора
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
Пояснительная записка:
1.
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цели освоения дисциплины «Основы физики биологических систем» является
формирование готовности использовать знания о современной естественнонаучной картине мира
в образовательной и профессиональной деятельности.
Задачи освоения дисциплин
Овладение понятийным аппаратом физической науки, ее законами, теориями, методами
исследования.
Показ взаимосвязи физических знаний с биологическими объектами.
Ознакомление с основными направлениями развития физической науки, формирование
естественно–научного мировоззрения.
Развитие мышления и умения самостоятельно приобретать знания.
Формирование умений практического характера (составление конспекта прочитанного,
подготовка доклада, реферата).
Формирование экспериментальных умений (пользоваться приборами, обрабатывать
результаты эксперимента, оформлять результаты измерений).
Формирование умений решать задачи межпредметного содержания.
1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Основы физики биологических систем» относится к дисциплинам по выбору
учебного плана. Для освоения дисциплины «Основы физики биологических систем» используются
знания, умения, виды деятельности и установки, сформированные в ходе изучения дисциплин
«История». Данная дисциплина предлагается для усвоения во 3 семестре.
Таблица 1
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими)
дисциплинами
№
п/п
1.
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Методы биологических
исследований
Темы
дисциплины
необходимые
для
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
+
+
+
изучения
4
+
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
способен понимать значение культуры как формы человеческого существования и
руководствоваться в своей деятельности современными принципами толерантности, диалога и
сотрудничества (ОК-3);
способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной
и
профессиональной
деятельности,
применять
методы
математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
способен организовывать сотрудничество обучающихся и воспитанников (ПК-6)
способен разрабатывать и реализовывать культурно-просветительские программы для
различных категорий населения, в том числе с использованием современных информационнокоммуникационных технологий (ПК- 8)
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате изучение дисциплины студент должен:
знать:
 основные физические понятия, законы, теории и методы исследования;
 место физики в естественных, технических науках и ее основные отрасли применения.
уметь:
 применять физические закономерности к решению производственных, технологических
задач;
 пользоваться основными физическими приборами;
 устанавливать связь физики с техническими дисциплинами.
владеть:
 навыками работы с физическим лабораторным оборудованием
приобрести опыт:
 проведения физического эксперимента и обработки результатов экспериментальных
исследований.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 3 Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость дисциплины
составляет 3 зачетных единицы, 108 академических часов, из них 54 часов, выделенных на
контактную работу с преподавателем, 54 часов, выделенных на самостоятельную работу.
Таблица 2
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов
1
2
3
4
5
6
7
8 9 10
Контактная работа:
54
54
Аудиторные занятия (всего)
54
54
В том числе:
Лекции
20
20
Практические занятия (ПЗ)
34
34
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:
Самостоятельная
работа
54
54
(всего):
Общая трудоемкость зач. ед.
3
3
час
108
108
Вид
промежуточной зач
зач
аттестации (зачет, экзамен)
3. Тематический план
№
Тема
недели
семестр
а
Таблица 3
Виды учебной работы и
самостоятельная работа, в
час.
Итого
часов
по
Из них в
интерак
тивной
Итого
количес
тво
2
1.1. Строение
функции
клеточных
мембран.
Физические
химические
процессы
транспорта
веществ
мембраны.
и
3
4
1-3
4
7
8
9
10
8
14
26
4
30
8
14
26
4
30
5
6
Модуль 1
Самостоятельная
работа*
баллов
Лабораторные
занятия*
форме, в
часах
Семинарские
(практические)
занятия*
Лекции *
1
теме
и
через
Всего
4
Модуль 2
как
2.1. Ферменты
белковая
структура.
Систематика
ферментов.
Биофизические и
биохимические
закономерности
функционирования
ферментов.
как
2.2. Организм
единое
целое.
Нейрогормональная
регуляция
функций.
Физические
закономерности
регуляторных
механизмов.
4-5
6
8
12
26
2
10
6-10
6
8
12
26
8
20
12
16
24
52
10
0-30
16
32
8
40
Всего
Модуль 3
3.1. Физикохимические
методы
исследования
человека и
систем
11-17
его
6
10
Всего
Итого (часов,
баллов):
Курсовая работа *
Из них в интеракт.
форме
6
20
10
34
8
14
16
54
32
108
0-40
0-100
8
22
*- если предусмотрены учебным планом ОП.
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
другие формы
Инфор
мации
онные
систем
ыи
техноло
гии
электронные
практикумы
комплексные
ситуационные
задания
программы
компьютерного
тестирования
Технические
формы
контроля
практические
задания
Решение задач
тест
контрольная
работа
Письменные работы
лабораторная
работа
ответ на
семинаре
собеседование
коллоквиумы
Устный
опрос
Итого количество баллов
Таблица 4
№ Темы
Модуль 1
Строение и функции
клеточных мембран.
Физические
и
химические процессы
транспорта веществ
через мембраны.
5
15
2
3
5
Всего
30
30
Модуль 2
Ферменты
как
белковая структура.
Систематика
ферментов.
Биофизические
и
биохимические
закономерности
функционирования
ферментов.
Организм как единое
целое.
Нейрогормональная
регуляция функций.
Физические
закономерности
регуляторных
механизмов.
4
7
3
6
10
10
20
Всего
30
Модуль 3
Физико-химические
5
10
5
20
40
методы исследования
человека и его систем
Всего
Итого
40
100
4. Содержание дисциплины
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.
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, калийводородная АТФаза, кальциевая АТФаза). Симпорты и антипорты.
Методы изучения биологических мембран. Нарушения структуры и функции мембран при
патологии.
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.
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,K-АТФаза как основные мембранные ферменты.
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.
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.
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 плазмеодин 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.
Физические основы функционирования сердечно-сосудистой системы. Физические
методы исследования сердечно-сосудистой системы
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.
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, теппингтест, 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.
6. Планы семинарских занятий.
№ п/п
Тема семинарского занятия
Вопросы, выносимые на семинар
1
Кинематика
прямолинейного и
криволинейного движения
1. Характеристики движения материальной точки.
2. Законы
равномерного
и
равноускоренного
движения.
материальной точки
2
Динамика материальной точки
и системы тел
3
Работа, мощность. Законы
сохранения.
4
Основы молекулярнокинетической теории. Газовые
законы.
5
Основы термодинамики
6
Основы электростатики
7
Постоянный электрический ток
8
Элементы геометрической и
волновой оптики
9
Физика атома и атомного ядра
3. Криволинейное
движение,
движение
по
окружности.
4. Колебания и волны
1. Законы динамики Ньютона.
2. Силы в механике.
1. Энергия. Импульс.
2. Закон сохранения импульса.
3. Закон сохранения энергии
4. Работа. Мощность
1. Основы МКТ.
2. Идеальный газ.
3. Изопроцессы.
1. Законы термодинамики.
2. Применение 1-го закона термодинамики к
изопроцессам.
3. Тепловые машины.
1. Электрический заряд, его характеристики.
2. Закон Кулона.
3. Электрическое поле.
5. Напряженность электрического поля.
5. Электрический потенциал.
6. Связь между напряженностью и потенциалом
электрического поля.
7. Конденсаторы
1. Электрический ток и его характеристики.
2. Закон Ома для участка цепи.
1. Сопротивление проводников.
2. Электродвижущая сила.
3. Закон Ома для полной замкнутой цепи.
1. Основные понятия и законы геометрической
оптики.
2. Основные элементы оптических систем.
1. Интерференция световых волн и способы ее
осуществления.
3. 3. Дифракция
4. Дифракционная решетка.
1. Строение атома и ядра.
2. Радиоактивность.
3. Ядерные реакции
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум)
Лабораторные работы не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).
Курсовые работы не предусмотрены.
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов
Таблица5
№
Модули и темы
Виды СРС
Неделя
Объем
Кол-во
1
2
обязательные
дополнительные
семестра
часов
баллов
3
4
5
6
7
Решение задач (
1-3
12
30
12
30
4-5
6
10
6-10
6
20
12
30
12
30
12
36
30
100
Модуль 1
1.1
Строение
и
функции
клеточных
мембран.
Физические
и
химические
процессы
транспорта
веществ
через
мембраны.
Подготовка к семинарским
занятиям
Выполнение заданий
семинара
Всего
Модуль 2
2.1.
2.2.
Ферменты
как
белковая
структура.
Систематика
ферментов.
Биофизические и
биохимические
закономерности
функционирования
ферментов.
Организм
как
единое
целое.
Нейрогормональная
регуляция
функций.
Физические
закономерности
регуляторных
механизмов.
Подготовка к семинарским
занятиям
Выполнение заданий
семинара
Подготовка к семинарским
занятиям
Выполнение заданий
семинара
Решение задач
Всего
Модуль 3
3.1.
Физикохимические
методы
исследования
человека и
систем
Всего
Итого
Подготовка к семинарским
занятиям
Выполнение заданий
семинара
Решение задач
11-17
его
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
Циклы, дисциплины (модули) учебного
плана ОП
Индекс компетенции
Общекультурные
Код
компетенции
компетенции
ОК-3
ОК-4
ПК-6
ПК-8
Виды аттестации
Текущая (по
дисциплине)
Промежуточная (по
дисциплине)
3семестр
Основы физики биологических систем
+
+
+
+
ФОС
УФ-1
УФ-7
ПФ-4
ПФ-6
ПФ-7
ПФ-10
УФ-12
ПФ- 12
+
+
+
+
+
+
+
ОК-3
Код
компетенции
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их
формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 6
Карта критериев оценивания компетенций
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый (хор.)
76-90 баллов
Знает:
- роль физики в
развитии научной
мысли.
Умеет:
- ориентироваться в
информационном
потоке, использовать
рациональные
способы решения
физических задач
Владеет:
- навыком работы с
информацией в
глобальных
компьютерных сетях.
Знает:
- основные положения физики и
развитие физических
теорий
Умеет:
- корректно выражать
и аргументировано
обосновывать
имеющиеся знания.
Владеет:
- навыками работы со
всевозможными
источниками
информации;
- пониманием
движущей силы и
закономерностей
исторического
процесса, места
человека в историческом процессе.
Повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Знает:
- научные основы
предмета физики.
Умеет:
- решать физические
задачи разного
уровня сложности
Владеет:
- навыками
представления
результатов своего
исследования по
истории развития
физики в устной и
письменной форме.
Виды
занятий
(лекции,
семинар
ские,
практические,
лабораторные
)
Лекции
Семинарские
занятия
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и др.)
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Творческие
работы
Выполнение
заданий
ОК-4
Знает:
- основные приемы
анализа и обобщения
информации;
- нормы русского языка,
правила построения
высказываний, значение
основных терминов.
Умеет:
- ставить учебные цели
и выбирать пути их
достижения;
- работать с
информацией в
глобальных
компьютерных сетях.
Владеет:
- необходимыми
навыками
коммуникации;
- навыком планирования
собственной
учебной
деятельности.
ПК-6
Знает:
- основные нормативноправовые документы в
сфере образования;
- сущность
образовательного
процесса.
Умеет:
- выбирать оптимальные
воспитательные и
образовательные
программы в
соответствии с
современными
концепциями
образования;
- проектировать учебновоспитательный процесс
с использованием
современных
технологий
Владеет:
- способами ориентации
в основных нормативноправовых документах
Знает:
- основные методы,
способы и средства
получения, хранения и
переработки
информации;
- правила и особенности
работы в глобальных
компьютерных сетях.
Умеет:
- наладить эффективное
взаимодействие с
однокурсниками;
- самостоятельно
готовиться и выступать
с сообщением по той
или иной теме.
Владеет:
- необходимыми
навыками
коммуникации;
- навыком планирования
собственной учебной
деятельности;
- навыками публичной
речи;
- навыком
самоорганизации и
самоконтроля.
Знает:
- правовые нормы
педагогической
деятельности; сущность и основные
структурные элементы
образовательного
процесса.
Умеет:
- анализировать и
выбирать оптимальные
воспитательные и
образовательные
программы в
соответствии с
современными
концепциями
образования;
- проектировать учебновоспитательный процесс
с использованием
современных
технологий с учетом
возрастных
особенностей учащихся
Владеет:
- способами ориентации
в основных
профессиональных
источниках информации
Знает:
- особенности
эффективного
внутригруппового и
межгруппового
межличностного
взаимодействия;
Лекции
Семинарские
занятия
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Творческие
работы
Выполнение
заданий
Лекции
Семинарские
занятия
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Творческие
работы
Выполнение
заданий
Умеет:
- ставить перед собой
цели саморазвития и
самосовершенствования
и достигать их.
Владеет:
- необходимыми
навыками
коммуникации;
- навыком планирования
собственной учебной
деятельности;
- навыками публичной
речи;
- навыком
самоорганизации и
самоконтроля;
- потребностью в
самоорганизации и
самоконтроле;
- мотивами
и
потребностями
в
педагогическом
саморазвитии
и
самосовершенствовании
Знает:
- правовые нормы
педагогической
деятельности и
образования в целом;
- сущность и структуру
образовательного
процесса.
Умеет:
- системно
анализировать и
выбирать
воспитательные и
образовательные
концепции;
- проектировать учебновоспитательный процесс
с использованием
современных
технологий,
соответствующих
общим и
специфическим
закономерностям и
особенностям
возрастного развития
личности
Владеет:
- способами ориентации
в профессиональных
источниках информации
ПК-8
Знает:
- основы
просветительской
деятельности;
- способы сборки
информации для
проведения
педагогических
исследований;
- технологии обучения и
воспитания личности;
Умеет:
- пользоваться
современными
образовательными
ресурсами;
- использовать основные
методы педагогической
диагностики для
решения
профессиональных
задач;
Владеет:
- способами проектной
деятельности в
образовании;
- способами
отслеживание
результативности
процесса обучния и
воспитания
Знает:
- основы
просветительской
деятельности;
- способы организации и
проведения
педагогических
исследований проблем
образования;
- теории и технологии
обучения и воспитания
личности;
Умеет:
- пользоваться
современными
образовательными
ресурсами;
- использовать основные
методы педагогической
диагностики для
решения
профессиональных
задач;
Владеет:
- способами проектной
деятельности в
образовании;
- способами
отслеживание
результативности
процесса обучения и
воспитания
Знает:
- основы
просветительской
деятельности;
- методологию
педагогических
исследований проблем
образования;
- технологии обучения и
воспитания личности;
- основные способы
педагогического
изучения обучаемых;
- формы внеклассной
работы в образовании.
Умеет:
- использовать в
учебно-воспитательном
процессе современные
образовательные
ресурсы;
- использовать методы
психологической и
педагогической
диагностики для
решения
профессиональных
задач;
Владеет:
- способами проектной
и инновационной
деятельности в
образовании;
- способами
организации и
проведения диагностики
учебного процесса
Лекции
Семинарские
занятия
Собеседование
Реферат
Контрольная
работа
Творческие
работы
Выполнение
заданий
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования
компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Текущий контроль – подготовка сообщений (ПФ-10)
Примерная тематика рефератов:
 Рычаги в природе и технике.
 Приливы и отливы на службе человека.
 Физика космических скоростей.
 Движение крови в кровеносной системе.
 Механические колебания и их роль в технике.
 Вибрации, их влияние на человека.
 Шумы и экология шума
 Эхо в жизни животных и людей.
 Ультразвук в живой природе.
 Ультразвук и инфразвук ,их применение..
 Нервные импульсы и механизмы их передачи.
 Электрические поля в природе.
 Электропроводность биологических жидкостей, тканей.
 Действие тока на живой организм.
 Электрические явления в организме.





































Статическое электричество и меры борьбы с ним.
Экологические проблемы воздействия электрических полей на живой организм.
Магнитное поле Земли.
Озоновый слой атмосферы.
Оптические явления в природе.
Полярные сияния.
Оптическая система глаза.
Физика зрения
Принцип работы электронного микроскопа.
Микроскоп. Разрешающая способность микроскопа.
Атмосфера Земли.
Метеорология.
Теплообмен в природе и технике.
Технический вакуум. Его получение и применение.
Кристаллы в природе и технике.
Сверхпроводники в физике и технике.
Шаровая молния.
Газоразрядные приборы.
Изобретение радио А.С. Поповым.
Ионосфера и ее исследование.
Аэроионы и здоровье человека.
Полупроводники в технике и в быту.
Химические источники тока.
Современная энергетика.
Радиолокация и ее применение.
Радиоактивные изотопы в природе, и на службе человеку.
Радиоактивные элементы Земли.
Радиобиология. Биологическое действие ионизирующий излучений.
Радиация и проблемы экологии
Лазеры, их применение.
Лазерное излучение, его свойства и применение
Термоядерные реакции.
Современные ускорители частиц.
Космические лучи.
Экологические проблемы энергопотребления.
Атомные электростанции.
Атомная энергия и ее применение.
Вопросы к зачету
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.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Шкала перевода баллов
Балл
Отметка
< 61
Не зачтено
≥ 61
Зачтено
Студент, набравший по дисциплине менее 35 баллов, к зачету не допускается. Студент, не
допущенный к сдаче зачета, сдаёт текущие формы контроля в соответствии с установленным
графиком и набирают пороговое значение баллов. Студентам, не набравшим в семестре
необходимого количества баллов по уважительной причине (болезнь, участие в соревнованиях,
стажировка и др.), устанавливаются индивидуальные сроки сдачи.
11. Образовательные технологии.
При изучении дисциплины используются следующие технологии обучения:
- технология деятельностного подхода
- технология проблемного обучения
- технология дифференцированного обучения
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1. Основная литература:
1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: уч. пособие для вузов/ А.А.
Горелов. – 2-у изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2006- 496 с. – 50 экз
2. Горбачев, В.В. Концепции современного естествознания: уч. пособие для вузов/ В.В.
Горбачев. – 3-е изд., перераб. – М.: Оникс, 2008. – 704 с. 5 экз
3. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: уч. пособие для вузов/ Т.Я.
Дубнищева. – 7-е изд., стер. – М.: Академия. 2006. – 608 с. 1 экз
4. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: учебник для вузов.- М.: Гардарики,
2009.- 303 с. – 5 экз
5. Усова, А.В. Краткий курс истории физики [Текст]: учеб.пособие для физ.мат.фак.вузов /
А.В.Усова. – 2-е изд., перераб. – М.: Педагогика, 2003. – 186 с.- 1 экз.
6. Усова, А.В. Краткий курс истории физики [Текст]: учеб. пособие для физ.мат.фак.вузов
/А.В.Усова. - Челябинск Изд-во ЧГПИ, 1995. – 182 с.- 25 экз.
12.2 Дополнительная литература:
1.
http://nrc.edu.ru/est - электронный учебник Аруцев А.А. и др. «Концепции
современного естествознания»
2.
http://www.naturalscience.ru - сайт, посвященный вопросам естествознания
http://www.college.ru - сайт, содержащий открытые учебники по естественнонаучным дисциплинам
3.
http://www.ecologylife.ru
сайт,
посвященный
вопросам
экологии
http://www.ecologam.ru - сайт, посвященный вопросам экологии
4.
http://www.krugosvet.ru - сетевая энциклопедия «Кругосвет»
5.
http://ru.wikipedia.org - сетевая энциклопедия «Википедия»
6.
http://www.macroevolution.narod.ru - сайт, посвященный вопросам эволюции
7.
http://www.si.edu/guides/russian.htm - сайт Смитсоновского музея в Вашингтоне, его
естественнонаучная коллекция, происхождение человека
8.
http://www.raen-noos.narod.ru - о ноосфере на сайте Российской академии
естественных наук
9.
http://www.openclass.ru -открытый класс - сетевые образовательные сообщества
12.3 Интернет-ресурсы:
Наименование
№
электроннобиблиотечной системы
Принадлежн
ость
Адрес сайта
Наименование
организациивладельца, реквизиты
(ЭБС)
договора на
использование
1.
Электронно-библиотечная
система «Университетская
библиотека онлайн»
Сторонняя
http://biblioclub.r
u
подписка ТюмГУ
2.
Электронно-библиотечная
система Elibrary
Сторонняя
http://elibrary.ru
ООО "РУНЭБ".
Договор № SV-2503/2014-1 на период с 05
марта 2014 года до 05
марта 2015 года.
3.
Универсальная справочно- Сторонняя
информационная
полнотекстовая база
данных “East View” ООО
«ИВИС»
http://dlib.eastvie
w.com/
ООО "ИВИС".
Договор № 64 - П от 03
апреля 2014 г. на период
с 04 апреля 2014 года до
03 апреля 2015 года.
http://diss.rsl.ru/?l подписка ТюмГУ (1
ang=ru
рабочее место, подписка
в 2015 г.)
4.
Электронная библиотека:
Библиотека диссертаций
Сторонняя
5.
Межвузовская
электронная библиотека
(МЭБ)
Корпоративн
ая
http://icdlib.nspu.
ru/
6.
Автоматизированная
библиотечная
информационная система
МАРК-SOL 1.10 (MARC
21) (Электронный
каталог)
библиографическая база
данных
Сторонняя
локальная сеть
Совместный проект с
ФГБОУ ВПО
«Новосибирский
государственный
педагогический
университет»
Научнопроизводственное
объединение
«ИНФОРМ-СИСТЕМА».
Гос.контракт № 07034 от
20.09.2007 г., бессрочно
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Пакет программ Microsoft Office.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Для обеспечения освоения данной дисциплины имеются: оборудованные лекционные
аудитории: технические средства обучения (электронные доски, компьютеры, программное
обеспечение); лаборатория «Методики преподавания физики», лабораторный практикум по
подготовке к ГИА и ЕГЭ.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Студенту следует помнить, что дисциплина «Основы физики биологических систем»
предусматривает обязательное посещение студентом практических занятий. Она реализуется через
систему аудиторных и домашних работ, входных и итоговых контрольных работ, систему заданий.
Самостоятельная работа студентов заключается в изучении ряда теоретических вопросов, в
выполнении домашних заданий с целью подготовки к практическим занятиям. Контроль над
самостоятельной работой студентов и проверка их знаний проводится в виде индивидуальной
беседы, контрольных работ, отчетов по работам практических занятий. Итоговый контроль знаний
и умений осуществляется в ходе зачета, проводимого в виде контрольной работы, теста.
При подготовке к семинарским занятиям рекомендуется пользоваться специально
разработанными планами.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201 / 201
учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
Заведующий кафедрой
/
/
Подпись
Ф.И.О.
« »
201 г.