Современные методы физиологического эксперимента

Цель дисциплины: формирование представлений об основных методах физиологического эксперимента, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Физиология».

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Методы экспериментальной физиологии животных, функциональной диагностики, хирургии, электрофизиологии; навыки работы с лабораторными животными; классические и новые методы физиологии растений; культивирование клеток и тканей, клеточная биотехнология.

4. Избранные главы и актуальные проблемы физиологии растений, животных, человека, высшей нервной деятельности, экологической физиологии, клеточной физиологии, биологии индивидуального развития, физиологии водных организмов, основы биомедицины (в соответствии со специализацией) и другие дисциплины по выбору вуза

Дисциплины профиля Генетика

Методы и объекты генетического анализа

Цель дисциплины: формирование представлений об основных методах и объектах генетического анализа, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Генетика» и компетенции ПК-6, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Методы генетического анализа, понятие о генетическом признаке, генетические коллекции, генотип и фенотип, типы скрещиваний, локализация генов, анализ структуры генов и их экспрессии. Семинарские занятия.

Цитогенетика

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах цитогенетики, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Генетика» и компетенции ПК-6, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Структура и функции хромосом и методы их анализа; поведение хромосом в мейозе; изменения числа и структуры хромосом; роль хромосом в процессах дифференцировки; кариотипы; эволюция хромосом.

Молекулярная генетика и генетическая инженерия

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах молекулярной генетики и генетической инженерии, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Генетика» и компетенции ПК-6, ПК-11.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Генетический контроль и энзимология генетических процессов; репликация и репарация ДНК, генетическая рекомбинация; молекулярные механизмы спонтанного и индуцированного мутагенеза; регуляция генного действия. основы генетической инженерии: задачи и методология генетической инженерии; методы выделения и синтеза генов; получение с помощью генетической инженерии трансгенных организмов. Основы геномики и протеомики.

Генетика популяций

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах генетики популяций, ее значения, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Генетика» и компетенции ПК-6 и ПК-7.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Концепция генетического полиморфизма; частота генов и фенотипов; правило Харди-Вайнберга; факторы, изменяющие динамическое равновесие генотипов в природных популяциях (отбор, мутации, миграции, дрейф генов); значение генетики популяций для хозяйственной, природоохранной деятельности человека, здравоохранения и медицины. Генетика популяций и процессы эволюции.

Дисциплины профиля Биофизика

Кинетика и термодинамика биологических процессов

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах кинетики и термодинамики биологических процессов, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика» и компетенции ПК-4, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Основные особенности кинетики биологических процессов; кинетика ферментативных реакций; фермент-субстратные комплексы, влияние различных факторов на кинетику ферментативных реакций (ингибиторы, активаторы, рН среды, ионы металлов); современная иерархия и принцип «узкого места»; колебательные процессы в биологии; пространственная организация и саморегуляция биологических систем. Классификация термодинамических систем, законы термодинамики, изменения энтропии в открытых системах; термодинамические условия существования и устойчивости стационарного состояния; понятие обобщенных сил и потоков; границы применимости линейной термодинамики в биологии; нелинейная термодинамика; связь энтропии и информации в биологических системах.

Математическое моделирование биологических процессов

Цель дисциплины: формирование представлений об основах и методах математического моделирования биологических процессов, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика», компетенции ОК-6, ОК-12.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Математический аппарат, применяемый для построения кинетических моделей биологических процессов; математические модели в экологии; методы качественного исследования динамических моделей биологических систем; математическая теория ферментативных процессов; модели эволюции и развития в биологии, модели фотосинтеза, модели распределенных биологических систем

Молекулярная биофизика

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах молекулярной биофизики, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика», а также компетенции ОК-6, ОК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Пространственное строение и функции белков, связь между структурой и функцией белков в организме; динамические свойства глобулярных белков, структура биополимеров, особенности взаимодействия белков с субстратом; вода и ее воздействие на структуру белка; конформационная подвижность; физические аспекты ферментативного катализа; биофизика нуклеиновых кислот.

Биологические мембраны

Цель дисциплины: формирование представлений о биофизике мембранных процессов, структуре и функционировании биологических мембран, основных методах исследования мембранных процессов, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика», а также компетенции ПК-4, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Биологические мембраны как универсальные структурно-функциональные образования живых систем; структурная организация биомембран, мембранные белки и липиды, динамические свойства мембран, белок-липидные взаимодействия; моделирование и расчеты структуры мембран. Пассивный и активный транспорт веществ через биологические мембраны, молекулярные механизмы функционирования ионных каналов, транспорт электролитов; проницаемость для воды, транспорт электролитов; проницаемость и проводимость; биоэ-лектрогенез, мембранный потенциал покоя, потенциал действия, распространение возбуждения и кодирование информации в многоклеточных организма; молекулярные механизмы процессов энергетического сопряжения, сопрягающие комплексы и их локализация в мембранах.

Основы фотобиологии

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах изучения фотобиологических процессов, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика», а также компетенции ПК-4, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Механизмы трансформации энергии в первичных фотобиологических процессах; основные типы молекулярных орбиталей и электронных состояний, свойства синглетно- и триплетно-возбужденных молекул; механизмы миграции энергии; фотохимические реакции; классификация фотобиологических процессов; биофизика фотосинтеза, фотобиологическая и фотохимическая стадии; фотохимические реакции в белках и нуклеиновых кислотах, фотопревращения бактериородопсина и родопсина, фоторегуляторные и фотодеструктивные процессы.

Радиационная биофизика

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах радиационной биофизики, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биофизика», ПК-4, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Первичные процессы поглощения энергии ионизирующего излучения, инактивация молекул прямым и непрямым действием ионизирующих излучений, радиолиз воды и липидов; действие ионизирующих излучений на клетку, количественные характеристики гибели облученных клеток, первичные физико-химические процессы в облученной клетке; восстановление от радиационного поражения; действие ионизирующих излучений на многоклеточный организм, различная радиочувствительность биологических объектов; стимулирующее действие малых доз радиации; радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, эндогенный фон радиорезистентности; химическая противолучевая защита.

Дисциплины профиля Биохимия

Энзимология

Цель дисциплины: формирование представлений о теоретических основах и основных методах энзимологии, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биохимия», также ПК-4, ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Принципы пространственной организации молекулы фермента, проблемы сворачивания полипептидной цепочки в нативную конформацию, ее важность для энзимологии; современные представления о механизмах формирования пространственной структуры белка; иерархический принцип сворачивания; промежуточные состояния в процессе организации нативной конформации; современное состояние знаний о белках теплового шока и структуре шаперонов; домены, их структурные и функциональные характеристики; роль мультидоменной организации молекулы фермента в определении ее функциональных свойств, формирование активного центра на границе между доменами; роль подвижности доменов в катализе, структурные основы реализации феномена индуцированного соответствия, регуляторные домены, домены, обеспечивающие связывание с мембранами; факторы определяющие эффективность и специфичность ферментативного катализа, комплементарность между ферментом и субстратом; ис-пользование энергии связывания фермента с субстратом в катализе; природа сил, стабилизирующая различные конформационные состояния системы фермент-субстрат (водородные связи, гидрофобные взаимодействия и др.); типы катализа, используемые в ферментативных реакциях; функциональные группы ферментов; каталитические антитела (абзимы) как примитивные ферменты; классификация ферментов; структура и механизм действия ферментов отдельных групп, разные типы регуляции активности ферментов; полифункциональные ферменты, функциональные преимущества, возникающие в результате белок-белковых взаимодействий в составе молекулы полифункциональных ферментов; четвертичная структура ферментов, роль четвертичной структуры в стабилизации молекулы фермента и регуляции активности ферментов.

Биоэнергетика

Цель дисциплины: формирование представлений об основных теоретических и методологических подходах к изучению энергетических процессов в живой клетке, применение полученных знаний и навыков в решении профессиональных задач.

Требования к уровню освоения содержания курса: в процессе освоения дисциплины формируются компетенции профиля «Биохимия» и компетенции ПК-4 и ПК-15.

Место дисциплины в учебном плане: цикл Б.3, вариативная (профильная) часть.

Содержание дисциплины: Молекулярные основы превращения энергии в живых системах: окислительное и фотосинтетическое фосфорилирование, генерация электрического потенциала на мембране; структура биологических мембран, их роль в митохондриях, хлоропластах, хроматофорах.