Прикарпатський національний університет
Навчальна програма з курсу
ФІЗИКА З ОСНОВАМИ БІОФІЗИКИ РОСЛИН
для студентів спеціальності “агрохімія і ґрунтознавство” 2015-2016 н.р.
Вступ. Біофізика як наука про фізичні та фізико-хімічні закономірності в живих системах. Предмет і завдання фізики. Роль і місце біофізики серед біологічних наук. Значення біофізики для вирішення проблем сільського господарства. Похибки вимірювання та обчислення.
Тема 1. Кінематика матеріальної точки. Відносність руху, системи відліку. Траєкторія, переміщення, шлях. Швидкість. Прискорення.
Тема 2. Динаміка матеріальної точки. Перший закон Ньютона. Другий закон Ньютона. Закон збереження імпульсу. Третій закон Ньютона.
Тема 3. Сили в природі. Сила тяжіння. Вага і невагомість. Фундаментальні сили. Сила тертя. Типи і види деформацій, закон Гука.
Тема 4. Робота, потужність, енергія. Робота і потужність. Кінетична і потенціальна енергія. Закон збереження і перетворення енергії в механіці. Енергія в біології.
Тема 5. Біомеханіка. Особливості будови рослини. Тропізм. Пружні властивості біологічної матерії. Дослідження механічних властивостей рослин.
Тема 6. Молекулярно-кінетична теорія газів. Будова речовини. Термодинамічні параметри. Рівноважний і нерівноважний стан. Закони ідеального газу. Рівняння стану реального газу Ван-дер-Ваальса. Явища перенесення.
Тема 7. Молекулярна фізика рідин. Поверхнева енергія, поверхневий натяг. Тиск під викривленою поверхнею рідини. Змочування. Капілярні явища. Дифузія в рідинах. Роль дифузії в біології.
Тема 8. Термодинаміка. Внутрішня енергія. Теплота і робота. Перший принцип термодинаміки. Ентропія та інформація. Другий принцип термодинаміки. Хімічний і електрохімічний потенціали.
Тема 9. Кінетика ферментативних реакцій. Молекулярний механізм взаємодії ферменту із субстратом. Кооперативна кінетика реакцій з участю алостеричних ферментів. Рівняння Хілла. Швидкість, константа швидкості, порядок реакції. Рівняння Міхаеліса – Ментен. Графічний метод Лайнуївера – Берка.
Тема 10. Транспорт речовин через біомембрани. Будова біомембран. Модельні мембранні системи. Пасивний транспорт і транспорт води. Явище осмосу. Осмотичний тиск і його вимірювання. Активний транспорт іонів.
Тема 11. Електрика. Взаємодія електричних зарядів. Напруженість електричного поля. Потенціал. Сила й густина струму. Закон Ома в інтегральній та диференціальній формі.
Тема 12. Біоелектрика. Рівняння Нернста. Потенціал спокою. Генерація потенціалу дії. Збудливість рослинних клітин. Поширення потенціалу дії у рослині. Реакція рослини на зовнішні подразнення.
Тема 13. Оптика. Система електронних рівнів молекули. Основні закони фотохімії. Механізми поглинання світла та перетворення енергії. Спектри.
Тема 14. Фотобіологічні процеси. Основні етапи фотобіологічного процесу. Закон Бугера – Ламберта – Бера. Молекулярні механізми біолюмінесценції. Особливості фотодеструктивної дії ультрафіолетового світла на біологічні об'єкти.
Тема 15. Біофізика фотосинтезу. Хімічна реакція фотосинтезу. Пігментні молекули та хлоропласти. Фотосинтетична одиниця. Окисно-відновні реакції та редокс-потенціал. Організація та функціонування реакційних центрів двох фотосистем. Електронно-транспортні ланцюги у мембранах тилакоїдів. Z-схема фотосинтезу.
Рекомендована література:
1. Кравець В.І. Біофізика. – Івано-Франківськ, 2005. – 256с. 2. Кравець В.І. Лабораторний практикум з біофізики. – Івано-Франкiвськ, 2004, – 24 с.
3. Кравець В.І. Методичні рекомендації до проведення практичних занять з біофізики. –Івано-Франкiвськ, 2003, – 48 с.
4. Красільнікова Л.О., Авксентьєва О.О., Жмурко В.В. Біохімія рослин. – Харків: Основа, 2007. – 191 с.
5. Костюк П.Г., Гродзинский Д.М., Зима В.Л. и др. Биофизика. – К.: Вища школа, 1988, – 504с.
6. Злобін Ю.А. Курс фізіології і біохімії рослин: Підручник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2004. – 464 с.
7. Попов Є.Г., Толстенко О.В., Цоцко В.І. Фізика з основами біофізики. Лабораторний практикум і збірник задач. – Дніпропетровськ, Дніпропетр. держ. агр. у-т, 2008. – 129 с.