Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011



Скачать 173,58 Kb.
Дата01.06.2015
Размер173,58 Kb.
ТипМетодические указания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет



Физико-химические методы анализа в биофизике
Методические указания по самостоятельной работе

Красноярск

2011

Составитель: Межевикин В.В.


Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике». В пособии даны рекомендации для самостоятельного изучения теоретического курса дисциплины, представлены источники основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200.68 «Физика», магистерская программа «Биофизика».

Целью изучения дисциплины является - формирование у студентов понимания принципов, условий применимости и ограничений в использовании методов качественного, количественного и структурного анализа различных биологических объектов, которые могут являться биоорганическими и бионеорганическими соединениями, клеточными и субклеточными структурами. В результате освоения материала курса студенты должны научиться адекватно выбирать необходимые физико-химические методы для решения конкретных задач.

Задача курса: представить сведения о современных физико-химических методах качественного, количественного и структурного анализа и их технической реализации для решения возникающих в биофизических исследованиях.

Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:



  • способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

  • способностью порождать новые идеи (креативность) (ОК-5);

  • способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой) (ПК-1);

  • способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);

  • способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);

  • способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) (ПК-4);

  • способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);

  • способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);

  • способностью организовать и планировать физические исследования (ПК-9).


1 Объем дисциплины и виды учебной работы


Вид учебной работы

Всего

зачетных единиц

(часов)


Семестр

10

Общая трудоемкость дисциплины

4 (144)

4 (144)

Аудиторные занятия:

1,56 (56)

1,56 (56)

лекции

0,78 (28)

0,78 (28)

практические занятия (ПЗ)

0,78 (28)

0,78 (28)

Самостоятельная работа:

1,44 (52)

1,44 (52)

Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен)

Экзамен

1 (36)


Экзамен

1 (36)




2 Содержание дисциплины
2.1 Разделы дисциплины


п/п


Модули и разделы дисциплины

1

Модуль 1. Введение. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований.


2

Модуль 2. Получение и анализ высокоочищенных биомолекул.


3

Модуль 3. Спектроскопические и связанные с ними методы анали-за биологических соединений и структур.

4

Модуль 4. Микроскопия высокого разрешения


5

Модуль 5. Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека.

6

Модуль 6. Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул.

7

Модуль 7. Нейросети и их применение в биофизических исследованиях.


8

Модуль 8. Обработка экспериментальных данных и их представление.



2.2 Самостоятельная работа

Учебной программой дисциплины «Физико-химические методы анализа в биофизике» предусмотрено более половины объема времени изучения материала на самостоятельную работу студентов. Данный вид работы является обязательным для выполнения. При самостоятельном выполнении различных видов заданий студент учится принимать самостоятельно решения, разбирать и изучать новый материал, работать с периодической научной литературой.

Самостоятельная работа по курсу «Физико-химические методы анализа в биофизике» включает:

- самостоятельное изучение теоретического материала с использованием рекомендуемой литературы;

- подготовка реферата;

- подготовка к экзамену.


Самостоятельное изучение теоретического курса (ТО)
При самостоятельном изучении теоретического материала помимо основной литературы желательно пользоваться дополнительной литературой и новыми литературными источниками, периодическими изданиями. Следует использовать возможности научной библиотеки СФУ: http://lib.sfu-kras.ru/.

Самостоятельное изучение теоретического материала проводится в рамках модулей по следующим темам:




п/п


№ раздела

дисциплины



Самостоятельное изучение

теоретического материала по темам




1

Модуль 1. Введение. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований.


Раздел 1.1. Современная аналитическая химия и методология биофизических исследований.
(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))



2

Модуль 2. Получение и анализ высокоочищенных биомолекул.


Раздел 2.1. Основные методы разрушения биологических объектов, экстракции исследуемых веществ и структур, лредварительная обработка получаемых экстрактов.

Раздел 2.4. Электрофоретические методы разделения и анализа биологических веществ.
(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))


3

Модуль 3. Спектроскопические и связанные с ними методы анали-за биологических соединений и структур.

Раздел 3.1. Спектроскопия. УФ-видимая спектроскопия

Раздел 3.6. Гамма-резонансная спектроскопия в исследовании белков.

Раздел 3.11. Фемтосекундные лазеры в исследовании механизмов фотосинтеза.

Раздел 3.12. Масс-спектрометрия: идентификация молекулы по ее осколкам.
(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))


4

Модуль 4. Микроскопия высокого разрешения


Раздел 4.1. Основные методы электронной микроскопии.
(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))


5

Модуль 5. Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека.

Основные биофизические и физико-химические методы оценки состояния окружающей среды и состояния человека.

(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))


6

Модуль 6. Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул.

Физические основы современных методов анализа последовательности нуклеиновых и белковых молекул.

(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))


7

Модуль 7. Нейросети и их притменение в биофизических исследованиях.


Нейросети и их притменение в биофизических исследованиях.

(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))



8

Модуль 8. Обработка экспериментальных данных и их представление.


Обработка экспериментальных данных и их представление.

(самостоятельные часы - (0,18) (6,5 ч))

Самостоятельная работа студентов подкреплена учебно-методическим и информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия, приведенные в п.3 настоящего издания.

К учебно-методическим материалам Института фундаментальной биологии и биотехнологии (ИФБиБТ) студенты имеют доступ через официальный сайт института  - http://bio.sfu-kras.ru/, раздел «Образование», учебно-методические материалы в электронном виде – http://bio.sfu-kras.ru/?page=482.

Студентам обеспечен свободный доступ к личному кабинету преподавателя на сайте Института фундаментальной биологии и биотехнологии (http://bio.sfu-kras.ru/?page=498). В личном кабинете размещаются презентации, учебно-методические материалы, промежуточные задания и вопросы к экзамену. Так же в личном кабинете организуется обмен материалами и консультации при самостоятельной работе студентов и выполнении практических заданий и подготовке презентаций.


Написание и защита рефератов
Написание рефератов является необходимым элементом учебного процесса. Основной целью выполнения данной работы является развитие мышления и творческих способностей студента. В процессе выполнения реферата у студента должны сформироваться следующие компетенции:

– применение методов научного познания;

– владение методологией обучения, постановки и разрешения проблем;

– способности к самоорганизации, организации и планированию;

– навыки работы с компьютером, умение использовать современные информационные технологии (справочные системы, Интернет и др.) для получения доступа к источникам информации, хранения и обработки данных;

– навыки управления информацией и приемы информационно-описательной деятельности;

– навыки грамотной письменной и устной речи.
Написание реферата требует самостоятельности и творческого подхода. Основной целью работы является раскрытие одной из тем, предложенных преподавателем или выбранных самим студентом по согласованию с преподавателем. Тему реферата студент выбирает самостоятельно из представленных в списке (или предлагает свою) и утверждает у преподавателя в течение первых двух недель обучения. Основа реферата выполняется с использованием учебной и научной литературы и обязательно подкрепляется материалами из научных статей журналов, которые доступны на сайтах научных баз данных, поисковых систем, издательств, в том числе и на сайте научной библиотеки СФУ (www.lib.sfu-kras.ru).

Студенты должны выполнить реферат по одной из следующих тем:




  1. Анализ современных хроматографических методов разделения и идентификации биологических веществ.

  2. Анализ современных электрофоретических методов разделения и идентификации биологических веществ.

  3. Современные масс- спектрометрические методы анализа биологических веществ.

  4. Современные подходы к созданию искусственного «электронного носа» для обнаружения летучих веществ в ультра малых количествах

  5. Возможные направления оценки биологических свойств веществ их физико-химическим свойствам.

  6. Анализ существующих математико-вычислительных методов для предсказания биологического действия вновь синтезированных химических веществ.

Реферат должен быть оформлен в соответствии с требованиями оформления студенческих текстовых документов. Объем реферата должен составлять 20-30 страниц.
Структура реферата

Реферат включает следующие структурные элементы:

1. Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится. Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела «Введение». Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы: указывают наименование высшего учебного заведения; факультет, кафедру, где выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы студента; ученую степень и ученое звание, фамилию и инициалы преподавателя; город и год выполнения работы.

2. Содержание. В содержании представлены названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. В конце строки ставится номер страницы, на которой напечатана данная рубрика в тексте. Номера страниц печатаются вблизи правого поля, все на одинаковом расстоянии от края страницы. Следует обратить внимание, что названия разделов и подразделов в оглавлении должно точно соответствовать заголовкам текста.

3. Введение. Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, пути развития на современном этапе, имеющиеся проблемы и способы их разрешения. Объём данного раздела не должен превышать одной страницы.

4. Обзор литературы. В данном разделе излагаются теоретические основы по выбранной тематике. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников применительно к выполняемой теме, логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может состоять из отдельных подразделов. Из содержания теоретического обзора должно быть видно состояние изученности темы в целом и отдельных ее вопросов.

5. Заключение. Представляет собой краткое обобщение (2–3 абзаца) приведенных данных.

6. Библиографический список. Оформляется в соответствии с существующими требованиями.

7. Приложения.
Оформление реферата должно соответствовать межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001, устанавливающему общие требования к структуре и правилам оформления научных и технических отчетов.

Реферат должен сопровождаться библиографическим списком, который составляют в соответствии с ГОСТ 7.12003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления».

Защита реферата проводится, начиная с 12-й недели семестра во время семинарских занятий. Для защиты реферата студент готовит презентационные материалы, оформленные в виде последовательности слайдов, демонстрируемых на экранах для аудитории слушателей. При подготовке рефератов и презентаций рекомендуется использовать лицензионное программное обеспечение СФУ, которое представлено в каталоге.
3 Учебно-методические материалы по дисциплине
3.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы
Основная литература:


  1. И.Н.Сердюк, Н.Заккаи, Дж.Заккаи. Методы в молекулярной биофизике. Структура. Функция. Динамика: учебное пособие : [в 2 томах] / И. Сердюк, Н. Заккаи, Д. Заккаи ; науч. ред. И. Сердюк. - Москва : Книжный дом "Университет", Том 1. - 2009. - 567 с. (12 экз.)

  2. И.Н.Сердюк, Н.Заккаи, Дж.Заккаи. Методы в молекулярной биофизике. Структура. Функция. Динамика: учебное пособие : [в 2 томах] / И. Сердюк, Н. Заккаи, Д. Заккаи ; науч. ред. И. Сердюк. - Москва : Книжный дом "Университет", Том 2. - 2010. - 733 с. (11 экз.)

  3. Отто, М. Современные методы аналитической химии: перевод с немецкого / М. Отто. - 3-е изд. - Москва : Техносфера, 2008. - 543 с.

(14 экз.)

  1. Квантовая радиофизика: магнитный резонанс и его приложения: учебное пособие для студентов вузов по направлению "Прикладные математика и физика", а также по направлениям "Физика" и "Радиофизика" / Санкт-Петербургский университет [СПбГУ] ; ред. В. И. Чижик. - Изд. 2-е, перераб... - СПб. : Изд-во С-Пб ун-та, 2009. - 699 с. (20 экз.)

Дополнительная литература:




  1. М.Отто. Современные методы аналитической химии. 2-е исправленное издание. Техносфера, Москва, 2006, 544с.

2. Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина. Биологическая химия. «Высшая школа», Москва, 2000, 479с.

3. А.С.Спирин. Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка. «Высшая школа», Москва, 1986, 303с.

5. П.М.Бородин и др. Квантовая радиофизика: магнитный резонанс и его приложения. Изд-во С.Петербургского университета, Санкт-Петербург, 2009, 700с.

6. Применение методов Фурье-оптики. Под ред. Г.Старка. Радио и связь, Москва, 1988, 536с.

7. К.Данцер, Э.Тан, Д.Мольх. Аналитика. Систематический обзор. Химия, Москва, 1981, 280с.
Электронные, информационные ресурсы:


  1. Лаваньини , И. Количественные методы в масс-спектрометрии [Электронный ресурс] / И. Лаваньини , Ф. Маньо, Р. Сералья, Т. Тральди. - Электрон. текстовые дан. (PDF, 3,99 Мб). - М.: Техносфера, 2008. - 174 с. Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/u51/i-436837.pdf

  2. Bionanotechnology: Global Prospects. Editor: D. E. Reisner, CRC Press, 2009, 345 pp. Режим доступа: http://lib2.sfu-kras.ru/elib/b28/0234104.pdf

  3. Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. А. Войнов [и др.] ; Сиб. федерал. ун-т. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF ; 10 976 Кб). - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - 418 on-line. - (Современные проблемы и методы биотехнологии : УМКД № 1323-2008 / рук. творч. коллектива Т.Г. Волова) (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин). Режим доступа: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1323/u_manual.pdf  


3.2 Контрольно-измерительные материалы

Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Физико-химические методы анализа в биофизике» включают:

1) контрольные вопросы по каждой теме теоретического курса;

2) экзаменационные билеты.



Форма проведения экзамена: устный и письменный ответ на экзаменационные вопросы.

Вопросы к экзамену:


  1. 1.Современная хроматография. Аппаратура и методы.

  2. Классические методы хроматографии.

  3. Методы аффинной хроматографии

  4. Электрофорез в биохимических и биофизических исследованиях.

  5. Собственная флюоресценция белков в исследовании
    их функционирования.

  6. Фемтосекундные лазеры в исследовании механизмов фотосинтеза.

  7. Гамма-резонансная спектроскопия в исследовании белков.

  8. Методы направленного мутагенеза.

  9. Современные методы установления структуры генома.

  10. Методы исследования быстрых биохимических
    и биофизических процессов.

  11. Определение пространственной структуры белков с помощью рентгеноструктурного анализа.

  12. Определение пространственной структуры белков
    с помощью ЯМР-спектроскопии.

  13. ЯМР-спектроскопические методы исследования
    белок-белкового взаимодействия.

  14. Современная ЭПР-спектроскопия и ее использование
    в биофизических исследованиях.

  15. Установление первичной структуры белков
    с помощью масс-спектроскопии.

  16. Нейросетевые методы обработки информации
    в биофизических исследованиях.

  17. Квантово-химические расчеты в биофизических исследованиях.

  18. Современные физико-химические методы и прогресс
    в решении биологических и биофизических проблем.

Похожие:

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания к самостоятельной работе Красноярск сфу 2008 удк ббк м
Предложенные методические указания могут быть использованы преподавателями высшей школы при обучении студентов
Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания к семинарским занятиям Красноярск сфу 2011
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200. 68 «Физика», магистерская программа
Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания к самостоятельной работе студентов Сибай си бгу2014

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания по самостоятельной работе студентов направления подготовки 030900. 62 Юриспруденция

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания Красноярск сфу 2010 (075) ббк 87 я73

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания по управляемой самостоятельной работе студентов экономических специальностей всех форм обучения по изучению дисциплин: «Управление персоналом»
Составители: ассистенты кафедры менеджмента, маркетинга и права уо «ггау» Н. А. Гудкова, И. Н. Дорошкевич
Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания по самостоятельной работе студентов всех специальностей
Изучению дисциплины и подготовке к различным видам занятий, текущему контролю знаний и промежуточной аттестации / Е. А. Колганов....
Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания к выполнению реферата и контрольной работы для студентов всех форм обучения и специальностей Красноярск 2012

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconМетодические указания по выполнению самостоятельной внеаудиторной работы по дисциплине

Методические указания по самостоятельной работе Красноярск 2011 iconТематический план Содержание дисциплины
Методические указания студентам по организации самостоятельной работы
Разместите кнопку на своём сайте:
docs.likenul.com


База данных защищена авторским правом ©docs.likenul.com 2015
обратиться к администрации
docs.likenul.com