Кафедра биофизики

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Главная страница Лекции Общая и медицинская биофизика Отделение биохимии. 3 курс. Осенний семестр. 2014-2015 уч. год. Материалы для подготовки к лекциям.

Отделение биохимии. 3 курс. Осенний семестр. 2014-2015 уч. год. Материалы для подготовки к лекциям.

Email Печать PDF
Материалы для подготовки к лекциям по общей и медицинской биофизике.

Литература.
(Основная):

1. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. "Лекции по медицинской биофизике".
2. Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. "Физико-химические основы фотобиологических процессов".
3. Владимиров Ю.А., Рощупкин Д.И., Потапенко А.Я., Деев А.И. "Биофизика".
(Дополнительная):
Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. т. 1.
Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. т. 2.
Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. т. 3.


Контрольная работа №16 (26.12.14)
Рентгеноструктурный анализ 3.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 6.10-6.15.
2) Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Рентгеновские волны, их рассеяние и интерференция. Расчёты электронной плотности."
3) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 2. Глава 13.3-13.5.
Список вопросов для подготовки:
1) Рефлексы. Появление рефлексов при прецессии кристалла.
2) Структурный фактор. Структурные факторы электрона и атома. Сложение структурных факторов.
3) Расчёт электронной плотности внутри элементарной ячейки. Структурный фактор как функция электронной плотности.
4) Проблема фаз. Метод изоморфного замещения. Построение Харкера.
5) Основные этапы расшифровки структуры макромолекул.

Контрольная работа №15 (19.12.14)
Радиоспектроскопия ЯМР.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 8.2.3.
2) Осипов А.Н., Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Методы радиоспектроскопии. Ядерный магнитный резонанс."
3) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 2. Глава 9.1-9.7.
Список вопросов для подготовки:
1) Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Общие принципы.
2) Энергия ядра в магнитном поле. Магнитный и механический момент ядра.
3) Сравнение с методом ЭПР. Количественные различия между ЯМР и ЭПР.
4) Спектры ЯМР. Свойства спектров ЯМР: интенсивность сигнала, ширина линии, спин-спиновое расщепление, химический сдвиг.
5) Устройство спектрометра ЯМР.
6) Применение ЯМР в медико-биологических исследованиях.
7) 1Н-ЯМР-спектроскопия. Протонный магнитный резонанс (ПМР). Применение для исследования структуры белков.
8) 13С-ЯМР-спектроскопия. Применение для исследования белков и нуклеиновых кислот.
9) 31P-ЯМР-спектроскопия. Применение для исследования структуры и функции фосфолипидов.

Контрольная работа №14 (12.12.14)
Радиоспектроскопия ЭПР 3.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 3.4-3.6.
2) Осипов А.Н., Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Электронный парамагнитный резонанс. Часть 3. Практическое применение в медико-биологических исследованиях."
Список вопросов для подготовки:
1) Особенности измерения спектров ЭПР в биологических системах.
2) Нитроксильные радикалы. Спектр ЭПР нитроксильных радикалов.Метод спиновых меток и зондов.
3) Изучение микровязкости среды с помощью спиновых зондов. Время вращательной корреляции. Уравнение Стокса-Эйнштейна.
4) Изучение гидрофобности среды с помощью спиновых зондов. Параметр гидрофобности.
5) Изучение липидных мембран с помощью спиновых зондов и меток. "Жирнокислотные спиновые зонды". Параметр упорядоченности. Профиль упорядоченности. Связь параметра упорядоченности с вязкостью мембраны. Измерение поверхностного потенциала мембран.
6) Изучение pH внутри клеток с помощью pH-чувствительных спиновых зондов.
7) Метод спиновых меток. Отличия спиновых меток от спиновых зондов. Применение метода спиновых меток для изучения белков.
8) Метод спиновых ловушек. Основные виды спиновых ловушек. Основные требования к спиновым ловушкам.
9) Спиновый аддукт. Кинетические и спектральные характеристики спиновых аддуктов. Идентификация радикалов по спектрам ЭПР спиновых аддуктов.

Контрольная работа №13 (05.12.14)

Радиоспектроскопия ЭПР 2.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 3.2, 3.4.
2) Осипов А.Н., Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Электронный парамагнитный резонанс. Часть 2. Спектры ЭПР."
Список вопросов для подготовки:
1) Спектр ЭПР. Характеристики спектра ЭПР.
2) Амплитуда сигнала ЭПР. Определение концентрации парамагнитных центров.
3) Форма линии сигнала ЭПР. Использование функции Лоренца и функции Гаусса для описания формы сигнала ЭПР.
4) g-фактор. Взаимосвязь g-фактора с частотой поглощаемого ЭМИ и напряжённостью магнитного поля.
5) Ширина линии сигнала ЭПР. "Естественное" уширение сигнала ЭПР. Процессы релаксации. Время релаксации. Спин-решёточная и спин-спиновая релаксация.
6) Ширина линии сигнала ЭПР. Диполь-дипольное взаимодействие, анизотропия g-фактора, динамическое уширение линии, спиновый обмен.
7) Сверхтонкое взаимодействие. Сверхтонкая структура спектров ЭПР.
8) Сигналы ЭПР, наблюдаемые в биологических системах.

Контрольная работа №12 (28.11.14)
Радиоспектроскопия ЭПР 1.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 3.1, 3.3.
2) Осипов А.Н., Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Электронный парамагнитный резонанс. Часть 1. Физические основы метода ЭПР."
Список вопросов для подготовки:
1) Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Принцип метода. История открытия.
2) Механический и магнитный моменты электрона. Их взаимосвязь. Суммарный магнитный момент.
3) Энергия электрона в магнитном поле. Эффект Зеемана.
4) Явление ЭПР. Основное уравнение резонанса.
5) Радиоспектрометр ЭПР. Устройство. Принцип работы.
6) Сигнал ЭПР. Способы получения сигнала ЭПР на радиоспектрометре.

Контрольная работа №11 (21.11.14)
Рентгеноструктурный анализ 2.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 6.6-6.9.
2) Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Вектор рассеяния и сфера отражений. Кристаллическая решётка и отражающие плоскости. Обратная решётка кристалла."
3) Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Рентгеновские волны, их рассеяние и интерференция. Расчёты электронной плотности".
4) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 2. Глава 13.1-13.2.
Список вопросов для подготовки:
1) Рассеяние рентгеновских волн. Вектор рассеяния. Построение вектора рассеяния.
2) Сфера отражений Эвальда. Рефлексы.
3) Интерференция рассеяных волн. Условия Лауэ. Формирование рефлексов.
4) Обратное пространство. Обратная решётка кристалла.
5) Кристалл как система отражающих плоскостей. Миллеровы плоскости отражения.
6) Закон Брэгга-Вульфа.

Контрольная работа №10 (14.11.14)
Рентгеноструктурный анализ 1.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 6.1-6.5.
2) Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Некоторые сведения о крислаллах. Элементарная ячейка."
3) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 2. Глава 13.1 Стр. 309-310, 13.3. Стр. 346-354.
Список вопросов для подготовки:
1) Рентгеновское излучение. Свойства. Длины волн. Энергия. K(alpha) и K(betta) излучения.
2) Рентгеноструктурный анализ (РСА). Отличие рентгеноструктурного анализа от микроскопии. Дифракционное ограничение.
3) Основные этапы получения информации о белковой структуре в методе РСА.
4) Рентгеновский дифрактометр. Устройство. Принцип действия.
5) Белковые кристаллы. Методы выращивания белковых кристаллов.
6) Элементарная ячейка кристалла. Типы элементарных ячеек. Ортогональные и неортогональные ячейки. Мотив ячейки.
7) Кристаллическая система. Примитивные и непримитивные решётки.
8) Координаты атомов в ячейке кристалла. Мировая система координат.

Контрольная работа №9 (07.11.14)

Биофизика белков.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 1. Глава 2.1.
Список вопросов для подготовки:
1) Ионизация амино- и карбоксильных групп в аминокислотах и пептидах.
2) Принципы ионизационного равновесия.
3) Ионизация боковых групп аминокислот.
4) Ионизационное равновесие в белках.
5) Полярность боковых групп аминокислот.

Контрольная работа №8 (31.10.14)
Введение в молекулярную биофизику.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А. Презентация к лекции "Введение в молекулярную биофизику. Молекулярная биология. Геномика и протеомика."
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 7.1-7.2.
3) Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. Том. 1. Глава 2.
Список вопросов для подготовки:
1) 20 аминокислот из которых состоят белки. Их химическая структура, название и общепринятые трёхбуквенные обозначения (выучить!).
2) Пептидная связь в белках. Полипептидная цепь.
3) Структура молекул белка. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка.
4) Классификация белков по их структуре. Фибриллярные, мембранные и глобулярные белки.
5) Международная база данных структуры белков (Protein Data Bank).

Контрольная работа №7 (24.10.14)
Фотобиологические процессы.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 4.1 - 4.5.
Список вопросов для подготовки:
1) Фотобиологические процессы. Виды фотобиологических процессов. Стадии фотобиологического процесса.
2) Фотохимическая реакция. Первичные и вторичные фотохимические процессы.
3) Квантовый выход фотохимической реакции. Зависимость квантового выхода фотохимической реакции от длины волны действующего света.
3) Фотохимический спектр действия.
4) Фотохимическая инактивация ферментов. Кинетика фотоинактивации. Поперечное сечение инактивации.
5) Изменение свойств молекул в электронно-возбуждённом состоянии.

Контрольная работа №6 (17.10.14)
Хемилюминесценция 2.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 10.5 - 10.7.
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Главы 2.11.1 - 2.11.5, 2.13.
Список вопросов для подготовки:
1) Активные формы кислорода (АФК). Хемилюминесценция, сопровождающая образование АФК. Роль ионов металлов переменной валентности (железа, меди и др.).  Ферменты каталаза и супероксиддисмутаза. Реактив Фентона.
2) Хемилюминесценция при активации фагоцитов. Дыхательный взрыв. Химические реакции, ответственные за свечение. Ферменты НАДФН-оксидаза и миелопероксидаза.
3) Собственная хемилюминесценция (сверхслабое свечение). Химические реакции, ответственные за собственную хемилюминесценцию.
4) Хемилюминесценция при пероксидном окислении липидов (ПОЛ). Химические реакции, ответственные за свечение.

Контрольная работа №5 (10.10.14)

Хемилюминесценция 1.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 10.1 -10.4.
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Глава 2.10.
Список вопросов для подготовки:
1) Хемилюминесценция. Виды хемилюминесценции.
2) Основные стадии хемилюминесцентной реакции.
3) Эмпирические законы хемилюминесценции. Правило Одюбера.
3) Эмиттер хемилюминесценции.  Квантовый выход возбуждения эмиттера. Квантовый выход испускания эмиттера. Общий квантовый выход хемилюминесценции.

Контрольная работа №4 (03.10.14)
Люминесценция в биологических системах 2.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 2.10 - 2.12.
Список вопросов для подготовки:
1) Время жизни возбуждённого состояния молекул. Собственное (излучательное) и реальное время жизни возбуждённого состояния.
2) Тушение люминесценции. Статическое и динамическое тушение флуоресценции.
3) Зависимость интенсивности флуоресценции от концентрации тушителя. Уравнение Штерна-Фольмера.
4) Связь квантового выхода флуоресценции с временем жизни возбуждённого состояния.

Контрольная работа №3 (26.09.14)
Люминесценция в биологических системах 1.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 2.1 - 2.3.
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Главы 2.1 - 2.3.
Список вопросов для подготовки:
1) Явление люминесценции. Определение люминесценции (по С.И. Вавилову). Виды люминесценции.
2) Диаграмма энергетических состояний молекул. Типы излучательных и безызлучательных переходов в молекулах: флуоресценция, фосфоресценция, внутренняя конвесия, интеркомбинационная конверсия.
3) Законы люминесценции: закон Стокса, правило Каши, правило Левшина, закон Вавилова, принцип Франка-Кондона.
4) Спектр люминесценции. Квантовый выход люминесценции.

Контрольная работа №2 (19.09.14)
Биологическая спектрофотометрия 2.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 1.2.
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Главы 1.8.
Список вопросов для подготовки:
1) Закон Бугера-Ламберта-Бера. Условия соблюдения. Ошибки вследствии его нарушения.
2) Характеристики поглощения: коэффициент пропускания, коэффициент поглощения, оптическая плотность, коэффициент молярной экстинкции, поперечное сечение поглощения. Формулы, связывающие эти величины.
3) Закон аддитивности оптических плотностей.

Контрольная работа №1 (12.09.14)
Биологическая спектрофотометрия 1.
Для подготовки к контрольной работе используйте:
1) Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. Главы 1.1.
2) Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Лекции по медицинской биофизике. Главы 1.2-1.3, 1.5-1.6.
Список вопросов для подготовки:
1) Характеристики электромагнитного излучения (ЭМИ): длина волны, частота, период, волновое число, эйнштейн, энергия, импульс, поток излучения, интенсивность света, доза излучения.
2) Спектральные диапазоны ЭМИ: названия, диапазоны энергии и длины волн, единицы измерения, типы изменений в веществе при их воздействии.