Одобрено на заседании кафедры МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОФИЗИКИ
Зав. кафедрой биофизики В.А. Кратасюк_______________ «___»__________________2002 г.
Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специальности 010400 - «Физика»
УДК 577.3.001.57 Автор-составитель: Н.С. Печуркин
БИОФИЗИКА МИКРОБНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ Рабочая программа дисциплины для специальности 010400 «Физика» специализации 010415 «Биофизика»» очной формы обучения
Биофизика микробных популяций: Рабоч. программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002. - 5 с. (экспресс-издание). Предназначена для студентов специальности 010400 специализации 010415 - «Биофизика» очной формы обучения.
-
«Физика»,
КрасГУ, 2002
Красноярск 2002
2
I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Микроэволюция в проточных культурах. Автоселекция в хемостате и турбидостате. Математические модели и эксперименты.
Программа составлена в соответствии со стандартом специализации 010415 - «Биофизика». Курс считается обязательным и читается на VIII семестре.
Общая картина микроэволюции. Типы активных мутантов. Разная кинетика – общее направление эволюции.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Биофизика как часть естествознания. Этапы развития естествознания. Филогенез и онтогенез развития естественно-научных идей. Место и роль биофизики. Модель биофизика – специалиста. Методология постановки и решения естественно- научных задач. Моделирование и эксперимент. Этапы изучения и циклы. Примеры – методология решения трех типовых задач (механика - маятник, электродинамика – колебательный контур, химия – динамика концентраций веществ). История моделирования численности биологических популяций. Числовой ряд Фибоначчи. Модель Мальтуса. Логистическое уравнение модель Ферхюльста. Рост микробных популяций – преимущества их моделирования. Периодическое культивирование. Фазы роста и развития. Типичные ошибки при интерпретации. Ограничение роста микробных популяций. Лимитирование недостатком субстрата. Формула Моно и ее модификации. Ингибирование роста. Внешние ингибиторы и продукты метаболизма. Формулы ингибирования - критические концентрации. Представления о стрессе на уровне клетки. Непрерывное культивирование. Классическая теория хемостата и ее модификации. Аутостабилизация факторов, ограничивающих рост. Примеры из природных и лабораторных условий. Гетерогенность популяций. Математические модели: живые и мертвые клетки.
Энергетические принципы эволюционного развития. Экстенсивный, интенсивный и универсальный критерии эволюции надорганизменных систем. Предпосылки развития общей теории сложных систем. Периоды гладкого и бифуркационного развития. Общие принципы устойчивости биосистем Связь структуры и функции биосистем. Зависимость реакции биосистемы на воздействие факторов среды от структуры системы. Границы устойчивого функционирования сложных биосистем, включая биосферу. III. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Промежуточный контроль в форме: а) контрольно-самостоятельные работы (всего 4 за семестр); Итоговый контроль – зачет и/или экзамен (устный по билетам). IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА Список литературы Основная литература 1. Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. 2. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математические модели в биофизике. – М., 1985. 3. Печуркин Н.С. Популяционная микробиология. – Новосибирск: Наука, 1978. Дополнительная литература 1. Печуркин Н.С. Энергия и жизнь. – Новосибирск: Наука, 1988. 2. Печуркин Н.С., Брильков А.В., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии. – Новосибирск: Наука, 1990. 3. Экологическая биофизика. Учеб. пособие: В 3 т. /Под ред. И. И. Гительзона, Н. С. Печуркина. Т. 3. Экология и биофизика: время интеграции /Н.С. Печуркин, А.В. Брильков, Е.В. Морозова и др. – М.: Логос, 2002. – 304 с.
Смешанные микробные культуры и ассоциации. Принцип Гаузе. Конкурентное исключение и сосуществование. Типы парных взаимодействий в смеси. Связь с устойчивостью смешанной культуры. Эволюция от (- -) к (+ +) взаимодействиям. Трофические взаимодействия. Хищник-жертва. Паразит – хозяин. Модели Вольтерра. Их модификации. Трехзвенные и более сложные трофические взаимодействия. Модели простых биотических циклов. Влияние хищника на круговорот. 3
4
Биофизика микробных популяций Составитель: Николай Савельевич Печуркин. Редактор И.А. Вейсик Корректура автора
Подписано в печать 19.11.2002 Тиражируется на электронных носителях Заказ 167 Дата выхода 25.11.2002 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail:
[email protected] Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail:
[email protected]
5
