8D05103 Биофизика в КазНУ им. аль-Фараби

Целью дисциплины - сформировать теоретические знания по основным разделам биофизики, и дать теоретико-методологическую основу понимания природы биологических явлений, обосновать и обсудить проблемы математического моделирования биологических процессов на разных уровнях организации живого. Дисциплина рассматривает физические особенности, динамические и электронные свойства структурной единицы живого - макромолекулы, физико-химические механизмы трансформации энергии в биоструктурах. В результате изучения дисциплины студент будет способен: 1. описать основные методы биофизики; 2. объяснить специфику и организовать проведение биофизического исследования; 3. классифицировать методы исследования в биофизике; 4. обосновать роль и значение биофизических подходов в изучении живого; 5. провести биофизические исследование актуальное для формирования экспериментальных навыков у докторантов Дисциплина направлена для освоения теории и практики использования современных образцов высокотехнологичного физико-химического оборудования, необходимого для биофизических исследований, применения его в медицине, клинических лабораториях, научно-исследовательских учреждениях.

Целью дисциплины является формирование системного понимания биофизических процессов, умения аргументировано доказывать теоретические положения, объясняющие природу общих закономерностей превращения энергии в форме тепла и работы между разными биосистемами. Дисциплина направлена на изучение термодинамики необратимых процессов в биологических системах, изменение энтропии и информации. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. охарактеризовать изучаемые явления, используя основные положения и методы термодинамики; 2. объяснить специфику организации и проведения своих исследований с позиции термоданимики; 3. классифицировать теромодинамические методы исследования, применяемые в биофизике; 4. обосновать роль и значение теромодинамических подходов в изучении живого; 5. провести биофизические исследование актуальное для формирования экспериментальных навыков у докторантов используя методы кинетического моделирования, изучаемых явлений с использованием IT-технологий. Курс знакомит с основными принципами термодинамики, рассматриваются вопросы типов термодинамических систем, первого и второго законов термодинамики, кинетики биологических процессов, сущности равновесного изменения скорости энтропии в открытых системах при формировании стационарного состояния, теорема Пригожина и порог ее применения, формула Больцмана определения энтропии и положения теории Э.Бауэра.

Цель дисциплины сформировать умения, позволяющие анализировать и обосновывать особенности временной организации биологических процессов в биосистемах разного уровня организации от клеточного до организменного и популяционного, основываясь на представлении о времени как факторе жизни. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. анализировать и уметь разбираться в основных характеристиках ритмов изучаемых процессов и явлений жизнедеятельности биосистем разного уровня организации от клеточного до организменного, применяя биоритмологические подходы при рассмотрении любых изучаемых биологических явлений; 2. владеть навыками расчета структурных параметров ритмов и определять структурные параметры наблюдаемых ритмов; 3. обосновывать достижения хронобиологии и перспективы её развития на основе системного понимания методов и понятий хробиологии; 4. объяснять природу и механизмы ритмических процессов исходя из понимания эндогенной и экзогенной природы биологических ритмов; 5. уметь адекватно интерпретировать хроноструктурные характеристики биологических ритмов с учетом новых достижений хронобиологии. Дисциплина направлена на изучение времени, и ритмических процессов в живых организмах и предполагает формирование и развитие у докторантов глубокого понимания биологического смысла физиологических механизмов генерации биоритмов в организме. Особое внимание уделяется изучению маркеров ритмических процессов, а также биологическим ритмам в норме и при патологии, их связи с ритмами окружающего мира, десинхронозам и методам их коррекции.

Цель дисциплины - формирование и развитие у докторантов глубокого понимания сущности мембранных процессов, позволяющие оценивать и определять механизмы как переноса молекул через мембраны, так и механизмы генерации биопотенциалов в организме. Дисциплина знакомит с основами строения и функций биологических мембран, описывает биохимические особенности мембран различных органов и тканей организма, особое внимание уделяется процессам биоэнергетики, свободно радикальным явлениям, процессам катаболизма и анаболизма, механизмам переноса протонов, электронов, протекающих также с поглощением света, мембранным системам транспорта: Na/K-АТФаза, Ca-АТФаза, регуляции активности АТФаз. Н-АТФазы, Дается классификация транспортных белков, основанная на механизме их действия и энергетике, описываются первичные и вторичные активные переносчики и др. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. охарактеризовать строение и функций биологических мембран, раскрыть биохимические особенности мембран различных органов и тканей организма; 2. объяснить специфику процессов катаболизма и анаболизма, механизмы переноса протонов, электронов, мембранных системам транспорта; 3. классифицировать транспортные белки, на основании механизма их действия и энергетике, 4. обосновать роль и значение мембранных систем транспорта: Na/K-АТФаза, Ca-АТФаза, регуляции активности АТФаз. Н-АТФазы; 5. провести биофизические исследование мембранных процессов, актуальное для формирования экспериментальных навыков у докторантов используя IT-технологий. Дисциплина знакомит с основами строения и функций биологических мембран, описывает биохимические особенности мембран различных органов и тканей организма, особое внимание уделяется процессам биоэнергетики, свободно радикальным явлениям, процессам катаболизма и анаболизма, механизмам переноса протонов, электронов, протекающих также с поглощением света, мембранным системам транспорта: Na/K-АТФаза, Ca-АТФаза, регуляции активности АТФаз. Н-АТФазы, Дается классификация транспортных белков, основанная на механизме их действия и энергетике, описываются первичные и вторичные активные переносчики и др.

Цель дисциплины сформировать представление о процессах в обмена веществ и энергии и составляющих его частей в их единстве и взаимосвязи с окружающей средой. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. Описать молекулярные основы нервной и гормональной регуляции функций организма; 2. Объяснить специфику принципов функционирования организма; 3. Овладеть пониманием механизмов регуляции физиологических процессов на молекулярно-клеточном уровнях организации организма человека; 4. Обоснованть необходимость приемов управления (регулирования) функциями организма на основе представлений о процессах жизнедеятельности организма и их отдельных структурных элементов с позиции классической физиологии и системного анализа; 5. Провести исследование актуальное для экспериментального обоснования молекулярных основ физиологических функций. Курс рассматривает совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в живых организмах, а также обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.

Целью дисциплины является формирование системного понимания биофизических механизмов воздействия электромагнитных полей на живые организмы, умения аргументировано доказывать теоретические положения, объясняющие природу общих закономерностей действия электромагнитных полей на разные биосистемы. В результате изучения дисциплины докторант будет способен: 1. охарактеризовать изучаемые явления, используя знания и представления о свойствах и источниках электромагнитных полей; 2. объяснить специфику действия электромагнитного поля на биообъекты; 3. классифицировать электромагнитные поля и электромагнитные волны для обоснования методов исследования, применяемых в биофизике; 4. обосновать методы изучения действия электромагнитных волн и полей на живые системы; 5. аргументированно объяснять механизмы воздействия электромагнитных полей и волн на мембраны кленток, на структуры крови, на активность головного мозга и т.д.; 6. провести биофизические исследование актуальное для формирования экспериментальных навыков у докторантов с использованием IT-технологий. Курс знакомит с электромагнитными полями и электромагнитными волнами, спектром электромагнитных волн, источниками электромагнитных волн, с особенностями действия электромагнитных волн на биомембраны, особенностями воздействия на структуру крови, механизмы действия электромагнитного поля на электрическую активность головного мозга, основными принципами и механизмами действия электромагнитных полей на поведение живого организма.

Целью дисциплины является формирование понимания роли свободных радикалов в жизнедеятельности клеток организма для анализа, определения и оценки фукционального состояния биосистемы в норме и при патологии. В результате изучения дисциплины студент будет способен: 1. описать основные источники свободных радикалов в живых системах, как эндогенного так и экзогенного характера; 2. объяснить специфику механизмы повреждения клеток свободными радикалами; 3. классифицировать чужеродные и природные радикалы, и уметь проанализировать их участием в биохимических ферментативных и неферментативных физиологических процессах; 4. обосновать роль и значение свободных радикалов в реакциях биосинтеза, окислительного фосфорилирования, регуляции липидного обмена, процессах митоза, и метаболизма; биофизических подхоодов в изучении живого; 5. на основе анализа метаболизма в клетках организма разработать рекомендации по предотвращению «перегрузки» свободными радикалами и пероксидами. Дисциплина знакомит с основными принципами возникновения чужеродных и природных радикалов, их участием в биохимических ферментативных и неферментативных физиологических процессах, в реакциях биосинтеза, окислительного фосфорилирования, регуляции липидного обмена, процессах митоза, и метаболизма. Описываются механизмы повреждения клеток свободными радикалами, вызывающие некоторые формы сердечно-сосудистых заболеваний: ишемию, атеросклероз, гипертонию, даются рекомендации по предотвращению «перегрузки» свободными радикалами и пероксидами.

Целью дисциплины - сформировать способность описывать и оценивать процессы самоорганизации биосистем разного уровня сложности на основе представлений о механизмах, обеспечивающих эволюцию устойчивых живых систему на базе анализа устойчивых динамичных стационарных состояниях этих систем. В результате изучения дисциплины студенты будут способны : 1. Описать устойчивые стационарные состояния и точки бифуркации; 2. Объяснить специфику и принципы формирования фракталов; 3. Овладеть пониманием механизмов эволюции динамических систем и фрактальных структур; 4. Обосновать необходимость приемов управления (регулирования) функциями организма на основе представлений о динамических стационарных состояниях и фрактальных структурах; 5. Провести исследование актуальное для экспериментального обоснования эволюции фрактальной организации биосистем. Дисциплина направлена на изучение: фрактальности и неравновесного динамического состояния, точек бифуркации, открытости биосистем, математического моделирования их поведения и развития. Учебный курс формирует теоретико-методологическую основу понимания природы и механизмов самоорганизации живых систем.

Цель дисциплины: сформировать у докторантов практические навыки написания текстов академического характера, с целью представления результатов выполненной работы в виде отчетов, обзоров, научных докладов и публикаций в рейтинговых изданиях, индексируемых в Scopus с ненулевым SJR , соответствующих критериям не хищнических изданий. В рамках дисциплины, докторанты совершенствуют навыки по анализу и изложению научной информации в различных формах (отчет, рецензия, обзор, статья); учатся структурировать, форматировать, подбирать стилистику и язык описания результатов исследования с целью публикации материалов исследований в виде научных статей в рейтинговых научных изданиях, учитывая особенности написания научных статей на английском языке; осваивают методологию написания докторской диссертации; методологию написания и оформления научных грантов по приоритетным направлениям в области биофизики и смежных областях, а также, учатся разрабатывать дизайн научного исследования в соответствии этическими принципами и нормами научно-публикационного процесса.

Цель дисциплины – сформировать способность применять современные методы и методологии научного исследования при выполнении диссертационной работы докторанта. В рамках дисциплины рассматриваются: методы и методологии научного исследования; современные экспериментальные подходы к научному исследованию докторанта; этапы и принципы планирования научного эксперимента; особенности использования биологических объектов в биофизическом эксперименте и подбор современных химических, математических, физических и биологических методов исследования, способных решить цель экспериментальной работы; экспериментальные подходы в изучении объектов биофизики на молекулярном уровне; успехи в применении молекулярных методов в исследовании биологических объектов; специфика компьютерного эксперимента в научном исследовании; правила осуществления эксперимента, обработки и интерпретации результатов.

Работать в коллективе выдерживая этические и правовые нормы, ориентируясь на принципы охраны здоровья человека и природы, а также выстраивать эффективное сотрудничество с коллегами для достижения профессиональных целей и уметь создавать условия для развития творческих способностей личности

Демонстрировать системное понимание биофизических процессов, аргументировано доказывать теоретические положения, объясняющие физико-химические закономерности изучаемых явлений в живом

Уметь проводить исследования научной проблемы для создания новых теорий, объясняющих изучаемые биофизические закономерности и внедрять результаты своих научных исследований в производство

Демонстрировать творческую оригинальность, соблюдая высокие морально-этические нормы, творческое мышление при осуществлении деятельности в конкретной области и проявлять при построении траектории своего профессионального роста и развития на протяжении всей профессиональной карьеры свою высокую конкурентно способность

Участвовать в разработке новых современных экспериментальных методов биофизических исследований

Выявлять научную сущность проблем, возникающих в ходе исследований и использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат для анализа биофизических процессов и явлений

Уметь осуществлять педагогическую деятельность, проводя учебные занятия в вузах, обеспечивая руководство магистерских и докторских диссертация, разрабатывая соответствующую учебно-методическую документация, публикую учебные и учебно-методические пособия.

Осуществлять анализ и экспертизу представленных результатов исследований, документов, материалов, характеризующих деятельность по вопросам, подлежащим проверке и оценке, формулировать и обосновывать выводы по предмету экспертизы

Использовать современные мультимедийные, информационно-коммуникационные технологии и возможности компьютерной техники, а также отечественный и зарубежный опыт исследований биологических процессов и явлений

Проводить самостоятельные исследования, интерпретацию их результатов, и вносить личный вклад в развитие данного направления науки и производства

Обладать умением критически анализировать, оценивать факты и синтезировать новые идеи, получаемые в области своей компетенции, обсуждать результаты собственных исследований с широкой общественностью

Разрабатывать современные экспериментальные методы диагностики с целью биофизических исследований