Физиология человека с основами биофизики

Бакалавриат 2022/2023

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Клеточная и молекулярная биотехнология)

Направление: 06.03.01. Биология

Кто читает: Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Где читается: Факультет биологии и биотехнологии

Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Болдырева Мария Александровна, Гайдуков Александр Евгеньевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 72

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Физиология — наука о жизненных функциях организма и его отдельных структур, механизмах их осуществления и регуляции. Предметом изучения физиологии являются проявления жизненных функций, начиная с молекулярного уровня и заканчивая целым организмом, включая поведенческие реакции, сознание и мышление. Физиология изучает роль различных веществ в организме и источники получения энергии, механизмы взаимодействия клеток и объединения их в ткани, органы и целостный организм. Физиология исследует взаимодействие организма с внешней средой и механизмы адаптации, а также становление физиологических функций в филогенезе и онтогенезе. Биофизика - наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации, и о влиянии на биологические объекты различных физических факторов. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Физиология животных и человека с элементами биофизики», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Профессиональный цикл» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к базовой части. Осваивается на 2 курсе в 3-4 модулях. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Зоология беспозвоночных животных», «Зоология позвоночных животных» «Общая и неорганическая химия», «Органическая химия для биологии и медицины», «Молекулярная биология», «Клеточная биология: основы биопроцессов». Основные положения дисциплины «Физиология животных и человека с элементами биофизики» будут использоваться в рамках изучения дисциплин «Эмбриология», «Клеточные технологии и инженерия», «Биоэнергетика», «Медицинская биотехнология» и др., а также при прохождении практик на 2-4 курсах образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».

Цель освоения дисциплины

является формирование у студентов представлений о физиологии центральной и периферической нервной системы, особенности строения и функционирования нейронов, глиальных клеток и нервной ткани в целом; организации нервной системы, в том числе головного и спинного мозга и функционировании их отделов; электрофизиологических процессах в возбудимых клетках; особенностях функционирования и регуляции скелетной, сердечной и гладкой мускулатуры. Формирование у студентов представлений о принципах работы и адаптации сенсорных систем, обеспечивающих восприятие стимулов разных модальностей; регуляции функций основных систем жизнеобеспечения с помощью вегетативной нервной системы.
является дать студентам современные представления о принципах и механизмах регуляции сердечно-сосудистой системы человека, взаимодействии системных и локальных механизмах регуляции кровотока при адаптивных реакциях организма, функционировании и регуляции дыхательной системы; формирование представлений о функциях клеточных элементов крови, гемостаза, антикоагулянтных систем и фибринолиза; формирование представлений о принципах работы эндокринной системы, классификации гуморальных регуляторов и их рецепторов, функциях гормонов для понимания гормональных механизмов управления процессами жизнедеятельности; формирование представлений о функционировании выделительной системы, процессах мочеобразования в нефронах почек и их регуляции; формирование представлений о строении, функционировании и комплексной регуляции отделов пищеварительной системы.

Планируемые результаты обучения

анализирует белково-липидный состав клеточных мембран
анализирует газообмен и его регуляцию в легких
анализирует изменения объема и давления в разных отделах сердца в ходе сердечного цикла
анализирует математическую модель Ходжкина-Хаксли
анализирует механизм генерации ЭКГ в разных отведениях
анализирует механизм механотрансдукции
анализирует механизм фототрансдукции
анализирует механизмы действия гормонов, их участие в регуляции различных процессов в норме и патологии
анализирует механизмы и параметры, определяющие соотношение фильтрации и реабсорбции в капиллярах
анализирует особенности строения и функционирования ротовой полости, пищевода и желудка
анализирует особенности транспорта газов кровью
анализирует особенности электромеханического сопряжения в разных типах мышц
анализирует последовательность событий при функционировании химического синапса
анализирует принципы работы эндокринных желез
анализирует различия регуляции кровоснабжения разных органов
анализирует разницу между мембранным потенциалом и равновесным потенциалом для иона.
анализирует разнообразие глиальных клеток
анализирует разные механизмы регуляции работы сердца
анализирует разные типы памяти и их структурно-функциональные корреляты
анализирует регуляцию работы почек
анализирует строение и функционирование кожных механорецепторов, проприорецепторов, ноцицепторов и терморецепторов
анализирует функции ядер черепно-мозговых нервов
анализирует функционирование компонентов противосвертывающей системы и фибринолиза
представляет строение оболочек мозга и функционирования барьеров
решает уравнения Нернста и Голдмана-Ходжкина Катца
сравнивает динамику и направление ионных токов при развитии потенциала действия
сравнивает зрительные иллюзии
сравнивает ионные токи, обеспечивающие развитие ПД в проводящей системе сердца и рабочем миокарде
сравнивает ключевые параметры, определяющие изменения дыхания, и механизмы его регуляции
сравнивает механизмы инициирования, реализации и функционального значения вдоха и выдоха.
сравнивает механизмы передачи электрических сигналов между клетками
сравнивает механизмы процессов трансмембранного транспорта
сравнивает механизмы регуляции артериального давления
сравнивает механизмы регуляции тонуса сосудов
сравнивает механизмы трансдукции сигнала при рецепции в разных анализаторах
сравнивает общее и раздельное регулирование работы внутренних органов с помощью ВНС
сравнивает особенности пищеварения в 12-перстной кишке, тонком и толстом кишечнике
сравнивает процессы фильтрации, реабсорбции и экскреции в разных отделах нефрона
сравнивает развитие постсинаптических сигналов
сравнивает реализацию первичного и вторичного гемостаза
сравнивает строение и функциональное значение разных типов кровеносных сосудов
сравнивает строение и функционирование симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы
сравнивает строение рефлекторных дуг соматического и вегетативного рефлекса.
сравнивает теории академиков Павлова и Анохина
сравнивает три типа мускулатуры
сравнивает функции гормонов
сравнивает функциональное значение разных зон коры больших полушарий
сравнивает функциональное значение разных отделов желудочно-кишечного-тракта
сравнивает функциональную роль мозжечка и базальных ганглиев в реализации двигательных актов
сравнивает функциональные особенности разных морфологических типов нейронов

Содержание учебной дисциплины

Тема 1. Введение в физиологию животных и человека. Поперечно-полосатые мышцы.
Тема 2. Биологические мембраны. Трансмембранный перенос веществ. Электрохимический потенциал.
Тема 3. Потенциал покоя. Потенциал действия.
Тема 4. Синапс: строение, передача сигнала.
Тема 5. Нервная система : клеточный состав, полости, оболочки, барьеры.
Тема 6. Нервная система: Принципы строения, спинной мозг, продолговатый мозг и средний мозг
Тема 7. Нервная система: мозжечок, промежуточный мозг, базальные ганглии, кора больших полушарий.
Тема 8. Сенсорные системы.
Тема 9. Сенсорные системы. Зрительный анализатор
Тема 10. Сенсорные системы. Слуховой и вестибулярный анализаторы.
Тема 11. Вегетативная нервная система.
Тема 12. Сердце - электрическая активность.
Тема 13. Сердце - механическая активность.
Тема 14. Кровообращение - кровеносные сосуды.
Тема 15. Кровообращение - регуляция.
Тема 16. Кровь: состав, защитные свойства, фибринолиз.
Тема 17. Дыхание - легочная вентиляция.
Тема 18. Дыхание - транспорт газов и регуляция дыхания.
Тема 19. Эндокринная система.
Тема 20. Эндокринная система.
Тема 21. Выделение.
Тема 22. Пищеварение.
Тема 23. Пищеварение.
Тема 24. Поведение человека и животных.

Элементы контроля

Контрольная 1
Контрольная 2
Контрольная 3
Контрольная 4
Контрольная 5
Экзамен

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 4 модуль
0.1 * Контрольная 1 + 0.5 * Экзамен + 0.1 * Контрольная 5 + 0.1 * Контрольная 3 + 0.1 * Контрольная 4 + 0.1 * Контрольная 2

Список литературы

Авторы

Болдырева Мария Александровна
Яхина Мария Рафаиловна
Тоневицкий Александр Григорьевич
Гайдуков Александр Евгеньевич

Программа дисциплины