Биофизика, Артюхов В.Г., 2020

Биофизика, Артюхов В.Г., 2020.

   Настоящий учебник дает систематическое изложение основ современной биофизической науки в соответствии с требованиями государственных стандартов образования. Книга включает главы, посвященные истории развития биофизики, методологии, физико-химическим методам исследования биосистем; кинетике и термодинамике биологических процессов; структуре и закономерностям функционирования биосистем на микро- и наноуровнях, механизмам воздействия на биосистемы ионизирующей радиации.
Особое внимание авторы уделили освещению таких актуальных направлений, как механизмы гомеостаза, регуляция синтеза и активности белков-ферментов, эндогенные низкомолекулярные биорегуляторы; проблематика мембранологии изложена с использованием новейших данных биофизических исследований.
Учебник предназначен для студентов-биологов, но может быть использован и студентами других специальностей, в частности медицинских, фармацевтических и сельскохозяйственных.




СОДЕРЖАНИЕ БИОФИЗИКИ.
Согласно А.Б. Рубину (1987) «основное содержание биофизики составляют нахождение общих принципов биологически значимых взаимодействий на молекулярном уровне, раскрытие их природы в соответствии с законами современной физики, химии, математики и разработка на основе этого исходных обобщенных понятий, адекватных описываемым биологическим явлениям».

Формулировка собственных исходных теоретических понятий характерна для самостоятельных развитых наук, имеющих свою концептуальную базу. Специфика биологических закономерностей, полностью раскрывающихся на высших уровнях организации развитой биологической системы, тем не менее проявляется уже на низших молекулярных уровнях живого.

В основе любого физиологического процесса или биологического явления лежат высококоординационные последовательные взаимодействия специфических биополимеров и макромолекулярных комплексов. Однако необходимо помнить, что чем выше уровень организации биологического объекта, тем большую роль играют биологические закономерности, тем труднее связать последние с молекулярными изменениями, протекающими в клетках, и проследить непосредственный механизм молекулярных взаимодействий. Для каждого уровня организации биологической системы характерны свои собственные закономерности.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение.
ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ БИОФИЗИКИ.
1.1. БИОФИЗИКА КАК НАУКА.
1.2. ИСТОРИЯ БИОФИЗИКИ.
Биофизические исследования в XVII и XVIII вв.
Развитие биофизических исследований в XIX и XX вв.
Становление и развитие биофизики в России.
1.3. МЕТОДОЛОГИЯ БИОФИЗИКИ.
1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЖИЗНЬ».
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 2 ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ.
2.2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
2.3. ЭНТАЛЬПИЯ. ЗАКОН ГЕССА.
2.4. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ.
2.5. БАЛАНС ЭНТРОПИИ ПРИ РОСТЕ И РАЗВИТИИ ОРГАНИЗМОВ.
2.6. СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.
2.7. ТЕОРЕМА ПРИГОЖИНА.
2.8. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
СООТНОШЕНИЕ ВЗАИМНОСТИ Л. ОНЗАГЕРА.
2.9. СОПРЯЖЕНИЕ НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССОВ.
2.10. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
Контрольные вопросы и задачи.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 3 КИНЕТИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КИНЕТИКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
3.2. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ БИОХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ. ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ РЕАКЦИИ.
3.3. ВЛИЯНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ НА СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ.
3.4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА.
3.5. КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ.
3.5.1. Методы определения Km и vmax.
3.5.2. Определение констант скоростей ферментативной реакции.
3.6. ИНГИБИТОРНЫЙ АНАЛИЗ.
3.7. ВЛИЯНИЕ АКТИВАТОРОВ И ДРУГИХ ФАКТОРОВ МИКРООКРУЖЕНИЯ НА СКОРОСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ.
3.8. ВЛИЯНИЕ pH СУБСТРАТА НА СКОРОСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ.
Контрольные вопросы и задачи.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 4 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА: МЕХАНИЗМЫ ГОМЕОСТАЗА,РЕГУЛЯЦИИ СИНТЕЗА И АКТИВНОСТИ БЕЛКОВ-ФЕРМЕНТОВ.
4.1. МЕХАНИЗМЫ ГОМЕОСТАЗА.
4.1.1. Общие представления о гомеостазе.
4.1.2. Иерархия регуляторных систем.
4.1.3. Механизмы внутриклеточной регуляции.
4.1.4. Соответствие метаболизма потребностям клетки.
4.1.5. Биологический смысл несовпадения катаболических и анаболических путей.
4.1.6. Основные типы регуляции метаболических путей.
4.2. ИЗОСТЕРИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ.
4.3. АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ И КООПЕРАТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ.
4.3.1. Понятие об аллостерических ферментах.
4.3.2. Доказательства пространственной обособленности центров, связывающих аллостерические лиганды.
4.3.3. Кооперативные эффекты.
4.3.4. Особенности кинетических свойств аллостерических ферментов.
4.3.5. Физиологическое значение положительной и отрицательной кинетической кооперативности.
4.3.6. Влияние эффекта краудинга на функционирование аллостерических ферментов.
4.4. АДСОРБЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ.
4.4.1. Общие представления.
4.4.2. Изменение компартментализации ферментов.
4.4.3. Понятие о метаболоне.
4.4.4. Регуляция активности векторных ферментов мембран.
4.5. ДИССОЦИАТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ.
4.6. КОВАЛЕНТНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ.
4.6.1. Основные способы ковалентной модификации белковых молекул в клетке.
4.6.2. Каскады ферментативных реакций.
4.7. РЕГУЛЯЦИЯ КОЛИЧЕСТВА БЕЛКОВ В КЛЕТКЕ.
4.7.1. Динамическое равновесие белков.
4.7.2. Регуляция биосинтеза белков.
4.7.3. Регуляция экспрессии генов у прокариот.
4.7.4. Регуляция экспрессии генов у эукариот.
4.7.5. Общие транскрипционные факторы.
4.7.6. Специфические факторы транскрипции.
4.7.7. Стабильность мРНК.
4.7.8. Регуляция трансляции.
4.7.9. Механизм инициации трансляции.
4.7.10. Изоферменты.
4.7.11. Распад белков.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 5 ЭНДОГЕННЫЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ БИОРЕГУЛЯТОРЫ: РОЛЬ В БИОСИСТЕМАХ.
5.1. МАЛЫЕ НЕИОННЫЕ ЛИГАНДЫ.
5.1.1. Оксид азота.
5.1.2. Оксид углерода.
5.2. НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИЕ ТИОЛЫ.
5.2.1. Восстановленный глутатион.
5.2.2. Нитрозоглутатион.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 6 МЕМБРАНОЛОГИЯ.
6.1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОМЕМБРАН.
6.1.1. Общая характеристика методов исследования мембран.
6.1.2. Выделение и разделение мембран.
6.1.3. Оценка чистоты мембранных фракций.
6.1.4. Выделение и очистка мембранных белков.
6.1.5. Выделение и фракционирование липидов мембран.
6.2. СОСТАВ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ БИОМЕМБРАН.
6.2.1. Липиды биомембран: классификация, состав, структура; физико-химические и динамические свойства, функции.
6.2.2. Классификация, структура и функции мембранных белков.
6.2.3. Углеводы мембран.
6.2.4. Взаимодействия мембранных компонентов и их роль в функционировании биомембран.
6.2.5. Модели строения биомембран.
6.3. ИСКУССТВЕННЫЕ МЕМБРАННЫЕ СТРУКТУРЫ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.
6.4. ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ.
6.4.1. Общая характеристика процессов мембранного транспорта.
6.4.2. Пассивный транспорт веществ через мембрану.
6.4.3. Пассивный транспорт ионов через мембрану.
6.4.4. Транспорт ионов через селективные каналы.
6.4.5. Дискретное описание транспорта через ионные каналы.
6.4.6. Индуцированный транспорт ионов.
6.4.7. Активный транспорт.
6.4.8. Перенос через мембрану макромолекул и частиц.
6.5. РОЛЬ БИОМЕМБРАН В ОСУЩЕСТВЛЕНИИ И РЕГУЛИРОВАНИИ КЛЕТОЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА.
6.6. УЧАСТИЕ БИОМЕМБРАН В ПЕРЕДАЧЕ ИНФОРМАЦИИ В КЛЕТКУ.
6.6.1. Характеристика компонентов каскада передачи внешнего сигнала в клетку.
6.6.2. Основные пути передачи информации в клетку.
6.7. МЕХАНИЗМЫ МОДИФИКАЦИИ КОМПОНЕНТОВ БИОМЕМБРАН: РОЛЬ АКТИВНЫХ КИСЛОРОДНЫХ МЕТАБОЛИТОВ.
6.7.1. Пероксидное окисление липидов — универсальный способ модификации мембран.
6.7.2. Механизмы образования, биологическая роль и пути утилизации активных форм кислорода.
6.8. АДГЕЗИВНАЯ ФУНКЦИЯ МЕМБРАН.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 7 КВАНТОВАЯ БИОФИЗИКА.
7.1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
7.2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КВАНТОВ СВЕТА С БИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ.
7.3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ БИОМОЛЕКУЛ.
7.4. ПУТИ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЭЛЕКТРОННО-ВОЗБУЖДЕННОГО СОСТОЯНИЯ МОЛЕКУЛЫ.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 8 НЕКОТОРЫЕ БИОФИЗИЧЕСКИЕ (КОНФОРМАЦИОННО ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ) МЕТОДЫ АНАЛИЗА БИОСИСТЕМ.
8.1. СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ В БИОСИСТЕМАХ.
8.2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ.
8.2.1. Супероксидный анион-радикал кислорода.
8.2.2. Метод электронного парамагнитного резонанса.
8.2.3. Метод ядерного магнитного резонанса.
8.2.4. Метод импульсного фотолиза.
8.2.5. Лазерная спектроскопия.
8.2.6. Инфракрасная спектроскопия.
8.2.7. Гамма-резонансная спектроскопия.
8.2.8. Дисперсия оптического вращения.
8.2.9. Дихроизм.
8.2.10. Микрокалориметрия.
8.2.11. Метод рентгеноструктурного анализа.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 9 ОСНОВНЫЕ Ф0Т0ШИЗИНЕСКИЕ И ФОТОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ БИОСИСТЕМ.
9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.
9.2. ОСОБЕННОСТИ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ КАК БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА.
9.3. ФОТОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ БИОПОЛИМЕРОВ И БИОМЕМБРАН.
9.3.1. Действие УФ-излучения на белковые системы.
9.3.2. Действие УФ-излучения на нуклеиновые кислоты.
9.3.3. Действие УФ-излучения на липиды и биологические мембраны.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.
ГЛАВА 10 ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ НА РАЗЛИЧНЫЕ БИОСИСТЕМЫ.
10.1. ПРЕДМЕТ И ПРОБЛЕМЫ РАДИОБИОЛОГИИ.
10.2. ДОЗА ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.
10.3. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ (ОБЭ).
10.4. ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ.
10.5. МОДИФИКАЦИЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ.
10.5.1. Кислородный эффект в радиобиологических явлениях.
10.5.2. Радиопротекторы и радиосенсибилизаторы.
10.6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ.
10.6.1. Свободнорадикальные процессы при облучении воды и водных растворов (радиолиз воды).
10.6.2. Принцип попадания и теория мишени.
10.6.3. Гипотеза липидных радиотоксинов и цепных реакций.
10.6.4. Структурно-метаболическая теория.
10.7. СОВРЕМЕННАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ: ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ И НОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ.
Контрольные вопросы.
Список рекомендуемой литературы.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Биофизика, Артюхов В.Г., 2020 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по биологии :: биология :: Артюхов :: биофизика