Биофизика (БФ), как самостоятельная научная дисциплина. Предмет и задачи

Биологические и физические процессы и закономерности в живых системах. Редукционизм и антиредукцианизм. Принцип качественной несводимости.

Основные направления развития современной биофизики. Уровни биофизических исследований.

Термодинамика, как ядро современной биофизики. Предмет и задачи. Практическое значение

Классификация ТД систем; особенности живых организмов, как ТД систем.

Характеристика ТД функций, применяемых для анализа биолог процессов.

Внутренняя энергия, теплота и работа, как ТД функции.

Первый закон ТД в биологии; доказательства его применимости к живым системам. Своеобразие проявления первого закона ТД в биосистемах.

Характеристика энтальпии системы как функция состояния. Тепловой эффект процесса.

Закон Гесса, его применимость к биопроцессам. Следствие закона Гесса, его практическое значение.

Формулировка второго закона ТД. Своеобразие его проявления в биосистемах.

Энтропия как функция состояния системы. Связь энтропии с ТД вероятностью состояния системы.

Уравнение второго закона ТД. Понятие свободной и связанной энергии.

Доказательства применимости второго закона ТД к биосистемам.

Теория Онзагера. Гетерогенность энтропии в биосистемах. Уравнение второго закона ТД для открытых систем.

16. Стационарное состояние живых ТД систем, его отличие от ТД равновесия; баланс энтропии и свободной энергии. Условия перехода живых систем на новый стационарный уровень. (+ см вопрос 17)

Теорема Пригожина и направленность эволюции биосистем. Энтропия и биологический прогресс.

Организм и клетка как химическая машина. Химический потенциал живой системы.

Критерии спонтанности, самопроизвольности протекания процессов в ТД системах.

Применение ТД в биологии: методы расчёта стандартной и реальной свободной энергии биохимических процессов. Свободная энергия Гиббса и Гельмгольца.

Потенциал переноса атомных группировок в различных трансферазных реакциях.

Понятие макроэргической связи. Характеристика АТФ как универсального аккумулятора энергии в биосистемах.

Причины высоких значений потенциала переноса при гидролизе ди- и полифосфатов. Разнообразие макроэргических соединений в биосистемах.

Типы энергетического обмена в биосистемах

Типы аккумуляции и пути расходования энергии в биосистемах. ТД сопряжение экзэргонической и эндэргонической стадии биопроцессов; примеры.

ТД характеристика анаэробного распада глюкозы. Расчёт КПД.

ТД характеристика окисления пировиноградной кислоты в цикле Кребса. Расчёт КПД.

ТД полного окисления глюкозы. Расчёт эффективности (КПД) биологического окисления глюкозы.

Этапы уницикации энергетических субстратов в процессах катаболизма.

Энергетическая сущность явления окислительного фосфорилирования. Коэффициент фосфорилирования (Р/О).

Современное представление о строении и переносе электронов в дыхательной цепи митохондрий.

Современные представления о механизме сопряжения окисления и фосфорилирования в биосистемах.

Разнообразие механизмов образование АТФ и их вклад в энергетику клетки.

Различные типы электрон-транспортных путей в живых организмах. Их роль в биоэнергетике клетки.

Биофизика фотосинтеза: физическая и физико-химическая стадии, квантовый выход. Расчёт КПД.

Элементарные кинетические уравнения. Скорость реакции. Константа равновесия обратимой реакции.

Факторы, определяющие скорость реакций биологических процессов.

Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ. Молекулярность реакций. Порядок реакций.

Различия скоростей превращения вещества в реакциях различного порядка.

Особенности кинетики биологических процессов. Кинет последовательно- и параллельно-протекающих реакций в многостадийном процессе.

Принцип обратной связи и лимитирующего звена (определяющей реакции) и их роль в регуляции скоростей протекания биологических процессов.

Зависимость скорости процесса от температуры. Анализ ур-ия Аррениуса

Энергия активации реакции (процесса). Экспериментальной определение величины энергии активации.

Особенности кинетики ферментативных реакций. Понятие об активности ферментов. Единицы измерения активности и количества ферментов.

Основные положения теории ферментативной кинетики и общей теории механизма действия ферментов.

Вывод и анализ уравнения Михаэлиса-Ментен для односубстратной ферментативной реакции.

47. Графическии анализ результатов кинетического исследования ферментативной реакции (V₀ число "оборотов", V_mах,К_m).

48. Физический смысл основных кинетических характеристик ферментативной реакции (Vmax, К_m).

Использование уравнения Лайнуивера-Берка для определения кинетических характеристик ферментативной реакции.

Кинетика ингибирования ферментативных реакций. Обратимое и необратимое ингибирование. Типы обратимого ингибирования.

Графический анализ конкурентного ингибирования по уравнению Лайнуивера-Берка