Направление подготовки: 06.03.01 Биология
Институт фундаментальной биологии и биотехнологии
Кафедра биофизики
Автор: Панова Юлия Андреевна, старший преподаватель
Цель преподавания дисциплины: ознакомление с основными методами современной биоинформатики и их практическим применением для решения задач молекулярной биологии, генетики, геномики и генетических технологий.
Автор-составитель: Маркова Г.М., ассистент каф. биофизики
Институт: фундаментальной биологии и биотехнологий
Название: Эвристическое нейросетевое моделирование рефлексии
Направление: 03.03.02 Физика
Профиль подготовки: 03.03.02.31 Биохимическая физика
Год набора: 2025
Курс разрабатывается в тренировочных целях в рамках повышения квалификации.
Данный курс посвящен применению метода эвристического нейросетевого моделирования к исследованию рефлексии в широком смысле как когнитивной функции. Рассматриваются методологические основания (биофизический подход), базовые конфигурации нейронных сетей для моделирования, простейшие задачи на рефлексию в широком смысле. Обсуждаются полученные результаты. Предлагаются дальнейшие направления исследований в данной области.
В качестве источников используются публикации С.И. Барцева, в том числе - в соавторстве с Г.М. Марковой (кафедра биофизики СФУ).
Направление подготовки: 06.03.01 Биология
Институт фундаментальной биологии и биотехнологии
Кафедра биофизики
Автор: Панова Юлия Андреевна, старший преподаватель
Цель преподавания дисциплины: ознакомление с основными методами современной биоинформатики и их практическим применением для решения задач молекулярной биологии, генетики, геномики и генетических технологий.
Организационный курс создан в поддержку дополнительной профессиональной программы профессиональной переподготовки "Учитель биологии и экологии".
Цель программы — приобретение слушателями знаний, умений, компетенций для осуществления педагогической и просветительской деятельности в области биологии и экологии, оказания образовательных услуг по основным общеобразовательным программам.
Программа направлена на формирование компетенций в соответствии с трудовыми функциями профессионального стандарта 01.001 «Педагог (педагогическая деятельность в сфере дошкольного, начального общего, основного общего, среднего общего образования) (воспитатель, учитель)», утвержденного приказом Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации от 18 октября 2013 № 544н (в ред. от 05.08.2016 № 422н)
Автор-составитель УМО: д.б.н., профессор Кратасюк В.А., старший преподаватель Самойлова А.А.
Институт: фундаментальной биологии и биотехнологии
Название: "История биологии и биофизики"
Направление: 03.03.02 "Физика"
Специализация: 03.03.02.31 "Биохимическая физика"
Год набора: 2021, 2022, 2023
Автор-составитель УМО: д.б.н., профессор Кратасюк В.А., старший преподаватель Самойлова А.А.
Институт: фундаментальной биологии и биотехнологии
Название: "История биологии"
Направление: 06.03.01 "Биология"
Год набора: 2020, 2021, 2022, 2023
В ходе изучения дисциплины формируется представление о радиационном фоне и источников его формирования на планете, проблемах региональной радиоэкологии, рассматривfтся поведние радионуклидов в окружающей среде, их действие на биоту, методы оценки дозовой нагрузки на человека.
Курс «Программирование в Python» предназначен для направления подготовки 03.03.02 «Физика», профиля 03.03.02.07 «Биохимическая физика». Изучение данной дисциплины проходит на 1 курсе бакалавриата в 1 семестре.
Авторы и составители:
1. Коленчукова Оксана Александровна - профессор, д-р биол. наук, ИФБиБТ, e-mail: kalina-chyikova@mail.ru
2. Кратасюк Валентина Александровна - зав. кафедрой биофизики ИФБиБТ СФУ, д-р биол. наук, ИФБиБТ, e-mail: valkrat@mail.ru;
3. Степанова Людмила Васильевна - доцент кафедры биофизики, канд. биол. наук, ИФБиБТ, e-mail: slyudmila@mail.ru;
3. Римацкая Надежда Валерьевна - руководитель ЦРК проектного офиса НОЦ МУ «Енисейская Сибирь», ИФБиБТ, e-mail: shmanko_nadya@mail.ru
4. Вышедко Александра Михайловна - старший преподаватель ИФКСиТ СФУ, e-mail: sever_sasha@list.ru
«Спецсеминар:математические методы в биологических исследованиях»является ознакомление студентов с
современными математическими методамиобработкиинформациии
освоение их использования применительно к биологическим исследованиям.
При этом делается упор на практические аспекты применения
математических методов в современной науке и в частности работу с
математическими программными пакетами
Задача дисциплины - обучение построению и анализу математических моделей, описывающих динамику биологических процессов. Математической базой для представленных моделей служит аппарат дифференциальных уравнений и дискретных рекуррентных уравнений.
Курс для бакалавров по направлению 03.03.02 Физика, профиль 03.03.02.31 Биохимическая физика
Цель курса:
Изучение физических основ биологической эволюции, включая законы и принципы организации и развития сложных физических, химических, биологических и социальных систем.
Задачи курса:
Дать необходимый объем знаний в области физики процессов эволюции на молекулярном, клеточном, организменном, популяционном и экосистемном уровнях организации.
Место курса в системе естественнонаучного специального образования:
Изучение физических принципов биологической эволюции является специальным разделом курса биофизики, интегрирующим знания, полученные студентами-физиками на первых курсах обучения по общей физике, термодинамике, статистической физике, биохимии, физхимии, и др.
3 Содержание дисциплины
Термодинамические критерии эволюции. Начала термодинамики и самоорганизации. Энергия и энтропия.
Локальные равновесия и критерии эволюции. Термодинамика самоорганизации живых организмов. Термодинамика экологических систем.
Ограниченность классического термодинамического подхода.
Оценка перспектив энергетического подхода.
Ограниченность классического термодинамического подхода.
Оценка перспектив энергетического подхода.
Формирование планеты и возникновение жизни на ней (энергетические аспекты).
Потоки энергии и круговороты вещества в биосфере. Потоки энергии. Основные типы круговоротов вещества в биосфере. Физический круговорот воды. Геохимические круговороты. Биотический круговорот. Становление биотического круговорота на Земле.
Законы (биогеохимические принципы) В.И.Вернадского.
Экспериментальное исследование основных биотических циклов. Проблемы ЗЭС. Биосфера и ноосфера.
Жизнь как открытая автокаталитическая система с потоком свободной энергии. Особенности автокаталитического развития в ограниченной среде. Оценка совершенства биотического круговорота. Борьба с ограничением среды – явлениие аутостабилизации. Два типа открытых термодинамических систем в биологии.
Экспериментальные эволюционные машины. Физические принципы развития надорганизменных систем.
Энергетический принцип экстенсивного развития. Кинетическое обоснование принципа на моделях гиперциклов Эйгена и динамики популяций.
Экспериментальное подтверждение ЭПЭР на микробных популяциях в открытых системах. Переключение энергетического метаболизма в гомогенной популяции. Микроэволюция микробных популяций в различных условиях. Развитие смешанных культур. Динамика экспериментальных трофических цепочек. Модельные экосистемы.
Примеры действия принципа в микро- и макроэволюции.
Энергетический принцип интенсивного развития. Формулировка ЭПИР. Рост интенсивности энергообмена. Размеры животных и длительности поколений. ЭПИР в развитии экосистем. Магистральное направление эволюции биосистем. Проблема регресса и прогресса в биологии. Почему невыгодно прямое наследование приобретенных признаков.
Самый общий критерий развития надорганизменных систем.
Синтез мерологического и холистического подходов на основе учета циклов лимитирующих веществ.
Энергетическая эволюция человечества как звена Биосферы. Исторические этапы роста энергетики.
Прогнозы и сценарии энергетического развития человечества.
Вклад России в энергетическое развитие человечества
Вписывание человечества (техногенной цивилизации) в биосферу.
Перспективы развития ноосферы с учетом энергетических проблем.
Целью изучения дисциплины «Избранные главы биофизики» является ознакомление студентов с наиболее актуальными современными проблемами биофизики, которые не вошли в базовый курс «Биофизика».
Главной задачей изучения дисциплины «Избранные главы биофизики» является определение места исследовательской работы бакалавра в потоке современных научных исследований. Изучение дисциплины направлено на формирование у выпускника естественнонаучных знаний, получение им высшего профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно работать в выбранной сфере деятельности.
Одним из явных пробелов в знаниях экспериментаторов, занимающихся изучением живых объектов, является география. Биохимические циклы описывают планетарную машину Земли в абстрактных химических терминах, но реализация циклов происходит в конкретной географической среде. Поэтому при построении реальных математических моделей природных процессов проблема транспорта вещества в гетерогенной среде является ключевой, т.к. гетерогенность системы является важным условием ее существования. Реализация биохимических циклов в конкретных условиях требует понимания физических процессов, определяющих потоки вещества и энергии. Целью дисциплины является выработка системных представлений о физических условиях существования природных сообществ.
The course is a part of International Master Program “Biological Engineering” offered by Siberian FederalUniversity. Any advanced engineering discipline is based on a set of technologies that allow the creation of new application systems. This means that the creators have to predict or calculate operating parameters of the created system, which is impossible without the developed theoretical concepts and tools.
The course consists of three parts (modules). In the first module some widely used mathematical instrumentation is considered. Specificity of biophysical approach to modeling biological systems is discussed. This module plays the role of some kind of bases for the course. The second module is devoted to the consideration of well known mathematical models which played essential role in understanding living systems or/and in organizing scientific research. The third module acquaints students with new mathematical instrumentation or with new applications of known techniques.
This course is designed to develop skills in scientific communication and presentation of research results to various target audiences. At present, the need for interdisciplinary and intersectoral communication has grown. Effective communications contribute to increasing the prestige of science and scientific literacy of the population, increase confidence in science, attract people and investors, and increase the recognition of a researcher or research topic among various audiences.
The course will start from introduction to the history and methodology of science communication. After we will talk about main aims and formats of science communication, offline and online practices. Students will know about science ranking and blogging, writing and tik-toking. Several individual and group assignments are designed to achieve course objectives. This course will help to communicate with different audiences.