Ebook: Біофізика

Підручник / П. Г. Костюк, В. Л. Зима, І. C. Магура та ін. — K.: Обереги, 2001. — 544 с. — (Б-ка Держ. фонду фундамент. дослідж.).
ISBN 966-513-021-8У підручнику представлені термодинаміка біологічних процесів, молекулярна біофізика, біофізика клітинних процесів і складних систем. Розглянуті питання стосовно структури біомакромолекул і мембран, молекулярних механізмів клітинних процесів, дії фізичних факторів на живі організми, передачі інформації, управлінняі регуляції в біологічних системах.
Підручник рекомендований для студентів біологічних факультетів університетів. Може бути використаний студентами фізичних факультетів, медичних і сільськогосподарських університетів.

Зміст.
Вступ.
Термодинаміка біологічних процесів.
Термодинаміка рівноважних станів.
Перший закон термодинаміки.
Ентальпія. Закон Гесса.
Калориметрія.
Другий закон термодинаміки.
Термодинамічні потенціали.
Зміна стандартної вільної енергії.
Хімічний потенціал.
Електрохімічний потенціал.
Термодинаміка необоротних процесів.
Зміна ентропії у відкритих термодинамічних системах.
Швидкість продукції ентропії та дисипативна функція.
Основні положення лінійної нерівноважної термодинаміки.
Співвідношення взаємності Онзагера.
Теорема Пригожина.
Стійкість системи в рівновазі та у стаціонарному стані.
Нелінійна термодинаміка необоротних процесів.
Контрольні запитання і задачі до частини І.
Молекулярна біофізика.
Біологічні макромолекули в розчині.
Конформації макромолекул.
Внутрішньомолекулярні взаємодії в біомакромолекулах.
Гідрофобні взаємодії та структура води.
В'язкість розчинів біомакромолекул.
Дифузія макромолекул.
Квазіпружне розсіювання світла.
Седиментація макромолекул.
Електрофорез макромолекул.
Взаємодія макромолекул у сольовому розчині (теорія Дебая—Хюккеля).
Біофізика білків.
Первинна та вторинна структури білків.
Дисперсія оптичного обертання (ДОО) і круговий дихроїзм (КД).
Домени і третинна будова білків.
Диференційна сканувальна мікрокалориметрія.
Динаміка структури білків.
Абсорбційна та диференційна спектрофотометрія.
Флуоресцентна спектроскопія білків.
Ядерний магнітний резонанс (ЯМР).
Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР).
Ферментний каталіз.
Кінетика ферментативних реакцій.
Вплив температури на швидкість біохімічних реакцій.
Алостеричні ферменти. Регуляція хімічних реакцій у клітині.
Біофізика нуклеїнових кислот.
Структура мономерних компонентів нуклеїнових кислот.
Первинна структура нуклеїнових кислот.
Вторинна структура ДНК.
Конформації подвійних спіралей нуклеїнових кислот.
Структура тРНК.
Рівні компактизації ДНК.
Оптичні характеристики і гіперхромний ефект ДНК.
Ренатурація та кінетика ренатурації денатурованої ДНК.
Біологічна функція нуклеїнових кислот.
Клонування ДНК.
Нуклеїново-білкове впізнавання.
Контрольні запитання і задачі до частини II.
Біофізика клітинних процесів.
Клітина — складна високовпорядкована система.
Мікроскопічні дослідження клітин.
Прокаріотні клітини.
Еукаріотні клітини.
Чинники, що контролюють синтез білків у клітині.
Клітинні мембрани.
Молекулярна організація клітинних мембран.
Динаміка ліпідів у мембрані.
Мембранні білки.
Рідинно-мозаїчна структура мембран.
Мембранний транспорт.
Дифузія незаряджених речовин через ліпідний бішар мембрани.
Білки-переносники.
Канальні білки.
Первинний активний транспорт.
Вторинний активний транспорт.
Ендо- та екзоцитоз.
Фізико-хімічні механізми виникнення мембранного потенціалу.
Вибіркова іонна проникність клітинних мембран.
Мембранний потенціал.
Пасивний потік іонів через клітинну мембрану.
Моделювання іонної проникності клітинних мембран.
Електрична збудливість та іонні канали.
Іонні механізми виникнення потенціалу дії.
Поширення потенціалу дії. Кабельна теорія.
Поверхневий потенціал клітин.
Метод фіксування потенціалу.
Математична модель Ходжкіна-Хакслі.
Воротні струми потенціалкерованих іонних каналів.
Властивості селективного фільтра потенціалкерованих натрієвих каналів.
Токсини-модулятори натрієвих каналів.
Виділення і реконструкція натрієвих каналів.
Властивості потенціалкерованих кальцієвих каналів.
Властивості калієвих каналів.
Хлорні канали.
Механізми міжклітинних взаємодій.
Щілинні з'єднання.
Оксид азоту як сигнальна молекула, що забезпечує міжклітинний зв'язок.
Синаптична передача.
Хімічні синапси.
Кальцієвий сигнал.
Біофізика м'язів і клітинної рухливості.
Поперечносмугасті (скелетні) м'язи. Будова і функція поперечносмугастих м'язових волокон.
Зв'язок між збудженням і скороченням у поперечносмугастих м'язах.
Механіка і енергетика скорочення.
Молекулярні механізми м'язового скорочення.
Серцевий м'яз.
Біомеханіка та енергетика серцевого м'яза.
Гладенькі м'язи.
Активація скорочення в гладеньких м'язах.
Нем'язова форма рухливості клітин.
Трансформація енергії у спряжених біомембранах.
Трансформація енергії у внутрішніх мембранах мітохондрій.
Трансформація енергії у фотосинтетичних мембранах хлоропластів.
Енергетичні процеси в мембранах фотосинтетичних бактерій.
Контрольні запитання і задачі до частини III.
Біофізика складних систем.
Передача інформації в сенсорних системах організму.
Основні поняття теорії інформації.
Трансформація подразнень у рецепторах.
Передача та переробка інформації у нервових центрах.
Характеристики суб'єктивних сенсорних відчуттів.
Керування руховою функцією організму.
Скелетні м'язи як системи саморегуляції.
Скелетні м'язи як ефектори.
Сталість внутрішнього середовища організму та його регуляція.
Характеристики внутрішнього середовища організму.
Регуляція кровообігу.
Регуляція газового складу крові.
Регуляція концентрації енергетичних речовин у крові.
Регуляція температури крові.
Регуляція осмотичного тиску крові.
Контрольні запитання до частини IV.
Відповіді до задач.
Список літератури.
Предметний покажчик.