Методическую разработку составила
ГОУ ВПО “Смоленская государственная медицинская академия
Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию”
Фармацевтический факультет
Кафедра медицинской и биологической физики
Методическая разработка
К занятию СР3 для студентов
Тема: Термодинамика биологических систем
Методическую разработку составила
старший преподаватель кафедры медицинской
и биологической физики Деревцова Светлана Николаевна
Тема занятия: Термодинамика биологических систем
2.Продолжительность занятия – 3 часа
3. Место проведения занятия – учебная комната
4.Цель занятия: рассмотреть применение I и II начал термодинамики к биологическим процессам; обобщить, расширить знания и умения студентов о термодинамических потенциалах; актуализировать внимание на особом значении энтропии в описании поведения биологических систем; познакомится с качественным и количественным анализом эволюции биологических микро и макро систем.
5.Список вопросов, рассматриваемых в теме:
- Что называется системой в термодинамике, их виды (перечислить, дать определение, особенности для живых объектов)?
- Определение энергии в термодинамике, её виды (перечислить, дать определение, виды в живом организме).
- Сформулировать первый закон термодинамики для неживых и живых объектов (определение, примеры).
- Перечислить и определить основные виды работ, совершающиеся в живых организмах.
- Биоэнергетика живого организма (роль АТФ в энергетических превращениях, характеристические реакции).
- Сформулировать и записать закон Гесса (примеры).
- Рассмотреть в общем и на примерах энергетический баланс организма (ввести понятие первичной и вторичной теплоты для живых систем).
- Ввести понятие об обратимом и необратимом процессах (определения, примеры).
- Что называется энтропией (определение, формула).
- Записать первый закон термодинамики, используя понятие свободной и связанной энергии (формулы, определения).
- Сформулировать и записать второй закон термодинамики (для обратимых и необратимых процессов, примеры).
- Рассмотреть энтропию как меру вероятности состояния системы (формула, формулировка).
- Термодинамические потенциалы (определение, виды, примеры, формулы).
- Значение и роль химического и электрохимического потенциалов в процессе жизнедеятельности организма.
- Организм как открытая термодинамическая система (определение, примеры, доказательства).
- Определите изменение энтропии для живого организма (с учётом всех параметров внутренней и внешней среды, примеры). Уравнение Пригожина (запись, формулировка, анализ).
- Продукция энтропии и обмен энтропией с окружающей средой открытых систем (примеры: анализ продукции энтропии для детей, взрослого и пожилого возраста).
- Экспериментальное определение термодинамических параметров биологических систем. Уравнение Вант – Гоффа (запись, анализ).
- Механизм энергетического сопряжения в биологических системах (сущность, схема сопряжения химических реакций, примеры).
- Принцип Кюри, как регулирующий механизм эволюции в бифуркационных процессах (формулировка, основные выводы).
- Стационарное состояние биологических систем (определение). Рассмотрите различия между термодинамическим и стационарным равновесием (таблица, примеры).
- Термодинамика стационарного состояния (рассмотреть сопряжённые потоки и силы в неравновесной термодинамике).
- Теорема Пригожина (запись, формулировка). Адаптация. Аутостабилизация (примеры).
- Самоорганизация неравновесных систем.