ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Вопросы к зачёту по дисциплинарному модулю «физика и математика»

Модуль 1. Основы математического анализа, биомеханика, акустика.

Понятие производной функции первого порядка. Геометрический и физический смысл производной первого порядка. Основные формулы и правила дифференцирования.

Сложная функция и её производная. Основные формулы и правила дифференцирования сложных функций.

Производная второго и высших порядков. Физический смысл производной второго порядка.

Производная функции нескольких аргументов.

Дифференциал функции.

Понятие о первообразной функции и неопределённый интеграл.

Основные свойства неопределённых интегралов и способы их интегрирования.

Определённый интеграл и его свойства. Формула Ньютона-Лейбница. Способы интегрирования.

Основные понятия теории обыкновенных дифференциальных уравнений.

Дифференциальные уравнения первого порядка с разделяющимися переменными.

Дифференциальные уравнения второго порядка с разделяющимися переменными:

а) не содержащие искомой функции и её производной.

б) не содержащие искомой функции.

в) линейные однородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами.

Колебания. Периодические колебания. Главные характеристики периодических колебаний. Система маятников (математический, пружинный).

Гармонические колебания. Уравнение гармонических колебаний. Скорость, ускорение материальной точки. Энергия колебательного движения.

Свободные затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний. Логарифмический декремент затухания.

Вынужденные колебания (уравнение). Резонанс.

Уравнение плоской волны. Длина волны. Поток энергии волн, интенсивность потока энергии волн. Вектор Умова.

Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Кровь как неньютоновская жидкость.

Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса.

Течение вязкой жидкости по трубам. Уравнение Пуазейля.

Строение стенок сосудов и их механические свойства. Функциональные группы сосудов. Уравнение Ламе.

Течение идеальной жидкости. Теорема Бернулли.

Факторы, обеспечивающие движение крови по кровеносным сосудам. Использование законов гидродинамики для описания движения крови.

Пульсовая волна, уравнение гармонической пульсовой волны, скорость пульсовой волны.

Работа и мощность сердца.

Звук как частный случай упругих механических колебаний.

Классификация звуков. Логарифмическая шкала интенсивности звука и звукового давления.

Субъективные характеристики звука и их взаимосвязь с физическими характеристиками звука.

Понятие о звуковой рецепции. Психо-физический закон Вебера - Фехнера.

Роль ушной раковины и звукопередающих косточек среднего уха в восприятии звука.

Биофизический механизм звуковой рецепции (дисперсия частоты на основной мембране внутреннего уха).

Волновое сопротивление среды. Уравнение Релея.

Модуль 2. Процессы переноса в биологических системах, биоэлектрогенез, электрические и магнитные свойства тканей и окружающей среды.

Термодинамика как наука. Первый и второй закон термодинамики.

Живые организмы как открытые термодинамические системы. Положения Шредингера.

Мембранология как наука. Определение понятия биологические мембраны. Функции мембран. Современная модель биологической мембраны.

Химический состав мембран. Особенности химической структуры молекул фосфолипидов. Типы мембранных белков и их функция. Вода как структурный компонент биологических мембран.

Фазовые переходы в биологических мембранах. Методы исследований фазовых переходов.

Модельные мембранные системы. Использование липосом для транспорта лекарственных веществ.

Структура ионных каналов. Общие физические принципы транспорта ионов

через ионные каналы мембран.

Возможные механизмы прохождения ионов через мембраны клеток. Основные подходы для описания транспорта ионов.

Понятие о мембранном транспорте, его биологическое значение. Виды мембранного транспорта и их особенности. Химический и электрохимический потенциалы веществ.

Пассивный транспорт неэлектролитов - обычная диффузия, уравнение Фика.

Пассивный транспорт ионов, уравнение Теорелла, Нернста-Планка.

Облегчённая диффузия веществ через биологические мембраны. Кинетическая схема транспорта молекул с участием переносчика.

Активный транспорт ионов. Значение ионных градиентов для жизнедеятельности клеток.

Активный мембранный транспорт ионов натрия и калия.

Вторично-активный мембранный транспорт (аминокислот, сахаров, натрий-кальциевый обмен), синпорт, антипорт

Возникновение мембранного потенциала. Измерение величины мембранного потенциала с помощью микроэлектродной техники.

Гипотеза Бернштейна. Уравнение Нернста. Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Катца.

Потенциал действия. Изменение проницаемости мембраны для ионов натрия и калия при генерировании потенциала действия.

Потенциал зависимые ионные каналы мембран клеток.