1. Термодинамика живых систем.
2. Молекулярная биофизика.
3. Биофизика биологических мембран.
4. Биофизика сенсорных систем.
5. Биофизика процессов управления и регуляции в биологических системах.
6. Элементы теории нервных сетей.
7. Методы биофизических исследований.

1.1. Первое начало термодинамики. Основные законы термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Температурный гомеостазис и терморегуляция.1.2. Второе начало термодинамики. Понятие энтропии и её статистический смысл. Второе начало и живой организм.

2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА.

2.1. Биологические макромолекулы. Уровни структурной организации биомакромолекул. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры. 2.2. Структура белков (1-ая,2-ая,3-ая,4-ая структуры). Свойства аминокислот. Химический состав белков. 2.3. Нуклеиновые кислоты и их структура.

3 . БИОФИЗИКА МЕМБРАН

3.1. Структура и химический состав биологических мембран. 3.2. Молекулярная архитектура биологических мембран. 3.3. Модели мембран. 3.4. Мембранные каналы: структура и функции. 3.5. Активный транспорт ионов через мембраны. 3.6. Ионная теория Ходжкина-Хаксли-Катца. 3.7. Роль мембранных ионных каналов в процессе генерации импульсной активности электровозбудимой мембраной. 3.8.Физическая природа проведения возбуждения. 3.9. Механизмы синаптической передачи. ВПСП и ТПСП. Химическая природа синаптической передачи. 3.10. Биофизические основы сократимости биологических клеток. 3.11. Кабельная теория.

4.БИОФИЗИКА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ.

4.1. Общие свойства, классификация рецепторов. Рецепторный потенциал.Общий механизм рецепторного потенциала. 4.2. Принципы кодирования информации в сенсорных системах (стохастический, временной, пространственный). Понятие информации. Количество информации воспринимаемой органами чувств. 4.3. Основные законы психофизики. Закон Вебера-Фехнера. Закон Стивенса.

4.3. БИОФИЗИКА ЗРЕНИЯ

4.3.1. Фоторецепция. Организация фоторецепторной клетки. Строение фоторецепторных мембран. Типы рецепторов сетчатки (палочки и колбочки, их спектральная чувствительность, распределение по сетчатке). 4.3.2. Основные светотехнические единицы. 4.3.3. Оптика глаз. Разрешающая способность, дифракция, аберрации. 4.3.4. Спектральная чувствительность глаза. Дневное и сумеречное зрение. Восприятие цвета. Цветовая чувствительность. Трехкомпонентная теория цвета Ломоносова-Юнга-Гельмгольца. 4.3.5. Поле зрения. Острота зрения. 4.3.6. Механизмы преобразования зрительной информации в сетчатке. Рецептивные поля как основные морфофункциональные элементы зрительной системы. Адаптация глаза. 4.3.7. Бинокулярная зрительная система. Конвергенция и дивергенция глаз. 4.3.8. Пространственные и временные передаточные функции зрительной системы.

4. 4.БИОФИЗИКА СЛУХА

4.4.1. Основные физические характеристики звуковых сигналов. Акустические характеристики наружного уха. 4.4.2. Механизм передачи звуковых колебаний в среднем ухе. Улитка и ее гидродинамические характеристики. Преобразование звуковых сигналов базилярной мембраной. Модели улитки. 4.4.3. Слуховые рецепторы: структура и функция.Электрические реакции внутреннего уха. 4.4.4. Процессы выделения признаков звуковых сигналов в центральных отделах слуховой системы (частота, амплитуда, длительность, частотная и амплитудная модуляция, пространственные характеристики звуковых сигналов). 4.4.5. Психофизика слухового восприятия (абсолютный слуховой порог, различение амплитуды, частоты, длительности амплитудно- и частотномодулированных звуков, пространственных характеристик звуковых сигналов).

4.5. БИОФИЗИКА ВЕСТИБУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ

4.5.1. Вестибулярные рецепторы: их морфология и физиология. 4.5.2. Система полукружных каналов. Эндолимфа и перилимфа. Гидродинамические характеристики полукружных каналов. Основные физические величины, входящие в уравнение полукружного канала. Способы стимуляции. Порог чувствительности. Частотные характеристики. 4.5.3. Отолитовые органы. Механические свойства. Система отолитовая мембрана-волосковая клетка. Основные физические величины, входящие в уравнение отолита. Способы стимуляции отолитов. Статические и динамические воздействия. Пороги чувствительности.

4.6. БИОФИЗИКА ПРОПРИОЦЕПТИВНОЙ СИСТЕМЫ.

4.6.1. Пороговые характеристики восприятия смещения, позиционирования, давления, движения, силы. Кинезометрия. 4.6.2. Рецептивные поля и их типы для суставной, сухожильной, кожной и мышечной рецепции. 4.6.3. Биофизические основы восприятия поз и движений кинематических цепей тела.

4.7. БИОФИЗИКА ДРУГИХ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ.

4.7.1. Механорецепторы: их морфология и физиология. Типы механорецепторов. 4.7.2. Терморецепция. Типы терморецепторов. Свойства терморецепторов. 4.7.3. Хеморецепция. Рецепторы вкуса. Морфология и физиология. Химическая природа стимула. Рецепторы обоняния. Стереохимия и классификация "пахучих" молекул. 4.7.4. Электрорецепция.

5. БИОФИЗИКА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

5.1. Принципы управления движениями. 5.2. Элементы теории автоматического регулирования и принцип обратной связи в биологических системах. 5.3. Понятие о биомеханике движений.

6. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ НЕРВНЫХ СЕТЕЙ.

6.1. Основные свойства модели нейрона, как элемента нервной сети (градуальный и импульсный отклик). 6.2. Основные свойства нервных сетей разного типа. 6.3. Выделение признаков входного сигнала нервными сетя- ми. 6.4. Нейронные сети и обучение. Нейрокомпьютер.

7. МЕТОДЫ БИОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

7.1. Методы исследования структуры и функции биополимеров. Спектроскопия. Флуоресцентная спектроскопия. Спектроскопия комбинационного рассеяния. 7.2. Резонансные методы. ЯМР и спектры ЯМР биологических систем. ЭПР и спектры ЭПР биологических систем. 7.3. Методы исследования макромолекул. Электронная микроскопия. Радиоавтография. 7.4. Ультрацентрифугирование. 7.5. Методы исследования электрической активности возбудимых тканей (ЭЭГ, ЭМГ, ЭКГ, ВП). 7.6. Регистрация активности одиночных каналов с помощью пэтч-кламп метода. 7.7. Физиологическая калориметрия. 7.8. Фотометрия.

Предлагаемая программа-минимум кандидатского экзамена по биофизике составлена в соответствии с программой минимума, утвержденного ВАК СССР от 24.12.1977 г., существующими программами МГУ и СПбГУ, а также с учетом профиля лабораторий Института физиологии им. И.П.Павлова РАН, ведущих исследования в области биофизики и традициями, сложившимися в процессе преподававания различных курсов биофизики на соответствующих кафедрах СПбГУ.