Программа итогового государственного экзамена по направлению 511600 - "Прикладные математика и физика". - 51 стр.

КПД. Электродиффузия, нернстовский и доннановкий потенциал на полупроницаемой
мембране.
2.9. Циклические процессы, катализ. Механизм каталитического ускорения реакций. Гомо- и
гетерогенный катализ. Основные кинетические уравнения каталитической реакции.
Уравнение    Михаэлис-Ментен.      Особенности    биологических    высокомолекулярных
катализаторов - ферментов. Автокатализ и самоторможение. Действие эффекторов,
аллостеричекие явления. Двухсубстратные ферментативные реакции. Кооперативные
эффекты в ферментативной кинетике.
2.10. Цепные процессы. Неразветвлённые цепные реакции. Зарождение, продолжение и
обрыв цепи. Катализ, инициирование и ингибирование цепных реакций. Примеры цепных
процессов полимеризации, окисления органических соединений, нерадикальных цепных
процессов. Нестационарные разветвлённые цепные процессы. Критические явления. Реакции
с энергетическим разветвлением. Вырожденные разветвлённые цепные процессы, их
кинетические особенности. Перекисное окисление углеводородов как пример вырожденной
разветвлённой реакции.

                    3. БИОФИЗИКА ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ

3.1. Биоэнергетика. Окислительно-восстановительный процесс как источник свободной
энергии для живых организмов. Принципиальная схема преобразования свободной энергии в
биосфере и её квантово-электронный смысл. Энергетическая структура биосферы. Авто -
гетеротрофы. Плотность потока солнечной энергии и средняя плотность производства
первичной продукции в биосфере Земли. Коэффициент преобразования свободной энергии в
природных и искусственных системах биосферы. Энергозатраты организма, мощность
метаболизма, калорийность продуктов питания. Подвижные организмы.
     Молекулярно-физический аспект биоэнергетики. Потенциал переноса групп.
Фосфорилирование. АТФ. Физический смысл «макроэргической» связи. Окислительно-
восстановительные процессы в живых системах. Фундаментальная роль электрохимического
потенциала в биоэнергетике. Альтернативные формы существования свободной энергии в
живой клетке. Мишени воздействия внешних факторов на потоки свободной энергии в
живых системах.
3.2. Фотосинтез, его типы и феноменология. Физика первичных процессов.
Фотосинтетический аппарат как фотоэлектрохимический преобразователь. Его состав и
строение, спектр действия, квантовый выход, коэффициент преобразования энергии.
Трансмембранный перенос электронов и протонов. Выделение молекулярного кислорода как
пример кооперативного процесса. Биофотолиз воды как прообраз фотокаталитического
преобразования солнечной энергии для технических целей.
3.3. Биологическое окисление. Его типы и феноменология. Гликолиз и цикл трикарбоновых
кислот. Регуляция потока электронов. Гипотеза Митчела о сопряжении окисления и
фосфорилирования, разобщители. Адаптационные возможности сопрягающей мембраны и
их физиологический смысл. Теплопродукция. Митохондрия как топливный элемент.
Коэфициент преобразования химической энергии глюкозы в энергию фосфатных связей
АТФ. Биологическое окисление - прообраз каталитического преобразования химической
энергии топлива. Организация газообмена в организме, роль диффузии, конвекции и
микроциркуляции. Гемоглобин и миоглобин как эффективные переносчики кислорода.
3.4. Физика миграции энергии электронного возбуждения и переноса элементарного заряда в
биомолекулярной системе. Индуктивно-резонансный, экситонный, полупроводниковый
механизмы переноса. Особенности туннельных процессов в биохимических процессах.
Представление о физике сопряженного электронно-конформационного процесса в
«молекулярной машине». Искусственные преобразователи энергии и химические реакторы
нового типа на основе молекулярно организованных систем.
3.5. Система транспорта нейтральных и заряженных частиц и воды. Активный и пассивный
транспорт. Физическое определение и примеры. Энергетическое сопряжение в мембранных