Фундаментальный учебник по биофизике. В первом томе даны теоретические основы современной биофизики Часть 1 "Биофизика сложных систем" посвящена проблемам математического моделирования биологических процессов и термодинамическим аспектам биологических систем вблизи равновесия (линейная термодинамика) и вдали от равновесия (нелинейная термодинамика). В части "Молекулярная биофизика" описаны физические особенности, динамические и электронные свойства структурной единицы живого - макромолекулы, а также физико-химические механизмы трансформации энергии в биоструктурах.
Предлагаемая книга является первой попыткой изложить учебный курс радиационной биофизики неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) радиочастотного и микроволнового диапазонов. Учебник состоит из трех логически связанных частей. В первой части приведены основные физические характеристики ЭМИ, классификация излучений, их естественные и техногенные источники. Рассмотрены биофизические закономерности взаимодействия радиочастотных и микроволновых ЭМИ с биологическими объектами. Во второй части изложены особенности поглощения энергии и механизмы биологического действия ЭМИ. Рассмотрены проблемы теоретической и практической дозиметрии, проанализированы механизмы теплового и нетеплового действия ЭМИ. Третья часть посвящена действию ЭМИ на человека, вопросам гигиенического нормирования и способам защиты от излучений. Приведены основные современные направления применения ЭМИ в терапии и медицинской диагностике. Рекомендовано УМО по классическому образованию РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 010705 (физика атомного ядра и частиц), 010707 (медицинская физика), 010708 (биохимическая физика) и 020207 (биофизика). Рецензенты: доктор медицинских наук, профессор, академик РАМН Н.Ф. Измеров, доктор биологических наук, профессор Е.Б. Бурлакова, доктор биологических наук, профессор И.И. Пелевина
Учебное пособие написано по материалам лекций, читаемых в последние годы на биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. В книге обсуждаются основные биофизические закономерности и математические модели биологических продукционных процессов. Модели представляют собой системы обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнения с запаздыванием, уравнения в частных производных, а также матричные и стохастические модели. Рассмотрены продукционные процессы в одно-, двух- и многовидовых биологических сообществах, процессы роста и развития микробных популяций, факторы, определяющие продуктивность водных экосистем. Особое внимание уделено изучению закономерностей пространственно-временной самоорганизации продукционных систем. Для студентов и аспирантов биологических специальностей, а также для специалистов, использующих кинетические модели продукционного процесса в научной и практической работе.
Учебное пособие по математическому моделированию сложных биологических систем. Рассмотрены основные принципы моделирования продукционных процессов, классификация моделей, вопросы устойчивости и управления. Последовательно изложены модели роста и развития отдельной популяции, модели взаимодействия двух и нескольких популяций, продукционные процессы в водных системах и в микробных сообществах, модели продукционного процесса растений.
Учебное пособие состоит из двух частей: первая часть содержит изложение математического аппарата, применяемого для построения кинетических моделей биологических процессов, вторая - описание кинетических моделей в экологии, ферментативном катализе, фотосинтезе. Главы, посвященные математическим моделям в экологии и ферментативном катализе, существенно переработаны по сравнению с 1-м изданием, вышедшем в 1977 г., в соответствии с достижениями в этих областях биологической кинетики. Приводятся сведения об основных свойствах организации и регулирования белковых катализаторов. Дано изложение современной теории ферментативных реакций в гомогенных растворах. Описаны математические модели первичных процессов фотосинтеза.
В пособии излагается качественная теория дифференциальных уравнений как основа для анализа кинетики биологических процессов. Рассматривается применение этих уравнений к изучению различных биологических объектов, описываются математические модели колебательных процессов в биологии, эволюционных процессов, а также динамики популяций в экологических системах.
Malik M., Riznichenko G., Rubin A.Biological electron transport processes. Mathematical modeling and computer simulation Horwood, 1990.
Рассмотрены модели электронного переноса в мультиферментных комплексах, между молекулами в растворе и в системах, включающих как перенос электрона в пределах комплекса, так и диффузионно контролируемые стадии. Изучены модели, представляющие собой системы дифференциальных уравнений, и модели, имитирующие процессы электронного транспорта в хлоропластах и их фрагментах и митохондриях путем задания вероятностей отдельных элементарных событий.
Based on up-to-date physicochemical data, a complete kinetic model of the catalytic cycle of photosystem II (PS II) for higher green plants was constructed. In compliance with the time hierarchy of photosynthetic stages, the model was reduced in order to describe only processes occurring on the millisecond time scale. In terms of the model, chlorophyll fluorescence induction curves at different values of model parameters were calculated. The fluorescence intensity was determined from an equation for calculating the concentrations of PS II fluorescence states and their dependence on the components of the electrochemical potential across the tylacoid membrane. The proposed model, which considers only processes occurring within PS II, cannot describe some features of the ascending branch of the chlorophyll fluorescence induction curve. It was found that the steady-state level of the fluorescence intensity may nonmonotonically depend on the transmembrane electric potential.
Булычев А. А., Черкашин А. А., Рубин А. Б.Зависимость индукционных изменений редокс-состояния хлорофилла P700 от трансмембранного распределения протонов в хлоропластах листьев гороха // Физиология растений 2010, 57, № 1, 23-31
Рубин Андрей Борисович