Wstęp do biofizyki
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 390-FM1-2WDB |
Kod Erasmus / ISCED: |
13.203
|
Nazwa przedmiotu: | Wstęp do biofizyki |
Jednostka: | Wydział Fizyki |
Grupy: |
Fizyka medyczna - I stopień stacjonarne - obow fizyka medyczna 2 rok I stopień sem. letni 2022/2023 |
Punkty ECTS i inne: |
4.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Skrócony opis: |
Celem przedmiotu jest wprowadzenie studenta w podstawowe zagadnienia z zakresu biofizyki, fizycznych podstaw procesów biologicznych i fizjologicznych oraz zależności pomiędzy prawami fizyki a ich wpływem na układy biologiczne. Podczas realizacji przedmiotu student zapoznaje się z podstawą działania aparatury stosowanej w badaniach biofizycznych i technik zastosowanych w medycynie a także mechanizmów oddziaływania czynników fizycznych na organizm. |
Pełny opis: |
Profil studiów - ogólnoakademicki Forma studiów - stacjonarne Rodzaj przedmiotu - obowiązkowy. Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki fizyczne, fizyka medyczna, nauki biologiczne, biofizyka Rok studiów/semestr studia I stopnia, rok II, semestr letni Wymagania wstępne (tzw. sekwencyjny system zajęć i egzaminów) - student powinien posiadać wiedzę ogólną z zakresu biologii, biochemii, fizjologii człowieka, chemii ogólnej i analitycznej, chemii organicznej, fizyki,. Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Wykład – 30 godzin Laboratorium – 30 godzin Metody dydaktyczne Metody dydaktyczne: wykład, konsultacje, wykonywanie doświadczeń według instrukcji podczas zajęć laboratoryjnych, analiza wyników, sporządzanie sprawozdań z ćwiczeń Formy zaliczenia przedmiotu: zaliczenie na ocenę wykładu i laboratoriów. Punkty ECTS: 4 Bilans nakładu pracy studenta 100 godz., w tym: udział w wykładach: 30 godz. udział w zajęciach poza wykładowych: 30 godz. przygotowanie do zajęć, zaliczeń, egzaminów: 32,5 godz. udział w konsultacjach, zaliczeniach, egzaminie: 7,5 godz. Wskaźniki ilościowe Nakład studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela: 67,5 godz., 2,7 pkt. ECTS Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym: 70 godz., 2,8 pkt. ECTS Wykład ma za zadanie wprowadzenie studentów w podstawowe zagadnienia z zakresu biofizyki. Laboratoria mają za zadanie zapoznanie studentów z metodami badawczymi stosowanymi w biofizyce. Zakres tematów poruszanych na wykładzie: 1. Wprowadzenie. Co to jest biofizyka? Biofizyka teoretyczna i molekularna, biofizyka komórki i procesów błonowych, biofizyka medyczna. 2. Podstawy biofizyki molekularnej komórek. Budowa błony komórkowej. Biofizyka transportu. Transport przez błony: klasyfikacja procesów transportu, białka pośredniczące w transporcie przez błony. Typy ATPaz i ich klasyfikacja (P, F, V, ABC). Kanały i jonofory. Liposomy i inne nośniki jako transportery leków, radionuklidów i materiału biologicznie aktywnego. 3. Wprowadzenie do bioenergetyki. Chemiosmotyczna teoria Mitchella. Procesy oksydoredukcyjne. Białkowy kompleks oddechowy. Struktura i funkcja F1F0 ATP syntazy. Rola mitochondriów w regulacji homeostazy Ca2+ w komórkach. Rola mitochondriów w apoptozie 4. Biofizyka wolnych rodników (WR). WR a choroby. Molekularne mechanizmy powstawania reaktywnych form tlenu i azotu (RFTA) Główne źródła powstawania RFT (cyt.P450, łańcuch oddechowy mitochondriów, wybuch oddechowy fagocytów). Patofizjologiczne efekty wolnych rodników. RFT a procesy starzenia. Uszkodzenie składników komórek przez reaktywne formy tlenu. RFT i azotu jako cząsteczki sygnałowe. 5. Molekularne mechanizmy przekazywania informacji. Receptory ( błony plazmatycznej i organelli komórkowych) i ich klasyfikacja. Wtórne przekaźniki. Podstawy molekularne fotorecepcji. Podstawy molekularne recepcji smaku i zapachu. 6. Elementy biofizyki kwantowej. ( Fotobiofizyka ) Charakterystyka promieniowania elektromagnetycznego i jego oddziaływanie z materią. Zjawiska fizyczne zachodzące w cząsteczkach wzbudzonych: fotoluminescencja, diagram Jabłońskiego. Mechanizmy przekazywania energii. Fizyko-chemiczne podstawy procesów fotobiologicznych. Fotomedycyna , PDT- photodynamic therapy. Wpływ UV na organizmypozytywne i negatywne skutki . Zastosowanie UV w medycynie Bioluminescencja, zastosowanie w diagnostyce . 7. Lasery, charakterystyka i ich zastosowanie w medycynie . 8. Ultradźwięki, charakterystyka i zastosowanie w diagnostyce i terapii 9. Wpływ PEM na organizmy. Aspekty medyczne i biofizyczne. 10. Rezonansowa spektroskopia Ramana w medycynie Zakres tematów poruszanych na zajęciach laboratoryjnych: 1. Niepewności pomiarowe, średnia arytmetyczna, odchylenie standardowe, średnie odchylenie standardowe, obliczanie współczynników regresji liniowej metodą najmniejszych kwadratów. Obliczenia stężeń i rozcieńczeń roztworów. 2. Prawo Stokesa, analiza gęstości płynów biologicznych metodą pomiaru prędkości opadania kropli. 3. Konduktometria: Wyznaczanie krytycznego stężenia micelizacji związku amfifilowego metodą konduktometryczną. 4. Spektroskopia: Wyznaczanie widma absorpcji hemoglobiny. Sprawdzanie prawa Lamberta-Beera. 5. Spektrofluorymetria: Zjawisko gaszenia fluorescencji w albuminie. Wyznaczanie stałej Sterna-Volmera oraz rodzaju gaszenia fluorescencji. 6. Wiskozymetria: Wyznaczanie punktu izoelektrycznego żelatyny. 7. Osmotyczna oporność erytrocytów. 8. Prawo addytywności absorpcji. Oznaczanie stężenia związku w mieszaninie dwuskładnikowej. 9. Potencjometria: Wyznaczanie charakterystyki elektrody szklanej i pomiar pH roztworu metodą krzywej wzorcowej. 10. Kolokwium |
Literatura: |
Literatura podstawowa: 1. Biofizyka pod red. F. Jaroszyka, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2002. 2. Biofizyka dla biologów, Praca zbiorowa pod red. M. Bryszewskiej i W. Leyko, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997. 3. Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz z ćwiczeniami. pod. red Z. Jóźwiak, G. Bartosz. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005. 4. Człowiek i promieniowanie jonizujące, pod red. A. Hrynkiewicz, PWN, Warszawa 2001. Literatura uzupełniająca: 1. Ćwiczenia z biofizyki pod redakcją K. Trębacza, Wydawnictwo Uniwersytetu M. Curie-Skłodowskiej, Lublin 2002. 2. Biofizyka molekularna. G. Slósarek. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2011. |
Efekty uczenia się: |
1.Student charakteryzuje strukturę, dynamikę i oddziaływania makrocząsteczek biologicznych. K_W02, K_U06, K_U07, K_K05 2. Student wyjaśnia podstawy fizyko – chemicznych metod stosowanych w badaniach biofizycznych. K_W10, K_W13, K_U07, K_K05 3. Student opisuje fizyko-chemiczne podstawy procesów biologicznych wykorzystując najważniejsze prawa matematyczne, chemiczne i fizyczne. K_W02, K_W13, K_K05 4. Student przedstawia i opisuje metody i techniki stosowane w badaniach laboratoryjnych w biologii, nabiera praktycznej umiejętności pracy z podstawową aparaturą stosowaną w badaniach laboratoryjnych. Student przygotowuje roztwory w stężeniach molowych i przygotowuje odpowiednie rozcieńczenia. K_W10, K_U01, K_U09, K_U12, K_U15, K_K02, K_K05, K_K06, 5. Student interpretuje i opracowuje otrzymane wyniki badań w formie sprawozdań, wykazuje dbałość o bezpieczeństwo pracy w laboratorium. K_K05, K_K07, K_K08, K_K09, K_U12, K_U15, K_U16 |
Metody i kryteria oceniania: |
Formy zaliczenia przedmiotu: egzamin na ocenę z wykładów, kolokwium z zajęć laboratoryjnych |
Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2022/23" (zakończony)
Okres: | 2022-10-01 - 2023-06-30 |
Przejdź do planu
PN WYK
WT ŚR CZ LAB
PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Szymon Sękowski | |
Prowadzący grup: | Ewa Olchowik-Grabarek, Szymon Sękowski | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.