ŁódŸ, 18.12.1994 - Zakład Biofizyki

Nazwa przedmiotu
BIOFIZYKA
Kod
Liczba punktów
Nazwa angielska
BIOPHYSIC
Kierunek studiów
Inżynieria Biomedyczna
Poziom studiów
Studia uzupełniające magisterskie
Jednostka prowadząca
Zakład Biofizyki Instytutu Inżynierii Materiałowej
Kierownik i realizatorzy
Dr Witold Jakubowski,
Charakterystyka
przedmiotu
Opis podstawowych struktur żywego organizmu oraz oddziaływania z czynnikami
fizycznymi z zastosowaniem pojęć z zakresu biofizyki
Program ramowy
przedmiotu
WYKŁAD
1. Termodynamika –
- termodynamiczny opis obiektów biologicznych, podstawy funkcji
termodynamicznych (energia wewnętrzna, entropia, energia swobodna, potencjał
Gibbsona, temperatura, praca, ciepło)
- prawo zachowania energii, I, II i III zasada termodynamiki
- równowaga termodynamiczna, układy zamknięte i otwarte
- przemiany termodynamiczne w przyrodzie, prawo Hessa
2. Biofizyka białek –
- budowa hierarchiczna, podstawy budowy białek (aminokwasy, wiązanie
peptydowe)
- struktura drugorzędowa (rodzaje, funkcje biologiczne)
- struktury trzecio- i czwartorzędowe, pojęcie domeny
- efekt allosteryczny na przykładzie hemoglobiny
3. Elektroforeza jako przykład metod stosowanych do separacji makromolekuł –
- rozdział elektroforetyczny, ruchliwość elektroforetyczna, bibułowa, agarozowa,
na żelu poliakryloamidowym, oznaczanie mas cząsteczkowych, elektroforeza
2D-PAGE, immunoelektroforeza, ogniskowanie izoelektryczne
- zastosowania metod biofizycznych do identyfikacji osób (izoformy białek,
genetyczne odciski palców)
4. Biofizyka lipidów –
- ogólna charakterystyka lipidów i ich funkcja biologiczna
- oddziaływania amfofilowe
- monomolekularne warstwy powierzchniowe, właściwości, izotermy potencjał
błonowy
- liposomy, techniki otrzymywania, wykorzystanie w medycynie i przemyśle
5. Błon biologiczne –
- bimolekularne warstwy lipidowe
- przewodnictwo jonowe (kanały, przenośniki)
- budowa błon biologicznych, skład lipidowy, asymetria
- płynność błony, zmiany związane z chorobami
- ruchy cząsteczkowe w błonie
- transport przez błonę, bierny (dyfuzja, prawo Ficka), wspomagany, aktywny
(pompa sodowo-potasowa), uniport, symport, antyport
- osmoza, ciśnienie osmotyczne
- potencjał błonowy, spoczynkowy, czynnościowy, zjawiska elektryczne
występujące w organizmach żywych
6. Oddziaływanie pól elektrycznych i magnetycznych na organizm
7. Fizyczne podstawy technik badawczych –
- pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego, prawo Lamberta-Beera
- spektroskopowe metody badawcze: spektrofotometria, turbidymetria,
nefelometria
- luminescencja i fluorescencja, chemiluminescencja, bioluminescencja
- elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR)
- spektroskopowe metody rezonansowe (elektronowy rezonans magnetyczny,
magnetyczny rezonans jądrowy, tomografia NMR)
7. Chronobiologia –
- fizjologia rytmów dobowych
- mechanizmy regulujące w organizmie człowieka
- rytmy występujące w przyrodzie
8. Kinematyka i dynamika ruchu człowieka –
- ruch, postawa ciała
- wpływ pola grawitacyjnego
- ruch krwi w układzie krwionośnym
- budowa, rola i wytrzymałość szkieletu
9. Wolne rodniki –
- stany patologiczne związane z wolnymi rodnikami i reaktywnymi formami tlenu
- powstawanie RFT oraz reakcje wolnorodnikowe
- obrona antyoksydacyjna
- budowa, rola i wytrzymałość szkieletu
LABORATORIUM
1. Rozdział elektroforetyczny białek osocza ludzkiego – elektroforeza PAGE 2. Wybarwianie żelu poliakryloamidowego 3. Rozdział elektroforetyczny DNA – elektroforeza agarozowa 4. Rozdział elektroforetyczny aminokwasów techniką bibułową 5. Badanie transportu przez błony biologiczne przy zastosowaniu 2,7-dichloro
karboksyfluoresceiny
6. Wyznaczanie wielkości makromolekuł
7. Chromatografia bibułowa
8. Rozdział chromatograficzny barwników roślinnych
Literatura podstawowa
Literatura uzupełniająca
1) Biofizyka dla biologów, Red. M. Bryszewska, W. Leyko, PWN, Warszawa 1997;
2) K. Dołowy: Fizyka dla przyrodników. SGGW, Warszawa 1995, 1996;
3) S. Przestalski: Fizyka z elementami biofizyki i agrofizyki. PWN, Warszawa 1989;
4) M. Siemiński: Fizyka zagrożeń środowiska. PWN, Warszawa 1994