Biofizyka SYLABUS - BIOL-CHEM UWB

Biofizyka
SYLABUS
A. Informacje ogólne
Elementy sylabusu
Opis
Nazwa jednostki
prowadzącej kierunek
Nazwa kierunku studiów
Poziom kształcenia
Profil studiów
Forma studiów
Kod przedmiotu
Język przedmiotu
Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Biologii
Rodzaj przedmiotu
Rok studiów /semestr
przedmiot obowiązkowy, moduł kierunkowy
III rok / V semestr
Student powinien posiadać zakres ogólnych wiadomości z chemii ogólnej i analitycznej,
chemii organicznej, fizyki, biochemii, fizjologii roślin i fizjologii zwierząt.
Wymagania wstępne
Liczba godzin zajęć
dydaktycznych z podziałem
na formy prowadzenia zajęć
Założenia i cele przedmiotu
Metody dydaktyczne oraz
ogólna forma zaliczenia
przedmiotu
biologia
studia pierwszego stopnia
ogólnoakademicki
stacjonarne
0200-BS1-5BIF
polski
wykład – 15 godz.
laboratoria – 30 godz.
Celem przedmiotu jest wprowadzenie studenta w podstawowe zagadnienia z zakresu
biofizyki. Podczas realizacji przedmiotu student poznaje fizyko –chemiczne podstawy
procesów biologicznych zachodzących w organizmach żywych. Zapoznaje się z
podstawami działania aparatury stosowanej w badaniach biofizycznych.
Metody dydaktyczne: wykład, konsultacje, wykonywanie doświadczeń według instrukcji
podczas zajęć laboratoryjnych, analiza wyników, sporządzanie sprawozdań z ćwiczeń.
Formy zaliczenia przedmiotu: zaliczenie na ocenę laboratoriów, zaliczenie na ocenę
wykładu
Odniesienie do kierunkowych
efektów kształcenia
Efekty kształceniai
1.Student charakteryzuje strukturę, dynamikę i oddziaływania makrocząsteczek
biologicznych.
2. Student wyjaśnia podstawy fizyko – chemicznych metod stosowanych w badaniach
biofizycznych.
3. Student opisuje fizyko-chemiczne podstawy procesów biologicznych
wykorzystując najważniejsze prawa matematyczne, chemiczne i fizyczne.
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.
5. Student interpretuje i opracowuje otrzymane wyniki badań w formie sprawozdań,
wykazuje dbałość o bezpieczeństwo pracy w laboratorium.
Punkty ECTS
Bilans nakładu pracy
studentaii
Wskaźniki ilościowe
Data opracowania:
K_W02, K_U06,
K_W10, K_W13,
K_U07
K_U07
K_W02, K_W13
K_W10, K_U01, K_U09, K_U12,
K_U15, K_K02, K_K05, K_K06,
K_K07, K_K08, K_K09, K_U12,
K_U15, K_U16
4
Ogólny nakład pracy studenta: 100 godz. w tym: udział w wykładach: 15 godz.;
udział w zajęciach laboratoryjnych: 30 godz.; przygotowanie się do zajęć, zaliczeń,
egzaminów: 49,4 godz.; udział w konsultacjach, zaliczeniach, egzaminie: 5,6 godz.
Nakład pracy studenta związany z zajęciami iii:
Liczba godzin
Punkty ECTS
33,8
1,4
wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela
85
3,4
o charakterze praktycznym
24.06.2014
Koordynator
przedmiotu:
Prof. dr hab. Maria Zamarajewa
SYLABUS
B. Informacje szczegółowe
Elementy składowe sylabusu
Nazwa przedmiotu
Biofizyka
Kod przedmiotu
Nazwa kierunku
Nazwa jednostki prowadzącej kierunek
Język przedmiotu
0200-BS1-5BIF
Biologia, studia pierwszego stopnia
Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii
polski
Rok studiów/ semestr
trzeci rok, piąty semestr (zimowy)
Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz
forma prowadzenia zajęć
Prowadzący
15 godz., wykład
Treści merytoryczne przedmiotu:
Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich
Opis
Prof. dr hab. Maria Zamarajewa
1. Wprowadzenie. Co to jest biofizyka? Biofizyka teoretyczna i
molekularna, biofizyka komórki i procesów błonowych,
biofizyka medyczna, biofizyka ekologiczna.
2. Elementy biofizyki molekularnej. Przestrzenna struktura
biopolimerów. Siły stabilizujące ich strukturę, oddziaływania
wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe. Biofizyka
białka. Kooperatywne oddziaływania.
3. Biofizyka transportu. Transport przez błony: klasyfikacja
procesów transportu, białka pośredniczące w transporcie
przez błony, charakterystyka transportu aktywnego
i biernego. Prawo dyfuzji Ficka.
Dyfuzja ułatwionaantybiotyki jonoforowe. Charakterystyka kanałów błony
plazmatycznej i mechanizmy ich regulacji. Rola kanałów i
nośników w regulacji objętości
komórek (RVD).
Akwaporyna– kanał dla wody. Transport aktywny pierwotny.
Typy ATPaz i ich klasyfikacja. Transport aktywny wtórny.
Nośnik symportowy Na-glukoza.
4. Biofizyczne postawy percepcji. Fotorecepcja, percepcja
smaku i węchu.
5. Bioelektrogeneza. Elektroprzewodnictwo komórek i tkanek.
Zjawiska elektrokinetyczne. (Elektroforeza, elektroosmoza,
potencjał przepływu, potencjał sedymentacji). Potencjał Zeta
6. Wprowadzenie do bioenergetyki. Chemiosmotyczna teoria
Mitchella. Procesy oksydoredukcyjne. Białkowy kompleks
oddechowy, struktura i funkcja. Struktura i funkcja F1F0 ATP
syntazy. Białka rozprzęgające (UCP) i ich rola. Polarografia –
metoda pomiarów oddychania mitochondrialnego. Rola
mitochondriów w regulacji homeostazy Ca2+ . Mitochondria
jako źródło reaktywnych form tlenu i azotu (RFT i RFA).
Rodnikowe i nierodnikowe RFTA.
7. Biofizyka kwantowa Charakterystyka promieniowania
elektromagnetycznego i jego oddziaływanie z materią. Typy i
etapy procesów fotobiologicznych. Pochłanianie światła i
typy przejść elektronowych. Prawo absorpcji (BougueraLamberta-Beera). Schemat Jabłońskiego. Stany elektronowe
cząsteczki (singletowy i tripletowi). Fluorescencja i
fosforescencja. Prawa luminescencji (reguła Stokesa, prawo
Kascha). Mechanizmy migracji energii. Fizyko-chemiczne
podstawy procesów fotobiologicznych. Bioluminescencja
Reakcja lucyferaza-luceferyna, zastosowanie w pomiarach
ATP. Bioluminescencja ekworyny (Aequorin), zastosowanie
w pomiarach stężenia jonów wapnia.
Efekty kształcenia:
weryfikacji
Forma i warunki zaliczenia
przedmiotu
Wykaz literatury podstawowej
i uzupełniającej
Student charakteryzuje strukturę, dynamikę i oddziaływania
makrocząsteczek biologicznych.
2. Student wyjaśnia podstawy fizyko – chemicznych metod
stosowanych w badaniach biofizycznych.
3. Student opisuje fizyko-chemiczne podstawy procesów
biologicznych wykorzystując najważniejsze prawa
matematyczne, chemiczne i fizyczne.
Sposoby weryfikacji:
1. Pisemne zaliczenie podsumowujące przedmiot (test zamknięty,
pytania otwarte opisowe, schematy i rysunki do uzupełnienia
opisów i objaśnień).
1. Obecność na zajęciach (dopuszcza się możliwość opuszczenia
dwóch wykładów).
2. Pozytywna ocena zaliczenia laboratoriów.
3. Pozytywna ocena zaliczenia wykładów.
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.
1.
……………………………….
podpis osoby składającej sylabus
SYLABUS
C. Informacje szczegółowe
Elementy składowe sylabusu
Nazwa przedmiotu
Biofizyka
Kod przedmiotu
Nazwa kierunku
Nazwa jednostki prowadzącej kierunek
Język przedmiotu
0200-BS1-5BIF
Biologia, studia pierwszego stopnia
Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii
polski
Rok studiów/ semestr
trzeci rok, piąty semestr (zimowy)
Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz
forma prowadzenia zajęć
Prowadzący
30 godz., laboratoria
Treści merytoryczne przedmiotu:
Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich
weryfikacji
Forma i warunki zaliczenia
przedmiotu
Opis
dr Szymon Sękowski, dr Ewa Olchowik-Grabarek
Niepewności pomiarowe, średnia arytmetyczna, odchylenie
standardowe, średnie odchylenie standardowe, obliczanie
współczynników regresji liniowej metodą najmniejszych
kwadratów. Obliczenia rozcieńczeń roztworów.
2. Spektroskopia: Wyznaczanie widma absorpcji hemoglobiny.
Stosowalność prawa Lamberta-Beera.
3. Prawo addytywności absorpcji. Oznaczanie stężenia związku
w mieszaninie dwuskładnikowej.
4. Wiskozymetria: Wyznaczanie punktu izoelektrycznego
żelatyny.
5. Potencjometria: Wyznaczanie charakterystyki elektrody
szklanej. Wyznaczanie pH płynów biologicznych na
podstawie zmierzonej wartości potencjału metodą regresji
liniowej.
6. Potencjał dyfuzyjny i fazowy, budowa błon biologicznych,
transport przez błony, ładunek powierzchniowy błony,
dyfuzja i osmoza.
7. Wyznaczanie procentowej zawartości methemoglobiny
(MetHb) w erytrocytach poddanych działaniu
promieniowania UV-B.
8. Gęstość cieczy i ciał stałych: wyznaczanie gęstości cieczy
(krew, osocze), Prawo Stokesa.
9. Warstwa monomolekularna: Związki amfifilowe, struktury
związków amfifilowych.
10. Kolokwium
Efekty kształcenia:
1. Student wyjaśnia podstawy fizyko – chemicznych metod
stosowanych w badaniach biofizycznych.
2. 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.
3. Student interpretuje i opracowuje otrzymane wyniki badań w
formie sprawozdań, wykazuje dbałość o bezpieczeństwo pracy
w laboratorium.
Sposoby weryfikacji:
1. Bieżąca kontrola stanu wiedzy studentów przed zajęciami
(wejściówki lub odpowiedź ustna).
2. Sprawdzian testowy składający się z pytań zamkniętych,
otwartych i zadań rachunkowych
3. Bieżąca ocena pracy podczas analizy uzyskanych wyników w
trakcie zajęć.
4. Sprawdzanie przygotowanych sprawozdań z wykonanych prac
laboratoryjnych.
1. Obecność na zajęciach (dopuszcza się możliwość opuszczenia
jednych zajęć z koniecznością odpracowania).
1.
Wykaz literatury podstawowej
i uzupełniającej
2. Pozytywna ocena pracy studenta podczas zajęć.
3. Zaliczenie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń.
4. Pozytywna ocena zaliczenia laboratoriów (pozytywna ocena
sprawdzianu testowego składającego się z pytań zamkniętych,
otwartych i zadań rachunkowych).
Literatura podstawowa:
1. Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz z ćwiczeniami. Redakcja
Z. Jóźwiak, G. Bartosz, Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 2005.
2. Biofizyka molekularna. G. Slósarek. Wydawnictwo Naukowe
PWN, Warszawa, 2011.
Literatura uzupełniająca:
1. Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, A. Cygański,
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.1997.
2. Ćwiczenia z biofizyki pod redakcją K. Trębacza, Wydawnictwo
Uniwersytetu M. Curie-Skłodowskiej, Lublin, 2002.
……………………………….
podpis osoby składającej sylabus
i
Opis zakładanych efektów kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych, z uwzględnieniem form zajęć.
Uwzględnia się tylko efekty możliwe do sprawdzenia (mierzalne / weryfikowalne).
ii Przykładowe rodzaje aktywności: udział w wykładach, ćwiczeniach, przygotowanie do zajęć, udział w konsultacjach,
realizacja zadań projektowych, pisanie eseju, przygotowanie do egzaminu. Liczba godzin nakładu pracy studenta powinna
być zgodna z przypisanymi do tego przedmiotu punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS – 25÷30 h.
iii Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela są to tzw. godziny kontaktowe (również te nieujęte w rozkładzie
zajęć, np. konsultacje lub zaliczenia/egzaminy). Suma punktów ECTS obu nakładów może być większa od ogólnej liczby
punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi.