Biofizyka SYLABUS A. Informacje ogólne

Transkrypt

1 Biofizyka A. Informacje ogólne Elementy sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Rodzaj Rok studiów /semestr Wymagania wstępne Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Założenia i cele Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Biologii biologia studia pierwszego stopnia ogólnoakademicki stacjonarne 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. wykład 15 godz. laboratoria 30 godz. Celem jest wprowadzenie studenta w podstawowe zagadnienia z zakresu biofizyki. Podczas realizacji 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 : zaliczenie na ocenę laboratoriów, zaliczenie na ocenę wykładu Efekty kształcenia i 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. Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia K_W02, K_U06, K_U07 K_W10, K_W13, 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 Punkty ECTS 4 Bilans nakładu pracy studenta ii Wskaźniki ilościowe 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 wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 33,8 1,4 o charakterze praktycznym 85 3,4 Data opracowania: Koordynator : Prof. dr hab. Maria Zamarajewa

2 Elementy składowe sylabusu Nazwa B. Informacje szczegółowe Biofizyka Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Treści merytoryczne : Biologia, studia pierwszego stopnia Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii trzeci rok, piąty semestr (zimowy) 15 godz., wykład 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 F 1F 0 ATP syntazy. Białka rozprzęgające (UCP) i ich rola. Polarografia metoda pomiarów oddychania mitochondrialnego. Rola mitochondriów w regulacji homeostazy Ca 2+. 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 (Bouguera- Lamberta-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 wraz ze sposobem ich Efekty kształcenia:

3 weryfikacji 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. Sposoby weryfikacji: 1. Pisemne zaliczenie podsumowujące przedmiot (test zamknięty, pytania otwarte opisowe, schematy i rysunki do uzupełnienia opisów i objaśnień). Forma i warunki zaliczenia Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej 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 Biofizyka dla biologów, Praca zbiorowa pod red. M. Bryszewskiej i W. Leyko, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz z ćwiczeniami. pod. red Z. Jóźwiak, G. Bartosz. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Człowiek i promieniowanie jonizujące, pod red. A. Hrynkiewicz, PWN, Warszawa Literatura uzupełniająca: 1. Ćwiczenia z biofizyki pod redakcją K. Trębacza, Wydawnictwo Uniwersytetu M. Curie-Skłodowskiej, Lublin Biofizyka molekularna. G. Slósarek. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, podpis osoby składającej sylabus

4 Elementy składowe sylabusu Nazwa C. Informacje szczegółowe Biofizyka Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Biologia, studia pierwszego stopnia Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii trzeci rok, piąty semestr (zimowy) 30 godz., laboratoria dr Szymon Sękowski, dr Ewa Olchowik-Grabarek Treści merytoryczne : 1. 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 wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia 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).

5 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 Biofizyka molekularna. G. Slósarek. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Literatura uzupełniająca: 1. Metody spektroskopowe w chemii analitycznej, A. Cygański, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa Ćwiczenia z biofizyki pod redakcją K. Trębacza, Wydawnictwo Uniwersytetu M. Curie-Skłodowskiej, Lublin, podpis osoby składającej sylabus i 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 punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS 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.