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: 24.06.2014 Koordynator : Prof. dr hab. Maria Zamarajewa
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:
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 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.. podpis osoby składającej sylabus
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).
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 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 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.