Biofizyka

biologia
biotechnologia
chemia
fizyka
matematyka

obowiązkowe

Dla studentów III roku Wydziału Biologii, kierunek Biotechnologia

w sali

Doświadczalne, teoretyczne i metodologiczne podstawy biofizyki molekularnych składników komórek organizmów żywych. Aktualnie badane zagadnienia na podstawie literatury przedmiotu.

Celem wykładu jest wyczerpujące przedstawienie podstaw współczesnej biofizyki molekularnej dla studentów Wydziału Biologii, w celu umożliwienia im zrozumienia aspektów strukturalnych i dynamicznych procesów biologicznych z udziałem białek i kwasów nukleinowych w ujęciu fizycznym oraz zapoznania ich z najważniejszymi strukturalnymi metodami biofizycznymi.

Program:

1. Czym jest biofizyka, krótka historia biofizyki i pojęć pokrewnych. Wyzwania w biologii dla fizyków.

2. Matematyka niezbędna do przejścia od biologii molekularnej do biofizyki molekularnej.

3. Cząsteczki chemiczne, kwantyzacja ich stanów energetycznych i jej wykorzystanie do badań biofizycznych z użyciem promieniowania elektromagnetycznego.

4. Termodynamika klasyczna i statystyczna w opisie układów molekularnych ze stałą i zmienną liczbą składników chemicznych.

5. Przegląd metod doświadczalnych i metod modelowania komputerowego stosowanych w biofizyce molekularnej.

6. Woda jako molekularne środowisko procesów życiowych.

7. Wybrane zagadnienia współczesnej biofizyki molekularnej:

a. Struktura i dynamika strukturalna kwasów nukleinowych i białek.

b. Wpływ pH na procesy biomolekularne.

c. Fizyka enzymów.

d.. Mechanizmy infekcji komórek przez wirusy.

e. Ekspresja genów oglądana na poziomie pojedynczych molekł.

f. Pochodzenie homochiralności biologicznej.

g. mechanizmy "rozpoznawania się" molekuł

Nakład pracy studenta:

Wykład = 30 godzin

Samodzielne przygotowanie do wykładu (1 godz. tygodniowo) ok. 15 godzin.

Przygotowanie do egzaminu ok. 15 godzin

Razem ok. 60 godzin.

Opis sporządził Jan Antosiewicz, styczeń 2019, modyfikacja grudzień 2023

1 . I. N. Serdyuk, N. R. Zaccai, J. Zaccai, Methods for molecular biophysics. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2007 (wersja pdf dostepna w internecie)

2. T. A. Waigh, Applied Biophysics, Wiley, West Sussex, England, 2007 (wersja pdf dostepna w internecie)

3. Rodney M. J. Cotterill,, Biophysics, An Introduction, Published by John Wiley & Sons Ltd,,, New York, 2002 (wersja pdf dostepna w internecie)

4. Silvanus P. Thompson, and Martin Gardner, Calculus made easy, ST. MARTIN'S PRESS, New York, 1998 (wersja pdf dostępna w internecie).

5. Publikacje cytowane na wykładach i wskazane jako ważne.

Po ukończeniu przedmiotu student:

WIEDZA

1. Zna podstawowe prawa i koncepcje biofizyki oraz aktualne ("gorące") zagadnienia, którymi zajmuje się współczesna biofizyka molekularna (KW_01, KW_03).

2. Zna w zarysie podstawowe metody doświadczalne i teoretyczne biofizyki (KW_05).

3. Zna podstawowe zastosowania biofizyki w naukach biomedycznych (KW_01).

UMIEJĘTNOŚCI

1. Umie powiązać obserwacje biologiczne z ich podstawami fizycznymi i chemicznymi (K_U02).

2. Umie dobrać właściwą metodę biofizyczną do rozwiązania problemu biologicznego (K_U05).

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

1. Rozumie konieczność systematycznego uzupełniania i pogłębiania wiedzy przyrodniczej (K_K01, K_K05).

2. Rozumie wartość i znaczenie zastosowań metodologii i pojęć z zakresu fizyki w naukach biologicznych (K_K03).

3. Rozpoznaje, na czym polega uczciwość i odpowiedzialność w pracy badawczej (K_K04, K_K06).

Końcowy egzamin pisemny w formie 30-to punktowego testu. Przy każdym punkcie należy wybrać jedną prawidłową odpowiedź spośród czterech propozycji. Próg zaliczenia wynosi 60%.

Na wykładach sprawdzana jest lista obecności. Warunkiem dopuszczającym do egzaminu jest obecność na przynajmniej 50% wykładów.

Brak