Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Biofizyka

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: O.BCH.BFIZ1.SI.OOGXY
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Biofizyka
Jednostka: Zakład Biochemii
Grupy: Ogrodnictwo, 1 sem. stacjon. inż. obowiązkowe
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Student zapoznaje się z opisem podstawowych struktur – atomów i cząsteczek w nawiązaniu do praw mechaniki kwantowej, oraz oddziaływaniami międzycząsteczkowymi i wewnątrzcząsteczkowymi, co stanowi podstawę do zrozumienia układów znacznie bardziej złożonych (białek, kwasów nukleinowych, błon biologicznych, aparatu fotosyntetycznego, układu antyoksydacyjnego) w kolejnych wykładach. Student uczy się podstaw fizycznych i zastosowań metod spektroskopowych w badaniach biofizycznych (spektroskopii rotacyjnej, spektroskopii w podczerwieni, spektroskopii elektronowej UV-VIS, spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego). Student poznaje własności, oddziaływania oraz mechanizmy funkcjonowania układów biologicznych. Na przeprowadzonych ćwiczeniach laboratoryjnych i seminariach student poznaje metodykę, zasady działania przyrządów oraz przykłady zastosowań omówionych metod biofizycznych w badaniach układów biologicznych.

Pełny opis:

Treści kształcenia

Wykład

Omówienie budowy atomu, ze szczególnym uwzględnieniem struktury elektronowej atomu w oparciu o zasady mechaniki kwantowej (liczby kwantowe, postulat Pauliego, reguły Hundta, poziomy energetyczne w atomie, równanie Bohra).

Mechanizm tworzenia, rodzaje i własności wiązań molekularnych (wiązania kowalencyjne σ, π, niepolarne, polarne, hybrydyzacja, układ wiązań sprzężonych, elektrony zlokalizowane, zdelokalizowane i ich wpływ na własności cząsteczek, elektroujemność, moment dipolowy cząsteczki).

Promieniowanie elektromagnetyczne – (własności, dowody eksperymentalne korpuskularnej i falowej natury światła, oddziaływanie promieniowania z materią i z układami biologicznymi, procesy fotobiologiczne).

Poziomy rotacyjne i oscylacyjne w cząsteczce (wykorzystanie widma absorpcyjnego w podczerwieni do badania układów biologicznych).

Spektroskopia elektronowa UV/VIS – Schemat Jabłońskiego - (przejścia dozwolone, wzbronione, zasada Stokesa, wydajność kwantowa przejść, zastosowanie w badaniach układów biologicznych).

Biofizyka aparatu fotosyntetycznego. Mechanizmy przekazywanie wzbudzeń między cząsteczkami (oddziaływania między antenami w aparacie fotosyntetycznym, ochronna i antenowa rola karotenoidów).

Podstawy fizyczne spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR), omówienie zastosowania metody w badaniach biologicznych.

Wiązania międzycząsteczkowe i wewnątrzcząsteczkowe (oddziaływania jon– jon, jon– dipol, dipol– dipol, wiązania Van der Waalsa, wiązania wodorowe, mechanizm tworzenia wiązań, charakterystyka, rola w biologii).

Biofizyka błony biologicznej – mechanizm tworzenia dwuwarstwy lipidowej, rodzaje wiązań tworzących i stabilizujących dwuwarstwę (własności dwuwarstwy lipidowej, typy ruchliwości w błonie, przejście fazowe).

Błony zastępcze (liposomy jedno i wielowarstwowe, micele, błona czarna) i ich zastosowanie w badaniach biofizycznych.

Model błony biologicznej (płynnej mozaiki)

Wolne rodniki (powstawanie, własności, wpływ na układy biologiczne, metody detekcji).

Tlen oraz reaktywne formy tlenu w układach biologicznych. Stres oksydacyjny, antyoksydanty.

Biofizyka aparatu fotosyntetycznego roślin. Parametry fluorescencji chlorofilu.

Pomiar parametrów fluorescencji chlorofilu w liściu jako metoda oceny uszkodzeń aparatu fotosyntetycznego w wyniku działania stresu (niskiej temperatury, metali ciężkich).

Podstawy teoretyczne i zasada pomiaru wygaszania fluorescencji.

Pomiar wygaszania fluorescencji ryboflawiny na skutek oddziaływań z jonami Cr(VI).

Układ antyoksydacyjny u roślin. Metoda pomiaru aktywności antyoksydacyjnej metodą elektronowego rezonansu paramagnetycznego.

Pomiar aktywności antyoksydacyjnej wybranych antyoksydantów oraz ekstraktów z roślin metodą elektronowego rezonansu paramagnetycznego.

Wstep teoretyczny do pomiaru aktywności antyoksydacyjnej metodą spektroskopii absorpcyjnej UV/VIS.

Pomiar aktywności antyoksydacyjnej wybranych antyoksydantów oraz ekstraktów z roślin metodą spektrofotometryczną.

Omówienie metody i zastosowania w badaniach biologicznych pomiaru skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła przy użyciu polarymetru.

Wyznaczenie wartości współczynnika polaryzacji właściwej dla mono– i disacharydów oraz oznaczenie stężenia cukrów w badanych roztworach przy użyciu polarymetru.

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. M. Bryszewska, W. Leyko; Biofizyka dla biologów. PWN, Warszawa 1997.

2. G. W. Ewing; Metody instrumentalne w analizie chemicznej. PWN, Warszawa, 1980.

3. S. Paszyc; Podstawy fotochemii, PWN, Warszawa 1981.

4. R. Glaser; Wstęp do Biofizyki. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa, 1995.

5. A. Erndt; Podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej, Warszawa, 1986.

6. A. Danek; Chemia Fizyczna. PWN, Warszawa 1972.

7. G. Bartosz; Druga twarz tlenu. PWN, Warszawa 2006.

8. S. Przestalski; Elementy fizyki, biofizyki i agrofizyki. Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2001.

9. F. Jaroszyk; Biofizyka. Wydawnictwo lekarskie PZWL, Warszawa 2001.

10. M. H. Kalaji, T. Łoboda; Fluorescencja chlorofilu w badaniach stanu fizjologicznego roślin. Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 2010.

Literatura uzupełniająca:

1. L. Stryer; Biochemia. PWN, Warszawa, 2000.

2. J. Kopcewicz, S. Lewak; Fizjologia roślin, PWN, Warszawa, 2002.

Efekty uczenia się:

Opis efektów kształcenia

Wiedza

Zna podstawowe własności atomów, cząsteczek, makromolekuł i struktur biologicznych, mechanizmy oddziaływań między- i wewnątrzcząsteczkowych oraz wpływ czynników fizycznych i chemicznych na własności i oddziaływania w badanych układach.

Rozumie mechanizmy tworzące struktury biologiczne oraz oddziaływania w roślinnych układach biologicznych.

Rozumie mechanizmy funkcjonowania i procesy zachodzące w wybranych roślinnych układach biologicznych.

Rozumie podstawy fizyczne i zna zastosowanie wybranych technik badawczych określających właściwości surowców roślinnych.

Posiada wiedzę dotyczącą oddziaływań środowiska na funkcjonowanie organizmów roślinnych i wpływu środowiska na jakość produktów roślinnych.

Umiejętności

Potrafi analizować oraz jakościowo i ilościowo zinterpretować procesy zachodzące w organizmach roślinnych w oparciu o metody biofizyczne.

Potrafi przedstawić i przedyskutować uzyskane wyniki zarówno w formie werbalnej na seminarium, jak i pisemnej w formie sprawozdania.

Potrafi korzystać z wybranych technik badawczych oraz prawidłowo przeprowadzić eksperyment.

Potrafi wykonać obliczenia oraz jakościowo i ilościowo opracować i zinterpretować wyniki badań.

Kompetencje społeczne

Aktywnie uczestniczy w zajęciach oraz wykazuje umiejętność pracy zespołowej.

Przestrzega zasad BHP i wykazuje dbałość o stanowisko pracy.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0-1 (2024-04-02)