Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy fizyki transportu w układach biologicznych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 3900-1PF
Kod Erasmus / ISCED: 12.1 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (0912) Medycyna Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Podstawy fizyki transportu w układach biologicznych
Jednostka: Wydział Medyczny
Grupy: Przedmioty podstawowe dla I roku studiów kierunku lekarskiego
Punkty ECTS i inne: 1.00 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.
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

fakultatywne

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Wykład "Podstawy fizyki transportu w układach biologicznych" wprowadza studentów w podstawowe zasady transportu w biologii. Omawiane są m.in. ruch cząstek, transport przez błony, transport płynów, elektrofizjologia, transport energii oraz zastosowanie fizyki w badaniu układów biologicznych.

Celem wykładu jest poszerzenie wiedzy studentów na temat procesów transportu w organizmach żywych.

Pełny opis:

Wykład "Podstawy fizyki transportu w układach biologicznych" ma na celu zapoznanie studentów z fundamentalnymi zasadami i mechanizmami związanymi z transportem w kontekście biologii. Fizyka transportu odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu procesów zachodzących w organizmach żywych, od ruchu cząsteczek w komórkach po transport substancji przez błony biologiczne.

Podczas wykładu studenci zostaną wprowadzeni w podstawowe pojęcia i definicje związane z fizyką transportu w układach biologicznych. Omówione zostaną różne rodzaje ruchu cząstek, w tym ruch Browna i dyfuzja. Będzie również poruszany temat modelowania ruchu cząstek w układach biologicznych.

Kolejnym ważnym tematem będzie transport przez błony biologiczne. Studenci dowiedzą się o strukturze i funkcji błon komórkowych oraz zrozumieją, jak dyfuzja i transport aktywny odgrywają rolę w przemieszczaniu substancji wewnątrz komórek i międzykomórkowo. Omówione zostaną również procesy transportu pęcherzykowego.

Wykład skupi się również na transporcie płynów w układach biologicznych. Studenci będą mieć okazję zapoznać się z pojęciami przepływu laminarnego i turbulentnego, a także z równaniami Naviera-Stokesa. Zostaną omówione przykłady transportu płynów w naczyniach krwionośnych oraz techniki modelowania przepływu krwi.

Elektrofizjologia układów biologicznych będzie kolejnym istotnym zagadnieniem omawianym podczas wykładu. Studenci dowiedzą się o potencjałach elektrycznych w komórkach i transporcie jonów przez kanały jonowe. Będzie również omówiony potencjał czynnościowy.

Transport energii w układach biologicznych oraz termodynamika w biologii będą kolejnymi tematami wykładu. Studenci zrozumieją, jak energia jest transportowana w organizmach i jak zachowuje się homeostaza termiczna.

Podczas wykładu zostaną również przedstawione zastosowania fizyki w badaniu układów biologicznych, takie jak techniki obrazowania, mikroskopia i spektroskopia. Przykłady badań i eksperymentów związanych z fizyką transportu w układach biologicznych będą również omawiane.

Wykład "Podstawy fizyki transportu w układach biologicznych" ma na celu uświadomienie studentom, jak ważna jest wiedza z dziedziny fizyki w badaniu i zrozumieniu procesów zachodzących w organizmach żywych. Przez zgłębianie zasad transportu w układach biologicznych studenci będą mieć możliwość lepszego zrozumienia różnorodnych aspektów biologii i medycyny.

Literatura:

S. Przestalski, Wstęp do biofizyki

E. Ackerman, Zarys biofizyki

S. Przestalski, Elementy fizyki, biofizyki i agrofizyki

J. Ginter, Fizyka 4

A. Molski, Wprowadzenie do kinetyki chemicznej

W. Demtroder, Fizyka doświadczalna

F. Jaroszyński, Biofizyka

oraz dodatkowe pozycje anglojęzyczne:

P. Nelson, Physical Models of Living Systems

G.A. Truskey, F. Yuan, D.F. Katz, Transport Phenomena in Biological Systems

dodatkowo wykładowca będzie udostępniał adekwatne fragmenty innych pozycji, artykuły naukowe itp. w miarę potrzeb.

Efekty uczenia się:

B.W5 Student zna i rozumie prawa fizyczne opisujące przepływ cieczy i czynniki wpływające na opór naczyniowy przepływu krwi

B.U1 Student potrafi wykorzystywać znajomość praw fizyki do wyjaśnienia wpływu czynników zewnętrznych, takich jak temperatura, przyspieszenie, ciśnienie, pole elektromagnetyczne i promieniowanie jonizujące, na organizm i jego elementy

K_K7 Student jest gotów do korzystania z obiektywnych źródeł informacji

Osiągnięcie w/w efektów oznacza:

1. Zrozumienie podstawowych zasad fizyki transportu w kontekście biologii: Studenci będą mieli pełne zrozumienie podstawowych pojęć, definicji i zasad związanych z fizyką transportu w układach biologicznych. Będą w stanie opisać różne rodzaje ruchu cząstek, zrozumieć procesy transportu przez błony biologiczne, poznać mechanizmy transportu płynów, elektrofizjologię i transport energii w układach biologicznych.

2. Zdolność do analizy i interpretacji danych związanych z transportem w układach biologicznych: Studenci będą w stanie analizować dane eksperymentalne, modele matematyczne i wyniki badań związanych z transportem w układach biologicznych. Będą w stanie formułować wnioski i wyciągać odpowiednie informacje na temat procesów transportu w biologii.

3. Umiejętność zastosowania fizyki w badaniu układów biologicznych: Studenci będą w stanie zastosować poznane zasady i metody fizyki transportu do badania układów biologicznych. Będą mieli świadomość możliwości zastosowania technik obrazowania, modelowania i innych narzędzi fizyki w badaniach biologicznych i medycznych.

4. Zrozumienie interdyscyplinarnego charakteru fizyki transportu w biologii: Studenci będą zdolni do doceniania i rozumienia interdyscyplinarnego charakteru fizyki transportu w kontekście biologii. Będą świadomi, jak fizyka łączy się z biologią, medycyną i innymi dziedzinami, aby lepiej zrozumieć i wyjaśnić procesy transportu w organizmach żywych.

5. Rozwinięcie umiejętności krytycznego myślenia: Studenci będą rozwijać umiejętność analizowania, oceniania i krytycznego myślenia na temat procesów transportu w układach biologicznych. Będą potrafili zadawać pytania, formułować hipotezy, analizować dane i wyciągać wnioski, co przyczyni się do rozwinięcia ich umiejętności badawczych.

6. Przygotowanie do dalszych studiów i kariery zawodowej: Studenci będą mieć solidne podstawy z zakresu fizyki transportu w układach biologicznych, co przygotuje ich do dalszych studiów lub pracy zawodowej w dziedzinach związanych z biologią, medycyną, biofizyką, badaniami medycznymi, farmacją czy bioinżynierią.

Efekty uczenia się te mają na celu zapewnienie studentom wiedzy, umiejętności i narzędzi niezbędnych do zrozumienia, badania i wykorzystania procesów transportu w układach biologicznych w kontekście biologii, medycyny i innych dziedzin naukowych.

Metody i kryteria oceniania:

Podczas wykładu przeprowadzone będzie kilka (3-5) krótkich sprawdzianów w postaci testu, obejmujących materiał wykładu. Ocena końcowa będzie zaproponowana w oparciu o wynik testów.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)

Okres: 2023-10-01 - 2024-01-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Lisicki
Prowadzący grup: Maciej Lisicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)