Physics with elements biophysics

Ogólna wiedza z zakresu biologii i fizyki na poziomie szkoły średniej

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli:

wykład - 20 godz.

laboratorium - 40 godz.

60 godz.= 2 pkt ECTS

Godziny nie kontaktowe:

przygotowanie do egzaminu - 25 godz.

przygotowanie do ćwiczeń - 20 godz.

przygotowanie opracowań z ćwiczeń laboratoryjnych - 20 godz.

samodzielne studiowanie literatury - 15 godz.

80 godz.= 3 p ECTS

razem 5 pkt ECTS

Egzamin końcowy - W01

Sprawozdania z ćwiczeń - U01

PHYSICS AND BIOPHYSICS Physical phenomenon, physical quantity, unit of measurement, measurement, measurement errors, scientific notation of numbers, scale, order of magnitude, sub-multiple and multiple units, vector and scalar physical quantities, physical law, examples of physical laws, characteristics of living organisms.

PHYSICAL QUANTITIES AND UNITS OF MEASUREMENT Basic physical quantities: time, length, mass, current intensity, temperature, luminous intensity, amount of matter. Derived physical quantities: force, energy, work, power, heat. Base and derived units of measurement. Types of environmental stimuli.

BASIC INTERACTIONS AND RADIOACTIVITY Basic interactions: strong, electromagnetic, weak, gravitational. Radioactivity, the law of radioactive decay, isotopes, C14 dating, alpha, beta and gamma radiation, radioactive elements.

STRUCTURE OF THE ATOM Hydrogen atom, electron shells and orbitals, electron configurations, photon, absorption and emission spectra, ion, ionization energy, bioelements.

ELECTROMAGNETIC RADIATION Radiation sources, ranges of electromagnetic radiation, light, photometry, microwaves, radio waves, functional magnetic resonance, X-rays, computed tomography, X-ray diffraction, ultraviolet, infrared radiation, fluorescence, phosphorescence, laser, photon flux density, radiation energy, wavelength and frequency, filter.

STATES OF MATTER AND WATER Gas, liquid, solid, hydrogen, potassium, sodium, calcium, magnesium, ATP, glucose, water, hydrogen bonds, cohesive and adhesive forces, surface tension, capillary phenomena, amphiphilic compounds, monolayer, Wilhelmy method, surface pressure, isotherm of monomolecular film.

ELECTROPHYSIOLOGY Electric charge, Coulomb's law, electric field, electric potential and voltage, electric current, conductors, insulators, Ohm's law, cell membrane resistance, open vacuole method, resting and action potential, nerve impulse, excitability threshold, refractory period, chronaxia, rheobases, all-or-nothing law.

BIOLOGICAL MEMBRANES Cell membrane structure, phospholipids, surface and integral proteins, sugars, fluid mosaic model, asymmetry, semi-permeability, selectivity, permeability, diffusion, osmosis, electrochemical gradient, Nernst equilibrium potential, passive and active membrane transport, ion channels, symport, antiport, cell membrane functions.

• Physics in Biology and Medicine. Paul Davidovits, 2008

• Biophysics. A Physiological Approach. Patrick F. Dillon, 2012

• Molecular Driving Forces. Ken A. Dill, Sarina Bromberg, 2011

• Cell Physiology Source Book : Essentials of Membrane Biophysics. Nicholas Sperelakis Nick Sperelakis, 2011

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.6/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013: (plik Efekty STARE_do 2019-2020)

WIEDZA

W1: Student zna podstawowe prawa fizyki i wykorzystując je do interpretacji procesów zachodzących w układach żywych K_W09

W2: Zna podstawowe pojęcia matematyczne, metody rachunkowe i statystyczne oraz ich zastosowania w interpretacji zjawisk i procesów biologicznych K_W14, K_W15

UMIEJĘTNOŚCI

U1: Stosuje podstawowe narzędzia i techniki badawcze, laboratoryjne z zakresu nauk biologicznych I fizycznych K_U01

U2: Stosuje metody matematyczne i statystyczne do opisu zjawisk, analizy eksperymentu i opracowania wyników K_U05

U3: Opracowuje pisemne sprawozdania z wykonywanych eksperymentów oraz wyciąga poprawne wnioski z przeprowadzonych doświadczeń i obserwacji K_U07, K_U15

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1: Wykazuje aktywną postawę w zdobywaniu, uzupełnianiu i aktualizowaniu wiedzy biologicznej K_K03,

K2: Zlecone do realizacji zadania analizuje pod kątem poprawnego i sprawnego ich wykonania, wyznaczając kolejność czynności i uzgadniając zasady współdziałania w grupie K_K09

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV-27.18/19 z dnia 29 maja 2019 r. tj. od cyklu kształcenia 2019/2020

WIEDZA

W1: Student zna podstawowe prawa fizyki i wykorzystując je do interpretacji procesów zachodzących w układach żywych K_W01, K_W02

W2: Zna podstawowe pojęcia matematyczne, metody rachunkowe i statystyczne oraz ich zastosowania w interpretacji zjawisk i procesów biologicznych K_W01, K_W02, K_W07

UMIEJĘTNOŚCI

U1: Stosuje podstawowe narzędzia i techniki badawcze, laboratoryjne z zakresu nauk biologicznych I fizycznych K_U03

U2: Stosuje metody matematyczne i statystyczne do opisu zjawisk, analizy eksperymentu i opracowania wyników K_U02, K_U03

U3: Opracowuje pisemne sprawozdania z wykonywanych eksperymentów oraz wyciąga poprawne wnioski z przeprowadzonych doświadczeń i obserwacji K_U04

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1: Wykazuje aktywną postawę w zdobywaniu, uzupełnianiu i aktualizowaniu wiedzy biologicznej K_K02

K2: Zlecone do realizacji zadania analizuje pod kątem poprawnego i sprawnego ich wykonania, wyznaczając kolejność czynności i uzgadniając zasady współdziałania w grupie K_K03