Wykłady z biofizyki
I Termodynamika
Rodzaje układów termodynamicznych. Parametry a funkcje stanu układu
termodynamicznego. Rodzaje bodzców termodynamicznych. Procesy termodynamiczne
(odwracalne, kołowe, quasistatyczne, nieodwracalne). Energia wewnetrzna i energia swobodna
Różne znaczenia entropii. Energia swobodna i procesy izotermiczno-izochoryczne. Entalpia
swobodna i procesy izotermiczno-izobaryczne. Zmiana energii swobodnej i entropii swobodnej
w procesach egzoergicznych i endoergicznych. Entropia a uporzadkowanie układu. Przykłady
różnych prac termodynamicznych.
II Termodynamika
Procesy termodynamicznie sprzeżone - termodyfuzja. Stany stacjonarne i stan
równowagi. Krażenie energii w przyrodzie. I, II i „III” zasada termodynamiki. Zwiazki wysoko
i niskoenergetyczne. Szczególna rola ATP w bioenergetyce. Założenia teorii
chemiosmotycznej. I zasada termodynamiki w procesach biologicznych. Organizm jako układ
otwarty, zmiana entropii w czasie rozwoju organizmu. Zużycie ATP w organizmie. Omów
własciwosci ATP jako idealnego przenosnika energii w organizmie. Zbilansuj zmiany w
entropii podczas zwijania sie łancucha polipeptydowego.
III Teoria informacji
Ilosciowe ujecie informacji. Jednostka informacji, srednia zawartosc informacji,
przenoszenie informacji. Sposoby kodowania informacji. Funkcje przenoszenia statyczne i
dynamiczne podczas regulacji przepływu informacji. Pojecie kodu optymalnego. Pojeciem
homeostazy. Różnice miedzy sterowaniem i regulacja przepływu informacji. Entropia a
informacja /Demon Maxwella/. Entropia wzgledna i nadmiar informacji. Sprzeżenie zwrotne,
schemat układu samoczynnie regulujacy sie. Układy oscylacyjne. Regulacja procesów
biologicznych.
IV Energia czasteczek
Dynamika czasteczek, translacje o trzech stopniach swobody. Charakterystyka widma
rotacyjnego czasteczek. Dyskretna budowa pasmowego widma czasteczek. Charakterystyka
widma oscylacyjnego czasteczek. Siły miedzyczasteczkowe /siły Van der Waalsa/. Energia
wiazania dipol - jon, dipol-dipol. Oddziaływania bliskiego i dalekiego zasiegu. Podstawy
luminescencji, reguły wyboru rzadzace przejsciami elektronów. Fluorescencja, fluorescencja
opózniona a fosforescencja. Stan elektronów walencyjnych i podatnosc na wzbudzenie.
V Osrodek wodny
Charakterystyka osrodka wodnego (struktura tetraedryczna, heksagonalna, pentagonalna,
kulista). Stała dielektryczna wody. Lepkosc i napiecie powierzchniowe wody. Podwójna
warstwa Helmholtza. Potencjał elektrokinetyczny. Potencjał przepływu. Przewodnictwo
równoważnikowe a promienie hydratacji jonów.
VI Błony lipidowe
Charakterystyka monomolekularnej warstwy lipidowej, warstwy Langmuira-Blodgetta.
Otrzymywanie podwójnych warstw lipidowych. Metody oceny grubosci błon lipidowych.
Zmiany strukturalne w warstwie lipidowej po skompleksowaniu z białkami. Własciwosci
fizykochemiczne podwójnej warstwy lipidowej i błony biologicznej. Kinetyka powstawania
domen lipidowych. Czynniki wpływajace na przepuszczalnosc błony. Czynniki wpływajace
na przejscia fazowe lipidów. Różne sposoby połaczenia białek z dwuwarstwa lipidowa.
Dyfuzja czasteczek w płaszczyznie błony. Potencjał powierzchniowy błony i skok potencjału
wewnatrz błony. Rozmieszczenie lipidów w dwuwarstwie błony – znaczenie dla reaktywnosci
błony komórkowej.
VII Transport
Rodzaje systemów transportujących substancje przez membrany biologiczne – sposób
rozróżnienia.
Dyfuzje prosta substancji przez błonę. Modele dyfuzji ułatwionej. Pompa sodowo-potasowa.
Scharakteryzuj i podaj przykłady transportu typu – uniport, symport i antyport. Kanały jonowe
Utworzone przez niektóre antybiotyki. Współdziałanie kanałów jonowych podczas wydzielania
Kwasu solnego do wnętrza żołądka. Transport wody przez błonę. Zjawisko filtracji i
Ultrafiltracji, współczynnik odbicia. Ciśnienie osmotyczne.
VIII Polaryzacja i depolaryzacja błony komórkowej
Potencjał spoczynkowy i czynnościowy błony, pompa sodowo-potasowa. Równowaga
Donnana. Równanie Goldmana. Typy kanałów sodowych. Bezpośrednie i pośrednie
bramkowanie (białka G). Przemieszczanie sie potencjału czynnościowego wzdłuż włókna – rola
kanałów sodowych. Potencjał czynnościowy mięśnia sercowego, włókna nerwowego, węzła
zatokowo-przedsionkowego. Synapsy hamujące i aktywujące.
IX Biofizyka krążenia krwi
Prawa opisujące przepływ cieczy. Prawo Poiseuille'a. Czynniki wpływające na opór
naczyniowy przepływu krwi. Lepkość krwi, akumulacja osiowa krwinek. Rodzaje
Współczynników lepkości. Powstawanie i rozchodzenie sie fali tętna. Rozkład ciśnień i
Prędkości w łożysku naczyniowym. Praca i moc serca. Ruch burzliwy krwi. Wpływ
Przyspieszenia ziemskiego na ciśnienie krwi. Fala tętna, ciśnienie tętnienia
X Biofizyka procesu słyszenia
Charakterystyka fali głosowej /równanie fali, prędkość fali/. Fala podłużna, jako fala
Ciśnień (ciśnienie akustyczne, natężenie dźwięku, gęstość energii). Granice słyszalności ucha,
Funkcje poszczególnych obszarów ucha w czasie procesu słyszenia. Analiza dźwięku w uchu
źrodkowym. Rola ślimaka w procesie słyszenia. Teoria rezonansowa Helmholtza analizy
Dźwięków. Teoria fali wędrującej Bekesy’ego. Zamiana sygnału mechanicznego na
Elektryczny w narządzie spiralnym. Rola zmysłowych wewnętrznych i zewnętrznych w analizie
dźwięku. Generacja ultradźwięków oraz ich detekcja. Współczynnik odbicia. Budowa sondy
ultradźwiękowej. Obrazy ultrasonograficzne uzyskane za pomocą głowicy rotacyjnej i liniowej.
Omów podstawy prezentacji TM. Zjawisko Dopplera – ultrasonografia dopplerowska. Pomiar
predkosci przepływu krwi za pomoca ultrasonografii dopplerowskiej. Najczestsze artefakty
obserwowane podczas badan USG. Efekty działania ultradzwieków na materiał biologiczny.
Infradzwieki i wibracje.
XI Biofizyka procesu widzenia
Powstawanie plamek dyfrakcyjnych i konstrukcja z nich obrazu. Zdolnosc rozdzielcza -
optyczna i siatkówki. Widzenie fotopowe i skotopowe. Własciwosci fotoreceptorów – widmo i
próg pobudliwosci. Zmiany zachodzace w rodopsynie pod wpływem fotonu. Rodzaje kanałów
kationowych i ich współdziałanie podczas aktywacji fotoreceptorów. Rola białek G w procesie
widzenia. Powstawanie cGMP i jego rola podczas regulacji pobudzenia fotoreceptorów.
Trójkat barw BGR. Mechanizm powstawania barw złożonych na przykładzie bieli
ekwienergetycznej. Widzenie przestrzenne.
XII Biofizyka procesu oddychania
Własciwosci spreżyste tkanki płucnej. Histereza cisnieniowo-objetosciowa płuc. Fizyczne
podstawy wymiany gazowej w płucach.
XIII Wymiana ciepła z organizmem
Termoregulacja, zakres i mechanizm działania. Wymiana ciepła mie...
Justa1789