Біофізика

Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія
Код дисципліни: 6.162.01.E.049
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Технологія біологічно-активних сполук, фармації та біотехнологія
Лектор: к.х.н., доц., доцент Баранович Діана Богданівна к.б.н., доц. Яремкевич Олена Святославівна
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання дисципліни «Біофізика» є ознайомлення студентів із принципами і методами, які необхідні для розуміння біофізичних механізмів функціонування живих систем, до яких належать методи біологічної термодинаміки, механізми енергетичного обміну у біологічних системах, механізми транспорта речовини через мембрани клітин, біоелектричні явища, основи регулювання і обміну інформацією у живих об'єктах, дія іонізуючої та ультрафіолетової радіації на організм, метод мічених атомів тощо.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: інтегральна компетентність: • Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю у біотехнології та біоінженерії, або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів біотехнології та біоінженерії фахові компетентності: • ФК 01.1. Здатність розуміти основи біофізичних процесів та біокаталізу з використанням клітинних та ферментних систем з визначенням їх фізіологічних та культуральних особливостей.
Результати навчання: КОМ2. Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях. АіВ 3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити — • Фізика. кореквізити — • Біомоніторинг, біобезпека, біозахист та екоекспертиза.
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна «Біофізика» ознайомлює із принципами та методами, які необхідні для розуміння біофізичних механізмів функціонування живих систем, зокрема це питання , що розкриває біологічна термодинаміка та механізми переносу енергії в біологічних об’єктах, механізми проникнення речовин через мембрани клітин, біоелектричні явища, дія ультрафіолетової радіації на організм, метод мічених атомів.
Опис: Вступ до курсу «Біофізика» Предмет, задачі та зміст курсу в загальній підготовці Інформаційний обсяг навчальної дисципліни. Форма підсумкового контролю успішності навчання та засоби діагностики успішності навчання. Лекція 1 Тема: Біофізика як наука §1. Біофізика. Методи біофізики. §2. Структура основних розділів біофізики. 2 Лекція 2 Тема: Термодинаміка біологічних систем §1. Термодинаміка. Термінологія. §2. Перший закони термодинаміки. §3. Другий закони термодинаміки. §4. Перетворення енергії в живій клітині. §5. Вільна енергія та електорохімічний потенціал. §6. Другий закон термодинаміки та умова рівноваги. §7. Екстпериментальне визначення термодинамічних параметрів біологічних систем. §8. Другий закон термодинаміки та живі організми. §9. "Енергоспряжені" системи клітини. §10. Особливості організмів як термодинамічних систем. §11. Потоки речовин у результаті дифузії та електродифузії. §12. Термодинаміка стаціонарного стану. §13. Шляхи перетворення енергії у живій клітині. 4 Лекція 3 Тема: Квантова біофізика. §1. Електронні переходи в біологічно важливих молекулах. §2. Поглинання світла біосистемами. §3. Люмінісценція біосистем. §4. Вільні радикали. Методи дослідження вільних радикалів. §5. Первинні стадії фотобіологічних процесів. Спектри фотобіологічної дії. §6. Вивчення продуктів первинних фотохімічних реакцій. §7. Первинні фотохімічні реакції білків, ліпідів та нукл. кислот. §8. Фотосенсібілізіровані фотобіологічні процеси. 2 Лекція 4 Тема: Молекулярна біофізика. §1. Загальна характеристика структури біополімерів. §2. Види взаємодії в макромолекулах. §3. Структура води та гідрофобні взаємодії. Роль гідрофобних взаємодій у формуванні структури білків. §4. Зв'язування лігандів з макромолекулами. Кооперативне зв'язування лігандів. §5. Конформаційнні зміни молекули гемоглобіну при оксигенації. 2 Лекція 5 Тема: Структурні основи функціонування мембран. §1. Будова біологічних мембран. §2. Фазові переходи у ліпідному бішарі. §3. Фізичні властивості мембрани як фази. §4. Зміна рухомості ліпідних молекул в мембранах методами радіоспектроскопії. §5. Латеральна дифузія ліпідів та білків мембранах. §6. Асиметрія мембран. 2 Лекція 6 Тема: Пасивний та активний транспорт речовин через мембранні структури клітин. §1. Пасивний перенос речовин через мембрани. §2. Дифузія незаряжених молекул. §3. Електродифузія іонів. §4. Пасивний транспорт речовин через пори. §5. Вибіркова проникливість біомембран. §6. Механізм активного переносу іонів. §7. Кінетика активного транспорту. §8. Спряжений транспорт іонів. 3
Методи та критерії оцінювання: Семестровий контроль проводиться у формі диференційованого заліку (заліку).
Критерії оцінювання результатів навчання: Основними методами діагностики знань є поточний (ПК) і семестровий контроль (СК), який здійснюється з навчального матеріалу, обсяг якого визначений робочою програмою дисципліни за семестр. Поточний контроль здійснюють під час лекційних та лабораторних занять з метою перевірки рівня засвоєння теоретичних і практичних знань та умінь студента. Оцінювання занять здійснюють за сумарним значенням оцінки у балах всіх видів завдань, виконаних за семестр відповідно до робочої навчальної програми з дисципліни та фактичного навчального/робочого часу. ПК проводять в формі: виконання лабораторних робіт (обробки результатів експериментальних досліджень, інтерпретації результатів та формулювання висновку), виконання індивідуальної роботи відповідно до переліку рекомендованих тем, контрольної роботи, передбаченої програмою в межах самостійної роботи (12 год) та тестуванням. Оцінювання лабораторних робіт здійснюють за середнім значенням оцінки у балах всіх лабораторних робіт та лабораторних практикумів (лабораторний практикум оцінюється за сумарним балом пропорційним тривалості практикуму), виконаних за семестр відповідно до робочої навчальної програми з дисципліни та фактичного навчального/робочого часу. Оцінювання лабораторних робіт здійснюють за середнім значенням оцінки у балах всіх лабораторних робіт та лабораторних практикумів (лабораторний практикум оцінюють за сумарним балом пропорційним тривалості роботи), виконаних за семестр відповідно до робочої навчальної програми з дисципліни та фактичного навчального/робочого часу. Лабораторні роботи оцінюють у 20 балів за роботу. Бали розподіляють наступним чином: - 6 балів — максимальна кількість балів, якими оцінюють допуск до виконання лабораторної роботи, що передбачає знання теоретичного матеріалу за відповідною темою та методології виконання роботи; - 6 балів — максимальна кількість балів, якими оцінюють виконання лабораторної роботи, обробку результатів дослідження; узагальнення результатів у висновку; - 8 балів — максимальна кількість балів, якими оцінюють захист лабораторної роботи, що передбачає аналіз, інтерпретацію, теоретичне обґрунтування спостережень та експериментальних результатів та обґрунтування висновку, з яких в 2 бали оцінюється виконання контрольних завдань, якщо такі передбачені інструкцією до лабораторної роботи. Оцінювання контрольної роботи. Індивідуальну роботу (презентація із доповіддю), виконану відповідно до переліку рекомендованих тем, оцінюють в 20 балів за роботу. Бали розподіляють наступним чином: - 8 бали — максимальна кількість балів, якими оцінюють інформацію та оформлення презентації - 8 бали — максимальна кількість балів, якими оцінюють усну доповідь - 4 бали — максимальна кількість балів, якими оцінюють відповіді на питання за темою індивідуальної роботи Тестування здійснюють у формі експрес-тестів або у формі ЕСЕ за темами лекційного блоку.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Біофізика / Костюк П.Г., Зима В.Л., Магура І.С., Мірошниченко М.С., Шуба М.Ф. - К.: Обереги, 2001. - 545 с. Кузьмінський Є.В., Голуб Н.Б. Біофізика: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. К.: „Видавничий дім „Комп’ютерпрес”, 2007. – 421 с. Марценюк В.П. та ін. Медична біофізика і медична апаратура: підручник. Тернопіль: ТДМУ, 2008. – 356 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).