Osnovi biofizike

Студијски програм : Мастер професор биологије

Назив предмета: ОСНОВИ БИОФИЗИКЕ

Наставник: доц. др Анђелка Ћелић

Статус предмета: обавезни

Број ЕСПБ: 7

Услов: -

Циљ предмета

Циљ предмета је да се студенти упознају са квантитативним аспектима биолошких процеса и физичким законитостима и принципима на којима се они заснивају.

Исход предмета

Студенти ће разумети физичке законе који представљају основе различитих биолошких процеса и појава и савладати велики број техника које омогућавају проучавање биолошких проблема на молекуларном нивоу. Такође, биће способни да стечено знање из области биофизике примене у предметима које ће слушати у даљем току студија као и у самосталном научном истраживању.

Садржај предмета

Теоријска настава

Увод: упознавање, кључни бројеви у биологији-димензије и редови величине, преглед математике. Механика: брзина, убрзање,сила, Њутнови закони, моменат, енергија, рад, ротационо кретање. Биолошки примери: кретање живих бића, рад мишића, механорецептори, молекуларна динамика протеина, центрифугирање, АУЦ. Дифузија и транспорт: силе и проток, Фиков закон, Брауново кретање, мембране  Биолошки примери: молекуларни мотори, јонски канали и пумпе. Термодинамика: температура, топлота, закони термодинамике, ентропија, Гибсова слободна енергија. Биолошки примери: молекуларно моделовање,протеин-лиганд интеракције. Идеални и вискозни флуиди: притисак,статика, динамика, вискозност, површински напон, капиларност. Биолошки примери: синовијална течност, крв, хематокрит, циркулаторни систем, артеријска стеноза. Звук: интензитет, суперпозиција таласа, Доплеров ефекат. Биолошки примери: људско ухо, ултразвучна дијагностика. Електричне силе, поље, енергија: закон одржања наелектрисања, Кулонов закон, проводници и изолатори, диполи и распоред наелектрисања. Биолошки примери: елекротофореза, површинско наелектрисање протеина. Електрични потенцијал и струја: кретање наелектрисања, отпор, Омов закон. Биолошки примери: електрични потенцијал мембране, јонски канали, Голдман-Хоџкин-Кацова и Нернстова једначина, електрична својства неурона, акциони потенцијал, ЕКГ и ЕЕГ. Електромагнетно поље, индукција, радијација и таласи: маг. поље, спин електрона, Амперов закон, Фарадејев закон, Максвелове једначине, ЕМ спектар, флуоресценција, луминесценција, интеракција радијације са материјом.  Биолошки примери: Масена спектроскопија, НМР, МРИ, ФРЕТ, БРЕТ. Оптика: основни закони и принципи, сочива, дифракција и интерференција, Брагов закон, резолуција Биолошки примери: око, светлосна и електронска микроскопија, дифракција X-зрака и структура протеина.

Практична настава

Рачунски задаци и примери из биолошке праксе у потпуности прате теорију обрађену на предавањима, чиме се олакшава примена стеченог знања и усвајање нових.

Литература

1. Презентације предавања и остали материјал постављен на Moodle сајту  https://moodle.pmf.uns.ac.rs/

2. P. Nelson Biological Physics: Energy, Information, Life W. H. Freeman, 2013

3. R. Phillips  Physical Biology of the Cell 2nd Edition Garland Science 2012

4. J. Newman Physics of the Life Sciences Springer 2008

Број часова  активне наставе

Теоријска настава: 3

Практична настава: 3

Методе извођења наставе: Теоријска предавања и рачунске вежбе.

Оцена  знања (максимални број поена 100)

Предиспитне обавезе

поена

Завршни испит

поена

 колоквијум-и

3x20=60

усмени испит

30

активност на предавањима и кратки тестови

10