PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Fyzika biosystémů - M444001
Anglický název: Physic of Biosystems
Zajišťuje: Ústav fyziky a měřicí techniky (444)
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
Body: zimní s.:4
E-Kredity: zimní s.:4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Scholtz Vladimír doc. Ing. Ph.D.
Záměnnost : N444010
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Scholtz Vladimír doc. Ing. Ph.D. (06.02.2018)
Předmět nabízí fyzikální pohled a fyzikální interpretaci známých poznatků napříč problematikou vyučovanou na naší škole. V úvodu předmět podává přehled současné moderní fyziky tak, aby studenti měli základní představu o kvantové mechanice, teoriích relativity a vzniku a vývoji Země a života na ní, což jsou poznatky, se kterými se při studiu obvykle nesetkají. Dále předmět ukazuje aplikaci poznatků z matematiky na jednoduchém modelování chování živých organismů a jiných systémů. Dále podává fyzikální interpretaci známých základních poznatků termodynamiky a fyzikální chemie, vlastností biologických membrán, difúze, osmózy, povrchového napětí atd. Ke konci se předmět věnuje dalším zajímavým tématům jako je biomechanika, biofyzika vidění a slyšení, šíření akčních potenciálů, neurony a neuronové sítě, inteligence a umělá inteligence, interakce záření s organismy, nebo fyzikální metody mikrobiální dekontaminace apod.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (09.01.2018)

Studenti budou umět aplikovat fyzikální a matematické zákonitosti na objekty živé přírody a vysvětlit podstatu fyzikálních dějů v biologických objektech a chování biologických i obecných systémů.

Literatura -
Poslední úprava: Scholtz Vladimír doc. Ing. Ph.D. (27.04.2018)

Z: Hrazdira I. a kol.: Biofyzika, Avicenum, Praha, 1983

Z: Krempaský, J.: Synergetika, Slovenská technická uni­verzita Bratislava, 2001

D: Kulhánek P.: Moderní kosmologie, Hvězdárna Valašské Meziříčí, 2011, http://www.aldebaran.cz/download/Kosmologie.pdf

D: Hrazdira I., Mornstein V., Lékařská biofyzika a přístrojová technika, Neptun, 2001, ISBN 80-902896-1-4

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (09.01.2018)

https://ufmt.vscht.cz/index.php/cs/elektronicke-pomucky/predmety-bakalarskeho-studia/6-n444010-biofyzika

Metody výuky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (09.01.2018)

Přednášky, cvičení, příprava na cvičení, konzultace s vyučujícím.

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (09.01.2018)

1. Vznik a formace Vesmíru, života a organických struktur - Možnosti a nutné predispozice.

2. Evoluční teorie, evoluční strategie. Chování biologických, chemických a sociálních systémů.

3. Jednorozměrné dynamické systémy, matematické modely, vyšetřování chování, metody přibližného řešení a odhad chování, aplikace na biofyzikální systémy.

4. Vícerozměrné dynamické systémy, matematické modely, vyšetřování chování, metody přibližného řešení a odhad chování, fázový portrét, aplikace na biofyzikální systémy.

5. Termodynamika života: Základy biochemických reakcí, problémy entropie a informace.

6. Rozhraní a gradienty: termodynamika transportu, pasivní a aktivní transport.

7. Morfologie a funkce různých biologických membrán v přenosu látek a energie.

8. Elektrické vlastnosti membrán, akční potenciál. Elektrické projevy organismů.

9. Akční potenciál nervového vlákna. Neurony a neuronové sítě. Přirozená a umělá inteligence.

10. Biomechanika: fraktální biologické struktury, pohybové ústrojí, proudění newtonovských a nenewtonovských kapalin, tok krve, krevní tlak, létání.

11. Samoorganizace a vznik biologických struktur: vznik fraktálních struktur, vznik mnohobuněčních organismů, reakčně-difuzní model morfologie živočichů (bakteriální kolonie, textura ulit).

12. Biofyzika zraku: geometrická optika, lidské oko, vady a jejich korekce, jiné typy očí, optické přístroje.

13. Biofyzika zvuku: fyzikální popis zvuku, sluchový orgán, hudba, produkce zvuku.

14. Ionizující a neionizující záření a jeho interakce s hmotou a živými tkáněmi.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (09.01.2018)

Podmínkou získání zápočtu je absolvování seminářů, laboratorních cvičení a závěrečný test. Zkouška je písemnou i ústní formou.

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Konzultace s vyučujícími 0,5 14
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na zkoušku a její absolvování 2 56
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha