Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Współczesna Biofizyka
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0099-s
Wydział:
Szkoła Doktorska AGH
Poziom studiów:
Studia III stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Szkoła Doktorska AGH
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. Burda Kvetoslava (kvetoslava.burda@fis.agh.edu.pl)
Dyscypliny:
Moduł multidyscyplinarny
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Complexity of living matter will be discussed. Some attempts of its understanding on the molecular level using biophysical models and techniques will be presented.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student will understand the physico-chemical phenomena related to natural processes, which can be used for development of new nanomaterials or nanodevices. SDA3A_W03, SDA3A_W02, SDA3A_W05, SDA3A_W01 Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student will gain knowledge on organization properties of selected natural structures and complex systems on molecular level and understanding of mechanisms triggering their formation. SDA3A_W02, SDA3A_W05, SDA3A_W06, SDA3A_W01 Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student will understand basic molecular mechanisms regulating living organisms on all levels of their organization and will be able to indicate their potential application in new biotechnologies basing on biomimetics. SDA3A_U07, SDA3A_U02, SDA3A_U03, SDA3A_U05, SDA3A_U01, SDA3A_U04 Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Studium przypadków ,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student will understand the importance of continuous learning and combining knowledge from different fields of knowledge. Student will be able to formulate new problems and search for their solution. SDA3A_K01, SDA3A_K03, SDA3A_K02 Prezentacja,
Udział w dyskusji,
Studium przypadków ,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 20 15 0 0 0 10 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student will understand the physico-chemical phenomena related to natural processes, which can be used for development of new nanomaterials or nanodevices. + + - - - + - - - - -
M_W002 Student will gain knowledge on organization properties of selected natural structures and complex systems on molecular level and understanding of mechanisms triggering their formation. + + - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student will understand basic molecular mechanisms regulating living organisms on all levels of their organization and will be able to indicate their potential application in new biotechnologies basing on biomimetics. + + - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student will understand the importance of continuous learning and combining knowledge from different fields of knowledge. Student will be able to formulate new problems and search for their solution. + + - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (20h):
Modern Biophysics

Modern Biophysics

“…Nature has developed materials, objects, and processes that function from the macroscale to the nanoscale. The emerging field of biomimetics allows one to mimic biology or nature to develop nanomaterials, nanodevices and processes which provide desirable properties. …” (B.Bhushan, “Biomimetics”)

1. Bioinspired hierarchial-structured surfaces for green science and technology:
- Golden ratio and Fibonacci numbers.
- Lotus effect surfaces in nature. Natural superhydrophobic low adhesion
self-cleaning surfaces.
- Nanofabrication methods characterization of micro-, nano- and hierachically
structured lotus-like surfaces.
- Fabrication of superhydrophobic surfaces with high adhesion.
- Surfaces reducing turbulent flow (shark-skin, butterfly wing).
- Structure and colors.
2. Biomaterials on the molecular level.
3. Nanomaterials for biosensing.
4. Molecular machines.
5. Fuel cell principles:
– energy capture and transfer
– electron transfer in biomolecules
– hydrogen oxidation/evolution reactions.
– oxygen reduction/evolution reactions.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):
Modern Biophysics

Team work on research papers related to the topics of the course.

Zajęcia seminaryjne (10h):
Modern Biophysics

Student seminars on topics related to modern biophysics.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Blackboard and multimedia presentation
  • Ćwiczenia audytoryjne: Blackboard and multimedia presentation
  • Zajęcia seminaryjne: Blackboard and multimedia presentation
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Students are obligated to catch up on the material presented on lectures / auditorium classes / seminars where they were absent. Those who miss more than 20% will have to pass a test checking their knowledge of the material presented during the course before the end of the semester.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Attendance is mandatory Students are obligated to catch up on the material presented on lectures / auditorium classes / seminars where they were absent. Those who miss more than 20% will have to pass a test checking their knowledge of the material presented during the course.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Attendance is mandatory Students are obligated to catch up on the material presented on lectures / auditorium classes / seminars where they were absent. Those who miss more than 20% will have to pass a test checking their knowledge of the material presented during the course.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Attendance is mandatory Students are obligated to catch up on the material presented on lectures / auditorium classes / seminars where they were absent. Those who miss more than 20% will have to pass a test checking their knowledge of the material presented during the course.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Conditions for receiving credit:

Oral presentation: 35 % (L)
Paper discussions: 35 % (P)
Debates: 30 % (P) (D)

Weighted mean of all grades received according to the following formula:
K = 0.35 x L + 0.35 x P + 0.3 x D

Obtaining a positive evaluation (K) requires all positive partial evaluations (L, P and D).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Students who miss more than 20% of teaching hours will have to pass a test checking their knowledge of the material presented during the course before the end of the semester.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Basic physical/biophysical, chemical/biochemical and biological knowledge.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

B.Bhushan, Biomimetics, Springer, 2016
Ch.S.S.R.Kumar, Nanotechnologies for the Life Sciences. Nanomaterials – Toxicity, Health and Environmental Issues., vol.5, Wiley-VCH, 2007
C.N.Rao, A.Mueller, A.K.Cheetham, The chemistry of nanomaterials, vol.1, Wiley-VCH, 2004
Ch.S.S.R.Kumar, Nanodevices for the Life Sciences, Wiley-VCH, 2006
T.P.Waigh, Applied Biphysics. A modern Approach for Physical Scientists, Jhon Wiley & Sons, Ltd., 2007
C.A.Villee, Biology
E.H.Egelman (ed.) Comprehensive Biophysics, vol. 1-9, 2012
W.Vielstich, A.Lamm, H.A.Gasteiger, Hanbook of fuel cells, vol. 1 and 2, Jhon Wiley & Sons, Ltd., 2003

Scientific articles citated during the lectures.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Selected publications:

1 1. D.Latowski, K.Burda and K.Strzałka (2000) A Mathematical Model Describing Kinetics of Conversion of Violaxanthin to Zeaxanthin via Intermediate Antheraxanthin by the Xanthophyll cycle Enzyme Violaxanthin Deepoxidase, J.Theor. Biol. 206: 507-514
2 K.Burda and G.H.Schmid (2001) Heterogeneity of the Mechanism of Water Splitting in Photosystem II, Biochim. Biophys. Acta 1506: 47-54
3 K.Burda, K.P.Bader and G.H.Schmid (2001) An Estimation of the Size of the Water Cluster present at the Cleavage Site of the Water Splitting Enzyme, FEBS Lett. 491: 81-84
4 K.Burda, J.Kruk, G.H.Schmid, K.Strzałka (2003) Inhibition of oxygen evolution in photosystem II by copper(II) ions is associated with oxidation of cytochrome b559, Biochemical J. 371: 597-601
5 J.Kruk, M.Jemioła-Rzemińska, K.Burda, G.H.Schmid and K.Strzałka (2003) Scavenging of Superoxide Generated in Photosystem I by Plastoquinol and Other Prenyllipids in Thylakoid Membranes, Biochemistry, 42: 8501-8505
6 M.Kaczmarska, M.Fornal, F.H.Messerli, J.Korecki, T.Grodzicki, K.Burda, Erythrocyte Membrane Properties in Patients with Essential Hypertension. Cell Biochemistry and Biophysics, 67 (2013) 1089–1102
7 J. Fiedor, K. Burda, Potential Role of Carotenoids as Antioxidants in Human Health and Disease. Nutrients (2014), 466-488
8 D.Augustyńska, M.Jemioła-Rzemińska, K.Burda, K.Strzałka, Influence of polar and nonpolar carotenoids on structural and adhesive properties of model membranes. Chemico- Biological Interactions, 239 (2015)19–25
9 M. Cyrklaff, S. Srismith, B. Nyboer, K.Burda et al., Oxidative insult can induce malaria-protective trait of sickle and fetal erythrocytes. NATURE COMMUNICATIONS, vol. 7 (2016) 13401
10 K.Burda, Dynamics of electron transfer in photosystem II. CELL BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS, 47 (2007), 271-284
11 A.Orzechowska, …, K.Burda, Coupling of collective motions of the protein matrix to vibrations of the non-heme iron in bacterial photosynthetic reaction centers, Biochim. Biophys. Acta – Bioenergetics 1797 (2010) 1696-1704
12 A. Hałas, A. Orzechowska, V. Derrien, A.I. Chumakov, …, K. Burda, The dynamics of the non-heme iron in bacterial reaction centers from Rhodobacter sphaeroides,Biochim. Biophys. Acta 1817 (2012) 2095-2102

Informacje dodatkowe:

any semester