Home Oktatás TTIK

Biofizika (FMNx1E-1)
Biológus MsC

TTIK 2010/2011 tanév 1. félév

Hét Dátum Téma
1 Szept.6. Bevezetés; Az optikai spektroszkópia molekulaszerkezeti alapjai; Hőmérsékleti sugárzás; Molekulák energiaszintrendszere.
2 Szept.13. Biológiai molekulák optikai spektroszkópiája
Az abszorpciós spektrum és mérése;
Biológiai rendszerek fluoreszcencia-spektroszkópiája.
3 Szept. 20. A lézerműködés fizikai alapjai, orvosi/biológiai alkalmazásai
4 Szept. 27. Röntgensugárzás (előállítása, spektruma, legfőbb tulajdonságai, orvosbiológiai alkalmazásai, röntgendiffrakció). A kompjuter tomográfia alapjai. A sugárkezelés tervezése.
5 Okt. 4. Radioaktív sugárzások keletkezése és tulajdonságai (bomlási törvény, bomlási módok, sugárzásfajták).
Dozimetria (dózisfogalmak, egységek, sugárzásmérők).
6 Okt. 11. A folyadékok felületi jelenségei; a felületi feszültség (definíciói, mértékegységei, molekuláris értelmezése, mérése, biológiai jelentősége).
Folyadékok áramlása (az áramlások leírása és felosztása). Stacionárius áramlás. Ideális folyadékok áramlása. Kontinuitási egyenlet, Bernoulli törvénye és alkalmazásai.
7 Okt. 18. A folyadékok belső súrlódása. A Newton-féle súrlódási törvény. Hagen-Poiseuille törvény.
A vér viszkozitása, áramlási tulajdonságai. Áramlás rugalmas és rugalmatlan falú csövekben.
8 Okt. 25. Szünet
9 Nov. 1. Szünet
10 Nov. 8. A membránon keresztüli transzport: a passzív transzport és közvetett diffúzió és az aktív transzport összehasonlítása.
Semleges részecskék membránegyensúlya. Ozmózis (van’t Hoff törvény, ozmotikus nyomás). Az ozmózis biológiai jelentősége.
11 Nov. 15. A membránpotenciál eredete. A diffúziós potenciál, Donnan-potenciál, Goldmann-potenciál, a Nernst-Planck-egyenlet.
A nyugalmi és akciós potenciál (általános jellemzői, ionáramok)
A membrán elektromos modellje.
12 Nov. 22. Szervek működésének biofizikája
A látás biofizikája (képalkotás vékonylencsékkel, lencsetörvény, a szem, mint optikai rendszer, jelátalakítás a csapokban és pálcikákban).
A hallás biofizikája (hang, mint fizikai jelenség, objektív és szubjektív audiometria, mechanikai-elektromos átalakítás a belső fülben).
Izomműködés mechanikája; Hill-egyenlet és tulajdonságai.
13 Nov. 29. A diffúzió (Fick első és második törvénye, a megoldásból származó következtetések). A szövetek oxigénellátása. Henry-törvény, Bohr-effektus.
14 Dec. 6. Energiaáramlás (hővezetés, hőkonvekció, hősugárzás, párolgás). A Newton-féle lehűlési törvény. A hőközlés/hőelvonás orvosbiológiai vonatkozásai.
15 Dec. 13. A termodinamika első és második főtétele (megfogalmazásai), érvényessége biológiai rendszerekben.
A kvantitatív bioenergetika tárgyköre. A szabadenergia-változás megjelenési formái élő rendszerekben.

Részletes vizsgatematika

2010/2011. I. félév

1) A folyadékok felületi jelenségei; a felületi feszültség (definíciói, mértékegységei, molekuláris értelmezése, mérése, biológiai jelentősége).
2) Folyadékok áramlása (az áramlások leírása és felosztása). Stacionárius áramlás. Ideális folyadékok áramlása. Kontinuitási egyenlet, Bernoulli törvénye és alkalmazásai.
3) A folyadékok belső súrlódása. A belső súrlódás molekuláris értelmezése (Frenkel-féle lyukelmélet). A Newton-féle súrlódási törvény. Hagen-Poiseuille törvény. Viszkozimetria.
4) A vér viszkozitása, a vér áramlási tulajdonságai. Áramlás rugalmas és rugalmatlan falú csövekben.
5) A diffúzió (Fick első és második törvénye, a megoldásból származó következtetések). A szövetek oxigénellátása. Henry-törvény, Bohr-effektus.
6) Energiaáramlás (hővezetés, hőkonvekció, hősugárzás, párolgás). A Newton-féle lehűlési törvény. A hőközlés/hőelvonás orvosbiológiai vonatkozásai.
7) A termodinamika első főtétele (megfogalmazásai), érvényessége biológiai rendszerekben.
8 ) A termodinamika második főtétele és biológiai vonatkozásai.
9) Az entrópia statisztikus és fenomenológiai értelmezése. A nem-egyensúlyi termodinamika alapjai.
10) A kvantitatív bioenergetika tárgyköre. A szabadenergia-változás megjelenési formái (a foszforilációs potenciál, redoxpotenciál, az ion elektrokémiai potenciálja, fényenergia).
11) A redoxreakciók és az ATP-szintézis kapcsolata: a kemiozmotikus (Mitchell-) elmélet lényege, bizonyítékai.
12) A kvantumfizika kísérleti alapjai, a fekete test hőmérsékleti sugárzása.
13) A molekulák energiaszintrendszere. Jablonski-féle termséma.
14) Az abszorpciós spektrum és mérése (Beer-Lambert törvény és érvényességének korlátai, a spektrométerek általános felépítése).
15) Fluoreszcenciaspektroszkópia. Lumineszcenciajellemzők. A molekulaspektroszkópia biológiai alkalmazásai (immunofluoreszcencia, fluoreszcenciaaktivált sejtanalízis és sejtszeparálás, fehérjék és nukleinsavak fluoreszcenciás vizsgálata, FRAP-módszer).
16) Lézerek és a holográfia, biológiai alkalmazásaik (lézerműködés fizikai alapjai, lézerelrendezés, a lézersugárzás tulajdonságai, néhány alkalmazás).
17) Radioaktív sugárzások keletkezése és tulajdonságai (bomlási törvény, bomlási módok, sugárzásfajták).
18) Röntgensugárzás (előállítása, spektruma, legfőbb tulajdonságai, orvosbiológiai alkalmazásai, röntgendiffrakció). A sugárkezelés tervezése.
19) Az ionizáló sugárzás biológiai hatásának általános jellemzése. Hatásgörbék. Az ionizáló sugárzás hatásmechanizmusát magyarázó elméletek.
20) Dozimetria (dózisfogalmak, egységek, sugárzásmérők).
21) A membránon keresztüli transzport: a passzív transzport és közvetett diffúzió és az aktív transzport összehasonlítása.
22) Semleges részecskék membránegyensúlya. Ozmózis (van’t Hoff törvény, ozmotikus nyomás). Az ozmózis biológiai jelentősége (plazmolízis, hemolízis, hemodialízis, Starling-törvény.
23) A membránpotenciál eredete. A diffúziós potenciál Donnan-potenciál, Goldmann-potenciál, a Nernst-Planck-egyenlet lényege.
24) A nyugalmi és akciós potenciál (az akciós potenciál általános általános jellemzői, ionáramok az akciós potenciál alatt).
25) A membránpotenciál mérésének módszerei. A membrán elektromos modellje.
26) A látás biofizikája (képalkotás vékonylencsékkel, lencsetörvény, a szem, mint optikai rendszer, csapok és pálcikák működése).
27) A hallás biofizikája; hang, mint fizikai jelenség, objektív és szubjektív audiometria, mechanikai-elektromos jelátalakítás a belső fülben.
28) Izomműködés mechanikája; Hill-egyenlet és tulajdonságai.