Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Procesy transportowe w organizmach żywych
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż Arkadiusz Moskal
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
IC.MBI104
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji 4 3. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach zaliczeń i egzaminów 5 4. Przygotowanie do zajęć (studiowanie literatury, odrabianie prac domowych itp.) 3 5. Zbieranie informacji, opracowanie wyników 3 6. Przygotowanie sprawozdania, prezentacji, raportu, dyskusji - 7. Nauka samodzielna – przygotowanie do zaliczenia/kolokwium/egzaminu 10 Sumaryczne obciążenie studenta pracą 55 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,3 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
1. Zapoznanie studentów z podstawami matematycznymi procesów transportowych zachodzących w układach ożywionych w odniesieniu do procesów zachodzących w skali komórki oraz skali całego organizmu. 2. Wyjaśnienie i omówienie pojęć podstawowych związanych z bilansem masy, pędu i energii. 3. Zapoznanie studentów z metodami obliczeń procesów transportowych w układach ożywionych.
Treści kształcenia:
Wykład 1. Wprowadzenie. Definicja procesów transportowych i omówienie ich podstawowych mechanizmów. Dyfuzja, konwekcja. Transport masy pomiędzy komórkami. Transport przez membranę komórkową. Przedstawienie podstaw fizjologicznych układów transportowych i organów odpowiedzialnych za transport masy w organizmie człowieka: układ krążenia, układ oddechowy, układ trawienny, wątroba, nerki. 2. Wprowadzenie do biomechaniki płynów. Omówienie podstawowych informacji z mechaniki płynów: kinematyka płynu, zasady zachowania pędu, masy i energii w odniesieniu do elementu płynu. Relacje konstytutywne dla płynów: płyny Newtonowkie i płyny nie Newtonowskie. Reologia krwi i opis modelowania przepływu krwi w układzie krwionośnym. 3. Podstawy transportu masy w układach biologicznych. Wprowadzenie pojęcia strumienia masy. Podstawowe relacje bilansowe. Dyfuzja w układach rozcieńczonych. Dyfuzja jako proces stochastyczny. Wyznaczanie wartości współczynnika dyfuzji w układach rozcieńczonych. Obliczenia prostych problemów transportowych ustalona dyfuzja jednokierunkowa, nieustalona dyfuzja jednokierunkowa. Reakcje biochemiczne limitowane dyfuzją. 4. Transport w układach porowatych. Definicja układów porowatych i podstawowych wielkości je charakteryzujących. Opis matematyczny przepływu przez złoże porowate: (Darcy’s low, Brinkman equation). Transport substancji rozpuszczonej przez złoże porowate – efektywny współczynnik dyfuzji w hydrożelach. 5. Wpływ transportu masy na reakcje biochemiczne. Kinetyka reakcji i mechanizmy reakcji. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Wpływ dyfuzji i konwekcji na reakcje chemiczne w szczególności reakcje enzymatyczne. 6. Transport pomiędzy komórkami. Kinetyka oddziaływań ligand – receptor. Receptor – ligand kinetyka oddziaływań. Adhezja komórek do powierzchni. 7. Makroskopowy transport masy w organach. Transport gazów pomiędzy krwią a tkanką. Transport w nerkach. Transport leku w tkance nowotworowej.
Metody oceny:
test
Egzamin:
tak
Literatura:
Podstawowa: G.A. Truskey, F. Yuan, D.F. Katz, Transport Phenomena in Biological Systems, PEARSON, New York, 2010. Uzupełniająca: C.R. Ethier, C.A. Simmons, Introductory Biomechanics. From Cells to Organisms, Cambridge University Press, Cambridge, 2007.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W1
Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki przydatną do wykorzystania metod matematycznych do opisu procesów fizycznych i chemicznych (ma wiedzę niezbędną do rozwiązania równań różniczkowych oraz wyprowadzenia zależności matematycznych opartych na bilansie różniczkowym).
Weryfikacja: test
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01
Efekt W2
Ma ugruntowaną wiedzę niezbędną do sporządzania bilansów masy, składnika i energii (zna podstawowe aksjomaty bilansowania procesu ustalonego i nieustalonego w czasie dla płynów newtonowskich i płynów o dowolnej reologii).
Weryfikacja: test
Powiązane efekty kierunkowe: K_W07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U1
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury i je interpretować oraz na ich podstawie wyciągać wnioski (potrafi przeanalizować wpływ parametrów procesowych na zjawiska transportowe zachodzące w układach ożywionych oraz na podstawie danych literaturowych potrafi zaproponować prosty model reologiczny).
Weryfikacja: test
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01
Efekt U2
Potrafi określić kierunki dalszego uczenia się i realizować proces samokształcenia.
Weryfikacja: test
Powiązane efekty kierunkowe: K_U03
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U05

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt KS1
Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych.
Weryfikacja: test
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K01