Biotermodynamika

obowiązkowe

Przydatny byłby podstawowy kurs z termodynamiki, statyki i kinetyki chemicznej.

w sali

Zapoznanie z aplikacją współczesnych metod termodynamicznych do opisu zjawisk biologicznych.

Zasady termodynamiki (entropia i jej interpretacja statystyczna, typowe błędy interpretacyjne, tzw. paradoksy termodynamiczne związane z drugą zasadą termodynamiki).

Potencjał Helmholtza, potencjał Gibbsa, potencjał chemiczny (zjawiska transportu – dyfuzja swobodna, dyfuzja przez błonę/membranę, osmoza).

Termodynamiczny opis reakcji (bio)chemicznych („kierunek” reakcji, równowaga chemiczna, specyfika reakcji biochemicznych, typowe błędy interpretacyjne, teoria Marcusa w układach biologicznych).

Otwarte układy biologiczne (zasady termodynamiki w układach biologicznych, interpretacja entropii w aspekcie działania).

Bioenergetyka.

Układy nierównowagowe (stan stacjonarny, procesy sprzężone, dyssypacja energii, zasada minimalnej produkcji entropii Prigogine'a).

Fluktuacje i struktury dyssypacyjne, oscylatory biologiczne, samoorganizacja i ewolucja, termodynamiczne aspekty ewolucji biologicznej.

Elementy teorii informacji. Elementy teorii chaosu deterministycznego. Wykorzystanie teorii chaosu wraz z termodynamiką procesów nierównowagowych do próby wyjaśnienia ontogenezy niektórych schorzeń (np. raka, choroby Alzheimera lub Parkinsona).

Przykłady modelowania termodynamicznego układów biochemicznych (biotechnologicznych) (np. układów z katalizą enzymatyczną).

Ustalane w porozumieniu z prowadzącym (w zależności od potrzeb)

Z założenia możliwe są różne punkty wyjścia i dlatego wykład może być wstępnym do poziomu średniego. Zależy to od wcześniej nabytej wiedzy w tym zakresie. Student rozwiązuje proste problemy dotyczące bilansu materiałowo-energetycznego w układach zamkniętych i otwartych wykorzystując narzędzia termodynamiczne. Jest w stanie śledzić ze zrozumieniem bardziej zaawansowane rozważania w tym zakresie w literaturze naukowej.

Aktywność studenta oraz krótki test z oceną.

nie dotyczy