|
Dit opleidingsonderdeel bevat volgende themas: biomechanica, transport van materie en elektrische en magnetische verschijnselen en begrippen. Elk van de themas is volledig gekaderd in de biomedische context. In de biomechanica worden methoden besproken om de krachten van spieren en op botten te berekenen in evenwichtssituaties. Daarnaast worden de krachten die van belang zijn bij centrifugatie en sedimentatie besproken. In het thema elektrische verschijnselen wordt ruime aandacht besteed aan membraancapaciteit, membraanpotentiaal en elektrische equivalente schemas voor de berekening van de membraanpotentiaal. In dit thema worden tevens de basisprincipes van de gel-elektroforese behandeld. In een practicum omtrent elektrische equivalente schemas maakt de student kennis met eenvoudige elektrische bronnen en meettoestellen. Tenslotte wordt het aanwenden van elektrische en magnetische verschijnselen in biosensoren besproken.
THEMA BIOMECHANICA
- de student kan krachten samenstellen en ontbinden in componenten;
- de student kan de wetten van Newton formuleren en kan deze toepassen;
- de student kan de gravitatiekracht, wrijvingskracht (statisch en kinetisch), mechanische spanning, centripetale kracht, spierkracht beschrijven;
- de student kan het mechanisch moment berekenen van een kracht t.o.v. een punt;
- de student kan aan de hand van een 'free body-diagram' de evenwichtssituatie analyseren waarbij alle krachten in eenzelfde vlak gelegen zijn. De aangrijpingspunten van de inwerkende krachten zijn in het diagram aangegeven en de student kan de ontbrekende kennis van sommige krachten berekenen. De student kan aangeven waarom de bepaalde krachten nodig zijn in het 'free body-diagram' en andere niet;
- de student kent het begrip zwaartepunt (massacentrum) en kan het zwaartepunt berekenen voor een systeem dat bestaat uit discrete massapunten;
- de student verwerft een idee van de grootte van de krachten zoals die in het menselijk lichaam bij evenwicht optreden;
- de student weet dat de kracht die door een spier kan worden geleverd afhangt van de lengte.
THEMA SEDIMENTATIE EN CENTRIFUGATIE;
- de student heeft kennis van het begrip viscositeit en kan dit toepassen op voorwerpen die zich in een vloeistof bevinden;
- de student kan de krachten die inwerken op een voorwerp in een vloeistof identificeren en kan aan de hand van deze krachten de toepassingen sedimentatie en centrifugatie analyseren.
THEMA ELEKTRISCH GERELATEERDE FENOMENEN
- de student heeft inzicht in de terminologie en de fenomenen i.v.m. elektrische activiteit van de cel;
- de student kan equivalente elektrische schema's m/b/t/ de celmembraanpotentiaal analyseren;
- de student kent de basisbegrippen van de elektrostatica (elektrische lading, elektrische kracht (Coulombkracht), elektrisch veld, elektrische potentiële energie, elektrische potentiaal) en kan deze toepassen;
- de student kan de interactiekrachten tussen atomen en moleculen beschrijven;
- de student kent de basisbegrippen van de elektrodynamica (elektrische stroom, elektrische spanning, elektrische weerstand, geleider, isolator, wet van Ohm, conductiviteit, resistiviteit, wet van Pouillet, wetten van Kirchhoff, opladen en ontladen van condensatoren) en kan deze toepassen;
- de student kan de conductiviteit van een elektrolytoplossing berekenen;
- de student kan eenvoudige (gelijkstroom)schakelingen analyseren door equivalente weerstanden, spanningen en stromen te berekenen; de student kan aangeven hoe voltmeters en ampèremeters in dergelijke schakelingen opgenomen moeten worden;
- De student kent de definitie van de begrippen elektrische condensator en elektrische capaciteit.
- De student kent de eenheid van elektrische capaciteit.
- De student kan de equivalente capaciteit berekenen van serie- en parallelschakelingen van condensatoren.
- De student kan bij het opladen en ontladen van een condensator het tijdsverloop van de spanningen over de weerstand en de condensator en de stroom in de kring berekenen en interpreteren aan de hand van aangereikte uitdrukkingen.
- De student kent de factoren die de membraancapaciteit van een biologische cel bepalen en kan de membraancapaciteit berekenen indien deze factoren numeriek zijn gekend.
- De student kan het exo- en endocytoseproces kwalitatief beschrijven en het verband leggen met de gerelateerde veranderingen in de membraancapaciteit
- De student kan kwalitatief beschrijven hoe de combinatie van concentratieverschillen over de plasmamembraan en elektrische effecten leiden tot de membraanpotentiaal bij een cel.
- De student kan de ladingscheiding nabij het plasmamembraan afschatten die optreedt wanneer er een potentiaalverschil over een membraan staat.
- De student kent de betekenis van de Nernstpotentiaal met betrekking tot de passieve beweging van ionen door het celmembraan.
- De student kan de Nernstpotentiaal berekenen met behulp van de gegeven uitdrukking voor de Nernstpotentiaal voor positieve ionen. De student weet hoe deze uitdrukking moet aangepast worden voor negatieve ionen.
- De student kan de rol van de Na+-K+ pomp beschrijven in de beweging van ionen doorheen het celmembraan.
- De student kan de Goldman-Hodgkin-Katz-vergelijking gebruiken voor de berekening van de membraanpotentiaal.
- De student kan voor gegeven Nernstpotentialen en conductanties een equivalent elektrisch schema opstellen dat toelaat de membraanpotentiaal en de ionenstromen te berekenen.
- De student kan de werking de Na+-K+ pomp in een elektrisch equivalent schema voorstellen.
- De student kan aan de hand van een elektrisch equivalent schema uitleggen waarom de veranderingen van de membraanpotentiaal altijd trager zijn dan de veranderingen van de stroom doorheen het celmembraan.
- De student kan de fysische grondslagen van elektroforese benoemen.
- De student kan de opbouw van een gel-elektroforese apparaat beschrijven.
- De student kan beschrijven hoe moleculen kunnen worden gescheiden in een gel- elektroforese.
- de student kent het principe van (gel-)elektroforese en kan deze kennis toepassen op de migratie van moleculen in een gel onder invloed van een elektrisch veld
THEMA MAGNEETVELDEN EN MAGNETISCHE KRACHTWERKING
- de student kent de basisbegrippen van het magnetisme (noordpool en zuidpool, magnetische kracht (Lorentzkracht), magnetisch veld) en kan deze toepassen;
- de student kan aangeven welke rol de magnetische krachtwerking speelt bij (onderzoek van) het menselijk lichaam.
|