Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S1)
Sylabus przedmiotu Biochemia:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk ścisłych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Biochemia | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Chemii Organicznej i Chemii Fizycznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Jacek Soroka <Jacek.Soroka@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Agata Markowska-Szczupak <Agata.Markowska@zut.edu.pl>, Elwira Wróblewska <Elwira.Wroblewska@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 6,0 | ECTS (formy) | 6,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa znajomośc chemii organicznej i podstawowa wiedza z biologii |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zdobycie wiedzy o podstawowych mechanizmach działania organizmów żywych na poziomie procesów chemicznych i fizyko-chemicznych, o budulcach materii żywej i procesach ich transformacji i biotransformacji, o enzymach, witaminach i podstawoych cyklach biochemicznych, o przechowywaniu i przetwarzaniu informacji genetycznej, o reprodukcji. |
| C-2 | Zdobycie wiedzy o metodologii rowziązywania problemów obliczeniowych z dziedziny biochemii |
| C-3 | Celem jest wyrobienie spojrzenia na świat żywy, jako na doskonałe połączenie wszelkich rodzajów chemii (organicznej, nieorganicznej, fizycznej) a także informatyki w jedną całośc. |
| C-4 | Nabycie umiejętności kojarzenia wymogów biochemii z czynnikami środowiskowymi, znajdowania metod koegzystencji przemysłu i efektów antropogennych z niezaburzoną biologią organizmów. |
| C-5 | Nabycie umiejętności przewidywania skutków świadomego zaburzania biochemii w celach terapeutycznych. |
| C-6 | Zdobycie świadomości zagrożeń wpływu działalności człowieka prowadzącej do modyfikacji lub unicestwiania gatunków i oddalanie się od zrównoważonego rozwoju |
| C-7 | Nabycie umiejętności pracy w grupie |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Szybkość, rząd i cząsteczkowość reakcji, stała równowagi | 2 |
| T-A-2 | Równowaga kwasowo-zasadowa, aminokwasy jako związki amfoteryczne, właściwości buforowe alfa-aminokwasów karboksylowych | 2 |
| T-A-3 | Ciśnienie osmotyczne w ukałdach biologicznych, określanie masy cząsteczkowej biopolimerów | 2 |
| T-A-4 | Zastosowanie radioizotopów w badaniach biologicznych. Rodzaje, aktywność właściwa, okres połowicznego rozpadu | 3 |
| T-A-5 | Kinetyka reakcji enzymatycznych bez i wobec inhibitorów. Stała Michaelisa. | 4 |
| T-A-6 | Metody spektrometryczne w badaniach biochemicznych. | 2 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zajęcia organizacyjne. Zapoznanie sie z zasadami BHP obowiązującymi w laboratorium biochemicznym. | 1 |
| T-L-2 | Reakcje charakterystyczne aminokwasów i białek. Wykrywanie aminokwasów. Reakcje strąceniowe białek, denaturacja białek pod wpływem różnych czynników fizyko-chemicznych. Oznaczanie zawartości białek w metodą biuretową. | 3 |
| T-L-3 | Reakcje barwne cukrów. Odróżnianie ketoz od aldoz, heksoz od pentoz, monosacharydów od disacharydów. Hydroliza skrobi i wykrywane jej produktów. | 2 |
| T-L-4 | Właściwości fizyko-chemiczne tłuszczów. | 2 |
| T-L-5 | Izolacja kwasów nukleinowych z materiały roślinnego | 1 |
| T-L-6 | Elektroforeza kwasów nukleinowych. | 2 |
| T-L-7 | Kinetyka reakcji enzymatycznych | 2 |
| T-L-8 | Czynniki wpływające na aktywność enzymów. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Informacja genetyczna, właściwości podwójnej helisy DNA, komplementarnośc zasad pirymidynowych i purynowych, wodorowe wiązania stabilizujące. RNA, zasady pirymidynowe i purynowe. Uszkodzenia DNA (chemiczne i radiacyjne), poprawnośc enzymatrycznej rekonstrukcji i skutki błędów. Wprowadzenie w procesy biochemiczne. | 3 |
| T-W-2 | Aminokwasy, biodostępnośc, budowa. Aminokwasy białkowe. Asymetria a czynnośc optyczna, przypisanie absolutnej konfiguracji, tabela pierwszeństwa Cahna-Ingolda-Preloga. Wiązania peptydowe, amidowe i estrowe. Samoorganizacja białek - alfa-helisa, beta-fałdowanie. Metody klasyfikacji białek - kształt, rozpuszczalnośc. Konformacja a budowa chemiczna - struktury I-rzędu, II-rzędu, III i wyższe. Izomeria białek. Stabilizacja struktur przestrzennych. Denaturacja białek. Izomeria białek, białka proste i złożone. Biochemiczna rola białek. Biosynteza białek na matrycy RNA. Ustalanie budowy białek, sekwencjowanie, degradacje chemiczne (Edmana itp). Metody syntezy białek i zasady działania automatycznych syntezerów - grupy blokujące i aktywujące, syntezy na nośniku. | 9 |
| T-W-3 | Wykrywanie białek, w tym śladowe. Najważniejsze niskoczasteczkowe peptydy (bradykinina, TRH, aspartam). Funkcje biologiczne białek. Samoorganizacje białek i czynniki strukturalne sterujace tymi procesami. | 6 |
| T-W-4 | Enzymy, typy enzymów i ich funkcje. Enzymy jako katalizatory. Holoenzym, apoenzym i koenzymy. Działanie koenzymów red-ox, selektywnośc procesów enzymatycznych. Cykle biochemiczne z udziałem enzymów. Kinetyka procesów enzymatycznych, teoria Michaelis-Menten, linearyzacja enzymatycznych wyników kinetycznych (wykresy Lineweavera-Burk'a i Eadie-Hofstee), inhibowanie procesów enzymatycznych (inhibitor, lek, trucizna), inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna, optimum aktywności enzymatycznej - pH, temperatura. Wyznaczanie aktywnosci enzymatycznej, metoda "stop-flow". Enzymy bez koenzymu - mechanizm triady enzymatycznej w chymotrypsynie. Formy nieaktywne enzymów (proenzymy, zymogeny), uaktywnianie proenzymów | 6 |
| T-W-5 | Energetyka biochemiczna, procesy endo- i egzoergiczne a procesy endo- i egzotermiczne. Komórkowe zasobniki energii (ATP, ADP, AMP i podobne). Sposoby wyznaczania efektów biochemicznych w procesach biegnących z udziałem reakcji egzoergicznych, energia swobodna Gibbsa, stałe równowag. Reakcje endoergiczne i ich zachodzenie wobec donorów energii. | 3 |
| T-W-6 | Koenzymy a witaminy. Podział witamin i ch funkcje biochemiczne. Awitaminozy, źródła witamin. Acetylo koenzym A (Ac-CoA), udział w procesach biochemicznych. Biosynteza izoprenu. | 3 |
| T-W-7 | Biosynteza nukleotydów - szlak główny i zapasowy. Cukry proste, formalne wyprowadzenie struktur wszystkich aldoz i ketoz od trioz do heksoz. Disacharydy, polisacharydy, włókna celulozowe, skrobie. Struktury liniowe i cykliczne hemiacetalowe, mutarotacja glukozy, wzory Hawortha i Fischera. | 6 |
| T-W-8 | Glikoliza - udział enzymów. Cykle biochemiczne: Cykl Krebsa kwasu cytrynowego, cykl glioksalowy, cykl mocznikowy | 3 |
| T-W-9 | Tłuszcze: właściwe, woski, tłuszcze złożone (glikolipidy, fosfolipidy - kwas fosfatydowy, kefalina, sfingomielina. Biosynteza enzymatyczna kwasów tłuszczowych, produkcja ciał ketonowych, biodegradacja kwasów tłuszczowych. Tłuszcze a błona komórkowa. | 3 |
| T-W-10 | Badania genetyczne, namnażanie PCR, ustalanie pokrewieństwa, ślady biologiczne w kryminalistyce | 3 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach audytoryjnych | 15 |
| A-A-2 | przygotowanie się do zajęć | 15 |
| A-A-3 | zapoznanie się z zalecaną literaturą | 15 |
| A-A-4 | przygotowanie sie do zaliczeń pisemnych | 15 |
| 60 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | udział w zajęciach laboratoryjnych | 15 |
| A-L-2 | praca własna studenta, przygotowanie się do zajęć, opracowanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych | 30 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział w wykładach, korzystanie z konsultacji w trakcie wykładu lub po nim | 45 |
| A-W-2 | Czytanie zalecanej literatury, przygotowywanie się do egzaminu | 30 |
| 75 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informujący interaktywny, prezentacje multimedialne |
| M-2 | Ćwiczenia audytoryjne |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Wykłady - egzamin końcowy pisemny |
| S-2 | Ocena formująca: Ćwiczenia - pisemne sprawdziany w trakcie i kolokwium końcowe |
| S-3 | Ocena formująca: Laboratoria - sprawdziany na początku zajęć |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_1A_C06_W01 Ma wiedzę na temat ogólnych zasad działania organizmów żywych, o podstawowych typach reakcji chemicznych zachodzących w organizmach, o efektach energetycznych tych reakcji, o budulcach materii ożywionej - ich pochodzeniu, pozyskiwaniu i transformacjach biochemicznych, o przechowywaniu, przetwarzaniu i przekazywaniu informacji genetycznej, o głównych zasadach działania leków i trucizn, Nabywa wiedzę umożliwiającą koenzystencję technologii przemysłowych i innych czynników antropogennych z organizmami żywymi. | Ch_1A_W01 | X1A_W01 | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10 | M-1 | S-1 |
| Ch_1A_C06_W02 Poznaje metody matematyczne wykorzystywane w opracowywaniu wyników i wyciaganiu wniosków z badań fizyko-chemicznych i biochemicznych | Ch_1A_W03, Ch_1A_W04 | X1A_W01, X1A_W02, X1A_W03, X1A_W04 | — | C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-A-2, T-A-6, T-A-5, T-A-1, T-A-4, T-A-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_1A_C06_U01 Ma umiejętnośc wyszukiwania elementarnych procesów biochemicznych w układach biologicznych, rozumie współdziałanie enzymów, białek, cukrów i lipidów w organizmie. Umie przewidywac najważniejsze skutki oddziaływania środowiska (w tym modyfikowanego antropogennie) na organizmy żywe. Rozumie mechanizmy przekazywania informacji genetycznej, przyczyny i skutki jej uszkodzenia | Ch_1A_U06, Ch_1A_U01 | X1A_U01, X1A_U06 | — | C-3, C-4 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
| Ch_1A_C06_U02 posługuje się podstawowymi metodami matematycznymi w biochemii, prawidłowo analizuje oraz interpretuje uzyskane wyniki | Ch_1A_U01, Ch_1A_U02, Ch_1A_U03, Ch_1A_U04 | X1A_U01, X1A_U02, X1A_U03, X1A_U04 | InzA_U01, InzA_U02 | C-2 | T-A-2, T-A-4, T-A-6, T-A-5, T-A-1, T-L-5, T-L-7, T-L-4, T-L-8, T-L-3, T-L-2, T-L-6 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ch_1A_C06_K01 Potrafi identyfikowac zagrożenia cywilizacyjne, zagrożenia dla organizmów żywych, dąży do zrównoważonego rozwoju | Ch_1A_K05, Ch_1A_K04 | X1A_K04, X1A_K06 | InzA_K01 | C-6 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
| Ch_1A_C06_K02 Ćwiczenia w grupie pozwalają nauczyc współpracy, wzajemnego rozumienia i rzeczowej dyskusji | Ch_1A_K03, Ch_1A_K02 | X1A_K02, X1A_K03 | — | C-7 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-A-1, T-A-5, T-A-3, T-A-2, T-A-4, T-A-6 | M-1, M-2, M-3 | S-2, S-1, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_1A_C06_W01 Ma wiedzę na temat ogólnych zasad działania organizmów żywych, o podstawowych typach reakcji chemicznych zachodzących w organizmach, o efektach energetycznych tych reakcji, o budulcach materii ożywionej - ich pochodzeniu, pozyskiwaniu i transformacjach biochemicznych, o przechowywaniu, przetwarzaniu i przekazywaniu informacji genetycznej, o głównych zasadach działania leków i trucizn, Nabywa wiedzę umożliwiającą koenzystencję technologii przemysłowych i innych czynników antropogennych z organizmami żywymi. | 2,0 | |
| 3,0 | Zna najogólniejsze mechanizmy działania organizmów, zna podstawowe typy budulca biologicznego, zna podstawowe terminy, orientuje się w zakresie podstawowych reakcji biochemicznych i pojęc genetyki | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_1A_C06_W02 Poznaje metody matematyczne wykorzystywane w opracowywaniu wyników i wyciaganiu wniosków z badań fizyko-chemicznych i biochemicznych | 2,0 | |
| 3,0 | Umie przeprowadzic proste obliczenia kinetyczne, rozumie zachowanie enzymów | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_1A_C06_U01 Ma umiejętnośc wyszukiwania elementarnych procesów biochemicznych w układach biologicznych, rozumie współdziałanie enzymów, białek, cukrów i lipidów w organizmie. Umie przewidywac najważniejsze skutki oddziaływania środowiska (w tym modyfikowanego antropogennie) na organizmy żywe. Rozumie mechanizmy przekazywania informacji genetycznej, przyczyny i skutki jej uszkodzenia | 2,0 | |
| 3,0 | Umie analizowac organizmy pod kątem biochemii, rozumie konflikt cywilizacja-życie gatunków | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_1A_C06_U02 posługuje się podstawowymi metodami matematycznymi w biochemii, prawidłowo analizuje oraz interpretuje uzyskane wyniki | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi przeprowadzić proste obliczenia matematyczne oraz zinterpretować uzyskane wyniki | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| Ch_1A_C06_K01 Potrafi identyfikowac zagrożenia cywilizacyjne, zagrożenia dla organizmów żywych, dąży do zrównoważonego rozwoju | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna i rozumie podstawowe prawa rządzące organizmami żywymi, zna podstawowe budulce organizmów i ich wzajemne relacje oraz powiązania ich ze środowiskiem zewnętrznym | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| Ch_1A_C06_K02 Ćwiczenia w grupie pozwalają nauczyc współpracy, wzajemnego rozumienia i rzeczowej dyskusji | 2,0 | |
| 3,0 | Umiejetnośc pracy w grupie pod nadzorem | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Lubert STRYER, Biochemia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997
- Krzysztof A. Sobiech, Biochemia, AWF, Wrocław
- A. Zgirski, R. Gondko, Obliczenia biochemiczne, PWN, Warszawa, 1998
Literatura dodatkowa
- R.K. Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell, Biochemia Harpera, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2010
- J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Chemia Organiczna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczna, Warszawa, 2010