Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Chemia (S1)
specjalność: Chemia bioorganiczna
Sylabus przedmiotu Biochemia:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Chemia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Biochemia | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Agata Markowska-Szczupak <Agata.Markowska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Ewa Ekiert <Ewa.Dabrowa@zut.edu.pl>, Joanna Grzechulska-Damszel <Joanna.Grzechulska@zut.edu.pl>, Agata Markowska-Szczupak <Agata.Markowska@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. Uzyskiwanie kazeiny z mleka. | 3 |
| T-L-3 | Oznaczanie aktywności wybranych enzymów w materiale roślinnym i zwierzęcym. | 3 |
| T-L-4 | Reakcje barwne cukrów. Odróżnianie ketoz od aldoz, heksoz od pentoz, monosacharydów od disacharydów. | 2 |
| T-L-5 | Określanie zawrtości cukru w soku owocowym. | 1 |
| T-L-6 | Właściwości fizyko-chemiczne tłuszczów. Zawrtość wody w tłuszczach zwierzęcych. LIczby tłuszczowe. | 2 |
| T-L-7 | Izolacja kwasów nukleinowych z materiału roślinnego. | 1 |
| T-L-8 | Elektroforeza kwasów nukleinowych. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Definicja biochemii. Rys historyczny biochemii. Czym zajmuje się biochemia? | 1 |
| T-W-2 | 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. Biosynteza białek. Kod genetyczny. Reakacja łańcuchowa polimerazy PCR. Badania genetyczne - podstawowe metody. Zastosowanie badań genetycznych w kryminalistyce. | 4 |
| T-W-3 | Aminokwasy, biodostępnośc, budowa. Aminokwasy białkowe (endo- i egzo-genne). Białka proste i złożone u roślin i zwierząt. Konformacja a budowa chemiczna - struktury I-rzędu, II-rzędu, III i wyższe. Wpływ struktury przestrzennej na funkcje białek. Przykłady białek o zmienionej strukturze przestrzennej. Denaturacja białek i czynniki które mogą ją wywołać. Biochemiczna rola białek. | 9 |
| 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, Inhibowanie procesów enzymatycznych (inhibitor, lek, trucizna), inhibicja kompetycyjna i niekompetycyjna, optimum aktywności enzymatycznej - pH, temperatura. Formy nieaktywne enzymów (proenzymy, zymogeny), uaktywnianie proenzymów. Ekstremoenzymy i ich wykorzystanie w przemyśle i biotechnologii. | 6 |
| T-W-5 | Koenzymy a witaminy. Podział witamin i ch funkcje biochemiczne. Awitaminozy, źródła witamin. Acetylo koenzym A (Ac-CoA), udział w procesach biochemicznych. | 3 |
| T-W-6 | Cukry proste, formalne wyprowadzenie struktur wszystkich aldoz i ketoz od trioz do heksoz. Disacharydy, polisacharydy, włókna celulozowe, skrobie. Znaczenie biochemiczne cukrów i ich pochodnych. | 6 |
| T-W-7 | Glikoliza, reakcja pomostowa i Cykl Krebsa (kwasu cytrynowego) jako podstawowe procesy przemian cukrów prostych. | 3 |
| T-W-8 | Tłuszcze: właściwe, woski, tłuszcze złożone (glikolipidy, fosfolipidy - kwas fosfatydowy, kefalina, sfingomielina. Biosynteza enzymatyczna kwasów tłuszczowych, produkcja ciał ketonowych, biodegradacja kwasów tłuszczowych (beta-oksydacja). Znaczenie tłuszczy dla życia i zdrowia organizmów żywych. | 4 |
| T-W-9 | Metabolizm cukrów, tłuszczów i białek. Łańcuch oddechowy i tworzenie ATP. Rodzaje oraz sposób powstawanie wolnych rodników w procesach metabolicznych. Znaczenie wolnych rodników. Oddychanie komórkowe w warunkach tlenowych i beztlenowych (w tym oddychanie azotanowe i siarczanowe). Zysk energetyczny oddychania komórkowego. Podstawowe rodzaje fermentacji:ferementacje rozpoczynające się od glikolizy, od cyklu pentozofosforanowego, oraz innych związków. | 6 |
| T-W-10 | Fotosynteza jej przebeg w fazie jasnej i ciemnej. Znaczenie procesu fotosyntezy w obiegu węgla oraz dla zmian klimatycznych. Porównanie przebiegu fotosyntezy u roślin C4, C4 i CAM. Cykl Hatcha-Slacka. Znaczenie fotoodychania roślim. | 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 | 13 |
| A-A-3 | Zapoznanie się z zalecaną literaturą | 10 |
| A-A-4 | Przygotowanie się do zaliczeń pisemnych | 12 |
| 50 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział w zajęciach laboratoryjnych | 15 |
| A-L-2 | Praca własna studenta, przygotowanie się do zajęć, opracowanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych | 21 |
| A-L-3 | Konsultacje z prowadzącym zajęcia | 2 |
| 38 | ||
| 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 | 16 |
| A-W-3 | Konsultacje z prowadzącym zajęcia | 2 |
| 63 | ||
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 uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_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. | KCh_1A_W01 | — | — | C-1 | T-W-8, T-W-5, T-W-3, T-W-4, T-W-1, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-2 | M-1 | S-1 |
| KCh_1A_C06_W02 Poznaje metody matematyczne wykorzystywane w opracowywaniu wyników i wyciaganiu wniosków z badań fizyko-chemicznych i biochemicznych | KCh_1A_W03, KCh_1A_W04 | — | — | C-2 | T-W-8, T-W-5, T-W-3, T-W-4, T-W-1, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-2, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6 | M-2, M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_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. Posługuje się podstawowymi metodami matematycznymi w biochemii, prawidłowo analizuje oraz interpretuje uzyskane wyniki | KCh_1A_U01, KCh_1A_U06 | — | — | C-4, C-3 | T-W-8, T-W-5, T-W-3, T-W-4, T-W-1, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-2 | M-2, M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KCh_1A_C06_K02 Ćwiczenia w grupie pozwalają nauczyc współpracy, wzajemnego rozumienia i rzeczowej dyskusji | KCh_1A_K03 | — | — | C-7 | T-W-8, T-W-5, T-W-3, T-W-4, T-W-1, T-W-7, T-W-9, T-W-10, T-W-6, T-W-2, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6 | M-2, M-1, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_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 | Student nie potrafi wymienić podstawowych związków, mających znaczenie dla organizmów żywych. |
| 3,0 | Zna podstawowe typy budulca biologicznego, zna podstawowe terminy biochemiczne. | |
| 3,5 | Student zna budowę podstawowych związków (około 50%) oraz potrafi omówić ich funkcję. Umie wymienić podstawowe cykle biochemiczne. | |
| 4,0 | Student zna budowę podstawowych związków (około 70%) oraz potrafi omówić ich funkcję. Umie omówić 2 ckyle biochemiczne | |
| 4,5 | Student zna budowę większości (około 90%) oraz funkcję związków mających znaczenie dla organizmów żywych. Umie omówić co najmniej 4 kluczowe cykle biochemiczne. | |
| 5,0 | Student zna budowę większości (powyżej 95%) oraz funkcję związków mających znaczenie dla organizmów żywych. Umie omówić co najmniej 6 kluczowych cykli biochemicznych. | |
| KCh_1A_C06_W02 Poznaje metody matematyczne wykorzystywane w opracowywaniu wyników i wyciaganiu wniosków z badań fizyko-chemicznych i biochemicznych | 2,0 | Nie zna podstawowych pojęć i terminów z zakresu bio-kinetyki |
| 3,0 | Umie podstawowe pojęcia z zakresu bio-kinetyki | |
| 3,5 | Umie napisać podstawowe równia kinetyczne | |
| 4,0 | Umie zdefiniować podstawowe parametry wpływające na szybkość reakcji biochemicznych i poprzeć to równaniami | |
| 4,5 | Umie zdefiniować wszystkie parametry wpływające na szybkość reakcji biochemicznych | |
| 5,0 | Student umie pzeprowadzić billans dla wybranego procesu biochemicznego. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_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. Posługuje się podstawowymi metodami matematycznymi w biochemii, prawidłowo analizuje oraz interpretuje uzyskane wyniki | 2,0 | Sudent nie potrafi zastosować zdobytej wiedzy do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych |
| 3,0 | Student w 55-69 % potrafi zastosować zdobytą wiedzę do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych | |
| 3,5 | Student w 70-79% potrafi zastosować zdobytą wiedzę do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych | |
| 4,0 | Student w 79-89 % potrafi zastosować zdobytą wiedzę do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych | |
| 4,5 | Student w 79-89 % potrafi zastosować zdobytą wiedzę do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych | |
| 5,0 | Student praktycznie bezbłędnie (powyżej 95%) potrafi zastosować zdobytą wiedzę do omówienia znaczenia związków kluczowych dla życia organizmów żywych |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| KCh_1A_C06_K02 Ćwiczenia w grupie pozwalają nauczyc współpracy, wzajemnego rozumienia i rzeczowej dyskusji | 2,0 | Student nie potrafi pracować samodzielnie ani zespołowo nad wyznaczonym zadaniem. |
| 3,0 | Student potrafi pracować zespołowo, ale nie potrafi pracować samodzielnie nad wyznaczonym zadaniem. | |
| 3,5 | Student potrafi pracować w zespole, ale ma problemy w samodzielnej pracy nad wyznaczonym zadaniem. | |
| 4,0 | Student dość dobrze radzi sobie w pracy samodzielnej, ale woli pracować w zespole nad powierzonym zadaniem. | |
| 4,5 | Student potrafi pracować samodzielnie nad wyznaczonym zadaniem, ale ma problemy z nawiązaniem współpracy w zespole | |
| 5,0 | Student potrafi pracować samodzielnie i w zespole nad wyznaczonym zadaniem. |
Literatura podstawowa
- R.K. Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell, "Biochemia Harpera", Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2010
- Lubert Stryer , Jeremy Berg, John Tymoczko, „Biochemia”, PWN, Warszawa, 2005, 3
- Hames B. D., Hooper N. M. , Hames B. D. , Hooper N. M., Krótkie wykłady "Biochemia", PWN, Warszawa, 2010, 1
Literatura dodatkowa
- Krzysztof A. Sobiech, Biochemia, AWF, Wrocław
- A. Zgirski, R. Gondko, Obliczenia biochemiczne, PWN, Warszawa, 1998
- Jerzy Kączkowski, "Podstawy biochemii", WNT, Warszawa, 2010, 15