Chemia ogólna z elementami chemii fizycznej i biofizyki
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | O.1s.CHE.SI.OOTXZ |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Chemia ogólna z elementami chemii fizycznej i biofizyki |
Jednostka: | Katedra Biologii Roślin i Biotechnologii |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
7.00 (zmienne w czasie)
|
Język prowadzenia: | (brak danych) |
Skrócony opis: |
Chemia ogólna z elementami chemii fizycznej i biofizyki podstawowy - obowiązkowy wymagania wstępne: brak Katedra Biologii Roślin i Biotechnologii |
Pełny opis: |
W. Wprowadzenie do chemii ogólnej i nieorganicznej; historia rozwoju nauk chemicznych. Podstawy budowy atomu: budowa jądra atomowego, izotopy i ich wykorzystanie w badaniach chemicznych, orbitale atomowe, spin elektronowy, powłoki elektronowe Budowa cząsteczki: wiązanie chemiczne – główne rodzaje, teoria orbitali molekularnych; homo- i heterojądrowe cząsteczki dwuatomowe; symetria cząsteczek Omówienie stanów skupienia: stały, ciekły i gazowy, zmiany stanów skupienia, mieszaniny: gaz–gaz, gaz–ciecz, gaz–ciało stałe, ciecz–ciecz, ciecz–ciało stałe, ciało stałe–ciało stałe Elementy termochemii i termodynamiki: ciepło reakcji chemicznej, energia wewnętrzna Chemia roztworów: solwatacja jonów, teoria kwasów i zasad Bronsteda i Lewisa; iloczyn rozpuszczalności, dysocjacja wody, kwasów i zasad, pH; wodne roztwory soli; roztwory buforowe; pojęcie hydrofilowości i hydrofobowości; woda jako rozpuszczalnik Wybrane zagadnienia z kinetyki i mechanizmów reakcji chemicznych: rzędowość reakcji i szybkość – zależność od temperatury; teoria zderzeń i stanu przejściowego; mechanizm reakcji chemicznych w roztworach; reakcje łańcuchowe, kataliza Podstawy elektrochemii: utlenianie i redukcja, stopnie utlenienia; ogniwa elektrochemiczne i paliwowe; potencjały standardowe i szereg napięciowy metali Systematyczne omówienie poszczególnych grup pierwiastków wchodzących w skład układu okresowego oraz związków powstających z ich udziałem Definicja i zakres merytoryczny biofizyki, powiązane dziedziny badawcze, podstawowe założenia myślowe i poglądy, początki i rozwój Chemiczne podstawy budowy materii ożywionej, hierarchiczna organizacja struktur, wiązania chemiczne, oddziaływania oraz ich energia w biocząsteczkach; słabe oddziaływania chemiczne stabilizujące strukturę biopolimerów: Van der Waalsa, wiązania wodorowe, oddziaływania jonowe, hydrofobowe Budowa i właściwości wody jako dogodnego środowiska procesów życiowych; cząsteczki hydrofobowe, hydrofilowe, amfipatyczne. Pomiar w chemii i biofizyce, wielkości i jednostki fizyczne Elementy fizyki klasycznej w opisie zjawisk i procesów przebiegających w układach żywych: siła, praca, energia, zasady dynamiki, zasady zachowania, równowaga i minimalizacja energii mechanicznej jako podstawa samoorganizacji materii ożywionej Błony biologiczne: mechanizm tworzenia dwuwarstwy lipidowej, oddziaływania stabilizujące dwuwarstwę, udział białek, model strukturalny mozaikowo-płynny błony biologicznej; podstawowe zagadnienia związane z dynamiką molekularną błon: rodzaje dyfuzji lipidów, przejście fazowe, płynność, rola cholesterolu Wybrane zagadnienia związane z bioenergetyką organizmów: wielkości fizyczne, pojęcie układu termodynamicznego, stanu układu, procesu oraz zmian entropii, równowagi termodynamicznej. Temperatura i ciepło; pierwsza i druga zasada termodynamiki, przenoszenie się ciepła i przemiany energii w przyrodzie ożywionej Podstawy fizyczne transportu przez błony komórkowe w powiązaniu z drugą zasadą termodynamiki. Ruchy Browna, transport bierny i aktywny; prawo Ficka, równowaga Gibbsa-Donnana. Potencjał błonowy i powstawanie potencjału czynnościowego Fale w biofizyce: charakterystyka fizyczna fali akustycznej; budowa i zasada działania narządu słuchu człowieka; utra- i infradźwięki; wykorzystanie ultradźwięków w medycynie i technice; hałas i jego oddziaływanie na organizm ludzki Fale elektromagnetyczne: charakterystyka; dualizm korpuskularno-falowy na przykładzie zjawisk optycznych oraz fotoelektryczności, efektu Comptona oraz interferencji fal materii; fale radiowe charakterystyka i propagacja; promieniowanie mikrofalowe i w podczerwieni – zastosowanie w medycynie i technice; promieniowanie świetlne – fotobiologia, fotoreceptory roślin i zwierząt, narządy zmysłu wzroku – budowa oka ludzkiego Promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie: oddziaływanie na organizm ludzki, wykorzystanie w medycynie, przemyśle i nauce: promieniotwórczość – wpływ na organizm ludzki; promieniowanie alfa, beta i gamma, zastosowanie promieniowania jonizującego w medycynie i przemyśle spożywczym; reakcje jądrowe, promieniowanie kosmiczne; hipoteza hormezy radiacyjnej CW. Wprowadzenie do pracy w laboratorium chemicznym: omówienie zasad bezpieczeństwa pracy, nauka precyzyjnego ważenia i odmierzania odczynników chemicznych; sporządzanie roztworów o różnych stężeniach procentowych i molowych; obliczanie i przeliczanie stężeń procentowych oraz molowych; wyznaczanie pH roztworów z wykorzystaniem wskaźników pH-metrycznych Reakcje rozpoznawania kationów i anionów, analiza soli Alkacymetria. Mianowanie roztworów kwasów i oznaczanie zasad. Mianowanie roztworów zasad i oznaczanie kwasów Podstawy oksydymetrii. Manganometria Zastosowanie pomiarów refraktometrycznych do wyznaczania stężeń węglowodanów w materiałach biologicznych Badania zmian przepuszczalności błon komórkowych buraka ćwikłowego pod wpływem czynników fizycznych i chemicznych. Obserwacja zjawiska osmozy na przykładzie komórki Traubego Zastosowanie konduktometrii w badaniach biologicznych: ocena odporności liści roślin na działanie ujemnych temperatur; ocena pochodzenia botanicznego miodu oraz analiza zawartości wybranych składników Widma absorpcyjne zakresu światła widzialnego jako efekt oddziaływania biologicznie aktywnych związków chemicznych z falami elektromagnetycznymi: zastosowanie spektrofotometrii absorpcyjnej do porównywania widm wybranych barwników roślinnych; analizy położenia maksimum absorpcji chlorofili, antocyjanów i betacyjanin w zależności od kawsowości środowiska |
Literatura: |
L. Jones, P. Atkins. 2012. Chemia ogólna, Wydawnictwo Naukowe PWN , Warszawa. Z. Jóźwiak, G. Bartosz. 2012. Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz z ćwiczeniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. P. Mastalerz. 2011. Elementarna chemia nieorganiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN , Warszawa. G. Slósarek. 2011. Biofizyka molekularna. Zjawiska – Instrumenty – Modelowanie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. T. Bielański . 2013. Podstawy chemii nieorganicznej (Tom 1 i 2), Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. S. Przestalski. 2009. Elementy fizyki, biofizyki i agrofizyki, Wyd. Uniw. Wroc., Wrocław. |
Efekty uczenia się: |
wiedza - zna i rozumie zakres tematyczny oraz problematykę i metodologię badawczą chemii ogólnej, fizycznej i biofizyki podstawowe terminy i prawa stosowane w chemii ogólnej (nieorganicznej), chemii fizycznej i biofizyce podstawy budowy i ogólne własności materii: jąder atomowych, atomów, cząsteczek, biopolimerów i struktur biologicznych, mechanizmy oddziaływań między- i wewnątrzcząsteczkowych stany skupienia otaczającej materii i ustala zależności pojawiające się w mieszaninach związków o homogennych bądź heterogennych stanach skupienia mechanizmy i kinetykę podstawowych reakcji chemicznych (reakcje zachodzące w roztworach wodnych, reakcje utleniania i redukcji) podstawy problematyki rozpowszechnienia pierwiastków w środowisku, ich wykorzystania w procesach przemysłowych oraz wynikających z tych procesów zagrożeń środowiskowych podstawowe procesy i mechanizmy chemiczne oraz fizyczne w kontekście budowy i funkcji materii ożywionej, tendencji do samoorganizacji struktur biologicznych takich jak błony biologiczne oraz zjawisk i procesów zachodzących w organizmach wybrane metody analityczne stosowane w badaniach z zakresu chemii ogólnej i fizycznej oraz biofizyki: reakcje rozpoznawcze jonów i soli, alkacymetrię, oksydymetrię, refraktometrię, polarymetrię, konduktometrię, spektroskopię absorpcyjną i fluorescencyjną najważniejsze parametry, zjawiska i procesy będące przedmiotem badań biofizyki: fale akustyczne i elektromagnetyczne, korpuskularną i falową naturę światła, działanie fal na organizmy, promieniotwórczość, przewodnictwo elektrolityczne, procesy dyfuzji i osmozy, transportu błonowego, potencjałów czynnościowych, termoregulacji i podstawy bioenergetyki umiejętności - potrafi prawidłowo przygotować miejsce pracy i stosować zasady BHP opracować statystycznie wyniki wraz z analizą błędów pomiarowych, związanych z korzystaniem z aparatury analitycznej stosować wybrane techniki badawcze z zakresu chemii ogólnej, fizycznej i biofizyki oraz prawidłowo przeprowadzić eksperyment, dokonując pomiarów z wykorzystaniem specjalistycznych urządzeń i aparatury prawidłowo jakościowo i ilościowo opracować i zinterpretować wyniki badań, stosując i przeliczając odpowiednio dobrane jednostki fizyczne zaplanować eksperyment naukowy oraz dobrać optymalną strategię badawczą w analizach metodami chemii ogólnej, fizycznej i biofizyki Kompetencje społeczne - jest gotów do wykonywania pracy indywidualnej oraz zorganizowanej pracy zespołowej, przyjmując różne role członka zespołu docenienia korzyści płynących z wykorzystania najnowszych osiągnięć chemii ogólnej, chemii fizycznej i biofizyki w nauce oraz w praktyce upraw roślin leczniczych, medycynie i przemyśle pracy z należytą dbałością o stanowisko badawcze oraz z zachowaniem zasad bezpieczeństwa prowadzonego eksperymentu uczestniczenia w badaniach eksperymentalnych w sposób zdyscyplinowany, odpowiedzialny, rzetelny i systematyczny |
Metody i kryteria oceniania: |
Test wyboru jednej prawidłowej odpowiedzi (70% udziału w ocenie końcowej). Sprawdzian z wiedzy, sprawdzian umiejętności (wykonania zadania obliczeniowego, analitycznego, czynności, wypracowania decyzji), zaliczenie raportu/sprawozdania z prac laboratoryjnych/ćwiczeń praktycznych (indywidualne, grupowe). Ocena z ćwiczeń jest średnią arytmetyczną liczoną z ocen uzyskanych z poszczególnych zaliczeń bloków tematycznych. Udział w ocenie końcowej: 30%. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/2021" (zakończony)
Okres: | 2020-10-01 - 2021-02-24 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR WYK
CZ PT CWL
CWL
CWL
|
Typ zajęć: |
Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Paweł Kaszycki | |
Prowadzący grup: | Paweł Kaszycki, Anna Kostecka-Gugała, Przemysław Petryszak | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/2022" (zakończony)
Okres: | 2021-10-01 - 2022-02-27 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR WYK
CZ PT CWL
CWL
|
Typ zajęć: |
Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Paweł Kaszycki | |
Prowadzący grup: | Paweł Kaszycki, Anna Kostecka-Gugała, Przemysław Petryszak | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/2023" (zakończony)
Okres: | 2022-10-01 - 2023-02-26 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR WYK
CZ PT CWL
CWL
CWL
|
Typ zajęć: |
Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Paweł Kaszycki | |
Prowadzący grup: | Paweł Kaszycki, Anna Kostecka-Gugała, Iwona Ledwożyw-Smoleń, Przemysław Petryszak | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/2024" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-25 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Paweł Kaszycki | |
Prowadzący grup: | Paweł Kaszycki, Anna Kostecka-Gugała, Iwona Ledwożyw-Smoleń, Przemysław Petryszak | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.