Biochemia

Celem przedmiotu jest umożliwienie studentom poznania biochemicznej podbudowy najważniejszych procesów fizjologicznych organizmów, gł. lądowych. Analizowana będzie budowa biocząsteczek, najważniejsze przemiany biochemiczne oraz możliwości zastosowania tej wiedzy w rozwiązywaniu problemów praktyki rolniczej i ochrony środowiska rolniczego. Akcentowane będą także biochemiczne aspekty prawidłowego żywienia zwierząt i człowieka. Kompetencje i umiejętności nabywane przez studentów:

1. znajomość budowy biocząsteczek i niektórych ksenobiotyków, przykładów występowania i działania w organizmach żywych,

2. znajomość roli mechanizmów biochemicznych w ochronie środowiska rolniczego (np. w bioremediacji skażeń),

3. posługiwanie się podstawowymi technikami biochemii (analiza elementarna, spektrofotometria),

4. opis i interpretacja zjawisk i procesów zachodzących w przyrodzie ożywionej.

Wykłady i ćwiczenia (równolegle):

1. Budowa węglowodanów i lipidów; ich właściwości, funkcje w komórce oraz rola dla organizmów.

2. Budowa aminokwasów i ich pochodnych oraz peptydów; ich właściwości, funkcje w komórce oraz rola dla organizmów.

3. Białka: budowa cząsteczek (podział, struktura), właściwości, funkcja w komórce. Wartość biologiczna białka.

4. Podstawy działania enzymów, inhibicja i regulacja aktywności, zależność aktywności enzymów od różnych czynników.

5. Budowa DNA i RNA. Podstawowe informacje o przepływie informacji genetycznej w komórce (ekspresja genów).

6. Wprowadzenie do zagadnienia oddychania: rozkład węglowodanów w oddychaniu tlenowym i beztlenowym.

7-8. Oddychanie tlenowe i jego związek z metabolizmem ważniejszych biocząsteczek: oksydacyjny szlak pentozowy, synteza i rozkład kwasów tłuszczowych, rozkład, biosynteza i przemiany aminokwasów. Niektóre markery metaboliczne stanów chorobowych (aminotransferazy, LDL).

9. Analiza szlaków metabolicznych prowadzących do powstania danej biocząsteczki w zależności od rodzaju substratu oddechowego.

10-11. Pozyskiwanie energii z nieorganicznych zasobów środowiska (chemosynteza, fotosynteza). Fotosynteza: fazy świetlna i ciemna. Modyfikacje fotosyntezy (C3, C4 i CAM) zależne od zróżnicowanych warunków środowiska, związek pomiędzy mechanizmami fotosyntezy, zmianami klimatu i bioróżnorodnością szaty roślinnej. Zalety i wady procesu fotooddychania u roślin.

12. Biochemiczne mechanizmy pozyskiwania azotu przez rośliny i zwierzęta - podobieństwa i różnice. Przykłady: wiązanie azotu atmosferycznego i glebowego oraz drapieżnictwo.

13. Wzrost roślin i zwierząt: podobieństwa i różnice, udział roślinnych regulatorów wzrostu, ich zastosowanie w rolnictwie.

14-15. Podstawy fizjologii stresów: charakterystyka stresowego wpływu czynników zewnętrznych na rośliny, współczesne zmiany klimatu i ich wpływ na rośliny, odporność na metale ciężkie, chłód, suszę i zasolenie (mechanizmy szkodliwości i tolerancji). Biochemiczne podstawy działania różnych grup herbicydów. Zaliczenie ćwiczeń, egzamin.

Statystyka przedmiotu:

1. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot obowiązkowy Godziny: 125; ECTS: 5

2. Liczba godzin oraz punktów ECTS - przedmiot do wyboru Godziny: -; ECTS: -

3. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje poprzez bezpośredni kontakt z nauczycielem akademickim (wykłady, ćwiczenia, seminaria....) Godziny: 30; ECTS: 1,2

4. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach praktycznych np. laboratoryjne, projektowe, terenowe, warsztaty Godziny: 15; ECTS: 0,6

5. Przewidywany nakład pracy własnej (bez udziału prowadzącego lub z udziałem w ramach konsultacji) konieczny do realizacji zadań programowych przedmiotu. Godziny: 95; ECTS: 3,8

Literatura podstawowa:

1. Materiały wykładowe autorskie oraz kompilowane z różnych źródeł.

2. Obowiązujący skrypt: A. Płażek, F. Dubert, M. Rapacz, R. Bączek-Kwinta, E. Pociecha, K. Hura, B. Jurczyk, W. Filek, J. Kościelniak. Ćwiczenia z biochemii, Wyd. UR w Krakowie, 2013.

3. B.D. Hames, N.M. Hooper: Biochemia. Krótkie wykłady. PWN 2002 (wybrane rozdziały).

Literatura uzupełniająca:

Podręczniki biochemii na poziomie uniwersyteckim, nie starsze niż wydane w latach 90. XX w.

Wiedza:

- student orientuje się w świecie najbardziej typowych biocząsteczek, zwłaszcza tych o działaniu prozdrowotnym lub toksycznym dla roślin i zwierząt,

- poznaje znaczenie różnych biocząsteczek w przemianie materii,

- poznaje przemysłowe lub diagnostyczne zastosowanie niektórych substancji i technik analitycznych,

- poznaje mechanizm działania i neutralizacji niektórych szkodliwych dla roślin i zwierząt substancji,

- poznaje zasady wybranych metod analitycznych (spektrofotometria), tworzenia i wykorzystywania krzywych kalibracyjnych przy badaniu koncentracji bioczasteczek w próbkach biologicznych.

Umiejętności:

- student opanowuje podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w laboratoriach biochemicznych (posługuje się pipetami automatycznymi, biuretami, obsługuje wirówki, elektryczne łaźnie wodne, palniki laboratoryjne, wytrząsarki do probówek, wagi laboratoryjne, mieszadła magnetyczne, spektrofotometry),

- wykorzystuje przy tym zasady bezpieczeństwa pracy i rzetelności pomiarowej,

- stosuje metodyki biochemiczne w praktyce (umie dozować substancje i je przetwarzać, rozróżniać rodzaje stężeń (np. molowe, procentowe, wagowo-objętościowe) i rozcieńczać substancje,

- tworzy i wykorzystuje krzywe kalibracyjne przy badaniu koncentracji biocząsteczek w próbkach biologicznych,

- czytelnie gromadzi dane i je prezentuje oraz wnioskuje na ich podstawie.

Kompetencje społeczne:

- student organizuje bądź włącza się w pracę grupy badawczej w celu wykonania określonego doświadczenia,

- rozumie potrzebę znajomości budowy i roli biocząsteczek oraz ksenobiotyków w życiu codziennym i w ochronie środowiska.

Oceny formujące (ćwiczenia):

1. Pisemne kolokwia - 3-5 pytań obejmujących materiał teoretyczny i zagadnienia praktyczne; odpowiedź studenta na każde pytanie jest oceniona osobno; średnia stanowi sumaryczną ocenę ze sprawdzianu.

Pytania: materiał wykładowy + metody analityczne stosowane na zajęciach (zasada metody, krótki, schematyczny opis, wynik doświadczenia), znajomość wzorów chemicznych.

Poprawa ocen niedostatecznych - pisemna lub ustna po umówieniu się na określony termin (maksimum dwa dodatkowe podejścia do każdego kolokwium).

2. Obserwacja stylu pracy laboratoryjnej (stopnia przygotowania się do ćwiczeń, orientacji w zestawie analitycznym, przestrzegania zasad BHP, współpracy z innymi studentami przy wykorzystywaniu i obsłudze sprzętu).

Ocena końcowa: średnia z wszystkich ocen formujących.

Wykłady:

Pisemny egzamin z całości wiedzy przedstawionej na wykładach i ćwiczeniach (zadania problemowe, tworzenie krótkich definicji, przedstawienie budowy kluczowych biocząsteczek i przebiegu szlaków metabolicznych); uwzględnienie analizy frekwencji danego studenta na wykładach.

--

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W, U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%), ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

UWAGA: Prowadzący zajęcia, na podstawie stopnia opanowania przez studenta obowiązujących treści programowych danego przedmiotu, w oparciu o własne doświadczenie dydaktyczne, formułuje ocenę, posługując się podanymi wyżej kryteriami formalnymi.