Biochemia

Związki organiczne występujące w przyrodzie - budowa i funkcje biologiczne, powiązanie funkcji ze strukturą cząsteczek. Molekularne aspekty powstania życia, procesów ewolucyjnych i funkcjonowania organizmów. Biochemiczne podstawy bioróżnorodności. Budowa i funkcje błon biologicznych. Elementy termodynamiki biochemicznej. Enzymy i koenzymy, hormony. Elementy immunochemii. Regulacja i przebieg podstawowych szlaków metabolicznych. Fotosynteza i inne procesy anaboliczne.

Tematyka wykładów:

1. Podstawy termodynamiki biochemicznej - 1 godzina

2. Budowa, właściwości oraz funkcje związków organicznych występujących w organizmach żywych - związek struktury z funkcją związków

2.1. Cukry (węglowodany) - 1 godzina

2.2. Lipidy - 0,5 godziny

2.2. Aminokwasy, białka - 1 godzina

2.4. Budowa i funkcja błon komórkowych - 0,5 godziny

2.5. Nukleotydy i kwasy nukleinowe - 1/2 godziny

3. Enzymy (budowa, koenzymy, mechanizm działania, równowaga chemiczna, kinetyka reakcji, stymulacja i inhibicja, klasyfikacja) - 1,5 godziny

4. Podstawy immunochemii - 1 godzina

5. Pozyskiwanie energii z nieorganicznych zasobów środowiska (chemosynteza, fotosynteza)

5.1. Zasadnicze mechanizmy - 1 godzina

5.2. Modyfikacje zależne od zróżnicowanych warunków środowiska, związek pomiędzy mechanizmami fotosyntezy, zmianami klimatu i bioróżnorodnością szaty roślinnej - 1 godzina

6. Pozyskiwanie energii ze związków organicznych, oddychanie tlenowe i beztlenowe (mechanizmy, znaczenie ewolucyjne i środowiskowe) - 1 godzina

7. Metabolizm węglowodanów i lipidów (mechanizmy, różnice między roślinami i zwierzętami, biochemiczne podstawy zasad prawidłowego odżywiania się) - 1 godzina

8. Metabolizm związków zawierających azot

8.1. Biologiczne wiązanie azotu cząsteczkowego (mechanizm biochemiczny i ekologia) - 0,5 godziny

8.2. Włączanie nieorganicznych związków azotowych w strukturę związków organicznych (mechanizmy, konsekwencje ekologiczne) - 0,5 godziny

8.3. Katabolizm związków azotowych (cykl mocznikowy, synteza kwasu moczowego, choroby metaboliczne związane z katabolizmem azotu) - 0,5 godziny

8.4. Biosynteza aminokwasów i nukleotydów (mechanizmy, konsekwencje ekologiczne, aminokwasy egzogenne u człowieka, choroby metaboliczne związane z anabolizmem azotu) - 0,5 godziny

9. Biosynteza białek i kwasów nukleinowych, mechanizmy regulacji ekspresji genów i metabolizmu, w tym regulacja hormonalna - 2 godziny

Tematyka ćwiczeń:

1. Cukrowce, reakcje charakterystyczne, wykrywanie nieznanego cukrowca, oznaczanie zawartości cukrów rozpuszczalnych w tkankach roślinnych metodą antronową, hydroliza cukrów złożonych - 5 godzin

3. Lipidy - reakcje charakterystyczne, frakcjonowanie lipidów z żółtka jaja kurzego, wykrywanie fosfolipidów, steroli, rozdział na TLC, wyznaczanie liczb właściwych tłuszczów, rozdział barwników fotosyntetycznych metodą chromatografii bibułowej - 5 godzin

4. Aminokwasy i białka: wykrywanie, reakcje charakterystyczne, wyznaczanie punktu izoelektrycznego, ilościowe oznaczanie zawartości białka w ekstrakcie tkankowym metodą Bradford, elektroforeza SDS-PAGE - 5 godzin

5. Enzymy: wyznaczanie zależności aktywności enzymu od: pH i stężenia substratu - charakterystyka kinetyki reakcji: stała Michaelisa, szybkość maksymalna, spektrofotometryczne oznaczanie aktywności enzymu poprzez pomiary kinetyczne, analiza izoenzymatyczna - elektroforeza natywna - 7 godzin

6. Kwasy nukleinowe: reakcje charakterystyczne, właściwości fizyczne, izolacja DNA z warzyw metodą uproszczoną, spektrofotometryczne oznaczanie ilościowe i badanie czystości, profesjonalne metody izolacji DNA i RNA, jakościowa analiza kwasów nukleinowych - reakcja PCR, analiza jakościowo/ilościowa techniką real-time PCR - 7 godzin

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: 45; ECTS: 1,8

4. Łączna liczba godzin oraz punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach praktycznych np. laboratoryjne,

projektowe, terenowe, warsztaty Godziny: 30; ECTS: 1,2

5. Przewidywany nakład pracy własnej (bez udziału prowadzącego lub z udziałem w ramach konsultacji) konieczny do

realizacji zadań programowych przedmiotu. Godziny: 80; ECTS: 3,2

Literatura podstawowa:

1) Hames D. B., Hooper N.M. "Biochemia. Krótkie wykłady" - Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006.

2) Lack A.J., Evans D.E. "Biologia roślin. Krótkie wykłady" - Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2005.

3) Kączkowski J. "Podstawy biochemii" - Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 2009 (lub starsze wydania).

Literatura uzupełniająca:

1) Berg J.M., Stryer L., Tymoczko J. L. "Biochemia" - Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2007 (lub ewentualnie starsze wydania Biochemii L. Stryera).

2) Inne dostępne w księgarniach lub w bibliotekach podręczniki biochemii (nie polecam zalecam jednak rozwagę przy wyborze podręczników starszych niż 20-letnie)

Wiedza

Student po zakończonym kursie:

- opisuje znaczenie makrocząsteczek w przyrodzie

- opisuje zjawiska i procesy biochemiczne zachodzące w organizmach żywych

- definiuje procesy biochemiczne wpływające na funkcjonowanie środowiska przyrodniczego

- wiąże wiedzę o strukturze makrocząsteczek z ich funkcją biologiczną

- wyjaśnia związek pomiędzy składnikami produktów żywnościowych a zdrowiem człowieka

Umiejętności:

- organizuje sobie pracę na stanowisku laboratoryjnym

- stosuje zasady bezpiecznej pracy w laboratorium

- posługuje się podstawowym sprzętem laboratoryjnym (pipety, mieszadła, łaźnie)

- stosuje pod nadzorem podstawowe techniki biochemiczne (analiza aktywności enzymów, spektrofotometria, chromatografia, elektroforeza)

- oblicza wyniki pomiarów biochemicznych

- analizuje związki pomiędzy różnymi szlakami metabolicznymi oraz interpretuje wyniki analiz ilościowych podstawowych związków organicznych budujących organizmy żywe

Kompetencje społeczne:

- umie pracować w zespole

Zaliczenie ćwiczeń: 1) ocena przygotowania do zajęć laboratoryjnych (skala +/-), 2) zaliczenie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych (bez oceny), 3) zaliczenie wszystkich trzech sprawdzianów pisemnych (min. 3 w skali 2 - 5), istnieje możliwość dwukrotnego poprawiania oceny. Zaliczenie końcowe stanowi średnią arytmetyczną ze wszystkich ocen uzyskanych w pkt. 3 zaokrąglona do oceny połówkowej. Dopuszcza się niezaliczenie dwóch sprawozdań lub dwukrotnego nieprzygotowania do zajęć.

Zaliczenie wykładów: egzamin pisemny - 7 pytań opisowych wybranych przez wykładowcę z listy pytań udostępnianej studentom na początku zajęć. Każde z pytań oceniane w skali 0-3. Ocena dst: 11-12 pkt, p.dst: 13-14 pkt.; db: 15-16 pkt.; p.db: 17-18 pkt.; bdb: 19-21 pkt.

--

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.