Biochemia

WYKŁADY:

Rys historyczny. Pojęcia podstawowe. Znaczenie biochemii w naukach przyrodniczych. Budowa i skład chemiczny komórki. Rola wody i mikroelementów. Budowa i funkcje struktur podkomórkowych. Związki makroergiczne. Mechanizm sprzężenia energetycznego. Transport przez membrany (2h),

Aminokwasy, peptydy i białka. Ogólna budowa i własności białek. Struktury rzędowe białka. Białka jako składnik produktów żywnościowych - białka zbóż, mięsa, mleka, jaj (2h).

Enzymy. Energetyka reakcji biochemicznych. Mechanizm katalizy enzymatycznej. Klasyfikacja, budowa i ogólne własności enzymów. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja. Kontrola i regulacja aktywności enzymów. Zastosowanie preparatów enzymatycznych w technologii przemysłu spożywczego (2h).

Witaminy rozpuszczalne w wodzie i koenzymy. Koenzymy oksydoreduktaz i transferaz. Witaminy a koenzymy. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Związki sterydowe, karotenowce, chinony izopentenolowe. Biotechnologia witamin i związków pokrewnych (2h).

Sacharydy. Budowa chemiczna i własności mono- oligo- i polisacharydów. Przemiany glikolityczne cukrów. Fermentacja etanolowa i mleczanowa. Cykl fosforanów pentoz. Energetyka przemian katabolicznych cukrowców (4h).

Utlenianie biologiczne. Łańcuch oddechowy. Fosforylacja oksydacyjna. Cykl kwasów trikaboksylowych. Enzymy i energetyka cyklu Krebsa. Fosforylacje substratowe. Mechanizm wykorzystania energii świetlnej w fotosyntezie. Fotosystemy I i II. Fosforylacje fotosyntetyczne niecykliczna i cykliczna. Tworzenie cukrów w cyklu Calvina. Fotosynteza C4 (6h).

Metabolizm białek i aminokwasów. Enzymy proteolityczne, biosynteza aminokwasów, cykl mocznikowy (2h).

Metabolizm lipidów. Trawienie lipidów. Enzymatyczne beta-utlenienie kwasów tłuszczowych. Przemiany glicerolu. Biosynteza kwasów tłuszczowych. Powiązania między metabolizmem tłuszczowców, cukrowców i aminokwasów (4h).

Kwasy nukleinowe, ich budowa, własności i mechanizm biosyntezy. Funkcje kwasów nukleinowych. Replikacja, transkrypcja i translacja. Podstawowy aksjomat biologii molekularnej. Mechanizm biosyntezy białka. Regulacja ekspresji genów. Operony lac i trp. Cykl lityczny i lizogeniczny bakteriofaga (lambda). Mapa restrykcyjna plazmidu pBR322. Wprowadzenie do technik rekombinowanego DNA (6h).

ĆWICZENIA:

Aminokwasy: ogólne reakcje na wykrywanie aminokwasów i ich grup funkcyjnych, rozdział aminokwasów metodą chromatografii bibułowej, wyznaczenie pI metodą miareczkowania potencjometrycznego (4h)

Białka: próba biuretowa, wykrywanie białek złożonych (glikoprotein, fosfoprotein), badanie właściwości fizyko-chemicznych białek (wysalanie, denaturacja, pI) (4h)

Białka: Kolorymetryczna metoda oznaczania białka rozpuszczalnego oraz rozdział białek metodą elektroforezy bibułowej i ich odsalanie metodą chromatografii sita molekularnego. (4h)

Enzymy: wpływ pH i temperatury na szybkość reakcji enzymatycznej (3h)

Enzymy: wpływ stężenia substratu na szybkość reakcji enzymatycznej - teoria Michaelisa-Menten (4h)

Enzymy: wykrywanie oksydoreduktaz i hydrolaz w w tkankach roślinnych i zwierzęcych (4h)

Cukry: badanie właściwości fizyko-chemicznych mono- i oligosacharydów (3h)

Cukry: Izolacja i badanie właściwości fizyko-chemicznych polisacharydów. (4h)

1. Kączkowski, J. 2012. Podstawy biochemii. Wyd. XV ( lub późniejsze), WNT

2. Hames, B. D.; Hooper, N.M. 2016. Biochemia. Krótkie wykłady. PWN, Warszawa

3. Kłyszejko-Stefanowicz, L. 2003. Ćwiczenia z biochemii. PWN, Warszawa

LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA:

1. Kołodziejczyk, A. 2013, Naturalne związki organiczne. PWN, Warszawa

2. Murray, R., Granner, D., Rodwell, V. 2016. Biochemia Harpera Ilustrowana, PZWL, Warszawa

3. Stryer, L., Berg, J.M., Tymoczko, J.L.2013. Biochemia Krótki Kurs. PWN, Warszawa

WIEDZA - Student zna i rozumie:

znaczenie budowy związków naturalnych dla ich właściwości fizycznych, chemicznych i biochemicznych. Rozumie i potrafi scharakteryzować reguły, które decydują o budowie biopolimerów, ich strukturach rzędowych oraz budowie przestrzennej i zasadach upakowania

hierarchiczną budowę komórek (pro- i eukariotycznych) ich funkcję oraz właściwie lokalizuje podstawowe przemiany biochemiczne w strukturach subkomórkowych. Rozróżnia mechanizmy transportu różnych elementów w obrębie komórki i tkanki: od protonów i elektronów do makrofagów.

zasady chemii oraz termodynamiki dotyczące biokatalizy oraz rolę enzymów oraz innych białek determinujących funkcje komórki i organizmu jako całości. Posiada wiedzę o różnych stopniach i typach asocjacji związków naturalnych: od koenzymów i grup prostetycznych do energetycznego i koenzymatycznego sprzęgania reakcji

mechanizmy przemian biochemicznych prowadzące do generowania energii chemicznej, jej magazynowania oraz wykorzystywania w procesach życiowych.

drogi metabolizmu sacharydów, białek i lipidów. Rozumie rolę i funkcje metabolitów wyjściowych, pośrednich, centralnych i końcowych.

UMIEJĘTNOŚCI - Student potrafi:

właściwie opracować i zinterpretować wyniki oraz sformułować wnioski

dobrać, zaplanować i przeprowadzić doświadczenia wykrywania podstawowych grup związków w próbkach biologicznych oraz prawidłowo przeprowadzić oznaczenia ilościowe (aminokwasów, białek, cukrów redukujących i nieredukujących, polisacharydów)

wykorzystać techniki analityczne potrzebne w podstawowych badaniach biochemicznych (miareczkowanie, spektrofotometria, chromatografia, elektroforeza)

stosować zasady BHP i dobrych praktyk w laboratorium biochemicznym

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - Student jest gotów do:

ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego

wykazania odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa

do pracy w zespole oraz umiejętnego zarządzania czasem.

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 50% w terminie 1, 90% w terminie 2, 90% w teminie 3.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- sprawozdań z prac laboratoryjnych - ocaniana jest dokładność i precyzja, umiejętność wykonania analiz i użycia sprzętu, interpretacja wyników oraz formułowanie wniosków - maksymalna ilość punktów za sprawozdania wynosi 1,5 (suma);

- 3 kolokwia cząstkowe z zakresu ćwiczeń maksymalna ilość punktów wynosi 18 (suma); Ocena pozytywna dla min. 51% punktów - udział w ocenie końcowej modułu 50%.

WARUNKIEM PRZYSTĄPIENIA DO EGZAMINU JEST POZYTYWNA OCENA ZALICZENIA ĆWICZEŃ.