Biochemia

Kurs biochemii ogólnej profilowany dla studentów technologii żywności i/lub żywienia człowieka. Obejmuje podstawowe informacje z obszaru biochemii statycznej (opisowej) jak również przemiany metaboliczne i towarzyszące im efekty energetyczne charakterystyczne dla związków naturalnych. Obejmuje także podstawowe, wprowadzające dane dotyczące biochemii żywności tzn zagadnień budowy i fizjologii tkanek roślinnych i zwierzęcych, które są surowcami w przemyśle spożywczym i/lub komponentami diety człowieka.

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.

Aminokwasy, peptydy i białka. Ogólna budowa i własności białek. Struktury rzędowe białka. Białka jako składnik produktów

żywnościowych - białka zbóż, mięsa, mleka, jaj.

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.

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.

Sacharydy. Budowa chemiczna i własności mono- oligo- i polisacharydów. Przemiany glikolityczne cukrów. Fermentacja etanolowa i

mleczanowa. Cykl fosforanów pentoz. Energetyka przemian katabolicznych cukrowców.

Utlenianie biologiczne. Łańcuch oddechowy. Fosforylacja oksydacyjna. Cykl kwasów trikarboksylowych. 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.

Metabolizm białek i aminokwasów. Enzymy proteolityczne, biosynteza aminokwasów, cykl mocznikowy.

Metabolizm lipidów. Trawienie lipidów. Enzymatyczne beta-utlenienie kwasów tłuszczowych. Przemiany glicerolu.

Biosynteza kwasów tłuszczowych. Powiązania między metabolizmem tłuszczowców, cukrowców i aminokwasów.

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.

ĆWICZENIA:

Aminokwasy: ogólne reakcje na wykrywanie aminokwasów i ich grup funkcyjnych, rozdział aminokwasów metodą

chromatografii bibułowej, wyznaczenie pI metodą miareczkowania potencjometrycznego.

Białka: próba biuretowa, wykrywanie białek złożonych (glikoprotein, fosfoprotein), badanie właściwości fizykochemicznych

białek (wysalanie, denaturacja, pI).

Białka: metody frakcjonowania białek- elektroforeza, chromatografia kolumnowa oraz oznaczanie ilościowe białka.

Enzymy: wpływ pH i temperatury na szybkość reakcji enzymatycznej.

Enzymy: wpływ stężenia substratu na szybkość reakcji enzymatycznej - teoria Michaelisa-Menten.

Enzymy: wykrywanie oksydoreduktaz w tkankach roślinnych i wykrywanie wybranych hydrolaz w tkankach zwierzęcych.

Cukry: badanie właściwości fizyko-chemicznych monosacharydów.

Cukry: badanie właściwości fizyko-chemicznych oligosacharydów.

Cukry: Izolacja i badanie właściwości fizyko-chemicznych polisacharydów.

Tłuszcze: izolacja lecytyny i oznaczenie jej składowych, badanie właściwości błon lipidowych.

Witaminy rozpuszczalnych w tłuszczach: ilościowe i jakościowe metody oznaczania witamin rozpuszczalnych w

tłuszczach.

PODSTAWOWA:

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

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

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

UZUPEŁNIAJĄCA:

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

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

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

WIEDZA - zna i rozumie:

znaczenie budowy związków naturalnych dla ich właściwości fizycznych,

chemicznych i biochemicznych, 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 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, rolę i funkcje metabolitów

wyjściowych, pośrednich, centralnych i końcowych.

UMIEJĘTNOŚCI - potrafi:

właściwie opracować i zinterpretować wyniki oraz sformułować wnioski.

dobrać, zaplanować i przeprowadzić doświadczenia wykrywania głównych grup związków w próbkach biologicznych oraz prawidłowo

przeprowadzić oznaczenia ilościowe (aminokwasów, białek, cukrów redukujących i nieredukujących, polisacharydów, lipidów, witamin

rozpuszczalnych w tłuszczach).

wykorzystać techniki analityczne potrzebne w badaniach biochemicznych

(miareczkowanie, spektrofotometria, chromatografia, elektroforeza).

stosować zasady BHP i dobrych praktyk w laboratorium biochemicznym.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - jest gotów do:

ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego.

przyjęcia odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa.

pracy w zespole oraz umiejętnego zarządzania czasem.

ĆWICZENIA:

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- sprawozdań z prac laboratoryjnych - dokładność i precyzja otrzymanych wyników (umiejętność wykonania analiz i użycia sprzętu), interpretacja wyników, formowanie wniosków (suma punktów) - maksymalna ilość punktów wynosi 2

- 5 kolokwiów cząstkowych z zakresu ćwiczeń maksymalna ilość punktów wynosi 25,

ocena pozytywna dla min. 51% punktów.

Udział w ocenie końcowej 50% (w terminie 2. i 3. - 10%).

WYKŁAD:

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 terminie 3.