Biochemistry I - FZ10014

• Title: Biochemie I
• Guaranteed by: Department of Medical Biochemistry (15-180)
• Faculty: Faculty of Medicine in Hradec Králové
• Actual: from 2014 to 2014
• Semester: winter
• Points: 0
• E-Credits: 7
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:40/65, C [HS]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc.
• Incompatibility : FD10016
• Interchangeability : FD10016, F0203036, F0203136
• Is co-requisite for: FZ10015
• Is incompatible with: FD10016
• Is interchangeable with: FD10016

Annotation

English

Last update: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc. (09.09.2015)

General Chemistry: periodic system, chemical bond, interactions between molecules. Inorganic Chemistry: nomenclature, elements and their compounds, alloys, inorganic compounds in dentistry. Physical Chemistry: chemical reactions, chemical thermodynamics, kinetics of reactions, chemical equilibrium, catalysis, solutions and their properties, oxidation and reduction equilibrium, the Nernst equation, colloidal state, osmotic pressure, surface phenomena. Organic Chemistry: structure of organic compounds, isomers, hydrocarbons and their derivatives, reactions of organic compounds, heterocyclic compounds, synthetic materials, carbohydrates, lipids, steroids, terpenes, amino acids, peptides and proteins, nucleic acids, dental materials.

Czech

Last update: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc. (09.09.2015)

Obecná chemie: periodický systém, chemická vazba, interakce mezi molekulami. Anorganická chemie: názvosloví, prvky a jejich sloučeniny, slitiny, anorganické sloučeniny ve stomatologii. Fyzikální chemie: chemické reakce, chemická termodynamika, kinetika chemických reakcí, chemická rovnováha, katalýza, roztoky a jejich vlastnosti, oxidace a redukce, Nernst-Petersova rovnice, koloidní stav, osmotický tlak, povrchové jevy. Organická chemie: struktura organických sloučenin, isomerie, uhlovodíky a jejich deriváty, reakce organických sloučenin, heterocyklické sloučeniny, syntetické materiály, sacharidy, lipidy, steroidy, terpeny, aminokyseliny, peptidy a bílkoviny, nukleové kyseliny, Úvod do enzymologie. Celkový přehled metabolismu. BHiologické oxidace. Metabolismus sacharidů.

Requirements to the exam

Last update: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc. (09.09.2015)

Zápočet

a) Docházka - prezence na praktické části výuky a seminářích.
b) Protokoly - účast na praktickém cvičení je uznána po předložení protokolu v závěru praktického cvičení.
c) Průběžná kontrola znalostí - vyhovující prospěch (průměr do 3.00) při průběžné kontrole formou testů nebo ústním zkoušením. Forma testu a rozsah testované látky je upřesněn na domovské stránce ústavu. V případě závažné překážky, pro kterou nebylo možno test napsat, stanoví náhradní termín pro napsání testu doc. Stoklasová. Pokud si student/ka nepřijde test napsat, je hodnocen/a známkou "nedostatečně".
d) Semestrální test - uzavírá výuku chemie a musí ho absolvovat každý/á student/ka s výsledkem nejhůře 3,00.

 Při nesplnění některé z podmínek (a-d) bude zápočet udělen až po přezkoušení z celé látky probrané v příslušném semestru. Při větším počtu nedostatečně omluvených absencí nebude zápočet udělen vůbec.

Syllabus

Last update: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc. (09.09.2015)

Přednášky

1. Stavba atomu. Atomové orbitaly. Principy výstavby elektronového obalu. Periodický systém a zákonitosti z něho vyplývající. Charakteristika sp-, d-, f-prvků z obecného pohledu. Mendělejevova periodická soustava.  (Tomšík 2)
2. Biogenní prvky, biologicky a toxikologicky významné prvky se zaměřením na C, O, F, Al, Si, P, Ca, Ti, Cr, Fe, Cu, Zn, As, Pd, Ag, Au, Hg - jejich vlastnosti a sloučeniny. (Tomšík 1)
3. Názvosloví anorganických sloučenin - české a mezinárodní. (Köhlerová 2)
4. Chemická vazba kovalentní, iontová a koordinační. Vazba kovová. Kovy a jejich slitiny. (Köhlerová 1)
5. Interakce mezi molekulami - dipólové interakce, vodíková vazba, hydrofobní interakce. Klasifikace chemických reakcí podle různých kritérií. Energetika chemických reakcí. I. a II. věta termodynamiky. Základní pojmy. Exergonní a endergonní reakce. Rovnovážné stavy. Guldbergův-Waageův zákon. Dynamická rovnováha a ustálený stav. Kinetika chemických reakcí. Reakční rychlost, kinetické rovnice. Ovlivnění rychlosti chemické reakce. Aktivační energie. Katalyzátory, mechanismus jejich účinku. (Šiman 3)
6. Charakteristika disperzních soustav. Rozpouštění a rozpustnost. Elektrolyty, elektrolytická disociace, disociační konstanta. Aktivita iontů a iontová síla. Teorie kyselin a zásad. Iontový součin vody, pH. Amfoterní elektrolyty. Soli, hydrolýza solí, součin rozpustnosti. (Hroch 3)
7. Charakteristika pufrů, výpočet pH, kapacita.  Pufrační systémy v živých organismech. Oxidoredukční děje. Postavení kyslíku a vodíku v oxidoredukčních dějích. Elektrody a galvanické články. Oxidoredukční potenciál a jeho význam. (Hroch 2)
8. Koloidní stav, fyzikálně chemické vlastnosti koloidů. Gely. Povrchové jevy, adsorpce a desorpce. Osmotické jevy. Osmotický a onkotický tlak. Difúze v plynné, kapalné a pevné fázi. (Hroch 2)
9. Vazby a struktura organických látek. (Köhlerová 1)
10. Struktura a názvosloví organických látek. Indukční a mezomerní efekt. Izomerie.  Přehled alifatických, cyklických uhlovodíků - nasycené, nenasycené a aromatické. Uhlovodíky a jejich deriváty: s halovými prvky, dusíkem a sírou, thioly, sulfidy, disulfidy; alkoholy, fenoly, aldehydy, ketony. Karboxylové kyseliny, jejich funkční a substituční deriváty. Kyselina uhličitá a její organické deriváty. (Köhlerová 5)
11. Pětičlenné a šestičlenné heterocykly s jedním či více heteroatomy, význam v biochemii. (Stoklasová 1)
12. Aminokyseliny a jejich vlastnosti. Isoelektrický bod. Biologicky významné peptidy. Bílkoviny, aminokyselinové složení, vztah ke konformaci molekuly bílkoviny. Konformace a její udržování - typy vazeb a interakcí. Fyzikálně chemické vlastnosti bílkovin. Jednoduché a složené bílkoviny. (Cerman 3)
13. Enzymy - složení a funkce, vitamíny jako kofaktory enzymů, mechanismus účinku, kinetika enzymových reakcí, Michaelisova konstanta, vyjadřování aktivity enzymů, vliv prostředí na aktivitu enzymů, inhibice enzymových reakcí, názvosloví a třídění enzymů. (Cerman 3)
14. Celkový přehled metabolismu. Biologické oxidace, dýchací řetězec a jeho složky, oxidativní fosforylace. Citrátový cyklus, substrátová fosforylace. (Řezáčová 2)
15. Sacharidy - klasifikace, struktura, vlastnosti. náhradní sladidla. Metabolismus sacharidů, základní metabolické přeměny i s ohledem na metabolismus v mikroorganismech. (Řezáčová 5)
16. Lipidy - klasifikace, struktura, vlastnosti. Metabolismus lipidů, trávení, vstřebávání, základní metabolické přeměny. Cholesterol a jeho metabolismus. Lipoproteiny. (Stoklasová 4)

Praktická cvičení a semináře

Vyučující

• prof. MUDr. Martina Řezáčová, Ph.D.
• doc. MUDr. Jaroslav Cerman, CSc.
• doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc.
• Ing. Miloš Hroch, Ph.D.
• Mgr. Renata Köhlerová, Ph.D.
• Mgr. Alena Mrkvicová, Ph.D.
• PharmDr. Darina Muthná, Ph.D.
• PharmDr. Mohamed Niang, Ph.D.
• Mgr. Martina Seifrtová, Ph.D.
• Ing. Pavel Šiman, CSc.
• Mgr. Alžběta Filipová
• Mgr. Eva Peterová
• Mgr. Lucie Podmolíková
• Mgr. Lenka Suchá

 

 Semináře

1. Periodický zákon. Mendělejevova tabulka.České a mezinárodní názvosloví anorg. sloučenin. Chemická vazba, nevazebné interakce.
2. Základní stechiometrické výpočty. Komplexní sloučeniny. Kinetika a energetika chemických reakcí. Test.
3. Roztoky obsahující ionty, pH, pufry, protolytické děje, výpočty pH, ředění. Oxidoredukční děje.Test.
4. Rozdělení uhlovodíků, základy názvosloví. Halogen-, nitro-, amino-, hydroxyderiváty, sirné deriváty a jejich reakce. Terpeny. Test.
5. Aldehydy a ketony, karboxylové kyseliny a jejich funkční a substituční deriváty, základní reakce. Močovina a její deriváty. Význam v biochemii. Test.
6. Heterocyklické sloučeniny. Vitamíny. Desinfekční látky, anestetika.  Syntetické materiály, využití ve stomatologii. Test.
7. Osmotické děje, koloidní roztoky. Význam pro biologické systémy. Aminokyseliny, peptidy, bílkoviny. Nukleové kyseliny.
8. Enzymy, složení, mechanismus účinku.
9. Michaelisova konstanta, ovlivnění účinku enzymů, inhibice. Isoenzymy.
10. Přehled prvků a jejich sloučenin důležitých ve stomatologiii, biologický, medicínský a toxikologický význam. Semestrální test
11. Biologické oxidace, dýchací řetězec, aerobní fosforylace, oxidoredukční enzymy mimo dýchací řetězec.
12. Citrátový cyklus. Sacharidy - klasifikace, struktura, vlastnosti. Náhradní sladidla.
13. Metabolismus sacharidů - metabolismus glukosy (i působením mikroorganismů), fruktosy, galaktosy a uronových kyselin.
14. Glykosaminoglykany, glykoproteiny. Význam sacharidů ve stomatologii. Chemie lipidů, vosky ve stomatoligii. Test.

Praktická cvičení

1. Bezpečnost práce. Příprava čistých anorganických sloučenin.
2. Elektrochemické metody - potenciometrie. Stanovení titrační křivky slabé kyseliny.
3. Optické metody - spektrofotometrie. Ověření platnosti Lambert-Beerova zákona.  
4. Vlastnosti pufrů. Měření pH pufru, stanovení kapacity acetátového pufru. Pufrační kapacita bílkovin.
5. Ovlivnění výsledků laboratorních vyšetření. Analytické chyby.
6. Kinetika enzymových reakcí. Specifičnost enzymové účinnosti a vliv prostředí - pH, β-fruktofuranosidasy, teplota. 
7. Specifičnost enzymové účinnosti a vliv prostředí - koncentrace, inhibitory. Aktivita slinné alfa-amylasy. 

Poznámky: Praktická cvičení - probíhají na Ústavu lékařské biochemie. Pro práci v laboratoři je třeba plášť a přezůvky s gumovou podrážkou. Formuláře na protokoly jsou připraveny v programu MOODLE, a lze si je stáhnout. Pro výpočty je třeba mít kalkulačku.

Literature

Last update: doc. MUDr. Alena Stoklasová, CSc. (09.09.2015)

Povinná literatura

1. Duchoň a kol. Lékařská chemie a biochemie, 1984
2. Ledvina Biochemie pro studující lékařství, 1993
3. Ledvina, Stoklasová, Cerman Biochemie pro studující medicíny I., II. díl, 2004 nebo 2009
4. Stoklasová a kol. Obecná, fyzikální a anorganická chemie pro studující medicíny, 1996
5. Ledvina Chemie pro stomatologický směr, 1988

 Doporučená literatura

1. Ledvina a kol. Úvod do studia lékařské biochemie, 1988
2. Stoklasová, Wimmerová Základní typy výpočtů, reakcí a vzorců ve fyzikální, anorganické a organické chemii, 1990
3. Wimmerová, Stoklasová Základní typy reakcí a vzorců v organické chemii, 1985
4. Stoklasová Příručka k opakování lékařské biochemie, 1991
5. Murray a kol. Harperova Biochemie (české vydání), 1998