|
|
|
||
|
Kurz je určen pro studenty jedno- i dvouoborového učitelství biologie v kombinacích s geografií, matematikou, geologií a fyzikou. V přednáškách budou stručně představeny hlavní skupiny biomolekul, proteiny, a základní principy transformace energie v živých systémech. Na příkladech glykolýzy a citrátového cyklu bude objasněna logika fungování a regulace lineární a cyklické metabolické dráhy. Budou vysvětleny principy konverze energie na membránách mitochondrií a chloroplastů a produkce ATP. Metabolismus jednotlivých skupin molekul bude pojat shrnující formou, se zřetelem na význam pro lidský organismus. Poslední úprava: Folk Petr, doc. RNDr., CSc. (18.08.2023)
|
|
||
|
Murray M.K. et al., Harperova ilustrovaná biochemie, Galén, ISBN: 978-80-7262-907-7 Vodrážka Z., Biochemie, Academia, 2.opr. vydání, ISBN: 978-80-200-0600-4 Rodwell, V.W. et al., Harper’s Illustrated Biochemistry, ISBN: 978-1-25-983793-7, 978-1-25-983794-4 Zapsaní studenti mají možnost využívat materiály na stránkách studovny v rámci Moodle (dl2.cuni.cz). Poslední úprava: Folk Petr, doc. RNDr., CSc. (18.08.2023)
|
|
||
|
Studentům se doporučuje aktivní účast na přednáškách. Zápočet je udělen za účast na přednáškách v rozsahu alespoň 75%. Absence nad rámec tohoto limitu je možno omluvit na základě písemně doložených zdravotních nebo jiných závažných důvodů. Přednáška vychází z předpokladu, že studenti absolvovali výuku přírodovědných předmětů na střední škole. V případě, že jsou si studenti vědomi nedostatků v těchto základech, a to zejména v chemii, doporučujeme samostudium předmětu Repetitorium ze středoškolské chemie. Poslední úprava: Folk Petr, doc. RNDr., CSc. (18.08.2023)
|
|
||
|
1 VODA A AMINOKYSELINY 2 PROTEINOVÉ STRUKTURY 3 FUNKCE PROTEINŮ 4 MONO- A POLYSACHARIDY 5 LIPIDY A MEMBRÁNY – se zřetelem k stavbě a funkčním vlastnostem biomembrán 6 ÚVOD DO METABOLISMU 7 GLYKOLÝZA 8 CITRÁTOVÝ CYKLUS 9 TRANSPORT ELEKTRONŮ A OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE 10 FOTOSYNTÉZA 11 PŘEHLED HLAVNÍCH BLOKŮ METABOLISMU I – se zřetelem k hlavním typům sloučenin v rámci živočišného metabolismu 12 PŘEHLED HLAVNÍCH BLOKŮ METABOLISMU II Poslední úprava: Folk Petr, doc. RNDr., CSc. (18.08.2023)
|
|
||
|
Výsledky učení jsou uspořádány podle kapitol syllabu. 1 VODA A AMINOKYSELINY Vyjmenujte, které vlastnosti vody jsou důležité pro život a vysvětlete co je příčinou takových vlastností. Odvoďte hydrofobní efekt z vlastností molekul vody. Vyjmenujte aminokyseliny vyskytující se v proteinech a nakreslete jejich vzorce. Ze struktur aminokyselin odvoďte jejich vlastnosti. Popište fenomény chiralita a prochiralita. 2 PROTEINOVÉ STRUKTURY Charakterizujte jednotlivé úrovně strukturní organizace proteinů. Uveďte a popište příklady struktur na jednotlivých úrovních. Uveďte, které síly určují stabilitu proteinů. Vysvětlete, jak proteiny zaujímají nativní konformaci a diskutujte roli polárních a nepolárních aminokyselin. 3 FUNKCE proteinů Charakterizujte neuspořádané, fibrilární a globulární proteiny. Vysvětlete, jakou roli hrají chaperony při skládání proteinů. Vyjmenujte hlavní funkce proteinů. Uveďte, jaké interakce zprostředkují vazbu ligandu na protein. Vysvětlete model zámku a klíče a indukovaného přizpůsobení. Vysvětlete pojmy kooperativity a alosterie. 4 Mono- a polysacharidy Uveďte příklady mono-, oligo- a polysacharidů a vysvětlete na nich jejich definice, názvosloví a vlastnosti. Vysvětlete, jak se liší redukující a neredukující disacharidy. Objasněte, jaký má vztah cyklizace monosacharidů a jejich chiralita. Uveďte, jaké struktury a vlastnosti charakterizují aldonové a alduronové kyseliny, alditoly, deoxy-cukry, amino-cukry, glykosaminoglykany, peptidoglykan. 5 Lipidy a membrány Vymezte vlastnosti mastných, tuků a vosků. Diskutujte efekt dvojných vazeb na vlastnosti mastných kyselin. Uveďte příklady terpenů a jejich funkcí. Podejte přehled typů membránových lipidů se zřetelem k fosfolipidům a sfingolipidům. Nakreslete vzorec fosfolipidu. Popište stavbu biomembrán včetně micel a lipozómů. Vysvětlete, na jakém principu se membrány vytvářejí. Uveďte příklady odlišného zastoupení a asymetrického rozložení lipidů v biomembránách. Diskutujte, jak je fluidita membrán ovlivněna složením a teplotou. 6 Úvod do metabolismu Definujte exergonické a endergonické reakce. Vysvětlete, jak souvisí rovnováha reakce se změnou volné energie reakce. Vysvětlete pojem katalýza. Popište jednotlivé základní mechanismy katalýzy. Vyjmenujte, které vlastnosti enzymů jsou zejména důležité pro živé organismy a proč. Uveďte, jakými různými způsoby může buňka regulovat enzymatické reakce. Definujte život a argumentujte čím se živý organismus odlišuje od neživého objektu. Vysvětlete, co to je metabolismus a na jakém principu funguje, se zřetelem ke spřažení prostřednictvím přenašečů redukčních ekvivalentů a makroergních sloučenin fosfátu. Uveďte hlavní typy makroergních sloučenin a vysvětlete v čem tkví příčiny „vysokoenergetického“ charakteru ATP. 7 GLYKOLÝZA Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o glykolýze – role v metabolismu, fáze, jednotlivé reakce, regulace. Vysvětlete princip transformace energie v průběhu výkonné fáze. Vyjmenujte typy a reakce kvašení a vysvětlete roli kvašení v metabolismu. 8 CITRÁTOVÝ CYKLUS Popište aerobní osud pyruvátu. Představte vlastními slovy, jak funguje pyruvát-dehydrogenázový komplex - stavba, funkce a postupné kroky v průběhu reakce. Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o citrátovém cyklu – role v metabolismu, jednotlivé reakce, regulace. Vysvětlete princip transformace energie v reakcích cyklu. Vysvětlete, co to jsou anaplerotické reakce a jaký mají význam pro buněčný metabolismus. 9 TRANSPORT ELEKTRONŮ A OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE Vysvětlete, na jakých principech fungují komplexy transportu elektronů v mitochondriální membráně a oxidativní fosforylace. Představte hlavní komplexy transportu I až IV jejich složením, typy redox-center a rolí v transportu protonů. Popište strukturu komplexu V a vysvětlete na jakém principu funguje. Odvoďte kolik molekul ATP vznikne v rámci oxidativní fosforylace při oxidaci jedné molekuly glukózy. 10 FOTOSYNTÉZA Vymezte vztah mezi fototrofními a heterotrofními organismy. Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o fotosyntéze. Popište typy fotosystémů a jejich integrace. Vysvětlete princip cyklické a necyklické dráhy transportu elektronů a objasněte, jak a kde vzniká protonový gradient. Popište fotosyntetickou produkci sacharidů včetně tří fází Calvinova cyklu. 11 Přehled hlavních bloků metabolismu I Porovnejte glykolýzu a glukoneogenezi. Popište obejití tří ireverzibilních reakcí glykolýzy. Rozlište cesty syntézy sacharidů, které jsou společné a odlišné pro rostlinnou a živočišnou říši. Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o syntéze mastných kyselin – kompartmentalizace, jednotlivé reakce, regulace. Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o beta-oxidaci mastných kyselin. Porovnejte oba procesy a identifikujte rozdíly. Odvoďte kolik molekul ATP poskytne oxidace jedné molekuly palmityl-CoA. 12 Přehled hlavních bloků metabolismu II Vysvětlete strategie odstraňování dusíkatých metabolitů u živočichů. Popište cyklus močoviny – vstupní reakce, kompartmentalizace, energetická bilance. Proveďte shrnutí drah degradace aminokyselin – vysvětlete rozdíl mezi ketogenními a glukogenními. Vyjmenujte hlavní metabolické osudy glukózy. Vlastními slovy podejte souhrnnou informaci o pentózafosfátové dráze – role v metabolismu, fáze, jednotlivé reakce, regulace. Zhodnoťte význam dráhy pro ochranu organismu před oxidačním poškozením a uveďte příklady. Srovnejte dráhy syntézy purinových a pyrimidinových nukleotidů. Popište, jak vznikají deoxyribonukleotidy. 13 Diskutujte příklady genetických onemocnění, vztahujících se k probíraným metabolickým drahám. Navrhněte jejich využití ve výuce na středních školách. Zdůvodněte význam správné stravy pro život ve zdraví – zhodnoťte roli vitamínů, esenciálních živin, vhodných poměrů neesenciálních živin. Poslední úprava: Folk Petr, doc. RNDr., CSc. (30.01.2026)
|