Detail předmětu

Biofyzikální chemie

FCH-MCO_BFCHAk. rok: 2016/2017

Předmět se zaměřuje na aplikaci základních teoretických poznatků fyzikální chemie na biologické systémy. Jedná se o hraniční předmět mezi fyzikou, chemií a biologií, který umožní získání molekulárního a strukturního pohledu na biologicky důležité a medicínsky významné děje. Klíčová pozornost je věnována přesahu základních teoretických poznatků do analytické (pokročilé metody studia a interpretace struktury a funkce biopolymerů) a aplikační oblasti.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Výsledky učení předmětu

Znalost základních principů chemické termodynamiky a kinetiky a jejich aplikace na biologické systémy.

Prerekvizity

Znalosti z vybraných kapitol z předmětů Fyzikální chemie I, II a Biochemie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška: písemná i ústní.

Osnovy výuky

Osnova je členěna podle týdenní výuky:

1., 2. Základní koncepty a strategie biofyzikální chemie (co je biofyzikální chemie, biomolekuly – struktura a funkce, nekovalentní interakce, buněčné prostředí)
3., 4. Prostorové uspořádání biopolymerů (význam nekovalentních vazeb pro biologické systémy, metody studia prostorového uspořádání)
5., 6. Bioenergetika (rovnovážná a nerovnovážná a statistická termodynamika při studiu biologických systémů, konstanta stability komplexů a metody jejího stanovení)
7. Kinetika biologických procesů (kinetika de(re)naturace bílkovin, enzymová kinetika, farmakokinetika)
8. Transport v živých soustavách (polopropustné membrány, přenos hmoty, přenos informace, osmotické jevy, Donnanovy rovnováhy)
9. Fázové přechody biopolymerů (rozpustnost, denaturace polymerů, krystalizace, fázové diagramy)
10., 11. Elektrochemie biopolymerů (aktivita (poly)elektrolytů, disociace a solvatace bipolymerů, vsolování a vysolování bílkovin, Hoffmeisterova řada, pufrační rovnováhy v roztocích biopolymerů – pH tělních tekutin,...)
12. Výpočtové metody při studiu struktury a dynamiky biopolymerů
13. Přesah biofyzikální chemie do průmyslových aplikací

Učební cíle

Cílem předmětu je uvést studenty do problematiky aplikace základních poznatků fyzikální chemie na konkrétní biologické systémy a děje. Studenti by si v průběhu kurzu měli vytvořit/zopakovat základní pojmový aparát a seznámit se s klíčovými oblastmi aplikace termodynamických a kinetických principů v biologických vědách.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je nepovinná, doporučená.

Základní literatura

Kodíček M. Karpenko V.: Biofysikální chemie. Academia, 2000 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_MA magisterský navazující

    obor NPCO_MA , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program NPCP_SCH magisterský navazující

    obor NPCO_SCH , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program NKCP_SCH magisterský navazující

    obor NKCO_SCH , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.