BIOCHEMIA Z ELEMENTAMI CHEMII

Transkrypt

1 Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Sylabus Przedmiotu BIOCHEMIA Z ELEMENTAMI CHEMII Wydział Kierunek Specjalność Kod przedmiotu Wydział Lekarski I Lekarski - Lek/S/J/1/ Informacje ogólne Nazwa przedmiotu BIOCHEMIA Z ELEMENTAMI CHEMII Nazwa przedmotu nadrzędnego/modułu Rok akademicki / 2019 Rok studiów Pierwszy - Lekarski (stacjonarne, jednolite magisterskie) 2018 Semestr Rok naboru Profil kształcenia Poziom studiów 1, 2 - Lekarski (stacjonarne, jednolite magisterskie) 2018 \ 2018 / Lekarski (stacjonarne, jednolite magisterskie) jednolite magisterskie Tryb studiów Język wykładowy Rodzaj przedmiotu Koordynator przedmiotu stacjonarne polski Zajęcia obowiązkowe Jagodziński Paweł prof. dr hab. Koordynator przedmiotu nadrzędnego/modułu Osoba zaliczająca - Jagodziński Paweł prof. dr hab. Osoby prowadzące 2. CELE KSZTAŁCENIA. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA MODUŁU/PRZEDMIOTU Przedmiot Biochemia z elementami chemii dla I roku kierunku lekarskiego na Wydziale Lekarskim I obejmuje zagadnienia dotyczące podstaw chemii bionieorganicznej, bioorganicznej i fizycznej, niezbędne dla poznania i zrozumienia procesów metabolicznych w dalszym etapie studiów medycznych. Celem nauczania przedmiotu jest umożliwienie studentom medycyny poznania zależności miedzy strukturą, właściwościami chemicznymi i funkcjami związków chemicznych o działaniu biologicznym. Wprowadzenie w zagadnienia chemii procesów życiowych i podstaw biochemii na poziomie odpowiadającym aktualnemu postępowi w naukach biologiczno-chemicznych, ma na celu także nabycie zdolności krytycznego myślenia oraz stosowania przyswojonej wiedzy do rozwiązywania problemów związanych ze zdrowiem i chorobą. 3. WYMAGANIA WSTĘPNE Przedmiot Biochemia z elementami chemii dla I roku kierunku lekarskiego na Wydziale Lekarskim I obejmuje zagadnienia dotyczące podstaw chemii bionieorganicznej, bioorganicznej i fizycznej, niezbędne dla poznania i zrozumienia procesów metabolicznych w dalszym etapie studiów medycznych. Celem nauczania przedmiotu jest umożliwienie studentom medycyny poznania zależności miedzy strukturą, właściwościami chemicznymi i funkcjami związków chemicznych o działaniu biologicznym. Wprowadzenie w zagadnienia chemii procesów życiowych i podstaw biochemii na poziomie odpowiadającym aktualnemu postępowi w naukach biologiczno-chemicznych, ma na celu także nabycie zdolności krytycznego myślenia oraz stosowania przyswojonej wiedzy do rozwiązywania problemów związanych ze zdrowiem i chorobą. 4. TREŚCI PROGRAMOWE I. Wykład: Struktura i funkcje biologiczne białek. 1. Peptydy wykazujące aktywność biologiczną, hormony. 2. Struktura białek i jej modyfikacje. 3. Funkcje biologiczne białek. Seminarium: Właściwości koloidalne i enzymatyczne białek 1. Podział aminokwasów białkowych ze względu na budowę, zapotrzebowanie organizmu i metabolizm. 2. Wiązanie peptydowe i jego charakterystyka. 3. Aminokwasy niebiałkowe, rzadko występujące w organizmie ludzkim oraz stosowane w lecznictwie. 4. Analiza jakościowa i ilościowa białek. 5. Budowa, rola i działanie enzymów. 6. Podział enzymów na klasy. Izoenzymy. 7. Zasady kinetyki reakcji enzymatycznej (szybkość reakcji, stała Michaelisa). 8. Kwasowo-zasadowe właściwości aminokwasów. Ćwiczenie: Właściwości kwasowo-zasadowe aminokwasów i białek. Kinetyka reakcji enzymatycznych. 1. Kwasowo-zasadowe właściwości aminokwasów, identyfikacja na podstawie wybranych reakcji charakterystycznych. 2. Analiza jakościowa i ilościowa białek. II. Wykład: Węglowodany proste i złożone struktura i występowanie w organizmie człowieka 1. Klasyfikacja i biologiczne pochodne węglowodanów. 2. Homo- i heteroglikany, glikoproteiny i proteoglikany. Ćwiczenie: Właściwości węglowodanów i lipidów prostych oraz złożonych 1. Reakcje charakterystyczne węglowodanów. 2. Odróżnianie aldoz od ketoz i cukrów redukujących od nieredukujących. 3. Wykrywanie obecności cukrów w żywności. 4. Hydroliza skrobi. 5. Kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone Rodziny ω-kwasów Kwasy tłuszczowe występujące w sfingolipidach. 6. Reakcje zachodzące w organizmach żywych z udziałem kwasów tłuszczowych (utlenianie, redukcja, izomeryzacja, epimeryzacja, estryfikacja, peroksydacja). 7. Mydła i detergenty. 8. Funkcje i występowanie poszczególnych klas lipidów w organizmie człowieka. 9. Badanie właściwości kwasów karboksylowych, tłuszczowych i lipidów. 10. Analiza chromatograficzna składników lipidowych surowicy krwi. 11. Oznaczanie wybranych lipidów surowicy krwi. III. Seminarium: Wstęp do równowagi kwasowo-zasadowej i wodno-elektrolitowej 1. Równowaga kwasowo-zasadowa Roztwory buforowe i ich działanie, równanie Hendersona-Hasselbalcha, pojemność buforowa. 2. Gospodarka wodno-elektrolitowa Znaczenie wody dla organizmu człowieka, woda ustrojowa i jej bilans, przestrzenie wodne. Ćwiczenie: Regulacja i zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej. Elektrolity płynów wewnątrz- i pozakomórkowych. 1. Działanie buforów przestrzeni zewnątrz- i wewnątrzkomórkowej (bufor wodorowęglanowy, fosforanowy, amoniakalny, hemoglobinianowy, białczanowy). 2. Regulacja równowagi kwasowo-zasadowej w płucach, Wydrukowano: 28 września 2018, 7:24 strona: 1 z 5

2 nerkach, wątrobie, tkance kostnej i ślinie, zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej. 3. Wartości prawidłowe homeostazy kwasowo-zasadowej. 3.1 Elektrolity płynów wewnątrz- i pozakomórkowych - stężenia, osmolalność. 3.2 Charakterystyka mikropierwiastków i istotnych pierwiastków śladowych. 4. Obliczanie wartości ph i poh roztworów jednoskładnikowych i buforów z wykorzystaniem równania Hendersona-Hasselbalcha. Wyznaczanie pojemności buforowej. 5. Równowaga Gibbsa-Donnana i jej konsekwencje dla organizmu (wchłanianie leków). IV. Ćwiczenie: Stres oksydacyjny, jego biomarkery, antyoksydanty endogenne i egzogenne 1. Endogenne i egzogenne źródła wolnych rodników, reaktywnych form tlenu, azotu i chloru, ich oddziaływanie na biocząsteczki. 2. Stres oksydacyjny. 3. Mechanizmy obronne Antyoksydanty enzymatyczne prewencyjne Antyoksydanty nieenzymatyczne Antyoksydanty naprawcze. 4. Biomarkery stresu oksydacyjnego w organizmie człowieka. 5. Oznaczanie wybranych parametrów stresu oksydacyjnego Całkowity status antyoksydacyjny osocza, FRAP Oznaczanie stężenia związków polifenolowych w ekstraktach roślinnych 5.3. Oznaczanie stężenia Fe+2 w surowicy krwi. V. Wykłady: 1. Koenzymy oraz rola witamin jako ich prekursorów 1.1. Struktura enzymów: grupa prostetyczna, apoenzym Koenzymy i rola witamin jako ich składników. 2. Utlenianie biologiczne glikoliza, glukoneogeneza, β-oksydacja 2.1. Glikoliza jako główny szlak zużywania glukozy Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu. Dehydrogenaza pirogronianowa Glukoneogeneza Utlenianie kwasów tłuszczowych. Acetylo-CoA jako aktywator allosteryczny glukoneogenezy Ciała ketonowe. 3. Utleniania biologiczne cykl kwasu cytrynowego i fosforylacja oksydacyjna 3.1. Cykl kwasu cytrynowego: metabolity i enzymy, źródła acetylo-coa i szczawiooctanu, włączanie aminokwasów do cyklu, wytwarzanie równoważników redukcyjnych, znaczenie cyklu dla integracji metabolizmu komórki Fosforylacja oksydacyjna. Łańcuch oddechowy: źródła równoważników redukcyjnych, struktura poszczególnych ogniw łańcucha oddechowego, transport elektronów i jego inhibitory, miejsca sprzężenia transportu elektronów z syntezą ATP, hipoteza chemiosmotyczna, inhibitory. 4. Stres oksydacyjny. Biosynteza i funkcja tlenku azotu (NO) Reaktywne formy tlenu Czynniki antyutleniające Reakcje utleniania składników komórkowych przez reaktywne formy tlenu i towarzyszące im zmiany chorobowe Biosynteza tlenku azotu Udział tlenku azotu w rozkurczaniu mięśni gładkich naczyń krwionośnych Fizjologiczne i patologiczne funkcje tlenku azotu. 5. Molekularne aspekty skurczu mięśnia Struktura i funkcjonowanie mięśnia szkieletowego, sercowego i gładkiego Mechanizm molekularny skurczu mięśnia Regulacja skurczu mięśnia, rola Ca Biochemiczne przyczyny hipertermii złośliwej u ludzi Dystrofie mięśniowe Biochemiczne przyczyny wrodzonych kardiomiopatii Metabolizm aminokwasów 6.1. Aminokwasy egzo- i endogenne: biosynteza aminokwasów endogennych Katabolizm szkieletów węglowych aminokwasów. Aminokwasy cukrotwórcze i ketotwórcze Wrodzone wady przemian: fenyloalaniny, tyrozyny, glicyny, proliny, histydyny, tryptofanu, lizyny, aminokwasów o łańcuchu rozgałęzionym oraz zawierających siarkę Biologicznie czynne pochodne aminokwasów: hormony tarczycy (trijodotyronina, tyroksyna), aminy katecholowe (dopamina, noradrenalina, adrenalina), aminy indolowe (serotonina, melatonina), cholina i acetylocholina, poliaminy (spermidyna, spermina), kreatyna i kreatynina. Seminaria i ćwiczenia: 1. Metabolizm monosacharydów 1.1 Transport cukrów prostych przez błony komórkowe. 1.2 Fosforylacja glukozy w wątrobie i w tkankach obwodowych. 1.3 Glikoliza Cykl pentozofosforanowy Glukoneogeneza Przemiany fruktozy i galaktozy. 2. Metabolizm polisacharydów Trawienie węglowodanów w przewodzie pokarmowym Metabolizm glikogenu Regulacja hormonalna przemian glikogenu Synteza prekursorów glikozaminoglikanów Synteza proteoglikanów i glikoprotein. 3. Biochemiczne podstawy zaburzeń metabolizmu węglowodanów (galaktozemia, fruktozuria, wrodzona nietolerancja fruktozy, zaćma cukrzycowa oraz niedobór dehydrogenazy glukozo-6 fosforanowej w krwince czerwonej, choroby spichrzeniowe, mukopolisacharydozy). 4. Oznaczanie stężenia glukozy i aktywności α-amylazy. 5. Metabolizm kwasów tłuszczowych Synteza nasyconych kwasów tłuszczowych Regulacja syntezy kwasów tłuszczowych Utlenianie kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych Ketogeneza Współzależność pomiędzy metabolizmem kwasów tłuszczowych i glukozy. 6. Metabolizm lipidów prostych i złożonych Biosynteza i degradacja TAG Biosynteza i degradacja fosfoglicerydów Biosynteza i degradacja sfingolipidów. 7. Transport lipidów w osoczu krwi Ilościowy i jakościowy skład lipidowy osocza krwi Formy transportowe lipidów osocza (lipoproteiny) Metabolizm chylomikronów oraz lipoprotein o bardzo małej gęstości (VLDL) Udział wątroby oraz tkanki tłuszczowej w metabolizmie TAG Transport w osoczu i wychwytywanie wolnych kw. tłuszczowych przez tkanki Metabolizm lipoprotein o małej (LDL) oraz dużej gęstości (HDL) Udział wątroby w usuwaniu nadmiaru cholesterolu z osocza krwi Kwasy żółciowe. 8. Biochemiczne podstawy zaburzeń metabolizmu lipidów. Dyslipoproteinemie pierwotne i wtórne. 9. Preparatyka i analiza tłuszczów. 5. OPIS ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA MODUŁU/PRZEDMIOTU ORAZ WERYFIKACJA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA EFEKTY KSZTAŁCENIA PO ZAKOŃCZENIU ZAJĘĆ STUDENT OSIĄGNIE W ZAKRESIE: Numer standardu kształcenia lub kierunkowego efektu kształcenia WIEDZY Odniesienie do charakterystyki drugiego stopnia Polskiej Ramy Kwalifikacji Sposób oceny/metoda weryfikacji zakładanych efektów kształcenia Metody realizacji opisuje gospodarkę wodno-elektrolitową w układach biologicznych B.W1., zna podstawowe reakcje związków nieorganicznych i organicznych w roztworach wodnych B.W4., kolokwium zna budowę prostych związków organicznych wchodzących w skład makrocząsteczek obecnych w komórkach, macierzy zewnątrzkomórkowej i płynów ustrojowych B.W10. wykłady opisuje budowę lipidów i polisacharydów oraz ich funkcje w strukturach komórkowych i pozakomórkowych B.W11., Wydrukowano: 28 września 2018, 7:24 strona: 2 z 5

3 charakteryzuje struktury I-, II-, III- oraz IV-rzędowe białek; zna modyfikacje potranslacyjne i funkcjonalne białka oraz ich znaczenie B.W12. opisuje równowagę kwasowo-zasadową oraz mechanizm działania buforów i ich znaczenie w homeostazie ustrojowej B.W2.,, kolokwium seminaria opisuje podstawowe szlaki kataboliczne i anaboliczne, sposoby ich regulacji oraz wpływ czynników genetycznych i środowiskowych; B.W15. zna i rozumie pojęcia: rozpuszczalność, ciśnienie osmotyczne, izotonia, roztwory koloidalne i równowaga Gibbsa-Donnana B.W3., zna enzymy biorące udział w trawieniu, mechanizm wytwarzania kwasu solnego w żołądku, rolę żółci, przebieg wchłaniania produktów trawienia oraz zaburzenia z nimi związane B.W18. seminaria zna profile metaboliczne podstawowych narządów i układów B.W16. zna pojęcia: potencjał oksydacyjny organizmu i stres oksydacyjny B.W17. P7S_WK, wykłady, zna konsekwencje niewłaściwego odżywiania, w tym długotrwałego głodowania, przyjmowania zbyt obfitych posiłków oraz stosowania niezbilansowanej diety B.W19. P7S_WK zna konsekwencje niedoboru witamin lub minerałów oraz ich nadmiaru w organizmie B.W20. zna mechanizm działania hormonów oraz konsekwencje zaburzeń regulacji hormonalnej B.W26. UMIEJĘTNOŚCI oblicza stężenia molowe i procentowe związków oraz stężenia substancji w roztworach izoosmotycznych, jedno- i wieloskładnikowych B.U3. P7S_UW określa ph roztworu i wpływ zmian ph na związki nieorganiczne i organiczne B.U5. P7S_UW przewiduje kierunek procesów biochemicznych w zależności od stanu energetycznego komórek B.U6. P7S_UW posługuje się podstawowymi technikami laboratoryjnymi, takimi jak: analiza jakościowa, miareczkowanie, kolorymetria, pehametria, chromatografia, elektroforeza białek i kwasów nukleinowych B.U9. P7S_UW planuje i wykonuje proste badanie naukowe oraz interpretuje jego wyniki i wyciąga wnioski B.U14. P7S_UW KOMPETENCJI Wydrukowano: 28 września 2018, 7:24 strona: 3 z 5

4 6. METODY DYDAKTYCZNE I NAKŁAD PRACY STUDENTA FORMA ZAJĘĆ CAŁKOWITY NAKŁAD PRACY STUDENTA LICZBA GODZIN LICZBA GODZIN SAMODZIELNEJ KONTAKTOWYCH PRACY STUDENTA LICZBA GODZIN ELEARNING PUNKTY ECTS SEMINARIA ,0 ĆWICZENIA-A ,0 METODY DYDAKTYCZNE prelekcja dyskusje warsztaty dyskusje konwersatoria WYKŁADY ,0 wykład ŁĄCZNY NAKŁAD PRACY STUDENTA ,0 / 5,00 7. KRYTERIA OCENY CHEMIA 1. Zaliczenie zajęć z Chemii, w ramach modułu, obejmuje spełnienie łącznie niżej podanych kryteriów: wykonanie wskazanych przez asystenta doświadczeń mających na celu wykazanie właściwości chemicznych i fizycznych odpowiedniej grupy związków ważnych biologicznie (skala punktów 0-1), przedstawienie ćwiczącej grupie studenckiej wyników przeprowadzonych doświadczeń oraz dostarczenia ich asystentowi w postaci protokołów (skala punktów 0-1), student, który podczas zajęć wykaże się aktywną postawą, mającą podstawy merytoryczne, zostanie dodatkowo oceniony w skali 0-1 pkt. 2. Warunkiem zaliczenia zajęć z Chemii jest uzyskanie 8 punktów, przy maksimum stanowiącym 12 punktów, które można zgromadzić w ciągu ich trwania (seminaria, ćwiczenia laboratoryjne). 3. Dopuszcza się jedną nieobecność na zajęciach usprawiedliwioną zwolnieniem lekarskim. Nieobecność tę można odrobić po zakończeniu zajęć danej grupy w terminie ustalonym przez koordynatora przedmiotu. 4. Sprawdzian zaliczeniowy oraz z całego modułu odbywa się po zakończeniu zajęć w terminie uzgodnionym z jego koordynatorem (prof. dr hab. Paweł Jagodziński). Warunki zaliczenia modułu i u podaje koordynator z uwzględnieniem zaliczenia 60% pytań z Chemii. BIOCHEMIA W celu ciągłej i obiektywnej oceny postępów w nauce stosowany jest system punktowy. Ocena postępów w nauce jest podawana do wiadomości zainteresowanych studentów. Punktowane są następujące elementy procesu dydaktycznego: 1. Ćwiczenia laboratoryjne: za przygotowanie teoretyczne, wykonanie ćwiczenia i opracowanie protokołu od 0 do 5 pkt. za każde ćwiczenie. Student nieprzygotowany teoretycznie nie może być dopuszczony do zajęć i nie otrzymuje punktów. 2. Ćwiczenia konwersatoryjne: za przygotowanie i przedstawienie prezentacji multimedialnej można uzyskać od 0 do 10 pkt. 3. Łącznie student może uzyskać 20 pkt co stanowi 100% całkowitej puli punktów. 4. Student, który zgromadzi min. 12 pkt (60%) uzyskuje zaliczenie zajęć z bloku biochemii. ZALICZENIE MODUŁU 1. Warunkiem uzyskania zaliczenia zajęć realizowanych w ramach modułu Biochemia z elementami chemii z jest uzyskanie zaliczeń obu bloków wchodzących w skład modułu. 2. Warunkiem uzyskania zaliczenia zajęć w poszczególnych blokach jest uzyskanie minimum 60% punktów przewidzianych programem bloku. Student, który uzyskał mniej niż 60% punktów może ubiegać się o zaliczenie zajęć na podstawie kolokwium zaliczeniowego z całości materiału obowiązującego w danym bloku, w formie określonej przez Kierownika jednostki prowadzącej zajęcia. 3. Student, który uzyskał oba zaliczenia bloków może przystąpić do sprawdzianu zaliczeniowego z całego modułu, który odbędzie się po zakończeniu zajęć w terminie ustalonym przez Koordynatora modułu (w porozumieniu ze Starostą Roku). 4. Sprawdzian zaliczeniowy z modułu ma formę testową (na platformie OLAT), składa się z 60 pytań (15 chemia + 45 biochemia) z zakresu materiału przewidzianego programem seminariów i ćwiczeń w obu blokach. 5. W przypadku uzyskania oceny negatywnej lub nieprzystąpienia do sprawdzianu zaliczeniowego, student ma prawo do 1-krotnego poprawiania go w terminie ustalonym przez Koordynatora modułu. Student, który nie poprawi tego sprawdzianu, nie uzyska zaliczenia modułu w bieżącym roku akademickim. 6. W ciągu całego modułu student może uzyskać łącznie 92 punkty, co stanowi 100% punktów możliwych do zdobycia z obu bloków i sprawdzianu zaliczeniowego ( ). 7. Wszystkie punkty zgromadzone w module powyżej progu zaliczenia (60% = 55 pkt.) zostaną przeliczone na punkty acyjne według następującego wzoru: punkty acyjne = (suma punktów studenta 55 pkt.) x 0,1 (czyli po 0,1 pkt. egz. za każdy cały punkt powyżej progu zaliczenia, maksymalnie 3,7 pkt.) i jako premia za systematyczne i dobre postępy w nauce zostaną doliczone do uzyskanego wyniku u (dotyczy u w pierwszym terminie). 8. LITERATURA PODSTAWOWA 1. Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Biochemia Harpera. Ilustrowana., PZWL, Iskra M. i wsp. Wybrane zagadnienia z chemii medycznej. Część I. Podstawy teoretyczne., Wyd. Akademia Medyczna, Poznań, Iskra M. i wsp. Wybrane zagadnienia z chemii medycznej. Część II. Doświadczenia., Wyd. Uniwersytet Medyczny, Poznań, LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA 1. Edward Bańkowski Biochemia. Podręcznik dla studentów uczelni medycznych, Edra Urban & Partner, REGULAMIN ZAJĘĆ Dodano w formie załącznika plikowego. 11. PLAN ORGANIZACJI ZAJĘĆ Dodano w formie załącznika plikowego. Wydrukowano: 28 września 2018, 7:24 strona: 4 z 5

5 12. KOŁA NAUKOWE Koło Biochemiczne 13. INFORMACJE KOŃCOWE ul. Święcickiego 6, Poznań 14. SYSTEM OCENIANIA OCENA LOKALNA DEFINICJA LOKALNA OCENA ECTS DEFINICJA ECTS 5 bardzo dobry - znakomita wiedza, umiejętności i komptencje A celujący - wybitne osiągnięcia 4,5 ponad dobry - bardzo dobra wiedza, umiejętności i kompetencje B bardzo dobry - powyżej średniego standardu z pewnymi błędami 4 dobry - opanowanie wiedzy, umiejętności i kompetencji na dobrym poziomie C dobry - generalnie solidna praca z szeregiem zauważalnych błędów 3,5 dość dobry - zadowalająca wiedza, umiejętności i kompetencje, ale ze znacznymi niedociągnięciami D zadowalający - zadowalający, ale ze znaczącymi błędami 3 dostateczny - zadowalająca wiedza, umiejętności i kompetencje z licznymi błędami E dostateczny - wyniki spełniają minimalne kryteria 2 niedostateczny - niezadowalające osiągnięcie wiedzy, umiejętności i kompetencji FX,F niedostateczny - podstawowe braki w opanowaniu materiału Wydrukowano: 28 września 2018, 7:24 strona: 5 z 5