Propozycje Przedmiot do wyboru dla studentów III roku chemii w roku akademickim 2009/2010, semestr zimowy.

Transkrypt

1 Propozycje Przedmiot do wyboru dla studentów III roku chemii w roku akademickim 2009/2010, semestr zimowy. 1. Chemia metali cięŝkich w środowisku - dr Paweł Urbaniak Rok/ semestr Punkty ECTS Chemia metali cięŝkich w środowisku. III rok /zimowy wykład 30 godzin, konwersatorium 30 godzin 4 dr Paweł Urbaniak, pracownicy Zakładu Chemii Nieorganicznej Opanowanie wiedzy w zakresie podstawowym z chemii nieorganicznej oraz analitycznej Metale cięŝkie, podobnie jak wszystkie pierwiastki śladowe, są waŝnym składnikiem biosfery. m nauczania przedmiotu jest poszerzenie wiedzy dotyczącej właściwości metali cięŝkich oraz ich wpływu na środowisko przyrodnicze. W przeciwieństwie do wielu innych wykładów o tej tematyce, główny nacisk będzie połoŝony na omówienie chemizmu procesów związanych z obecnością metali cięŝkich w środowisku oraz na praktyczny aspekt analityczny. Studenci będą mogli powiązać dotychczas zdobytą wiedzę z chemii ogólnej, analitycznej i nieorganicznej z praktyczną wiedzą o środowisku. Zajęcia zapoznają z mechanizmami decydującymi o przemianach oraz o migracji metali cięŝkich w środowisku, a takŝe przekazują umiejętność przewidywania zachowania metali cięŝkich w środowisku i oceny zagroŝenia środowiskowego. Stan środowiska przyrodniczego, zagroŝenia przez pierwiastki śladowe. Znaczenie gospodarcze metali cięŝkich. Właściwości i źródła metali cięŝkich w środowisku. Występowanie metali w przyrodzie, typy rud i ich pochodzenie, cykle biogeochemiczne. Klasyfikacja geochemiczna pierwiastków. Procesy przemysłowe, w których metale cięŝkie i kolorowe odprowadzane są do środowiska. Metale cięŝkie w powietrzu atmosferycznym formy występowania, procesy chemiczne z ich udziałem, skutki zanieczyszczenia, ochrona. Metale cięŝkie w wodach podziemnych formy występowania, procesy chemiczne z ich udziałem. Zachowanie się metali cięŝkich w wodach powierzchniowych formy występowania, przemiany chemiczne. Zjawisko akumulacji w osadach dennych rzek. Uwalnianie metali z osadów. Dopuszczalne zawartości metali cięŝkich w wodzie pitnej oraz w wodach powierzchniowych. Zjawisko bioakumulacji metali w ekosystemach wodnych. Metale cięŝkie w glebie formy występowania, przemiany chemiczne. Kwasy humusowe. Czynniki wpływające na ruchliwość metali cięŝkich w glebach. Naturalne zawartości metali cięŝkich w roślinach. Metalofity. Fitoindykacja Kierunki i sposoby rekultywacji gleb zanieczyszczonych metalami cięŝkimi. MoŜliwości wykorzystania hiperakumulatorów i roślin uprawnych do fitoremediacji. Postępowanie z odpadami zawierającymi metale cięŝkie ogólna koncepcja i strategia działania. Postępowanie z osadami ściekowymi bogatymi w metale cięŝkie. Bioremediacja. Metody badania metali cięŝkich w próbkach środowiskowych. Metody nieinwazyjne i inwazyjne. Metody spektrofotometryczne, elektrochemiczne i chromatograficzne w analizie metali cięŝkich. Analiza specjacyjna metali. 1

2 Warunki Zalecana lista Metale cięŝkie: połoŝenie w układzie okresowym, właściwości, typy wiązań. Właściwości chemiczne, amfoteryczność. Procesy utleniania i redukcji. Związki kompleksowe budowa. Trwałość związków kompleksowych. Otrzymywanie metali na skale laboratoryjną, półtechniczną i przemysłową. Oczyszczanie metali. Wykorzystanie metali procesy katalizy z udziałem metali cięŝkich, inne procesy przemysłowe z udziałem metali cięŝkich. Obieg pierwiastków w przyrodzie - cykle biogeochemiczne pierwiastków. Powietrze jako droga transportu metali w środowisku. Główne źródła zanieczyszczenia powietrza..zjawisko biologicznej wolatylizacji metali w środowiskach wodnych i anaerobowych. Zjawisko akumulacji w osadach dennych rzek. Uwalnianie metali z osadów - obliczenia. Czynniki wpływające na ruchliwość metali cięŝkich w glebach (całkowita pojemność sorpcyjna, ph, potencjał redox, ilość i skład substancji organicznej). Metody spektroskopowe analizy metali cięŝkich i ich związków. Metody elektroanalityczne. Metody chromatograficzne. Metody badania metali w próbkach środowiskowych. Sposoby przygotowania badań, pobierania próbek, wykonywania oznaczeń. Analiza specjacyjna. egzamin pisemny, konwersatorium: złoŝenie i zaliczenie pracy pisemnej związanej z tematyką. VanLoon G., Duffy S., Chemia środowiska, PWN Warszawa 2007 Alloway B.J., D.C. Ayers D.C. Chemiczne podstawy zanieczyszczenia środowiska. PWN Warszawa Kabata-Pendias A., Pendias H.B. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN Warszawa Migaszewski Z.M., Gałuszka A., Podstawy geochemii środowiska, Wyd WNT Warszawa 2007 Andrews J.E i in., Wprowadzenie do chemii środowiska, Wyd WNT Warszawa 2000 O Neill P., Chemia środowiska, PWN Warszawa Chemia biologiczna I - prof. dr hab. Zbigniew Kudzin Chemia biologiczna I Rok/ semestr III rok chemii / semestr 5 Wykład / 30 godzin, Konwersatorium / 30 godzin Punkty ECTS 4 prof. dr hab. Zbigniew Kudzin; Konwersatorium: Ewolucja chemiczna - powstanie śycia na Ziemi (Kosmosie). Od protokomórki do organizmów wielokomórkowych. Charakteryzacja zestawu biomolekuł pierwotnych: aminokwasów, białek, protein; węglowodanów; kwasów nukleinowych. Aminokwasy (AK). Budowa, nomenklatura, zapisy triadowe i monoliterowe. Właściwości fizyko-chemiczne AK: równowagi protonolityczne (pk, phi), czynność optyczna, reaktywność. Analiza AK: metody detekcji, rozdział AK na drodze chromatografii cieczowej (TLC, LC, HPLC, analizatory AK) oraz chromatografii gazowej (GC, GC-MS). Synteza AK, synteza abiogenna (prebiotyczna). Peptydy i białka. Podział, budowa i nomenklatura (zapisy triadowe i monoliterowe). Właściwości fizyko-chemiczne peptydów: równowagi 2

3 Warunki Egzamin Konwersatorium: protonolityczne (pk, phi), hydroliza chemiczna i enzymatyczna. Struktura i tworzenie wiązania peptydowego. Struktury I, II, III i IV-rzędowe. Metody syntezy peptydów (metody DCC, NCA, estrów aktywnych, synteza na fazie stałej). Analiza peptydów (oznaczanie składu aminokwasowego, aminokwasów C-końcowego i N-końcowego, sekwencjonowanie peptydów). Kwasy nukleinowe: Struktura, nazewnictwo właściwości fizykochemiczne zasad nukleinowych. Nukleozydy: seria rybozo i dezoksyrybozo, nietypowe nukleozydy. Kwasy okso-fosforowe struktura i nazewnictwo. Pochodne kwasu fosforowego (V) kwasy polifosforowe, bezwodniki, estry (monoestry, diestry i triestry), amidy. Nukleotydy struktura i nazewnictwo. Nietypowe nukleotydy (NAD, FAD, TDP, CoA). Oligonukleotydy struktura wiązania internukleotydowego. 3. Rola specyficznych oddziaływań w uwarunkowaniu struktury i funkcji biomolekuł (wybrane zagadnienia z biochemii i biofizyki). dr hab. Bartłomiej Pałecz prof. UŁ Rola specyficznych oddziaływań w uwarunkowaniu struktury i funkcji biomolekuł (wybrane zagadnienia z biochemii i biofizyki). Rok/ semestr III rok chemii / semestr 5 Punkty ECTS 4 Wykład / 30 godzin, Konwersatorium / 30 godzin dr hab. Bartłomiej Pałecz prof. UŁ; Konwersatorium: pracownicy Katedry Chemii Fizcznej znajomość chemii organicznej i chemii fizycznej poznanie podstaw biochemii i biofizyki Presynteza biomolekuł pierwotnych - współczesne hipotezy. Aminokwasy - budowa, właściwości, lipofilowość podstawników bocznych naturalnych aminokwasów. Struktura i funkcje białek - wiązanie peptydowe, budowa łańcucha polipeptydowego, wiązania wodorowe odpowiedzialne za trójwymiarową strukturę białek (helisa α, nić β, zwrot β, pętla), struktura kolagenu, oddziaływania specyficzne wywołujące fałdowanie łańcuchów polipeptydowych białek, cztery zasadnicze poziomy organizacji łańcuchów polipeptydowych białek, denaturacja i redenaturacja białka, omówienie kilku wybranych białek (mioglobina, hemoglobina) ich budowy i funkcji jakie pełnią w organizmie. Enzymy - znaczenie, rola katalizy enzymatycznej, klasyfikacja. DNA i RNA - budowa cząsteczek - specyficzne wiązania a przestrzenna architektura helis DNA i RNA, udział wiązań wodorowych w tworzeniu podwójnej spirali DNA, proces replikacji jednoniciowego DNA, proces transkrypcji DNA na m-rna, rybosomowy mechanizm translacji m-rna za pośrednictwem t-rna na konkretne białko. Kancerogenne białko - leki zakłócające jego biosyntezę. Cząsteczki ATP, ADP jako nośniki energii. 3

4 Warunki Lipidy ich budowa i znaczenie (oddziaływania odpowiedzialne za budowe błony komórkowej). Mechanizmy transportu przez błony komórkowe. (ATP-aza Na +, K + i Ca +2, Mg +2 ). Witaminy, antyoksydanty. Struktura i właściwości wodnych roztworów.typy oddziaływań stabilizujące makromolekularne struktury przestrzenne: wiązana wodorowe, mostki solne, mostki dwusiarczkowi, oddziaływania van der Waalsa, efekty hydrofobowe. Skale lipofilowe aminokwasowych podstawników bocznych Omówienie technik eksperymentalnych stosowanych do analizy: aminokwasów, białek, DNA i RNA, błon komórkowych. Budowa krwi, biofizyka procesów krąŝenia. Omówienie podstawowych cyklów metabolicznych. Wolne rodniki, rola witamin jako antyoksydantów. Toksyczne działanie trucizn, jadów i narkotyków na organizmy. Wystąpienia studentów, obejmujące program realizowany podczas wykładu. egzamin pisemny lub ustny Konwersatorium: ocena krótkich wystąpień, kolokwium ustne. L. Stryer Biochemia PWN Warszawa 1997 R.K. Murray et. al., Biochemia Harpera PZWL. Warszawa 1994 A. Lehninger Biochemia PWRL Warszawa 1979 M. Bryszewska, W. Leyko, Biofizyka dla biologów PWN Warszawa 1997 M. Bryszewska, W. Leyko Biofizyka kwasów nukleinowych dla biologów PWN Warszawa 2000 K. Dołowy, A. Szewczyk, S. Pikuła, Błony biologiczne Wyd. Śląsk 2003 Materiały dostarczone przez prowadzącego (PowerPoint) 4. Podstawy toksykologii i ekotoksykologii. dr Andrzej Kabziński Rok/ semestr III rok; semestr 5 Punkty ECTS Warunki Podstawy toksykologii i ekotoksykologii wykład - 30 godz. konwersatorium 30 godz. 4 pkt. ECTS dr inŝ. Andrzej Kabziński znajomości podstaw chemii, fizyki oraz biologii komórki i anatomii Zapoznanie z podstawami toksykologii i ekotoksykologii oraz omówienie dróg i mechanizmów wchłaniania ksenobiotyków do ustroju organizmów Ŝywych.. Zapoznanie z podstawami toksykologii i ekotoksykologii (his-toria rozwoju, podstawowe pojęcia i definicje, podział na dyscy-pliny). Omówienie dróg i mechanizmów wchłaniania ksenobioty-ków do ustroju organizmów Ŝywych. Omówienie oddziaływania ksenobiotyków i toksyn w ekosystemach naturalnych. Omówienie działania podstawowych związków toksycznych występujących w środowisku człowieka. Główne biowskaźniki intoksykacji na ksenobiotyki, metale cięŝkie oraz toksyny naturalne. Fizyczne czynniki szliwe dla zdrowia.????????? Pisanie pracy przejściowej na wylosowany temat oraz egzamin ustny z zakresu materiału wykładowego 1. Pr. zbiorowa (Red. J.K.Piotrowski), Podstawy toksykologii, WNT, A.Sadowski, G.Obidowska, M.Rumowska, Ekotoksykologia. Toksyczne czynniki środowiskowe i ich wykrywanie, SGGW, M.Siemiński, Środowiskowe zagroŝenia zdrowia, PWN, M.Siemiński, Środowiskowe zagroŝenia zdrowia. Inne wyzwania, PWN,

5 5. Materiały szkoleniowe WHO i NIH. 5. Woda środowisko Ŝycia. Podstawy hydrochemii i hydrobiologii. dr Andrzej Kabziński Rok/ semestr III rok; semestr 5 Punkty ECTS Warunki Woda środowisko Ŝycia. Podstawy hydrochemii i hydrobiologii wykład - 30 godz. konwersatorium 30 godz 4 pkt. ECTS dr inŝ. Andrzej Kabziński znajomości podstaw chemii, fizyki i biologii Zapoznanie z budową chemiczną wody oraz jej składem chemicznym. Omó-wienie roli wody w funkcjonowaniu ustrojów Ŝywych oraz ekosystemów. Pod-stawy hydrologii, hydrochemii i hydrobiologii.. Wykład ma na celu omówić podstawowe właściwości fizyko-chemiczne wód naturalnych (opadowe, jeziorne, rzeczne i mor-skie). Omawia role wody w ustrojach Ŝywych oraz w róŝnych ekosystemach. Daje podstawy hydrologii, hydrochemii oraz hy-drobiologii. Omawia teŝ role wody jako środowiska powstania Ŝycia na Ziemi i innych planetach typu ziemskiego.????????? Pisanie pracy przejściowej na wylosowany temat oraz egzamin ustny z zakresu materiału wykładowego 1. E.Gomułka, A.Szaynok, Chemia wody i powietrza, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 1997.WRybka, Astronomia ogólna, PWN, J.R.Dojlido Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok, H.Harper, V.Rodwell, P.Mayes, Zarys chemii fizjologicznej, PZWL, J.D.Allan, Ekologia wód płynących, PWN, W.Lampert, U.Sommer, Ekologia wód śródlądowych, PWN, B.Kawecka, P.V.Eloranta, Zarys ekologii glonów wód słodkich i środowisk lądowych, PWN, Monitoring i analiza specjalistyczna wód naturalnych. dr Andrzej Kabziński Rok/ semestr III rok; semestr 5 Monitoring i analiza specjalistyczna wód naturalnych wykład - 30 godz. konwersatorium -30 godz. Punkty ECTS 4 pkt. ECTS dr inŝ. Andrzej Kabziński znajomości podstaw chemii, fizyki i biologii oraz chemii analitycznej i chemii analitycznej środowiska, Zapoznanie z budową chemiczną wody oraz jej składem chemicznym. Omó-wienie metod fizyko-chemicznych badania jakości wody i ścieków oraz norm dotyczących jakości wody. 5

6 Warunki Wykład ma na celu omówić podstawowe właściwości fizyko-chemiczne wód powierzchniowych. Omawia podstawowe metody fizyko-chemiczne oznaczania zanieczyszczeń wody i ścieków. Omawia podstawowe techniki i metody uzdatniania wód powie-rzchniowych oraz normy jakości wód i odprowadzanych ścieków.????????????? Pisanie pracy przejściowej na wylosowany temat oraz egzamin ustny z zakresu materiału wykładowego 1. E.Gomułka, A.Szaynok, Chemia wody i powietrza, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, J.R.Dojlido, Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Praca zbiorowa (Red. J.R.Dojlido), Fizyczno-chemiczne badanie wody i ście-ków, Arkady, Praca zbiorowa (Red. J.Nawrocki, S.Biłozor), Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne, PWN, A.Kowal, M.Świderek-BróŜ, Oczyszczanie wody, PWN,