C2480 Základy organické chemie a biochemie

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 17:00–18:50 A08/309
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Zopakování základních pojmů obecné chemie. Základní chemické zákony, struktura molekul, chemická vazba. Základy reakční kinetiky, acidobazických a redoxních rovnováh. Základní informace o hlavních skupinách organických sloučenin, jejich struktuře a hlavních reakcích. Stručné základy biochemie, hlavní typy biologicky významných sloučenin a vybrané důležité biochemické procesy.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu:
- rozumět základům chemického názvosloví organických sloučenin;
- rozumět základním pojmům obecné organické chemie a vztahům mezi strukturou a reaktivitou hlavních typů organických sloučenin;
- mít informace o reakcích a vlastnostech základních typů organických sloučenin.
- schopen využít základů stereochemie a pracovat s pojmem chiralita a optická aktivita;
- mít přehledné informace o hlavních typech biochemicky významných sloučenin a jejich základních funkcích.
- schopen popsat základní katabolické reakce vedoucí v organismech k získávání energie.
Osnova
  • 1. Základní pojmy obecné chemie. Prvek, sloučenina, směs. Kvantitativní vztahy v chemických reakcích. Atomová teorie a periodická soustava prvků. Atomové orbitaly, elektronová konfigurace. Chemická vazba.
  • 2. Reakční kinetika. Faktory ovlivňující rychlost reakce. Katalýza. Srážková teorie reakční rychlosti. Reakční koordináta, tepelné zabarvení reakce. Chemická rovnováha.Kyseliny, zásady a iontové sloučeniny. Elektrolyty, vznik iontů. Bronstedtova teorie kyselin a zásad. Acidobazické rovnováhy, pH, pKa, pKb. Pufry. Oxidačně redukční reakce. Mocenství. Redoxní potenciály, redoxní rovnováha, řada napětí kovů, galvanický článek.
  • 3. Nasycené uhlovodíky. Základy názvosloví organické chemie. Alkany a cykloalkany. Názvosloví. Struktura a fyzikální vlastnosti. Konformace. Chemická reaktivita, substituce radikálové. Cykloalkany. Stabilita cykloalkanů, Bayerovo pnutí. Geometrická izomerie.
  • 4. Alkeny a alkiny. Názvosloví. Struktura, pí-vazba. Chemická reaktivita, adice elektrofilní, Markovnikovo pravidlo, stabilita karbokationtů.
  • 5. Aromatické uhlovodíky. Benzoidní aromáty, názvosloví. Aromaticita. Chemická reaktivita, substituce elektrofilní aromatická. Reakce v bočném řetězci.
  • 6. Deriváty uhlovodíků. Halogenderiváty. Názvosloví, struktura, fyzikální vlastnosti, chemická reaktivita. Substituce nukleofilní, eliminice, Zajcevovo pravidlo. Dusíkaté deriváty. Nitrosloučeniny. Aminy, bazicita aminů, pKb.
  • 7. Alkoholy a ethery. Názvosloví, fyzikální vlastnosti. Chemická reaktivita. Oxidace. Cyklické ethery. Thioly a thioethery. Karbonylové sloučeniny. Aldehydy a ketony, názvosloví. Chemická reaktivita. Oxidace, redukce, reakce s nukleofily. Poloacetaly, acetaly.
  • 8. Karboxylové kyseliny a estery. Názvosloví. Kyselost karboxylových kyselin. Chemická reaktivita. Estery karboxylových kyselin. Hydrolýza esterů. Mechanismus kysele katalyzované esterifikace. Claisenova kondenzace. Keto-enol tautomerie. Estery a anhydridy kyseliny fosforečné.
  • 9. Izomerie. Konstituční a geometrická izomerie. Chiralita, optická aktivita. Cukry. Struktura a chemické vlastnosti cukrů. Názvosloví. D- a L-cukry, Fischerovy vzorce. Cyklické struktury cukrů. Epimerace. Disacharidy, glykosidická vazba. Polysacharidy.
  • 10. Lipidy. Rozdělení lipidů. Tuky, hydrolýza, mastné kyseliny, mýdla. Fosfolipidy. Steroidy. Účast lipidů na tvorbě membrán.
  • 11. Bílkoviny. alfa-aminokyseliny, peptidická vazba. Isoelektrický bod. Struktura bílkovin. Obecné vlastnosti bílkovin. Rozdělení bílkovin, biologická funkce bílkovin.
  • 12. Enzymy, hormony, a neurotransmitery. Základy enzymové kinetiky. Chemická komunikace.
  • 13. Nukleové kyseliny. Struktura. Ribonukleová kyselina. Syntéza polypeptidů. Viry.
  • 14. Biochemická energetika. Citrátový (Krebsův) cyklus. Respirační řetězec. Metabolismus cukrů a lipidů.
Literatura
  • Fundamentals of general, organic, and biological chemistry. Edited by John R. Holum. 5th ed. New York: John Wiley & Sons, 1994, xvii, S. 2. ISBN 0-471-57949-1. info
  • POTÁČEK, Milan. Organická chemie pro biology. 1. vyd. Brno: Univerzita Jana Evangelisty Purkyně, 1988, 209 s. info
  • Vodrážka, Zdeněk . Biochemie. Praha: Academia, 1996, ISBN 80-200-0600-1
  • VACÍK, Jiří. Obecná chemie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1986, 303 s. info
  • DUCHOŇ, Jiří. Lekárska chémia a biochémia. 1988, 749 s. info
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Ústní zkouška.
Informace učitele
Ústní zkouška se skládá většinou ze dvou otázek, jedné z části organické chemie, druhé z biochemie. Okruhy otázek jsou víceméně totožné s body syllabu. Student by měl prokázat pochopení základních vztahů mezi strukturou a reaktivitou hlavních skupin organických látek. Znalost struktury, vlastností a základních funkcí sacharidů. lipidů, bílkovin, nukleových kyselin, popřípadě dalších skupin biologicky významných sloučenin a charakterizovat hlavní aspekty probraných biochemických procesů jako jsou proteosyntéza, chemická komunikace a základy biochemické energetiky.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
nezapisují studenti dvouoborového studia biologie/chemie.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2024, jaro 2025.