Biochemia ogólna i podstawy metabolizmu komórkowego 1600-Biot21BCHO-1
Ćwiczenia (CW) Semestr zimowy 2018/19

I. Ćwiczenie wprowadzające.

1. Zapoznanie studentów z regulaminem BHP

2. Nauka prawidłowej obsługi urządzeń na pracowni biochemicznej, korzystania z dozatorów i pipet automatycznych.

3. Zapoznanie studentów z zakresem materiału obowiązującego w ramach przygotowania teoretycznego do zajęć z biochemii ogólnej oraz metodami sprawdzającymi poziom przyswojenia wymaganej wiedzy.

II. Aminokwasy - struktura, właściwości i funkcje.

1. Struktura i klasyfikacja aminokwasów wchodzących w skład białek (wzory).

2. Właściwości chemiczne i fizyczne aminokwasów.

3. Zasady chromatografii cienkowarstwowej.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Reakcje wspólne dla wszystkich aminokwasów.

2. Reakcje specyficzne dla poszczególnych aminokwasów.

3. Chromatografia cienkowarstwowa aminokwasów na żelu krzemionkowym.

III. Białka - struktura, właściwości i funkcje.

1. Budowa białek, struktura I, II, III i IV rzędowa białka.

2. Peptydy: struktura wiązania peptydowego.

3. Reakcje charakterystyczne białek.

4. Właściwości chemiczne i biologiczne białek.

5. Amfoteryczne właściwości białek.

6. Denaturacja białek.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Wykrywanie białek – reakcja biuretowa.

2. Denaturacja białek pod wpływem czynników fizycznych i chemicznych.

3. Wykazanie amfoterycznego charakteru białek.

4. Wyznaczanie punktu izoelektrycznego kazeiny.

IV. Metody separacji i ilościowego oznaczania białek.

1. Metody ilościowego oznaczania białek.

2. Metody rozdzielania, analizy jakościowej i ilościowej białek: chromatografia, elektroforeza, wysalanie.

3. Zastosowanie filtracji żelowej do frakcjonowania i oczyszczania

4. mieszanin substancji o różnej masie cząsteczkowej.

5. Wyznaczanie masy cząsteczkowej metodą filtracji żelowej.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Filtracja żelowa (błękit dekstrynowy 2000, cytochrom c, chromian potasu). Zastosowanie filtracji żelowej do frakcjonowania i oczyszczania mieszanin substancji o różnej masie cząsteczkowej.

2. Oznaczanie ilościowe białka metodą biuretową.

3. Wysalanie białek przy zastosowaniu siarczanu amonu.

V. Witaminy.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Wykonanie krzywej wzorcowej

2. Oznaczanie stężenia witaminy C w materiale biologicznym z użyciem fenolowego odczynnika Folina- Ciocalteau.

3. Wykrywanie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach:A,E,D.

4. Identyfikacja witamin A,E,D w tranie.

Zakres materiału:

1. Klasyfikacja witamin.

2. Struktura i funkcja witaminy C (wzór).

3. Metody oznaczania witaminy C.

4. Struktura i funkcja witamin rozpuszczalnych w tłuszczach: A,E,D.

5. Metody oznaczania witamin A,E,D.

VI. Enzymy-budowa, właściwości i funkcje.

1. Zasady izolowania enzymów.

2. Budowa i funkcja enzymów.

3. Klasy enzymów (przykłady reakcji dla każdej z klas).

4. Enzymy - markery struktur komórkowych.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Izolowanie inwertazy z drożdży.

VII. Kinetyka reakcji enzymatycznych (część I).

1. Budowa i klasyfikacja enzymów. Mechanizm działania.

2. Swoistość i specyficzność reakcji enzymatycznych.

3. Jednostki aktywności enzymatycznej (aktywność właściwa, molekularna, międzynarodowa).

4. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Pojęcia: szybkości maksymalnej i stałej Michaelisa.

5. Szybkość reakcji enzymatycznej i czynniki wpływające na jej wartość.

6. Równanie Michaelisa-Menten i Lineweavera-Burka.

7. Reakcja katalizowana przez inwertazę.

8. Zasada metody oznaczania aktywności inwertazy.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Oznaczanie cukrów redukujących z kwasem 3,5-dinitrosalicylowym (DNS) i zastosowanie tej metody do oznaczania aktywności inwertazy. Wykreślenie krzywej wzorcowej.

2. Badanie wpływu różnych stężeń inwertazy na szybkość hydrolizy sacharozy.

VIII. Kinetyka reakcji enzymatycznych (część II).

1. Budowa i klasyfikacja enzymów. Mechanizm działania.

2. Jednostki aktywności enzymatycznej.

3. Kinetyka reakcji enzymatycznych.

4. Szybkość reakcji enzymatycznej i czynniki wpływające na jej wartość.

5. Rodzaje inhibicji reakcji enzymatycznych.

6. Allosteryczna regulacja aktywności enzymatycznej.

7. Doświadczalne wyznaczanie stałej Michaelisa.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Wyznaczenie szybkości początkowych reakcji.

2. Wyznaczenie maksymalnej szybkości reakcji (Vmax).

3. Wyznaczanie stałej Michaelisa (Km) dla reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę.

IX. Cukry proste i dwucukry - struktura, właściwości i funkcje.

1. Struktura i klasyfikacja cukrów prostych i dwucukrów (wzory łańcuchowe i taflowe).

2. Monosacharydy: podział, znaczenie fizjologiczne.

3. Izomeria: enancjomery D i L, anomery α i β, epimery.

4. Właściwości fizyczne i chemiczne cukrów prostych.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Reakcje charakterystyczne na cukry proste:

a) Próby redukcyjne.

b) Reakcje barwne z mocnymi kwasami.

2. Fermentacja alkoholowa.

3. Otrzymywanie osazonów cukrów prostych i dwucukrów.

4. Struktura, klasyfikacja i właściwości dwucukrów i wielocukrów (wzory).

5. Właściwości fizyczne i chemiczne dwucukrów i wielocukrów.

6. Dwucukry redukujące i nieredukujące.

X. Wielocukry- struktura, właściwości i funkcje.

1. Struktura, klasyfikacja i właściwości wielocukrów (wzory).

2. Właściwości fizyczne i chemiczne wielocukrów.

3. Hydrolityczna degradacja polisacharydów.

4. Reakcje ogólne i swoiste dla dwucukrów i wielocukrów.

5. Polisacharydy: podział (homoglikany, heteroglikany), znaczenie fizjologiczne

Ćwiczenia praktyczne:

1. Reakcje dwucukrów redukujących i nieredukujących.

2. Hydroliza dwucukrów.

3. Reakcja skrobi z jodem.

4. Wysalanie skrobi.

5. Właściwości redukujące skrobi, hydroliza enzymatyczna skrobi.

6. Rozpuszczalność i hydroliza celulozy.

XI. Zasady izolacji kwasów nukleinowych i nukleoprotein.

1. Struktura kwasów nukleinowych (wzory).

a. Wzory zasad purynowych i pirymidynowych występujących w RNA i DNA, nukleozydów i nukleotydów.

b. Struktura oligonukleotydów (rybo- i 2'-deoksyrybo-).

2. Podstawowe cechy struktury RNA i DNA.

3. Struktura nukleosomu, histony i ich rola w stabilizacji struktury nukleosomu.

4. Podstawowe różnice pomiędzy organizacją genomu pro- i eukariotycznego

5. Pozachromosomalny materiał genetyczny

6. Białka związane z DNA i RNA.

7. Właściwości nukleoprotein.

8. Izolowanie nukleoprotein.

9. Metody wykorzystywane do izolowania DNA i RNA.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Izolowanie RNA z drożdży.

XII. Kwasy nukleinowe - struktura, właściwości i funkcje.

1. Struktura kwasów nukleinowych.

2. Analiza chemiczna preparatów kwasów nukleinowych.

3. Właściwości spektralne kwasów nukleinowych.

4. Denaturacja DNA:

a. efekt hiperchromowy,

b. temperatura topnienia.

5. Enzymy nukleolityczne, endonukleazy restrykcyjne

6. Techniki stosowane we współczesnej genetyce molekularnej i inżynierii genetycznej.

a. metody rozdziału i charakterystyki DNA:

- wirowanie w gradiencie gęstości,

- metody chromatograficzne,

- techniki elektroforetyczne,

b. amplifikacja DNA,

c. sekwencjonowanie DNA,

d. klonowanie.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Ilościowe oznaczanie RNA z drożdży metodą kolorymetryczną z orcyną.

2. Analiza chemiczna preparatów kwasów nukleinowych

3. Spektrofotometria kwasów nukleinowych – widma absorpcyjne, oznaczanie czystości preparatów kwasów nukleinowych

XIII. Tłuszczowce - struktura, właściwości i funkcje.

1. Struktura kwasów tłuszczowych i lipidów (wzory).

2. Budowa i podział lipidów.

3. Właściwości fizykochemiczne tłuszczów:

- rozpuszczalność

- zmydlanie, wysalanie mydła

- wykrywanie tłuszczu

- jełczenie

- liczby właściwe tłuszczów

Ćwiczenia praktyczne:

1. Wykrywanie glicerolu .

2. Zmydlanie tłuszczów.

3. Otrzymywanie mydła nierozpuszczalnego.

4. Wysalanie mydła.

5. Wydzielanie wolnych kwasów tłuszczowych.

6. Rozpuszczalność tłuszczów.

7. Jełczenie aldehydowe – próba Kreisa.

8. Utlenianie wiązań podwójnych.

XIV. Cholesterol - struktura, właściwości i funkcje.

1. Podział steroidów.

2. Budowa i funkcje cholesterolu.

3. Właściwości fizykochemiczne cholesterolu.

4. Rola cholesterolu w organizmie człowieka.

Ćwiczenia praktyczne:

1. Wykrywanie cholesterolu

2. Ilościowe oznaczanie cholesterolu metodą Ilcy’ego.

XV. Zaliczenie przedmiotu - analiza uzyskanych ocen.