Chemia biomolekuł
Informacje ogólne
| Kod przedmiotu: | 0600-S1-CM-PW7a-IV |
| Kod Erasmus / ISCED: |
13.3
|
| Nazwa przedmiotu: | Chemia biomolekuł |
| Jednostka: | Wydział Chemii |
| Grupy: |
Studia stacjonarne I stopnia - kierunek: Chemia Medyczna - semestr 4 |
| Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
| Język prowadzenia: | polski |
| Wymagania wstępne: | Podstawy chemii organicznej |
| Rodzaj przedmiotu: | przedmiot fakultatywny |
| Całkowity nakład pracy studenta: | 10 godzin wykładu + 35 godzin pracowni komputerowej + 8 godzin konsultacji indywidualnych + 72 godziny pracy własnej (opracowanie raportów, przygotowanie do zajęć, przygotowanie do egzaminu) |
| Efekty uczenia się - wiedza: | W1: dysponuje wiedzą z zakresu chemii obliczeniowej, posługuje się odpowiednią terminologią i nomenklaturą K_W01 W2: zna relacje pomiędzy strukturą i aktywnością związków chemicznych, w tym związków biologicznie czynnych K_W06 W3: dysponuje wiedzą pozwalającą na zrozumienie podstawowych problemów związanych z tematyką chemii biomolekuł K_W11 |
| Efekty uczenia się - umiejętności: | U1: potrafi analizować i rozwiązywać problemy chemiczne i biologiczne w oparciu o zdobyta wiedzę K_U01 U2: umie wykorzystać podstawową wiedzę z zakresu nauk chemicznych i biologicznych w badaniach biomedycznych, opisuje podstawowe zjawiska zachodzące w żywym organizmie K_U03 U3: potrafi opisać i zaprezentować kwestie chemiczne i biologiczne, posługując się językiem specjalistycznym K_U08 U4: potrafi samodzielnie poszerzać wiedzę z zakresu wybranej specjalizacji K_U09 |
| Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | K1: rozumie konieczność ciągłego doskonalenie się i podnoszenia kompetencji zawodowych K_K01 K2: potrafi organizować pracę w zespole, przyjmując w niej różne role dąży do realizacji powierzonych zadań K_K02 K3: potrafi odpowiednio określić priorytety w celu zaplanowania i realizacji określonego zadania K_K03 |
| Metody dydaktyczne: | Podające: wykład; problemowe – wykład problemowy, wykład konwersatoryjny; programowane – z użyciem komputera; praktyczne – pokaz, ćwiczenia, metoda projektów, praca z modelami 3D |
| Metody dydaktyczne podające: | - opis |
| Metody dydaktyczne poszukujące: | - ćwiczeniowa |
| Metody dydaktyczne w kształceniu online: | - metody oparte na współpracy |
| Skrócony opis: |
Przedmiot przedstawia narzędzia chemii obliczeniowej stosowane do badania związku pomiędzy strukturą biomolekuł i ich właściwościami. Wykład dedykowany jest nowoczesnym technikom obliczeniowym wykorzystywanym do opisu bio(makro)molekuł oraz metodom uwzględniania wpływu środowiska na zachowanie cząsteczki. Prezentacja stawia nacisk na przykłady zastosowań oraz ograniczenia omawianych narzędzi w kontekście modelowania białek, węglowodanów i kwasów nukleinowych. Laboratorium komputerowe ma na celu praktyczne zapoznanie studentów z oprogramowaniem do obliczeń kwantowochemicznych oraz do wizualizacji biomolekuł, a także demonstrację przykładowych problemów biomedycznych, które mogą być rozwiązywane z wykorzystaniem narzędzi obliczeniowych. Nacisk zostanie położony na odpowiedni dobór modelu do obliczeń oraz na komplementarność wyników obliczeń i danych eksperymentalnych. |
| Pełny opis: |
Celem kursu jest poszerzenie i ugruntowanie wiedzy dotyczącej struktury biomolekuł oraz zapoznanie uczestnika z terminologią metod chemii obliczeniowej i dostępnymi narzędziami. Blok obejmuje zagadnienia związane z budową atomu i cząsteczek: zagadnienia struktury elektronowej, wpływu symetrii na właściwości molekularne, podstaw stereochemii, oddziaływań międzymolekularnych kluczowych dla aktywności biomolekuł oraz reaktywności związków biorących udział w procesach biologicznych. Zagadnienia te będą omawiane przy wykorzystaniu prostych narzędzi chemii obliczeniowej. Przedstawione zostaną wady i zalety powszechnie stosowanych przybliżeń klasycznych i kwantowych w kontekście struktury i właściwości biocząsteczek. Laboratorium komputerowe stawia nacisk na sposoby formułowania problemu badawczego i konstruowania modelu do obliczeń. Studenci budują trójwymiarowe modele badanych cząsteczek, a następnie przenoszą problem do przestrzeni dwuwymiarowej: na monitor i papier. Prowadzone samodzielne obliczenia dotyczyć będą znaczenia obecności centrów stereogenicznych w cząsteczce dla jej właściwości i oddziaływań, analizy konformacyjnej makrocząsteczek, rozkładu gęstości elektronowej, który pozwala przewidywać reaktywność cząsteczki, stabilizacji struktury biocząsteczek za pomocą wewnątrzcząsteczkowych i międzycząsteczkowych oddziaływań niekowalencyjnych, barier rotacji wokół wiązań peptydowych i glikozydowych, efektu anomerycznego, mutarotacji itp. |
| Literatura: |
1. A. Kaczmarek-Kędziera, M. Ziegler-Borowska, D. Kędziera, Chemia obliczeniowa w laboratorium organicznym, Wydawnictwo Naukowe UMK 2014. 2. J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Chemia organiczna 1-4, WNT 2009-2011. 3. E. Lewars, Computational Chemistry, Springer 2011. 4. A. Hinchliffe, Molecular Modeling for Beginners, Wiley 2003. 5. C. J. Cramer, Essentials of Computational Chemistry, Wiley 2004. |
| Metody i kryteria oceniania: |
Wykład: Zaliczenie z oceną W1, W2, W3, U1, U2, U3 Laboratorium: Zaliczenie z oceną na podstawie opracowania wykonanych ćwiczeń, W1, W2, W3, U1, U2, U3, U4, K1, K2, K3 |
| Praktyki zawodowe: |
Nie dotyczy |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
