Drukuj sylabusChemia 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: |
5.00
|
| Język prowadzenia: | polski |
| Wymagania wstępne: | Podstawy chemii organicznej |
| Rodzaj przedmiotu: | przedmiot fakultatywny |
| Całkowity nakład pracy studenta: | 10 godzin wykładu + 35 godzin pracowni komputerowej+25 godzin konsultacji indywidualnych + 55 godzin 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 |
Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2020/21" (zakończony)
| Okres: | 2020-10-01 - 2021-09-30 |
 
PN WYK
WT WYK
LAB
ŚR CZ LAB
PT |
| Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 15 godzin
|
|
| Koordynatorzy: | Anna Kaczmarek-Kędziera | |
| Prowadzący grup: | Anna Kaczmarek-Kędziera | |
| Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
| Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
| Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-19 |
PN WT ŚR CZ PT |
| Typ zajęć: |
Laboratorium, 35 godzin
Wykład, 10 godzin
|
|
| Koordynatorzy: | Anna Kaczmarek-Kędziera | |
| Prowadzący grup: | (brak danych) | |
| Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
| Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę |
|
| Skrócony opis: |
(tylko po angielsku) The course presents basic computational chemistry tools applied to the investigations of the structure and properties of biomolecules. The lecture is devoted to the contemporary methods and techniques adapted in bio(macro)molecules modeling and the approaches for the description of the environment effects on the biomolecule behavior. Multiple examples of the computational chemistry studies from structural biology and biochemistry will be presented with the particular emphasis on the method limitations in modeling of proteins, carbohydrates and nucleic acids. Computer laboratory will cover the practical part of quantum chemical calculations set up for bio(macro)molecules. Several exemplary projects will be carried out in order to demonstrate the multithreaded problem of the model construction and the complementarity of the caculated results with the experimental data. |
|
| Pełny opis: |
(tylko po angielsku) The main aim of the course is the enrichment and grounding knowledge about the structure and properties of biomolecules and the available computational tools for their description. The course covers the basis of the atom and molecule structure, the influence of the symmetry on the properties of the system, stereochemistry in biomolecules, non-covalent intramolecular and intermolecular interactions vital for the bio(macro)molecules structure and function, and chemical reactivity of selected biomolecules. These problems will be analyzed with the application of various tools of computational chemistry. The discussion of the advantages and disadvantages of commonly applied approaches in context of modeling biomolecules will be presented. Computer lab will focus on the way of problem formulation and model construction. Students work with the 3D structures of exemplary systems and transfer them to the 2D space on the monitor. The conducted projects will cover the influence of the presence of the stereogenic center on the properties of biomolecules, the hydrogen bonds, van der Waals interactions and their influence on the molecular structure and properties, conformational analysis of bio(macro)molecules or the electron density distribution for the reactivity determination, bariers for rotation around the peptide and glycosisic bonds, anomeric effect, mutarotation etc. |
|
| 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. |
|
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
