Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Organic chemistry and biochemistry
Course of study:
2019/2020
Code:
JMNB-1-306-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mikro- and nanotechnologies in biophysics
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr Fiedor Joanna (Joanna.Fiedor@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Zaznajomienie z budową, funkcją i właściwościami związków organicznych oraz podstawowymi procesami biochemicznymi. Umiejętność prowadzenia prostych obliczeń (bio)chemicznych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student potrafi zaproponować rozwiązanie wybranych problemów chemicznych. Student ma świadomość pracy z substancjami organicznymi, konsekwencji ich stosowania oraz wpływu na środowisko. MNB1A_K02 Participation in a discussion,
Activity during classes
M_K002 Student potrafi brać udział w dyskusji merytorycznej na forum grupy. MNB1A_K01, MNB1A_K03 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi stosować zasady nazewnictwa systematycznego podstawowych grup związków organicznych.Student zna i potrafi stosować podstawową terminologię typową dla zagadnień biochemicznych. MNB1A_U02 Test,
Examination
M_U002 Student potrafi wykorzystać i powiązać zdobytą wiedzę z innymi dziedzinami nauki. Student potrafi powiązać właściwości fizyczne i chemiczne związków organicznych z budową ich cząsteczek, rozumie przebieg prostych reakcji chemicznych, potrafi przeprowadzić proste obliczenia (bio)chemiczne.Student potrafi wybrać odpowiednią technikę pomocną w badaniach (bio)chemicznych. MNB1A_U06, MNB1A_U05 Participation in a discussion,
Presentation,
Test,
Examination
M_U003 Student potrafi pozyskiwać i interpretować informacje dotyczące zagadnień (bio)chemicznych. MNB1A_U04, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U10 Participation in a discussion,
Presentation,
Test,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawowe grupy związków organicznych i grupy funkcyjne występujące w ich cząsteczkach. MNB1A_W03, MNB1A_W02 Test,
Examination
M_W002 Student posiada uporządkowaną wiedzę o właściwościach i reakcjach chemicznych podstawowych grup związków organicznych. Student posiada wiedzę o budowie i właściwościach fizykochemicznych głównych biocząsteczek oraz zależnościach pomiędzy ich strukturą a funkcją w organizmach żywych. MNB1A_W07, MNB1A_W01, MNB1A_W02 Test,
Examination,
Activity during classes
M_W003 Student posiada wiedzę na temat podstawowych metod określania struktury cząsteczki organicznej, posiada wiedzę o podstawowych technikach analitycznych stosowanych w biochemii. MNB1A_W11, MNB1A_W06 Test,
Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 15 0 0 0 15 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student potrafi zaproponować rozwiązanie wybranych problemów chemicznych. Student ma świadomość pracy z substancjami organicznymi, konsekwencji ich stosowania oraz wpływu na środowisko. + + - - - + - - - - -
M_K002 Student potrafi brać udział w dyskusji merytorycznej na forum grupy. - + - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi stosować zasady nazewnictwa systematycznego podstawowych grup związków organicznych.Student zna i potrafi stosować podstawową terminologię typową dla zagadnień biochemicznych. + + - - - + - - - - -
M_U002 Student potrafi wykorzystać i powiązać zdobytą wiedzę z innymi dziedzinami nauki. Student potrafi powiązać właściwości fizyczne i chemiczne związków organicznych z budową ich cząsteczek, rozumie przebieg prostych reakcji chemicznych, potrafi przeprowadzić proste obliczenia (bio)chemiczne.Student potrafi wybrać odpowiednią technikę pomocną w badaniach (bio)chemicznych. + + - - - + - - - - -
M_U003 Student potrafi pozyskiwać i interpretować informacje dotyczące zagadnień (bio)chemicznych. + + - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna podstawowe grupy związków organicznych i grupy funkcyjne występujące w ich cząsteczkach. + + - - - + - - - - -
M_W002 Student posiada uporządkowaną wiedzę o właściwościach i reakcjach chemicznych podstawowych grup związków organicznych. Student posiada wiedzę o budowie i właściwościach fizykochemicznych głównych biocząsteczek oraz zależnościach pomiędzy ich strukturą a funkcją w organizmach żywych. + + - - - + - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę na temat podstawowych metod określania struktury cząsteczki organicznej, posiada wiedzę o podstawowych technikach analitycznych stosowanych w biochemii. + + - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 134 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (30h):
W trakcie wykładów poruszone zostaną następujące zagadnienia:

1. Wprowadzenie do chemii organicznej. Klasyfikacja związków organicznych. Podstawy teoretyczne budowy i reaktywności związków organicznych. Typy wiązań, geometria cząsteczek, klasyfikacja reakcji organicznych, rodzaje reagentów organicznych. (2 godz.)
2. Węglowodory nasycone (alkany i cykloalkany) – występowanie, reguły nazewnictwa, metody otrzymywania, izomeria konstytucyjna, właściwości fizyczne i chemiczne, zastosowania. (2 godz.)
3. Węglowodory nienasycone (alkeny i alkiny) – występowanie, zasady nazewnictwa, opis geometrii wiązania podwójnego (cis-trans, reguły pierwszeństwa), metody otrzymywania, właściwości fizyczne i chemiczne, reaktywność, zastosowania. (4 godz.)
4. Węglowodory aromatyczne – występowanie, nazewnictwo, struktura i trwałość benzenu, aromatyczność, otrzymywanie, reaktywność, wielopierścieniowe
węglowodory aromatyczne (WWA), heterocykliczne układy aromatyczne. (2 godz.)
5. Stereochemia związków organicznych: konformacje, chiralność, konfiguracja absolutna, diastereoizomery, związki mezo, racematy. (1 godz.)
6. Halogenopochodne związków organicznych. Metody otrzymywania, reakcje charakterystyczne, zastosowanie. (1 godz.)
7. Związki organiczne zawierające tlen (alkohole i fenole, etery łańcuchowe i cykliczne, aldehydy i ketony, kwasy karboksylowe i ich pochodne): nazewnictwo, budowa, właściwości fizyczne, metody otrzymywania, reaktywność, występowanie i zastosowanie. (4 godz.)
8. Związki organiczne zawierające azot (związki nitrowe, aminy, amidy): nazewnictwo, budowa, właściwości fizyczne, metody otrzymywania, reaktywność, występowanie i zastosowania. (1 godz.)
9. Organiczne związki siarki, fosforu i krzemu. (1 godz.)
10. Aminokwasy, peptydy i białka: budowa, rola w organizmach żywych. (2 godz.)
11. Węglowodany (monosacharydy, disacharydy, polisacharydy, glikokonjugaty): budowa, właściwości fizykochemiczne, znaczenie biologiczne. (2 godz.)
12. Lipidy (tłuszcze proste i złożone): budowa i funkcje w organizmie. Błony biologiczne, transport błonowy. (2 godz.)
13. Kwasy nukleinowe: budowa, organizacja, znaczenie w procesie dziedziczenia, kod genetyczny. (2 godz.)
14. Enzymy: budowa, kataliza enzymatyczna, kinetyka enzymatyczna, inhibitory, enzymy allosteryczne. (2 godz.)
15. Przemiany energetyczne w komórkach roślinnych i zwierzęcych. (2 godz.)

Auditorium classes (15h):

1. Klasyfikacja i nazewnictwo systematyczne związków organicznych.
2. Izomeria związków organicznych.
3. Przegląd wybranych reakcji związków organicznych.
4. Analiza prostych widm MS, IR.
5. Obliczenia (bio)chemiczne.

Seminar classes (15h):

W trakcie zajęć seminaryjnych każdy Student będzie zobowiązany do wygłoszenia prezentacji rozszerzającej zakres zagadnień biochemicznych omawianych w trakcie wykładów.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady zaliczania ćwiczeń audytoryjnych:
Ocena z ćwiczeń audytoryjnych obliczana jest jako średnia arytmetyczna z ocen cząstkowych uzyskanych na podstawie pisemnych wypowiedzi. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania. Terminy poprawkowe ustala prowadzący zajęcia.

Zasady zaliczania zajęć seminaryjnych:
Każdy student zobowiązany jest do przygotowania i wygłoszenia referatu na jeden z zaproponowanych tematów. Zaliczenie zajęć seminaryjnych nastąpi na podstawie oceny z prezentacji z uwzględnieniem aktywności na zajęciach (30%). Przy ocenie prezentacji brana będzie pod uwagę jej treść merytoryczna, sposób prezentacji oraz zachowanie ustalonych ram czasowych. Nie wygłoszenie prezentacji skutkować będzie brakiem zaliczenia z zajęć seminaryjnych.

Obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych i zajęć seminaryjnych. Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga otrzymania pozytywnej oceny z egzaminu (E), zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych (CA) oraz zajęć seminaryjnych (S). Oceny obliczane są w oparciu o procent uzyskanych punktów przeliczany na skalę ocen zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu, ćwiczeń audytoryjnych i zajęć seminaryjnych: OK = (0.6*E) + (0.2*CA) + (0.2*S)

W przypadku uzyskania pozytywnej oceny z egzaminu w drugim lub trzecim terminie ocena z egzaminu obliczana jest następująco:
II-gi termin: E = (0.3*pierwszy termin) + (0.7*drugi termin)
III-ci termin: E = (0.2*pierwszy termin) + (0.3*drugi termin) + (0.5*trzeci termin)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na ćwiczeniach audytoryjnych i zajęciach seminaryjnych:
Nieobecność na ćwiczeniach audytoryjnych lub zajęciach seminaryjnych wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i zaliczenia go w terminie ustalonym przez prowadzącego zajęcia. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż jedno ćwiczenie lub zajęcia seminaryjne i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony przez prowadzącego zajęcia możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana. Nieobecność na połowie lub ponad połowie ćwiczeń audytoryjnych lub zajęć seminaryjnych jest równoznaczna z brakiem możliwości otrzymania zaliczenia z tych zajęć.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawy chemii ogólnej i nieorganicznej.

Recommended literature and teaching resources:

1. J. McMurry “Chemia organiczna” Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie dowolne;
2. P. Mastalerz “Elementarna chemia organiczna”, Wydawnictwo Chemiczne, 2002;
3. R.T. Morrison, R.N. Boyd “Chemia organiczna”, tom 1, Wydawnictwo Naukowe PWN;
4. J.M. Berg, J.L. Tymoczko, L. Streyer “Biochemia”, Wydawnictwo Naukowe PWN;
5. D. Hames, N. Hooper “Krótkie wykłady biochemia”, Wydawnictwo Naukowe PWN;

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1) J. Fiedor, L. Fiedor, R. Haessner, H. Scheer, Cyclic endoperoxides of beta-carotene, potential pro-oxidants, as products of chemical quenching of singlet oxygen, Biochim. Biophys. Acta 1709 (2005) 1-4;
2) J. Fiedor, M. Pilch, L. Fiedor, Tuning the thermodynamics of association of transmembrane helices, J. Phys. Chem. B 113 (2009) 12831-12838;
3) L. Fiedor, Heriyanto, J. Fiedor, M. Pilch, Effects of molecular symmetry on the electronic transitions in carotenoids, J. Phys. Chem. Lett. 7 (2016) 1821-1829;

Additional information:

Treść kursu stanowi wprowadzenie do chemii organicznej i biochemii będące niezbędnym minimum umożliwiającym zrozumienie i rozszerzenie wybranych zagadnień biochemicznych, biofizycznych oraz pozostałych pokrewnych poruszanych w trakcie kolejnych etapów studiów.