Požadavky k
bakalářské zkoušce z biochemie
obecná a fyzikální, organická, analytická chemie, biologie a biochemie
Písemka : 8 otázek z každého oboru
Obecná a
fyzikální chemie
Hmota a energie. Struktura
atomového jádra a atomu. Základní chemické slučovací zákony. Elektronová
struktura atomů. Vlnová funkce, Schrödingerova
rovnice, atomové orbitaly, energie atomových orbitalů ve vodíkovém atomu.
Periodicita elektronových konfigurací a periodicita vlastností atomů.
Základní a excitovaný stav,
atomová spektra. Elektronová struktura molekul. Teorie valenční vazby.
Hybridizace atomových orbitalů. Teorie molekulových orbitalů (MO). Typy a tvary
molekulových orbitalů, typy kovalentních vazeb (s, p, d). Řád vazby. Polarizovatelnost molekul. Iontové sloučeniny a iontová
vazba. Zjišťování krystalové struktury, difrakce roentgenova záření. Kovová
vazba, síla vazby. Slabé interakce mezi molekulami, vazba vodíkovým můstkem,
van der Waalsovy síly. Elektrické, magnetické a
optické vlastnosti molekul. Interakce záření s hmotou.
Chemická termodynamika. Tepelná
rovnováha, teplota, tlak, nultá věta. První věta, vnitřní energie, teplo,
práce. Entalpie, tepelné kapacity. Druhá věta. Entropie, termodynamická
reverzibilita. Chemický potenciál. Třetí věta.
Chemické rovnováhy. Závislost Gibbsovy funkce na rozsahu reakce. Rovnovážná konstanta a
její závislost na tlaku a na teplotě. Le Chatelierův princip. Základní pojmy statistické
termodynamiky.
Vlastnosti kapalin a
mezimolekulární síly. Tenze par kapaliny. Osmotický tlak.
Elektrolytická disociace
iontových látek, Vodivost iontů, silné a slabé elektrolyty, elektrolytická
vodivost, aktivita elektrolytu, aktivitní koeficient, iontová síla roztoku.
Rovnovážná elektrochemie.
Termodynamika roztoků elektrolytů. Galvanické a elektrolytické články.
Standardní potenciál elektrody. Druhy elektrod. Oxidace a redukce. Elektroda
prvního a druhého druhu, Nernstova rovnice, vodíková
elektroda, galvanický článek. Oxidoredukční
elektroda, Petersova rovnice. Změna Gibbsovy volné energie a rovnovážná konstanta
elektrochemických reakcí. Disproporcionační reakce.
Faradayův zákon.
Kinetická teorie ideálního plynu,
Maxwell-Boltzmannova funkce rozdělení rychlostí,
střední kinetická energie a rychlost molekul plynu, počet mezimolekulárních
srážek. Ideální plyn, stavová rovnice ideálního plynu.
Chemická kinetika. Rychlost
chemických reakcí, rychlostní zákon, rychlostní konstanta a řády reakcí. Molekularita. Vratné, následné, paralelní a řetězové
reakce. Fyzikální a chemická adsorpce. Srážková teorie, účinné srážky. Teorie
aktivovaného komplexu. Reakční koordináta, aktivační energie, vliv teploty na
reakční rychlost. Katalýza: katalyzátory, katalyzované reakce, autokatalýza,
homogenní katalýza. Adsorpce a chemisorpce,
heterogenní katalýza. Fotochemické reakce. Radikálové reakce.
Organické
chemie
Principy tvorby systematického
názvosloví organických sloučenin.
Alkany a cykloalkany. Isomerie řetězová, konformace alkanů a cykloalkanů. Radikálové reakce jako typická reakce
alkanů a jejich mechanismus.
Alkeny, geometrická isomerie u
alkenů. Cahn, Ingold, Prelogova pravidla. Adiční reakce, mechanismus a
stereochemie adičních reakcí. Polymerace.
Optická aktivita a symetrie
molekul. Chiralita molekul, podmínky chirality, zobrazování trojrozměrných
molekul v rovině. Optická isomerie, specifická rotace, optická čistota,
racemická směs. Určování absolutní konfigurace molekul. Mesoforma.
Alkiny a jejich struktura.
Vlastnosti trojné vazby, adiční reakce (elektrofilní i nukleofilní reakce),
kyselost atomů vodíku vázaných na sp-hybridní uhlík.
Aromatický stav a jeho
demonstrace (resonanční - delokalizační energie). Benzoidní a nebenzoidní aromáty.
Vlastnosti aromatických sloučenin, mechanismus elektrofilní aromatické
substituce. Vliv substituce na jádře na vstup elektrofilu.
Adiční a oxidační reakce a jejich podmínky. Reakce na kondensovaných
aromatických sloučeninách.
Halogenderiváty a jejich strukturní typy, reaktivita.
Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly. Reaktivita hydroxylové skupiny, kyselost a vliv
uhlíkatého zbytku na míru kyselosti. Oxidace alkoholů. Polyhydroxyderiváty.
Thioly a sulfidy. Produkty oxidace. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty
(sulfochloridy, estery, sulfonamidy). Estery
minerálních látek (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty).
Aminosloučeniny. Základní chemické vlastnosti. Nitrosloučeniny, vliv nitroskupiny na
uhlíkatý zbytek. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isokyanidy.
Organokovové sloučeniny.
Karbonylové sloučeniny.
Charakterizace karbonylu, nukleofilní adice, reakce s kyslíkatými, dusíkatými a
uhlíkatými nukleofily. Oxidace a redukce aldehydů a
ketonů.
Karboxylové kyseliny, jejich
struktura a chemické vlastnosti Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery,
halogenidy, anhydridy, amidy), jejich příprava, vlastnosti a využití v
organické syntéze. Deriváty kyseliny uhličité.
Heterocyklické sloučeniny.
Elektronová struktura a vliv na chemické vlastnosti, srovnání jejich chemických
vlastností.
Analytická
chemie
Analytické reakce. Popis rovnováh. Redoxní rovnováhy, standardní a formální
potenciál, redoxní disproporcionace. Principy kvalitativní chemické analýzy.
Gravimetrie. Teorie vzniku
sraženin, pochody na sraženinách; vážení; zpracování sraženin, gravimetrické
postupy.
Titrační metody. Výklad
titračních křivek, vztah mezi inflexním a ekvivalenčním bodem, strmost a
tlumivé oblasti křivek, titrační roztoky a primární standardy, indikace
ekvivalenčního bodu, titrační chyby. Acidobazické
titrace, acidobazické tlumivé roztoky,. Komplexometrické titrace. Chelatometrie.
Srážecí titrace. Redoxní titrace.
Hodnocení výsledků analýz.
Statistika a základy SLP (GLP), analytický signál, kalibrační křivky,
standardizace. Parametry analytické metody. Chyby a jejich vztah k parametrům
analytických metod. Statistické vyhodnocení analytických výsledků. Referenční
materiál, kruhový test. Lineární regrese.
Elektroanalytické metody. Potenciometrické
metody. Indikační a referentní elektrody, iontově
selektivní elektrody, skleněná elektroda. Měření pH. Potenciometrická indikace
průběhu titrací a ekvivalenčního bodu, Granova linearizace titračních křivek. Konduktometrické
metody. Elektrogravimetrie, coulometrie. Polarizační
křivky, vylučovací proud, Faradayův proud. Elektrolýza při konstantním
potenciálu a při konstantní intenzitě proudu. Elektrolytické dělení kovů. Coulometrie při konstatním
potenciálu a při konstantním proudu. Coulometrické titrace. Voltamperometrie,
polarografie. Polarografická analýza. Amperometrické,
biamperometrické a bipotenciometrické
titrace.
Optické analytické metody.
Elektromagnetické záření, Bouger-Lambert-Beerův zákon, příčiny absorpce a emise záření. Molekulová
absorpční spektroskopie (UV, VIS, IR), atomová absorpční a emisní
spektroskopie, luminiscenční metody,
Separační metody. Kapalinová
extrakce. Extrakční rovnováhy v dvoufázovém systému. Analytické využití ionexů. Chromatografie na tenké vrstvě sorbentu. Analýza
plynů . Plynová chromatografie, HLPC - vysokoúčinná
kapalinová chromatografie, základy instrumentace, kvalitativní a kvantitativní
charakteristiky, použití. Elektromigrační metody, zonální elektroforéza,
elektroforéza na nosičích a izotachoforéza.
Základy analýzy organických
sloučenin. Kvalitativní a kvantitativní charakteristika. Elementární analýza,
analýza funkčních skupin, určování čistoty sloučenin, základy přístupu při
určování struktury organických sloučenin. Stanovení látek ve složitějších
směsích.
Biochemie
Aminokyseliny, jejich vzorce, acidobazické rovnováhy, izoelektrický bod,
Peptidy, peptidová vazba,
primární, sekundární, terciární, kvarterní struktura,
metody stanovení primární a sekundární struktury,, souvislost mezi primární a
sekundární strukturou, vazby stabilizující sekundární strukturu. Metody dělení
a izolace bílkovin, chování bílkovin v roztoku (IEC, afinitní chromatografie,
GPC, elektroforéza, elektroforéza v SDS, izoelektrická fokusace).
Biochemie hemoglobinu,
Sacharidy. pentosy, hexosy, aldosy, ketosy. Glysosidy, glykosidová vazba a její vlastnosti, disacharidy, homopolysacharidy (škrob, celulosa, glykogen, chitin), heteropolysacharidy, proteoglykany.
Lipidy, acylglyceroly,
mastné kyseliny, glycerofosfolipidy, plasmalogeny, sfingolipidy,
steroidy, liproteiny.
Nukleové kyseliny, baze, DNA,
RNA, typy šroubovice DNA, superhelikální struktura,
vazby stabilizují sekundární strukturu DNA. Termodynamika enzymových reakcí. makroergické vazby.Reakční kinetika, enzymy jako biokatalyzátory.
aktivní místo, katalytické místo, kofaktory, koenzymy
a prostetické skupiny, mechanismus působení
serinových proteináz,. Rovnice
Anaerobní glykolýza, její
jednotlivé kroky, energetická bilance. Substrátová fosforylace. Glukoneogeneze.
Krebsův cyklus, Pentosafosfátová
dráha. Oxidace mastných kyselin, syntéza mastných kyselin, acetogeneze.
Odbourávání aminokyselin. rozdělení a význam proteáz.
Vylučování dusíku, močovinový cyklus. Respirační řetězec, jeho komponenty.
Oxidační fosforylace, Membránový transport, Fotosyntéza, temná fáze, světelná
fáze.
Mechanismus svalového stahu,
biochemie vidění, přenos nervového vzruchu. Imunochemie. Hormony. mechanismu
funkce některých hormonů (adrealin, glukagon, prostaglandiny, steroidní hormony, thyroxin, inzulin, rostlinné hormony). Druhý posel.
Struktura a funkce G-proteinů. Xenobiochemie,
cytochrom P450.
Biologie
Chemické složení živých soustav. Voda, prvky, anorganické látky, proteiny, lipidy, sacharidy
Buňka. Buněčná teorie, prokaryotická a eukaryotická buňka, rostlinná a živočišná buňka,
Buněčné struktury a jejich funkce I. Buněčná stěna, cytoplazmatická membrána, membránový transport.
Buněčné struktury a jejich funkce II. Endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lysosomy, peroxisomy, vakuoly, mitochondrie, chloroplasty, cytoskelet, buněčné jádro
DNA buněčný cyklus, mitóza a meióza, replikace, transkripce, translace, signálová transdukce, regulace exprese.
Viry. charakteristika a stavba.
Prvoci a houby. Charakteristika a stavba.
Baktérie. Metabolizmus baktérií, charakteristika a stavba.
Rostliny. Rostlinná pletiva, stavba rostlin, rostlinné orgány, molekulární systematika rostlin.
Živočišné tkáně. Tkáň nervová, svalová, epitelové tkáně a vazivové tkáně.
Literatura