ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (13Β006)
Διαμάντης Σίδερης, Διδώ Βασιλακοπούλου, Ιερώνυμος Ζωιδάκης
Σκοπός Μαθήματος
H κατανόηση, σε μοριακό επίπεδο, όλων των χημικών διεργασιών που σχετίζονται με τα ζωντανά κύτταρα και διέπουν τη δομή και λειτουργία των βιολογικών συστημάτων.
Στόχοι Μαθήματος
α) η εξοικείωση των φοιτητών με τον μοριακό σχεδιασμό της ζωής και η εμπέδωση γνώσεων για τη δομή και λειτουργία των θεμελιωδών μακρομορίων, που χρησιμοποιούνται στην φύση (νουκλεϊνικά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια).
β) η κατανόηση των βασικών μεταβολικών λειτουργιών μέσω της μελέτης των τρόπων παραγωγής, κατανάλωσης και αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και του ενδιάμεσου μεταβολισμού των κυρίων βιομορίων και των μηχανισμών ρύθμισής τους.
γ) η κατανόηση των βασικών μηχανισμών μεταβίβασης και έκφρασης της γενετικής πληροφορίας.
δ) η εξοικείωση των φοιτητών με τις βιοχημικές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για την απομόνωση, ταυτοποίηση και μελέτη των ιδιοτήτων των βασικών βιομορίων.
ΛιγότεραΣκοπός Μαθήματος
H κατανόηση, σε μοριακό επίπεδο, όλων των χημικών διεργασιών που σχετίζονται με τα ζωντανά κύτταρα και διέπουν τη δομή και λειτουργία των βιολογικών συστημάτων.
Στόχοι Μαθήματος
α) η εξοικείωση των φοιτητών με τον μοριακό σχεδιασμό της ζωής και η εμπέδωση γνώσεων για τη δομή και λειτουργία των θεμελιωδών μακρομορίων, που χρησιμοποιούνται στην φύση (νουκλεϊνικά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια).
β) η κατανόηση των βασικών μεταβολικών λειτουργιών μέσω της μελέτης των τρόπων παραγωγής, κατανάλωσης και αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και του ενδιάμεσου μεταβολισμού των κυρίων βιομορίων και των μηχανισμών ρύθμισής τους.
γ) η κατανόηση των βασικών μηχανισμών μεταβίβασης και έκφρασης της γενετικής πληροφορίας.
δ) η εξοικείωση των φοιτητών με τις βιοχημικές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για την απομόνωση, ταυτοποίηση και μελέτη των ιδιοτήτων των βασικών βιομορίων.
Σκοπός Μαθήματος
H κατανόηση, σε μοριακό επίπεδο, όλων των χημικών διεργασιών που σχετίζονται με τα ζωντανά κύτταρα και διέπουν τη δομή και λειτουργία των βιολογικών συστημάτων.
Στόχοι Μαθήματος
α) η εξοικείωση των φοιτητών με τον μοριακό σχεδιασμό της ζωής και η εμπέδωση γνώσεων για τη δομή και λειτουργία των θεμελιωδών μακρομορίων, που χρησιμοποιούνται στην φύση (νουκλεϊνικά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια).
β) η κατανόηση των βασικών μεταβολικών λειτουργιών μέσω της μελέτης των τρόπων παραγωγής, κατανάλωσης και αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και του ενδιάμεσου μεταβολισμού των κυρίων βιομορίων και των μηχανισμών ρύθμισής τους.
γ) η κατανόηση των βασικών μηχανισμών μεταβίβασης και έκφρασης της γενετικής πληροφορίας.
δ) η εξοικείωση των φοιτητών με τις βιοχημικές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για την απομόνωση, ταυτοποίηση και μελέτη των ιδιοτήτων των βασικών βιομορίων.
Περίγραμμα
Διδάσκοντες
ΘΕΩΡΙΑ: Δ. ΣΙΔΕΡΗΣ (Συντονιστής), Δ. ΒΑΣΙΛΑΚΟΠΟΥΛΟΥ, Ι. ΖΩΙΔΑΚΗΣ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ: Ν. ΑΡΒΑΝΙΤΗΣ (Υπεύθυνος), Δ. ΣΙΔΕΡΗΣ, Δ. ΒΑΣΙΛΑΚΟΠΟΥΛΟΥ, Κ. ΒΟΡΓΙΑΣ, Α. ΣΚΟΡΙΛΑΣ, Χ.ΚΟΝΤΟΣ, Π. ΣΚΟΥΡΟΥ, ΕΛ. ΚΡΑΒΒΑΡΙΤΗ, Ι. ΖΩΙΔΑΚΗΣ
Περιεχόμενο μαθήματος
Α. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
- Εισαγωγή (Μοριακός σχεδιασμός της ζωής - Βιολογικά μακρομόρια - Χημικοί δεσμοί – Ιδιότητες νερού – Αρχές θερμοδυναμικής βιολογικών συστημάτων)
- Αμινοξέα – Πεπτίδια (Χημική σύσταση-Ιδιότητες-Διαχωρισμός)
- Γενικές αρχές της δομής των πρωτεϊνών (Πρωτοταγής - δευτεροταγής - τριτοταγής - τεταρτοταγής δομή) και μέθοδοι διαχωρισμού τους.
- Ένζυμα (Κινητική - Ταξινόμηση – Ονοματολογία) και Συνένζυμα
- Στρατηγικές ενζυμικής κατάλυσης και ρύθμισης
- Βασικές αρχές του ενεργειακού μεταβολισμού
- Μεταβολισμός υδατανθράκων – Ρύθμιση (Γλυκόλυση – Γλυκονεογένεση- Κύκλος των φωσφορικών πεντοζών - Μεταβολισμός του γλυκογόνου)
- Κύκλος του κιτρικού οξέος
- Αναπνευστική αλυσίδα και οξειδωτική φωσφορυλίωση
- Μεταβολισμός πρωτεϊνών και αμινοξέων
- Μεταβολισμός λιπών
- Μεταβολισμός νουκλεοτιδίων
- Νουκλεϊκά οξέα - Δομή και λειτουργία
- Σύνθεση του DNA
- Σύνθεση και επεξεργασία του RNA
- Σύνθεση των πρωτεϊνών
- Βιολογικές μεμβράνες – Μεταφορά - Υποδοχείς
- Ορμόνες - Γενικές αρχές και τρόπος δράσης
Β. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ
- Δείκτες, Μέτρηση του pΗ, Παρασκευή ρυθμιστικών διαλυμάτων, Καμπύλες Εξουδετέρωσης
- Αμινοξέα
- Πρωτεΐνες
- Φωτομετρία
- Ένζυμα
- Κινητική Ενζυμικών Αντιδράσεων
- Σάκχαρα
- Τρανσαμίνωση
- Υδρόλυση Λιπών
- Οξειδοαναγωγικά Ένζυμα
Μαθησιακοί στόχοι
Μετά την παρακολούθηση και επιτυχή ολοκλήρωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:
- Αναγνωρίζει τους διαφορετικούς τύπους βιοχημικών μορίων και να κατανοεί τα βασικά χημικά τους χαρακτηριστικά που τα καθιστούν απαραίτητα για τη ζωή.
- Χρησιμοποιεί και αξιολογεί τις πρακτικές τεχνικές που χρειάζονται για την ταυτοποίηση και τον διαχωρισμό των βιομορίων.
- Περιγράφει / αναγνωρίζει τις δομές των πρωτεϊνών και να προσδιορίστε τους τύπους των αλληλεπιδράσεων που είναι σημαντικές σε κάθε περίπτωση.
- Κατανοεί τη χημική φύση των ενζύμων, τη λειτουργία τους στις βιοχημικές αντιδράσεις και τους τρόπους ρύθμισης της ενεργότητάς τους.
- Γνωρίζει / κατανοεί τους κύρους μεταβολικούς δρόμους και τους μηχανισμούς ρύθμισής τους.
- Κατανοεί το ρόλο που παίζει ο μεταβολισμός στην αξιοποίηση των θρεπτικών στοιχείων της διατροφής και στην ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών των κυττάρων, ιστών και οργάνων.
- Περιγράφει / αναγνωρίζει τη δομή των νουκλεϊνικών οξέων (DNA και RNA) και να εξηγεί τις διαδικασίες αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης.
- Γνωρίζει τη δομή των μεμβρανών, να κατανοεί τη δυναμική τους φύση και να αντιλαμβάνεται πως πραγματοποιείται η μεταφορά μορίων διαμέσου αυτών.
- Διακρίνει τους διαφορετικούς τύπους ορμονών και να εξηγεί τους τρόπους δράσης τους.
- Αναγνωρίζει την αξία της σημασίας της βιοχημείας στις επιστήμες της ζωής και να εκτιμά το δυναμικό των βασικών επιστημονικών εξελίξεών της στην ανάπτυξη μεταφραστικών εφαρμογών.
- Εργάζεται με ασφάλεια σ’ ένα βιοχημικό εργαστήριο, να συνεργάζεται με τους συμφοιτητές του στην υλοποίηση βασικών εργαστηριακών πειραμάτων ακολουθώντας δεδομένα πρωτόκολλα, να καταγράφει, να αναλύει, να αξιολογεί και να παρουσιάζει τα αποτελέσματά τους.
Μέθοδοι αξιολόγησης
Για τη συμμετοχή στις εξετάσεις του μαθήματος απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ολοκλήρωση της παρακολούθησης των εργαστηριακών ασκήσεων.
Η διαδικασία αξιολόγησης γίνεται στην ελληνική γλώσσα με τελική εξέταση στο σύνολο της ύλης την ίδια ημέρα και περιλαμβάνει:
Ι. Γραπτή εξέταση του εργαστηρίου με:
- Ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης για την αξιολόγηση της κριτικής σκέψης των φοιτητών στις μεθοδολογίες και πρακτικές που ασκήθηκαν.
- Προβλήματα για την αξιολόγηση των δεξιοτήτων τους στην ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών.
- Ασκήσεις για την αξιολόγηση των ικανοτήτων τους στην επαγωγική σκέψη και την εφαρμογή των γνώσεων που αποκτήθηκαν για την επίλυση ερευνητικών προβλημάτων.
ΙΙ. Γραπτή εξέταση του μαθήματος με ερωτήσεις διαβαθμισμένης δυσκολίας που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και αντιστοίχισης.
- Ερωτήσεις σύντομης θεωρητικής ανάπτυξης.
- Προβλήματα ή/και ασκήσεις βασισμένα στις θεωρητικές γνώσεις που αναπτύχθηκαν στις παραδόσεις.
Ο συνολικός βαθμός προκύπτει κατά 20% από τη γραπτή εξέταση του εργαστηρίου και κατά 80% από τη γραπτή εξέταση της θεωρίας του μαθήματος.
Προτεινόμενα συγγράμματα
(1) ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (6η Αμερικάνικη έκδοση 2016, 1η Ελληνική έκδοση 2019) Reginald H. Garrett, Charles M. Grisham (eds.) Εκδόσεις «UTOPIA» ISBN:978-618-5173-40-1, Κωδικός Εύδοξος 77113116
(2) ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (1η ελληνική έκδοση /2019) Συγγραφείς: T.A. Brown. Εκδόσεις "UTOPIA" ISBN: 978-618-5173-50-0 Κωδικός Εύδοξος 86199397
(3) Εργαστηριακές Aσκήσεις Βιοχημείας (Σημειώσεις). Δ. Σίδερης, 2018
ΘΕΩΡΙΑ: Δ. ΣΙΔΕΡΗΣ (Συντονιστής), Δ. ΒΑΣΙΛΑΚΟΠΟΥΛΟΥ, Ι. ΖΩΙΔΑΚΗΣ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ: Ν. ΑΡΒΑΝΙΤΗΣ (Υπεύθυνος), Δ. ΣΙΔΕΡΗΣ, Δ. ΒΑΣΙΛΑΚΟΠΟΥΛΟΥ, Κ. ΒΟΡΓΙΑΣ, Α. ΣΚΟΡΙΛΑΣ, Χ.ΚΟΝΤΟΣ, Π. ΣΚΟΥΡΟΥ, ΕΛ. ΚΡΑΒΒΑΡΙΤΗ, Ι. ΖΩΙΔΑΚΗΣ
Α. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
- Εισαγωγή (Μοριακός σχεδιασμός της ζωής - Βιολογικά μακρομόρια - Χημικοί δεσμοί – Ιδιότητες νερού – Αρχές θερμοδυναμικής βιολογικών συστημάτων)
- Αμινοξέα – Πεπτίδια (Χημική σύσταση-Ιδιότητες-Διαχωρισμός)
- Γενικές αρχές της δομής των πρωτεϊνών (Πρωτοταγής - δευτεροταγής - τριτοταγής - τεταρτοταγής δομή) και μέθοδοι διαχωρισμού τους.
- Ένζυμα (Κινητική - Ταξινόμηση – Ονοματολογία) και Συνένζυμα
- Στρατηγικές ενζυμικής κατάλυσης και ρύθμισης
- Βασικές αρχές του ενεργειακού μεταβολισμού
- Μεταβολισμός υδατανθράκων – Ρύθμιση (Γλυκόλυση – Γλυκονεογένεση- Κύκλος των φωσφορικών πεντοζών - Μεταβολισμός του γλυκογόνου)
- Κύκλος του κιτρικού οξέος
- Αναπνευστική αλυσίδα και οξειδωτική φωσφορυλίωση
- Μεταβολισμός πρωτεϊνών και αμινοξέων
- Μεταβολισμός λιπών
- Μεταβολισμός νουκλεοτιδίων
- Νουκλεϊκά οξέα - Δομή και λειτουργία
- Σύνθεση του DNA
- Σύνθεση και επεξεργασία του RNA
- Σύνθεση των πρωτεϊνών
- Βιολογικές μεμβράνες – Μεταφορά - Υποδοχείς
- Ορμόνες - Γενικές αρχές και τρόπος δράσης
Β. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ
- Δείκτες, Μέτρηση του pΗ, Παρασκευή ρυθμιστικών διαλυμάτων, Καμπύλες Εξουδετέρωσης
- Αμινοξέα
- Πρωτεΐνες
- Φωτομετρία
- Ένζυμα
- Κινητική Ενζυμικών Αντιδράσεων
- Σάκχαρα
- Τρανσαμίνωση
- Υδρόλυση Λιπών
- Οξειδοαναγωγικά Ένζυμα
Μετά την παρακολούθηση και επιτυχή ολοκλήρωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:
- Αναγνωρίζει τους διαφορετικούς τύπους βιοχημικών μορίων και να κατανοεί τα βασικά χημικά τους χαρακτηριστικά που τα καθιστούν απαραίτητα για τη ζωή.
- Χρησιμοποιεί και αξιολογεί τις πρακτικές τεχνικές που χρειάζονται για την ταυτοποίηση και τον διαχωρισμό των βιομορίων.
- Περιγράφει / αναγνωρίζει τις δομές των πρωτεϊνών και να προσδιορίστε τους τύπους των αλληλεπιδράσεων που είναι σημαντικές σε κάθε περίπτωση.
- Κατανοεί τη χημική φύση των ενζύμων, τη λειτουργία τους στις βιοχημικές αντιδράσεις και τους τρόπους ρύθμισης της ενεργότητάς τους.
- Γνωρίζει / κατανοεί τους κύρους μεταβολικούς δρόμους και τους μηχανισμούς ρύθμισής τους.
- Κατανοεί το ρόλο που παίζει ο μεταβολισμός στην αξιοποίηση των θρεπτικών στοιχείων της διατροφής και στην ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών των κυττάρων, ιστών και οργάνων.
- Περιγράφει / αναγνωρίζει τη δομή των νουκλεϊνικών οξέων (DNA και RNA) και να εξηγεί τις διαδικασίες αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης.
- Γνωρίζει τη δομή των μεμβρανών, να κατανοεί τη δυναμική τους φύση και να αντιλαμβάνεται πως πραγματοποιείται η μεταφορά μορίων διαμέσου αυτών.
- Διακρίνει τους διαφορετικούς τύπους ορμονών και να εξηγεί τους τρόπους δράσης τους.
- Αναγνωρίζει την αξία της σημασίας της βιοχημείας στις επιστήμες της ζωής και να εκτιμά το δυναμικό των βασικών επιστημονικών εξελίξεών της στην ανάπτυξη μεταφραστικών εφαρμογών.
- Εργάζεται με ασφάλεια σ’ ένα βιοχημικό εργαστήριο, να συνεργάζεται με τους συμφοιτητές του στην υλοποίηση βασικών εργαστηριακών πειραμάτων ακολουθώντας δεδομένα πρωτόκολλα, να καταγράφει, να αναλύει, να αξιολογεί και να παρουσιάζει τα αποτελέσματά τους.
Για τη συμμετοχή στις εξετάσεις του μαθήματος απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ολοκλήρωση της παρακολούθησης των εργαστηριακών ασκήσεων.
Η διαδικασία αξιολόγησης γίνεται στην ελληνική γλώσσα με τελική εξέταση στο σύνολο της ύλης την ίδια ημέρα και περιλαμβάνει:
Ι. Γραπτή εξέταση του εργαστηρίου με:
- Ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης για την αξιολόγηση της κριτικής σκέψης των φοιτητών στις μεθοδολογίες και πρακτικές που ασκήθηκαν.
- Προβλήματα για την αξιολόγηση των δεξιοτήτων τους στην ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών.
- Ασκήσεις για την αξιολόγηση των ικανοτήτων τους στην επαγωγική σκέψη και την εφαρμογή των γνώσεων που αποκτήθηκαν για την επίλυση ερευνητικών προβλημάτων.
ΙΙ. Γραπτή εξέταση του μαθήματος με ερωτήσεις διαβαθμισμένης δυσκολίας που περιλαμβάνει:
- Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και αντιστοίχισης.
- Ερωτήσεις σύντομης θεωρητικής ανάπτυξης.
- Προβλήματα ή/και ασκήσεις βασισμένα στις θεωρητικές γνώσεις που αναπτύχθηκαν στις παραδόσεις.
Ο συνολικός βαθμός προκύπτει κατά 20% από τη γραπτή εξέταση του εργαστηρίου και κατά 80% από τη γραπτή εξέταση της θεωρίας του μαθήματος.
(1) ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (6η Αμερικάνικη έκδοση 2016, 1η Ελληνική έκδοση 2019) Reginald H. Garrett, Charles M. Grisham (eds.) Εκδόσεις «UTOPIA» ISBN:978-618-5173-40-1, Κωδικός Εύδοξος 77113116
(2) ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (1η ελληνική έκδοση /2019) Συγγραφείς: T.A. Brown. Εκδόσεις "UTOPIA" ISBN: 978-618-5173-50-0 Κωδικός Εύδοξος 86199397
(3) Εργαστηριακές Aσκήσεις Βιοχημείας (Σημειώσεις). Δ. Σίδερης, 2018
