1. 100% účasť na cvičeniach v zmysle študijného poriadku.

2. Písomný test z medzinárodného názvoslovia v priebehu semestra (min. 60 %).

3. Odovzdané všetky protokoly.

4. Minimálne hodnotenie za praktické cvičenia E.

5. Absolvovaná záverečná laboratórna práca.

6. Absolvovaná zápočtová písomná práca.

Maximálne hodnotenie za praktické cvičenie je 10 %. Ďalších 20 % môže študent získať za zápočtovú písomnú prácu (10 % za medzinárodné názvoslovie a 10 % za výpočty). Ak získa za tieto 3 časti minimálne 15 % (žiadna časť nesmie byť hodnotená známkou Fx), postupuje na skúšku z teoretickej časti predmetu (obsahová náplň vyplýva z programu prednášok a cvičení). Tá je rozdelená na dve časti. Za každú môže študent získať maximálne 35 % (spolu 70 %), minimálna hranica pre absolvovanie predmetu je 18 % za každú časť jednotlivo.

Pre hodnotenie A je potrebné získať spolu najmenej 91 %, pre hodnotenie B najmenej 81 %, pre hodnotenie C najmenej 71 %, pre hodnotenie D najmenej 61 %, pre hodnotenie E najmenej 51 %. Kredity sa neudelia študentovi, ktorý získal spolu menej ako 51 %. V prípade opätovného zapísania predmetu budú študentovi za zápočet pridelené percentá, ktoré mal v deň udelenia zápočtu.

Poznatky o chemických zlúčeninách sú východiskom pre štúdium vzťahov medzi štruktúrou a vlastnosťami biologicky významných látok. Študentovi umožňujú porozumieť premenám týchto látok v živom organizme. Poznanie zákonitosti chemických dejov vytvára predpoklady pre možnosť zásahov do chemických dejov s cieľom ich usmernenia. Praktické cvičenia vytvárajú priestor pre overenie princípov moderných analytických a diagnostických metód a osvojenie si základných laboratórnych techník, získanie zručnosti pri práci s prístrojmi, meraní a vyhodnocovaní výsledkov. Získané poznatky sú východiskom pre nadväzujúce predmety ako je biochémia, fyziológia, chémia potravín a predmety so zameraním na hygienu potravín, ktoré vyžadujú základné chemické znalosti.

Chemické zloženie živých systémov. Medzinárodné názvoslovie anorganických zlúčenín. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie roztokov. Základné výpočty v analytickej chémii. Chemické väzby vo vzťahu k štruktúre, vlastnostiam a biologickej funkcii látok. Komplexné zlúčeniny vo vzťahu k rozpustnosti, reaktivite, transportu a toxicite. Vodíková väzba a Van der Waalsove sily podmieňujúce štruktúru a funkciu molekúl. Termodynamické a kinetické aspekty chemických dejov v biologickom systéme. Vybrané kapitoly odmernej a inštrumentálnej analýzy v hygiene potravín. Charakteristika a vlastnosti pravých roztokov. Voda ako disperzné prostredie organizmu. Koloidné disperzné systémy. Biologický význam koloidov. Hrubodisperzné systémy – rovnováha na rozhraní fáz, biologický význam adsorpcie. Acidobázická rovnováha a biologicky významné tlmivé systémy. Vzťah štruktúry organických zlúčenín k vlastnostiam a biologickej funkcii organických zlúčenín. Biochemicky významné reakcie hydroxyderivátov, karbonylových zlúčenín, karboxylových kyselín a ich derivátov. Štruktúra, vlastnosti, reakcie a biologická funkcia sacharidov. Štruktúra, vlastnosti a biologická funkcia lipidov. Amfotérny charakter fosfolipidov v membránach. Reakcie na dôkaz aminokyselín a biochemicky významné reakcie. Vznik biogénnych amínov v organizme a v potravinách. Peptidové hormóny, antibiotiká, jedy. Štruktúra, koloidný charakter a elektrické vlastnosti bielkovín vo vzťahu k ich biologickým funkciám. Denaturácie, vysoľovanie a konformačné zmeny bielkovín. Biologicky významné deriváty kyseliny uhličitej. Biologicky významné organické zlúčeniny síry a dusíka. Heterocyklické zlúčeniny s významnou funkciou v organizme a potravinách.

Prednášky:

1. Chemické zloženie živých systémov. Medzinárodné názvoslovie anorganických zlúčenín. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie roztokov. Základné výpočty v analytickej chémii. Názvoslovie koordinačných zlúčenín.

2. Chemické väzby vo vzťahu k štruktúre, vlastnostiam a biologickej funkcii látok. Komplexné zlúčeniny vo vzťahu k rozpustnosti, reaktivite, transportu a toxicite. Štruktúra komplexných zlúčenín, cheláty a ich biologický význam.

3. Vodíková väzba a Van der Waalsove sily podmieňujúce štruktúru a funkciu molekúl.

Vzájomný vzťah štruktúry molekúl a ich biologickej funkcie. Úvod do analytickej chémie. Odmerná analýza, základné pojmy, metódy a základné výpočty.

4. Termodynamické aspekty chemických dejov v biologickom systéme. Termodynamická rovnováha, vnútorná energia, entalpia. Vrátnosť a uskutočniteľnosť chemických dejov, entrópia. Termochemické zákony. Gibbsova a Helmholtzova energia. Spriahnuté reakcie, makroergické zlúčeniny, premena voľnej energie v biologických systémoch.

5. Inštrumentálna analýza v hygiene potravín. Elektrochemické inštrumentálne metódy. Význam oxidačno–redukčných reakcií pre organizmus. Potenciometria. Potenciometrické titrácie. Elektrochemické meranie pH. Konduktometria. Konduktometrické titrácie.

6. Metódy spracovania biologického materiálu. Chromatografické metódy pri analýze biologického materiálu. Kinetické aspekty chemických dejov v biologickom systéme. Poriadok a molekulovosť reakcií. Polčas reakcie. Reakčný mechanizmus. Katalýza. Chemická rovnováha, rovnovážna konštanta.

7. Disperzné systémy vo vzťahu k organizmu. Voda ako disperzné prostredie organizmu.

Koligatívne vlastnosti roztokov – difúzia, osmóza. Význam dialýzy. Biochemický význam protolytických reakcií. Kyseliny a zásady v živom systéme, ionizácia vody, pH. Teória tlmivých systémov. Henderson–Hasselbachova rovnica. Tlmivá kapacita. Biologicky významné tlmivé systémy. Acidobázická rovnováha vnútorného prostredia organizmu a jej poruchy. Koloidné disperzné systémy - štruktúra a biologický význam. Hrubodisperzné systémy – rovnováha na rozhraní fáz, biologický význam adsorpcie.

8. Vzťah štruktúry k vlastnostiam a biologickej funkcii jednotlivých skupín organických zlúčenín. Reaktívne miesto v molekule organickej zlúčeniny. Charakteristika, vlastnosti a biochemicky významné reakcie hydroxyderivátov. Estery alkoholov a kyseliny fosforečnej (AMP, ADP, ATP). Biochemicky významné reakcie oxozlúčenín (oxidácia, redukcia, adičné a kondenzačné reakcie). Významné zlúčeniny, toxicita.

9. Vlastnosti, štruktúra, izoméria monosacharidov. Biochemické reakcie – oxidácia, redukcia, esterifikácia, tvorba poloacetálov, acetálov, epimerizácia, izomerizácia, oxidačná dekarboxylácia. Významné monosacharidy a ich deriváty (estery s kyselinou fosforečnou, kyseliny urónové, detoxikačný účinok kyseliny glukurónovej, deoxysacharidy, aminosacharidy – glukozamín, N–acetylglukozamín, kyselina neuramínová, kyselina N–acetylneuramínová). Oligosacharidy, polysacharidy – klasifikácia, štruktúra, charakteristika, biologické funkcie. Homoglykány (škrob, glykogén, celulóza, dextrán, chitín) a heteroglykány (kyselina hyalurónová, kyselina chondroitínsírová, heparín).

10. Vyššie karboxylové kyseliny, ich biologický význam. Deriváty karboxylových kyselín (tvorba solí - vplyv na rozpustnosť, amidy, anhydridy - anhydridový systém ako zdroj energie, estery). Biochemicky významné reakcie. Lipidy - štruktúra, vlastnosti a biologická funkcia. Glykolipidy – štruktúra a biologická funkcia (cerebrozidy, sulfatidy, gangliozidy). Fosfolipidy – rozdelenie, štruktúra a vlastnosti (fosfatidylcholíny, fosfatidyletanolamíny, fosfatidylseríny, fosfatidylinozitoly).

Amfotérny charakter fosfolipidov. Hydrofóbne a hydrofilné časti fosfolipidov – význam pre stavbu membrán.

11. Štruktúra, vlastnosti a biochemicky významné reakcie hydroxykyselín a oxokyselín. Aminokyseliny, peptidy, bielkoviny. Biochemicky významné reakcie aminokyselín (oxidačná deaminácia, transaminácia, dekarboxylácia, vznik amidov, polymerizácia, reakcie s ninhydrínom). Vznik biogénnych amínov a ich význam v organizme. Vznik, štruktúra a biologicky významné peptidy (peptidové hormóny, antibiotiká, jedy). Štruktúra, zloženie, rozdelenie a biologická funkcia bielkovín. Koloidný charakter, elektrické vlastnosti, izoelektrický bod, rozpustnosť, vysoľovanie, konformačné zmeny, denaturácia.

12. Močovina a jej deriváty. Guanidín a jeho biologicky významné deriváty. Ureidy. Tioly, sulfidy - biologická oxidácia organických zlúčenín síry. Kyseliny sulfónové a ich deriváty, sulfonamidy.

13. Amíny, biogénne amíny, aminokyseliny, syntetické liečivá, aminohydroxyderiváty organických zlúčenín. Heterocyklické amíny. 5 – článkové heterocykly a ich deriváty (pyrol, furán, tiofén). Biologicky dôležité zlúčeniny (aminokyseliny, pyrolové farbivá, žlčové farbivá, enzýmy, vitamíny). 6 – článkové heterocykly a ich deriváty. Biologicky významné zlúčeniny (pyrimidínové bázy, purínové zlúčeniny, kyselina barbitúrová, vitamíny, kyselina listová, nukleotidy, nukleozidy, nukleové kyseliny).

Praktické cvičenia:

1. Úvod - práca v chemickom laboratóriu. Laboratórny poriadok, bezpečnosť práce. Vybavenie chemického laboratória. Základné operácie v chemickom laboratóriu. Vstupný test.

2. Základné výpočty a medzinárodné názvoslovie anorg. zlúčenín.

3. Vyjadrenie zloženia roztokov, výpočty. Riedenie roztokov. Praktická príprava roztokov s rôznym zložením. Meranie hustoty roztokov hustomerom a stanovenie hustoty pyknometricky.

4. Základy odmernej analýzy (titrácia). Rozdelenie metód odmernej analýzy. Výpočty v odmernej analýze. Štandardizácia odmerných roztokov. Stanovenie koncentrácie kyselín a zásad - alkalimetria, acidimetria. Stanovenie kyslosti potravinárskeho octu.

5. Oxidácia a redukcia v živom organizme. Manganometrické stanovenie. Štandardizácia odmerných roztokov pre manganometrické stanovenie. Manganometrické stanovenie Fe2+.

6. Cheláty v biologickom systéme. Komlexometrická odmerná analýza. Stanovenie vápnika komplexometricky.

7. Meranie a výpočet pH roztokov. Stanovenie pH vzoriek mlieka a vajec.

8. Vodivosť roztokov, konduktometria, konduktometrická titrácia. Konduktometrické stanovenie koncentrácie potravinárskeho octu.

9. Potenciometria, potenciometrická titrácia. Princíp, výpočty. Potenciometrické stanovenie HCl v potravinárskych produktoch.

10. Optické metódy. Lambert – Beerov zákon. Stanovenie koncentrácie KMnO4 vo vzorke metódou kalibračnej čiary. Spektrofotometrické stanovenie farbív v potravinách metódou kalibračnej čiary. Absorpčná spektrálna analýza derivátov hemoglobínu.

11. Ionovýmenná chromatografia. Rozdelenie, princíp, význam pri analýze biologického materiálu - využitie vlastnosti disperzných systémov. Stanovenie koncentrácie NaCl v neznámej vzorke.

12. Chromatografia na molekulových sitách.Oddeľovanie bielkovín od nízkomolekulových látok.

13. Záverečná laboratórna práca. Záverečný test.

1. A., Holovská K., Lenártová V., Hrušková T.: Chémia - Učebné texty k praktickým cvičeniam, 2010, ESAP UVLF Košice, ISBN 978-80-8077-207-9, 219 s.

2. Krätsmár-Šmogrovič J.: Všeobecná a anorganická chémia, 2007, OSVETA Martin, ISBN 978-80-8063-245-8, 400 s.

3. Zima S., Zwick K.: Veterinární chémie, 1990, Státní zemědělské nakladatelství Praha, ISBN 80-209-0122-1, 320 s.

4. Musil a kol.: Lekářská chémie a biochémie,199, Avicenum Praha, ISBN 80-201-0114-4, 664 s.

5. Žúrková Ľ., Fischer O., Pacák J., Sopková A., Staněk Sobeková Z.: Všeobecná chémia, 1985, SPN Bratislava, ISBN 67-034-85, 327 s.

6. McMurry, J.: Organická chemie, 2007, VUTIUM Brno, ISBN 978-80-214-3291-8, 1176 s.

Obsahová prerekvizita:

nie sú vyžadované

Priebežné hodnotenie:

Priebežná kontrola:

1. Písomný test z medzinárodného názvoslovia s úspešnosťou minimálne 60 %.

2. Kontrola prípravy na praktické cvičenie ústnou formou, minimálne hodnotenie E.

3. Správna laboratórna prax – presnosť stanovenia hodnotená na základe relatívnej chyby:

chyba (%)/známka

0 – 3 / A

4 – 6 / B

7 – 10 / C

11 – 13 / D

14 – 16 / E

menej ako 16 / Fx

Podmienky na absolvovanie predmetu:

1. 100% účasť na cvičeniach v zmysle študijného poriadku.

2. Písomný test z medzinárodného názvoslovia v priebehu semestra (min. 60 %).

3. Odovzdané všetky protokoly.

4. Minimálne hodnotenie za praktické cvičenia E.

5. Absolvovaná záverečná laboratórna práca.

6. Absolvovaná zápočtová písomná práca.

Maximálne hodnotenie za praktické cvičenie je 10 %. Ďalších 20 % môže študent získať za zápočtovú písomnú prácu (10 % za medzinárodné názvoslovie a 10 % za výpočty). Ak získa za tieto 3 časti minimálne 15 % (žiadna časť nesmie byť hodnotená známkou Fx), postupuje na skúšku z teoretickej časti predmetu (obsahová náplň vyplýva z programu prednášok a cvičení). Tá je rozdelená na dve časti. Za každú môže študent získať maximálne 35 % (spolu 70 %), minimálna hranica pre absolvovanie predmetu je 18 % za každú časť jednotlivo.

Pre hodnotenie A je potrebné získať spolu najmenej 91 %, pre hodnotenie B najmenej 81 %, pre hodnotenie C najmenej 71 %, pre hodnotenie D najmenej 61 %, pre hodnotenie E najmenej 51 %. Kredity sa neudelia študentovi, ktorý získal spolu menej ako 51 %. V prípade opätovného zapísania predmetu budú študentovi za zápočet pridelené percentá, ktoré mal v deň udelenia zápočtu.

Záverečné hodnotenie:

zápočet / skúška

žiadne