FF503: Kemi, Biologi og Molekylær Biologi - Den empiriske eksperimentelle videnskab (20 ECTS)

STADS: 07005901

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset begynder i efterårssemesteret og fortsætter i forårssemesteret.
1.-4. kvartal

Ansvarlige undervisere
Email: pouln@sdu.dk
Email: mip@sdu.dk
Email: ChristerEjsingcse@bmb.sdu.dk
Email: DanielWüstnerwuestner@bmb.sdu.dk
Email: jakobm@bmb.sdu.dk
Email: f.kir@bmb.sdu.dk
Email: jmr@biology.sdu.dk
Email: reitzel@biology.sdu.dk
Email: coen@biology.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Kommentar:
Yderligere undervisere: Jesper Houmann Kattai

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Ingen

Kursusintroduktion
Formålet med kurset er at give en grundlæggende introduktion til kemi og biologi herunder cellebiologi samt disse fags indbyrdes relationer. Kurset vil på et kemisk grundlag give en introduktion til centrale biologiske emner fra celleniveau over organismen og til økosystemer, samt introducere sammenhængen mellem arvelighed og evolution. Kurset vil fokusere på den almene, fysiske og organisk kemi herunder de biologiske makromolekyler, generelle begreber og reguleringsmekanismer inden for celler og membraner, evolution og økologi, samt på generelle begreber og reguleringsmekanismer inden for biokemi, molekylærbiologi og fysiologi og økologi. Kurset vil på et organisk-kemisk grundlag give en introduktion til metabolisme, molekylær biologi og fysiologi. Kurset skal give det nødvendige kemiske og biologiske fundament for alle life science studerende og danne grundlaget for videregående kemiske, biologiske og molekylær- og cellebiologiske studier samt for integration af kemi og biologi med andre fagområder

Forventet læringsudbytte
Når kurset er bestået forventes den studerende at kunne:

• beskrive en celles opbygning og funktionen af dens centrale organeller
• beskrive celledeling og koble denne til nedarvning
• redegøre for basale genetiske love, og lave simple arvelighedsberegninger ud fra disse
• forklare de grundlæggende principper i evolution
• forklare betydningen af forskellige typer af kemiske bindinger
• identificere simple molekyler og ioner samt opskrive Lewis-strukturer og geometrier herfor
• anvende Le Chateliers princip på en kemisk ligevægt og foretage beregninger af ligevægtsblandinger herunder pH-beregninger i forbindelse med syre/base-systemer
• identificere reaktionstyper af nulte, første og anden ordens kinetik samt anvende begrebet aktiveringsenergi
• identificere og anvende begreberne enthalpi, entropi, varmekapacitet, fri energi og opløselighedsprodukt i simple beregninger.
• foretage beregninger af koncentrationer, potentialer og ligevægtskonstanter ud fra Nernsts ligning
• aflæse og optegne organisk kemiske strukturformler samt genkende grundstrukturer og funktionelle grupper
• anvende nomenklaturreglerne for simple organiske molekyler samt genkende almindelige trivialnavne.
• forklare begreberne ”hydrofil” og ”hydrofob”, genkende molekyler med disse egenskaber og relatere disse begreber til molekylers struktur og organisering
• anvende grundbegreberne indenfor stereokemi og isomeri samt begreberne konfiguration og konformation.
• beskrive udvalgte fødekæder og økologiske kredsløb og forklare den kemiske baggrund for omsætningerne i disse.
• forklare homeostase af udvalgte komponenter på organ- og organisme-niveau
• beskrive og forklare fordeling af fremmedstoffer i levende organismer
• angive de almindelige funktionelle grupper i organiske molekyler og redegøre for deres reaktioner
• anvende simple mekanismer i forklaringen de mest almindelige reaktioner
• forklare de vigtigste aspekter af nukleofil substitution, elektrofil addition, elimination, kondensation, hydrolyse, oxidation og reduktion.
• foreslå simple organiske synteser ud fra grundstruktur og funktionelle grupper
• genkende og navngive de funktionelle grupper i biologiske makromolekyler, og herfra redegøre for deres kemiske grundstruktur.
• skitsere mekanismen for non-kovalente kræfter, der virker i biomolekyler og forklare disse kræfters betydning for molekylernes struktur
• anvende stereokemisk nomenklatur på organiske molekyler og biomolekyler
• opskrive central metaboliske omsætningsveje og forklare deres betydning for cellens stof- og energiomsætning
• genkende de almindelige kemiske reaktioner i metaboliske omsætningsveje
• redegøre for flow af genetisk information i en celle, herunder regulering af gen-ekspression
• redegøre for den fysiologiske funktion af udvalgte organer 
• forklare udviklingen af populationer i økosystemer
• forklare nervesystemets funktion, herunder in- og output til dette.
• Forklare de vigtigste hormoners funktion
• integrere viden fra kemi, biologi og biokemi
• relatere teoretisk viden til praktiske eksperimenter og iagttagelser
• arbejde selvstændigt og sikkert i et laboratorium, herunder sikker håndtering af kemikalier
• tage noter, arbejde reproducerbart og anvende standardkurver i forbindelse med laboratoriearbejde

Emneoversigt

• Cellers opbygning og biomembraner
• Cellecyklus, meiose og mitose
• Genetik
• Evolution – historie og mekanismer
• Atomstruktur i relation til det periodiske systems opbygning
• Koncepter angående kemisk binding og molekylstruktur
• Kulbrinter, funktionelle grupper, stereokemi og nomenklatur
• Hydrofobe og hydrofile egenskaber
• Kemisk ligevægt, herunder syrer og baser og heterogene ligevægte
• Termodynamik, herunder dennes 1. lov, energi og enthalpi, og 2. lov, entropi og fri energi
• Elektrokemi
• Reaktionskinetik
• Økologiske kredsløb og fødekæder
• Økotoksikologi - fordeling af fremmedstoffer i levende organismer
• Fysiologisk regulering af vand, salte, gasser og temperatur 
• Organisk kemiske grupper og deres reaktioner
• Biologiske makromolekylers struktur og funktion
• Hormoner
• Nervesystemet; Sensoriske og motoriske mekanismer
• Populationer og økosystemer
• Metabolisme
• Informationsflow fra gen til protein

Litteratur

• N. A. Campbell & J. B. Reece: Biology, Pearson/Cummings, 9th.
• Blackman et al.: Chemistry, 2nd ed.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:

1. Projektopgave, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse, 1 ECTS. Et tværfagligt projekt, som udføres i studiegrupperne i december (07005912)
2. Projektopgave, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse, 1 ECTS. Et tværfagligt projekt, som udføres i studiegrupperne i foråret (07005922)
3. Obligatoriske opgaver, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse ved underviser 5 ECTS. Opgaverne består i en kombination af skriftlige hjemmeopgaver og digitale opgaver i efteråret (07005932)
4. Obligatoriske opgaver, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse ved underviser 3 ECTS. Opgaverne består i en kombination af skriftlige hjemmeopgaver og digitale opgaver i foråret (07005942)
5. Laboratorieøvelser, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse ved underviser, 1 ECTS. Afvikles i løbet af efteråret (07005952)
6. Laboratorieøvelser, bedømmes med Bestået/Ikke bestået, intern bedømmelse ved underviser, 2 ECTS. Afvikles i løbet af foråret (07005962)
7. Skriftlig eksamen, bedømmes efter 7-trinsskalaen, ekstern censur, 7 ECTS (07005902)

Reeksamen i den skriftlige eksamen (7 ECTS) afholdes i august
Reeksamen i multiple choice tests afholdes løbende

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end ved den ordinære eksamen

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 80 timer
Træningsfase: 136 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 92 timer
 - Laboratorieøvelser: 44 timer

Aktiviteter i studiefasen Studiefase: 90 timer

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2012 til 31. august 2013.