Detail předmětu

Úvod do chemie přírodních materiálů

FCH-BC_UCHPMAk. rok: 2020/2021

Výklad začíná hlavním biologickým médiem vodou. Na tuto navazuje téma nejrozšířenějšího biopolymeru celulózy. S tématem celulózy a její primární lokalizace v rostlinách je spojeno téma porfyrinových sloučenin a jejich komplexů. Funkčnost těchto komplexů podmiňuje existenci dalšího významného polymeru škrobu. A s tématem rostlin přímo souvisí i téma huminových látek. Vliv koevoluce různých organismů bude vysvětlen na příkladu beta(1-3)-D-glukanů a jejich vlivu na imunitní reakce lidského organismu. Na téma betaglukanů úzce navazuje téma chitinu, díky existenci chitin-glukanového komplexu u hub. Principy funkčnosti stavebních proteinů budou zmíněny v tématech keratin a kolagen. Se vším výše uvedeným jsou spojeny jak ekologické tak i etické otázky, na které budou účastníci kurzu hledat své odpovědi.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování kurzu se bude student orientovat v problematice týkající se významných zástupců biopolymerů a dalších přírodních látek a jejich role v přírodě. Důraz bude kladen nejen na pochopení vztahu mezi primární strukturou a vyššími strukturami ale také na zapojení chemických individuí do komplexních matric, vyskytujících se v živých systémech. Na vybraných příkladech bude student schopen odvodit obecné vlastnosti pro danou skupinu látek. Student se bude orientovat v evoluci biopolymerů stejně tak si bude vědom ekologických důsledků získávání biopolymerů. Zároveň se předpokládá základní orientace v etice použití biopolymerů.

Prerekvizity

Základy obecné, anorganické a organické chemie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška: studující písemnou a ústní formou prokáže znalost a logické porozumění probírané látky.

Osnovy výuky

1) Úvod - koncepce předmětu, evoluce biopolymerů.
2) Voda jako životní médium.
3) Celulóza - struktura, zapojení do živé matrice, základní chemické modifikace, odbourávání.
4) Chemie porfyrinových cyklů - struktura, srovnání hemu a chlorofylu, zapojení do matric hemoglobinu, cytochromu C.
5) Betaglukany - struktura, odbourávání, role v imunnitním systému.
6) Chitin, chitosan - pevnostní charakteristiky přírodních kompozitů.
7) Keratin - modifikace, sekundární struktura a z ní plynoucí vlastnosti.
8) Škrob - keříčky a spirály ve škrobových zrnech, důsledky fyzikálně-chemických vlastností.
9) Půda jako živý koloidní systém.
10) Huminové látky.
11) Agrochemie a lidské zásahy do půdy.
12) Kolagen.
13) Ekologie využití přírodních materiálů, etika použití biopolymerů.

Učební cíle

Cílem předmětu je pomocí pomyslné cesty přírodou seznámit studenty se základní principy, látkami a materiály vyskytujícími se v přirozeném prostředí s důrazem na chemii biopolymerů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách.

Základní literatura

Kadlec P. a kol.: Technologie sacharidů, VŠCHT, Praha 2000 (CS)
Vandamme E. J., Steinbüchel A.: Biopolymers Vol. 5-6. Wiley-VCH, Weinheim 2002. (EN)

Doporučená literatura

KLUČÁKOVÁ, M.; ČECHOVÁ, E.; BACHRATÁ, R.; PEKAŘ, M. BEHAVIOUR OF HUMIC ACIDS IN WATER AND AQUEOUS SOLUTIONS. In Solid Waste Management and Environmental Remediation. Environmental Remediation: Regulatory Requirements, Site Assessment and Health Effects. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2010. s. 453-465. ISBN: 978-1-60741-761- 3. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BKCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D.