MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Seznam předmětů vypisovaných v akademickém roce 2003/2004 Brno, květen 2003 _OBSAH Obsah 1 Předměty matematické sekce 7 2 Předměty fyzikální sekce 55 3 Předměty chemické sekce 130 4 Předměty biologické sekce 303 5 Předměty sekce věd o Zemi 475 5.1 Předměty geologických věd..................... 475 5.2 Předměty geografických věd.................... 565 6 Seznam předmětů doktorského studia 604 6.1 Předměty matematické sekce.................... 604 6.2 Předměty fyzikální sekce...................... 607 6.3 Předměty chemické sekce...................... 609 6.4 Předměty biologické sekce..................... 656 6.5 Předměty sekce věd o Zemi..................... 664 3 Milé studentky, milí studenti, Masarykova univerzita a Přírodovědecká fakulta garantují prostřednictvím svých předpisů Studijní a zkušební řád MU a Výuka a tvorba studijích programů právo studentům na volbu postupu ve studiu v rámci zvoleného studijního programu. Doporučené studijní plány, publikované ve Studijním katalogu představují standardní postup ve studiu, který je zohledněn v náplni jednotlivých předmětů i při tvorbě rozvrhu. I při nutnosti dodržení požadavků příslušného studijního programu na sestavování studijních plánů ovšem zůstává dostatečný prostor pro vlastní profilaci studentů. V Seznamu předmětů, který právě držíte v rukou, najdete kompletní nabídku předmětů, vypisovaných Přírodovědeckou fakultou v akademickém roce 2003/04. Jakkoli je i v tomto případě aktuálnější a rozhodující obsah Informačního systému Masarykovy univerzity, věříme, že přehledná forma katalogu zjednoduší volbu zejména těm z vás, kteří nejsou plně vyhraněni a uvažují o širším záběru svého studia, jakož i těm, kteří si chtějí svoji specializaci doplnit o poznatky z více či méně příbuzných oborů. Zároveň je nutno dodat, že ačkoliv Seznam předmětů obsahuje seznam předmětů vypisovaných pouze Přírodovědeckou fakultou, v rámci studijních plánů je (v určitém rozsahu) podporována i možnost zápisu předmětů ostatních fakult MU. Seznam obsahuje kompletní obraz Informačního systému MU k datu vydání a je vzhledem k jeho rozsahu velmi pravděpodobné, že obsahuje některé věcné chyby, které budou v IS MU postupně odstraněny. I při tomto vědomí však jistě půjde o kompaktní a cenný zdroj informací o nabídce předmětů Přírodovědecké fakulty. Michal Bulant, proděkan OBSAH Předměty jsou řazeny podle vědních oborů a v jejich rámci podle kódů. T&mam o předmětu obsahuje následující údaje: kód - Název vyučující Předpoklady: prerekvizity Doporučení: textové předpoklady zakončení, rozsah p/c/1, kredity, období perioda kód název zakončení rozsah kredity období perioda vyučující předpoklady doporučení identifikace předmětu v rámci IS MU název předmětu z zápočet kz klasifikovaný zápočet zk zkouška k kolokvium týdenní počet hodin ve struktuře p/c/1, kde p je počet hodin přednášky, c počet hodin cvičení a l počet hodin laboratorních cvičení (je-li uvedeno) kreditová hodnota předmětu ve formátu V + Z, kde V je tzv. implicitní počet kreditů, charakterizující zátěž spojenou s plněním průběžných požadavků a Zje počet kreditů za doporučené ukončenípředmětu}Jeli Z = 0, pak je počet kreditů uveden pouze v jednoduchém tvaru V. období, kdy bývá předmět vypisován vypsána, je-li předmět vypisován jinak než se standardní periodou jednou ročně seznam vyučujících předmětu splnění uvedených předpokladů je podmínkou pro bezproblémový zápis předmětu; pokud není zobrazeno, žádné předpoklady nejsou striktně vyžadovány slovní doporučení vyučujícího, vyjadřující zejména předpokládané znalosti. Slouží jako volně formulovaný doplněk prerekvizit. 1 Je-li to podmínkami studijního programu a konkrétního předmětu dovoleno, lze volit odlišné zakončení; v takovém případě se hodnota Z u předmětu PřF stanoví podle Cl. 7 předpisu Výuka a tvorba studijních programů 6 1 Predmety matematické sekce 1 Předměty vypisované matematickou sekcí MAEXX - Diplomová práce z, 0/0/0, 25 kr., jaro MA1XX - Diplomová práce z, 0/0/0, 10 kr., jaro Předpoklady: kredity_min(l50) MA502 - Diplomová práce z, 0/0/0, 10 kr., jaro RNDr. Pavel Šišma, Dr. Písemná diplomová práce. Obsah a formu určuje vedoucí diplomové práce. Písemná diplomová práce. Obsah a formu určuje vedoucí diplomové práce. MA522 - Diplomový seminář z, 0/2/0, 3 kr., jaro RNDr. Pavel Horák Problematika diplomových prací z matematiky v učitelském studiu matematiky. Referáty z diplomových prací. MA532 - Repetitorium matematiky -, 0/2/0, 0 kr., jaro RNDr. Pavel Horák Přehledné shrnutí základních partií učitelského studia matematiky, s důrazem na interdisciplinární vazby. MA552 - Numerické metody k, 2/0/0, 4 kr., jaro Mgr. Jiří Zelinka, Dr. Předpoklady: M9551 MA562 - Křivkové a plošné integrály, komplexní k, 2/0/0, 3 kr., jaro analýza 2 doc. RNDr. Jaromír Šimša, CSc. Předpoklady: M1510 A M2510 A M5520 A M9561 Funkce komplexní proměnné. Rady s komplexními členy. Elementární funkce v komplexním oboru. Křivkové integrály v komplexním oboru. Derivace funkcí komplexní proměnné. Holomorfní funkce. Cauchyova věta. Izolované singularity a teorie reziduí. Náplní kurzu přednášek je úvod do kalkulu funkcí, jejichž definiční obor i obor hodnot jsou množiny komplexních čísel. Diferenciální vlastnosti takových funkcí se významně odlišují od obdobných vlastností běžných funkcí v reálném oboru a jsou základem samostatné matematické disciplíny zvané komplexní analýza s řadou aplikací v matematice a fyzice. Jedna z nich bude uvedena i v našem kurzu. Ukážeme užitečnost tzv. reziduové věty při výpočtu určitých integrálů v reálném oboru. 7 1 Predmety matematické sekce MA572 - Vybrané partie z historie a didaktiky k, 2/0/0, 2 kr., jaro matematiky 2 doc. RNDr. Eduard Fuchs, CSc, doc. RNDr. Jaromír Vosmanský, CSc. 28. 2. Helena Durnová: Zeny v matematice 13. 3. Ivan Saxl: Geometrická pravděpodobnost a stereologie 27. 3. Karel Mačák: Matematika v pražském Klementinu ve 2. polovině 17. století 10. 4. Martina Bečvářova: Jak ze střední školy na vysokou v 19. století a v první polovině 20. století 15.5. Jindřich Bečvář: Nicole Oresme MA700 - Seminář z geometrie 2 kz, 0/2/0, 1+1 kr., jaro Mgr. Lenka Lomtatidze Doporučení: Absolvování předmětu M6772 Didaktika deskriptívni geometrie. Repetitorium deskriptívni geometrie, diferenciální geometrie, algebraické geometrie a neeuklidovské geometrie. Repetitorium středoškolské geometrie, stereometrie, Mongeovy projekce, volného rovnoběžného promítání a kuželoseček. Repetitorium geometrie. Obsahem semináře jsou referáty studentů z disciplín geometrie s nimiž se seznámili v průběhu vysokoškolského studia i ze středoškolské geometrie. MA712 - Diplomový seminář z, 0/2/0, 3 kr., jaro Doporučení: Absolvování předmětu M8720 Diplomová práce ve čtvrtém ročníku. Problematika diplomových prací. Referáty diplomových prací. Seminární formou je řešena problematika diplomových prací. Náplní jsou referáty diplomových prací. MA720 - Diplomová práce z, 0/0/0, 10 kr., jaro RNDr. Pavel Šišma, Dr. Písemná diplomová práce. Obsah a formu určuje vedoucí diplomové práce. Písemná diplomová práce. Obsah a formu určuje vedoucí diplomové práce. MBOOOc - Matematická analýza I - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., podzim MBOOlc - Matematická analýza II - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., jaro prof. RNDr. Miroslav Bartušek, DrSc. MZ201 - Matematika pro kartografy kz, 0/3/0, 3+1 kr., jaro Doporučení: Základy středoškolské matematiky. 1. Základní pojmy logiky a teorie množin, Wavelety Daubechiesové s kompaktním nosičem: konstrukce a vlastnosti. ^ Lokalizace v čase a frekvenci: waveletová transformace versus Fourierova transformace, -o- Aplikace: waveletové vyhlazováni, komprese, digitální komunikační systémy, aj. Základní kurz věnovaný teorii a aplikacím waveletů, které jsou relativně novou oblastí moderní matematiky s širokým polem použití. Po úvodu věnovaném obecným bázovým systémům v abstraktním Hilbertově prostoru se výklad soustřeďuje již převážně na ortonormální systémy waveletového typu v prostoru L 2 pro diskrétní případ (waveletové řady), podmínky existence, konstrukci a další související témata. Zvláštní pozornost je přitom věnována waveletům s kompaktním nosičem. Je poukázáno na některé výhody waveletových rozvojů, zejména ve srovnání s dosud užívanými fourierovskými. Na druhé straně je upozorněno i na případy, kdy jejich užití není vhodné. Závěr je věnován aplikacím s důrazem na nelineární vyhlazovací techniky zaměřené na potlačení šumu v datech. M0122 - Náhodné procesy II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Vítězslav Veselý, CSc. Předpoklady: M9121 Doporučení: Algebra: maticový počet, vektorové prostory. Vybrané partie matematické analýzy: lineární funkcionální prostory s normou nebo vnitřním součinem, potenční a Laurentovy řady - základní vlastnosti, násobení těchto řad. Pravděpodobnost a statistika: náhodné veličiny a náhodné vektory, jejich rozložení a momentové charakteristiky, nezávislost, lineární regrese, testování hypotéz. Práce s počítačem: uživatelská znalost programového prostředí MATLAB. Lineární systémy: definice, lineární a cyklická konvoluce, kauzalita a stabilita, impulzní odezva, spektrální popis (přenosová funkce), lineární systémy s konečnou a nekonečnou impulzní odezvou, -o- Nejlepší lineární predikce v časových řadách: prostor L2(Q,A, V), nejlepší lineární predikce jako ortogonální 9 1 Predmety matematické sekce projekce, Durbin-Levinsonův algoritmus, parciální autokorelační funkce. -o- Box-Jenkinsova metodologie (BJM): řady tvaru Yt = ^j-^t-j obecná věta o konvergenci a její aplikace na stacionární proces včetně výpočtu střední hodnoty a autokovarianční funkce, obecné principy modelování neznámého systému. ^ ARMA procesy jako speciální případ BJM: kauzalita a invertibilita, metody výpočtu koeficientů kauzální, resp. invertované reprezentace a autokovarianční funkce ARMA(j>, q) procesu. ^ Hledání ARMA modelu: AR a MA modely jako jednodušší případ, identifikace, odhad parametrů a verifikace, asymptotické vlastnosti odhadů. ^ SARIMA procesy jako speciální případ BJM: ARIMA modely jako jednodušší případ, identifikace, odhad parametrů a verifikace. ■> Poznámka: Cvičení probíhají s využitím systému MATLAB. Pokročilý kurz vybraných technik modelování náhodných procesů, zejména s diskrétním časem. Standardně je zaměřen na modely BJM (Box-Jenkinsova metodologie), zejména MA, AR a ARMA modely pro stacionární časové řady a modely ARIMA a SARIMA pro řady vykazující poruchy stacionarity ve střední hodnotě. Výkladu předchází obecný úvod do teorie diskrétních lineárních systémů (LS) a jejich popis pomocí impulzní odezvy a přenosové funkce, pojem rekurznivního LS, podmínky kauzality a stability. Poté ARMA modely mohou být názorně vyloženy jako stochastická analogie rekurzivního diskrétního lineárního systému. Tento standardní obsah může být modifikován dle aktuálního zaměření studentů v daném akademickém roce. Cvičení k přednášce probíhá v počítačové laboratoři v prostředí MATLAB, kde studenti získávají potřebné praktické dovednosti. Mohou jednak spouštět demonstrační dávky k jednotlivým tématům přednášené látky, ale i využívat univerzálních procedur při vlastním modelování simulovaných i reálných dat. Implementované algoritmy jsou pro studenty transparentní a poskytují jim možnost neomezeného tvůrčího přístupu. M0130 - Praktikum z náhodných procesů z, 0/3/0, 3 kr., jaro RNDr. Marie Forbelská Předpoklady: N0W(M0122) M0160 - Optimalizace zk, 2/0/0, 2+2 kr., j aro prof. RNDr. Ondřej Došlý, DrSc. Doporučení: Předpokládá se absolvování kursu Matematické programování (pro část věnovanou kvadratickému programování), obecně znalosti z kursu Matematická analýza I-III. I. Kvadratické programování v ekonomickém rozhodování, doplnění metod kvadratiockého programování z kursu Matematické programování. II. Dynamické programování: Bellmanův princip optimality, konečněkrokové deterministické a pravděpodobnostní rozhodovcí procesy, nekonečněkrokové rozhodovací procesy - funkcionální rovnice dynamického programování. III. Základy variačního počtu 10 1 Predmety matematické sekce a diskrétní optimalizace: historická motivace, Euler-Lagrangeova rovnice a první variace, druhá variace, elementárni diferenční rovnice a rekurentní relace, diskrétní variační počet. Kurs je volným pokračováním kursu Matematike programování (M5170) a jsou zde probírány některé další optimalizační metody. M0170 - Kryptografie zk, 2/1/0, 3+2 kr., jaro, jednou za dva roky doc. RNDr. Jan Paseka, CSc. Doporučení: Matematická analýza I. a II., Lineární algebra a geometrie I. a II., Základy matematiky, Algebra I, Pravděpodobnost a statistika Uvod. Shrnutí - přehled. Historie. Obsah a záměr přednášky. Kryptosystémy a jejich aplikace v computer science. Základní principy. Narušení kryptosystému. Perfektní šifra. One time-pad a lineární posouvací registry. One time-pad. Naruši-telnost lineárních posouvacích registrů. Jednosměrné funkce. Neformální přístupy; problém rozesílání hesel. Použití NP-těžkých problémů jakožto kryptosystému. Data Encryption Standard (DES). Diskrétní logaritmy. Kryptosystémy s veřejným klíčem. Myšlenka funkce s vlastností padacích dveří. Rivest-Shamir-Adlemanův (RSA) systém. Kryptosystém s veřejným klíčem založený na diskrétním logaritmu. Autentikace a digitální podpisy. Authentikace v komunikačním systému. Použití veřejných klíčů v síti pro zasílání podepsaných zpráv. Dvoustranné protokoly. Vícestranné protokoly. Pseudonáhodné generátory. Základním cílem přednášky je seznámení studenta s matematickými základy šifrování - kryptografie. Jsou rovněž zmíněny aplikace teorie kódování, zejména v oblasti computer science. M1010 - Matematika I zk, 3/0/0, 3+2 kr., podzim RNDr. Jan Osička, CSc. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné -o- Integrální počet funkcí jedné proměnné -o- Základy lineární algebry -o- Nekonečné řady M1020 - Matematika I - seminář z, 0/3/0, 3 kr., podzim doc. RNDr. Josef Kalas, CSc, RNDr. Jan Osička, CSc. Předpoklady: N0W(M1010) M1030 - Matematika pro biology kz, 0/3/0, 4 kr., podzim RNDr. Zdeněk Pospíšil, Dr. 1. Základní pojmy logiky - výroková a predikátová logika -o- 2. Základní množinové pojmy, číselné množiny N, Z, Q, R -0-3. Kombinatorika -o- 4. Základy teorie pravděpodobnosti <*■ 5. Vektory, matice, determinanty, operace s nimi Základy algoritmizace - fáze zpracování úlohy na počítači. Algoritmus - vlastnosti algoritmu, způsoby zápisu algoritmu, tvorba jednoduchých algoritmů, -o- Programovací jazyky - překladač. Programovací jazyk Pascal. Základní lexikálni jednotky Pascalu. Struktura programu v jazyce Pascal. ■> Příkazy jazyka Pascal - příkazy vstupu a výstupu, přiřazovací příkaz, složený příkaz, podmíněný příkaz, příkazy cyklu. ■> Typy dat - ordinální typy, typy Boolean, integer, char, interval, real, výčtové typy. ■> Příkazy case a for. ■> Strukturované typy dat - typ pole, řetězec, množina. ■> Vyhledávací a třídící algoritmy - lineární a binární vyhledávání, třídící metody SelectSort, BubbleSort a InsertSort. ^ Podprogramy (procedury a funkce). Formální a skutečné parametry, volání hodnotou a odkazem, globální a lokální objekty, -o- Rekurze - typy rekurzí, problémy vedoucí k použití rekurze. Předmět Úvod do programování I má za úkol seznámit studenty se základními principy používanými při řešení problémů na počítači. Studenti zde získají vědomosti a dovednosti nezbytné k tomu, aby byli schopni navrhnout algoritmus řešící zadaný problém, zapsat jej v programovacím jazyce a provést odladění takto vzniklého programu. Předmět Úvod do programování I je vyučován s pomocí programovacího jazyka Pascal. M1510 - Matematická analýza 1 zk, 2/2/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Jaromír Šimša, CSc. Doporučení: Středoškolská matematika. Reálná čísla. Posloupnosti a elementární funkce. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné (limita a spojitost, derivace, průběh funkce, Taylorův rozvoj). Úvodní kurs matematické analýzy. Obsahuje základy diferenciálního počtu funkce jedné proměnné. M1520 - Seminář ze středoškolské matematiky 1 k, 0/2/0, 2 kr., podzim Základní množinové pojmy: výrok, množina, kartézský součin, zobrazení. Komplexní čísla. Elementární funkce: racionální funkce, rovnice a nerovnice; exponenciální a logaritmické funkce, rovnice a nerovnice; goniometrické funkce, rovnice a nerovnice. 15 1 Predmety matematické sekce M1555 - Kombinatorika zk, 2/2/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Eduard Fuchs, CSc. Předpoklady: M2155 Základní kombinatorické funkce. Variace, permutace, kombinace. Rozklady množin. Rozklady a kompozice přirozených čísel. Princip inkluze a exkluze. Rekurentní formule a jejich řešení. Bloková schémata, latinské čtverce, konečné geometrie. Úvodní kurs kombinatoriky. M1700 - Elementárni geometrie zk, 2/2/0, 3+2 kr., podzim RNDr. Jiří Dula Doporučení: Znalost geometrie v rozsahu osnov gymnázia. Kružnice, mocnost bodu vzhledem ke kružnici, chordála, řešení úloh pomoci mocnosti. Kuželosečky, ohniskové vlastnosti, konstrukce. Shodnosti v rovině, skládání shodných zobrazení, řešení úloh. Stereometrie, konvexní mnohostěny, pravidelné mnohostěny. Předmět doplňuje a rozšiřuje znalosti středoškolské geometrie. Účelem kurzu je usnadnit studium dalších geometrických disciplin obsolventům různých typů středních škol. M1710 - Zobrazovací metody 1 zk, 2/2/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Josef Janyška, CSc. Doporučení: Předpokládá se dobrá prostorová představivost a základní znalosti stereometrie. 1. Přehled zobrazovacích způsobů; promítací aparát, dvojobrazová zobrazení, dvojstopá zobrazení. 2. Invarianty rovnoběžného a středového zobrazení; dělící poměr tří bodů. 3. Afinní zobrazení; osová afinita. 4. Afinní vztah mezi kružnicí a elipsou. 5. Kótované promítání; zobrazení lineárních útvarů, řešení polohových a metrických úloh, zobrazení kružnice, zobrazení hranatých a oblých těles, Řezy těles rovinou, průnik dvou těles. 6. Aplikace kótovaného promítání; základy teoretického řešení střech, úvod do topografických ploch. Kurz je prvním z kurzů zobrazovacích metod, které tvoří základ studia deskriptívni geometrie. Kurz „Zobrazovací metody 1" obsahuje přehled všech zobrazovacích metod a obecných vlastností rovnoběžné a středové projekce prostoru na rovinu. Z konkrétních zobrazovacích metod je podrobně probráno kótované promítání a jeho aplikace. Kótované promítání slouží jako modelová metota rovnoběžných promítání. Podrobnejšou rozebrány polohové a metrické úlohy, zobrazení kružnice, hranatých a oblých těles. 16 1 Predmety matematické sekce M1720 - Technické kreslení kz, 1/2/0, 2+1 kr., podzim, jednou za dva roky RNDr. Petr Rádi Normy pro technické kreslení; úprava výkresu (formát, měřítko, popisové pole); technické písmo; kótování. Strojnický výkres. Výkres ve stavebnictví. Technické osvětlení. Teoretické řešení střech. Topografické plochy (příčný a podélný profil, řez, spojení technického objektu s terénem). Technické konstrukce kuželoseček. Rovinné křivky (tečna a normála, singulární body, oskulační kružnice, křivost, evoluta a evolventa). Křivky technické praxe (mocninné křivky, cyklické křivky, spirály, klotoida, řetězovka, konchoidy). M2010 - Matematika II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Jan Osička, CSc. Diferenciální počet funkcí více proměnných -o- Obyčejné diferenciální rovnice 8) Věta o substituci. ■> 9) Integrály závislé na parametru: Vety o spojitosti, derivaci a jejich aplikace na výpočet určitých integrálů, nevlastní Lebesgueův integrál v Rn,funkce G a B. -o- 10) Vnější a diferenciální formy, variety v Rn, míra na varietách, -o- 11) Křivkové a plošné integrály. -0-12) Základní in- 27 1 Predmety matematické sekce tegrální věty matematické analýzy, integrování diferenciálních forem na varietách vRn. Teorie míry a integrálu náleží k základnímu kurzu matematické analýzy jako základ nezbytný pro další studium jak samotné matematické analýzy, tak jejích aplikací např. v teorii diferenciálních rovnic, variačního počtu a v teorii pravděpodobnosti. Vedle základů teorie míry a metod abstraktní integrace na měřitelných prostorech obsahuje i teorii Lebesgueova integrálu v Rn a integraci diferenciálních forem na k-rozměrných podvarietách v Rn. M4180 - Numerické metody I zk, 2/2/0, 4+2 kr., jaro doc. RNDr. Ivanka Horová, CSc. Předpoklady: (M2100 A M1110) V ((1433:M001) A (1433:M000)) Doporučení: Diferenciální počet funkce jedné a více proměnných.Základní znalosti lineární algebry -teorie matic a řešení soustav lineárních rovnic. Analýza chyb. Řešení nelineárních rovnic - iterační metody, jejich řád a konver-gence,Newtonova metoda Newtonova, metoda sečen, regula falši, Steffensenova metoda, Můllerova metoda. Řešení systému nelineárních rovnic-Newtonova me-toda,Seidelova metoda. Kořeny polynomů - Sturmova věta, aplikace Newtonovy metody,výpočet všech kořenů polynomu,Bairstowova metoda. Přímé metody řešení systému lineárních rovnic - Gaussova eliminační metoda, LU rozklad,Choleského metoda,Croutova metoda,zpětná analýza chyb,stabilita algoritmů a podmíněnost úloh Iterační metody řešení systému lineárních rovnic - princip konstrukce iterač-ních metod,věty o konvergenci, Jacobiova iterační metoda, Gaussova -Seidelova metoda, relaxační metody. Tento předmět společně s předmětem Numerické metody II poskytuje ucelený výklad numerické matematiky jako samostatné vědní disciplíny. Studenti se seznámí s metodami pro nalezení kořenů funkcí,včetně speciálních metod pro nalezení kořenů polynomů.Převážná část těchto metod je založena na Banachově principu pevného bodu.Tento princip je také také základem iteračních metod pro řešení soustav lineárních rovnic, rovněž zařazených do tohoto kurzu.Klasické přímé metody pro řešení těchto soustav jsou doplněny metodami pro speciální matice a jsou vyšetřovány otázky stability a podmíněnosti.Důraz je kladen na algoritmizaci a počítačovou implementaci.Výklad je vhodně doplněn příklady s grafickými výstupy,pomocí nichž lze vysvětlit i některé obtížné partie. M4190 - Diferenciální geometrie křivek a ploch zk, 2/2/0, 4+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Kolář, DrSc. Předpoklady: M2110 A Ml 100 28 1 Predmety matematické sekce Doporučení: Předpokládají se základní znalosti diferenciálního a integrálního počtu a analytické geometrie. Parametrické vyjádření a rovnice křivek a ploch. Styk křivek a styk křivek s plochou. Oblouk křivky, Frenetův troj hran, křivost a torse prostorové křivky. Obálky. Prví a druhá základní forma plochy, střední a Gaussova křivost. Vnitřní geometrie plochy. Kurs obsahuje ucelený předpoklad hlavních ideí a výsledků diferen- ciální geometrie křivek a ploch v trojrozměrném euklidovském prostoru. M4502 - Matematická analýza 3 zk, 2/2/0, 3+2 kr., jaro Mgr. Robert Mařík, Ph.D. Doporučení: Znalost diferenciálního a integrálního počtu funkce jedné proměnné a základní znalost o metrických prostorech. Diferenciální počet funkcí více proměnných: totální diferenciál, extrémy funkcí, funkce zadané implicitně. Nekonečné číselné řady: součet řady, operace s číselnými řadami, kriteria konvergence, absolutní konvergence. Posloupnosti a řady funkcí: stejnoměrná konvergence, integrace a derivace řad, mocninné řady, rozvoje funkcí do mocninných řad. Jordánova míra v rovině. Extrémy funkcí více proměnných.Nekonečné číselné řady. Posloupnosti a řady funkcí. Jordánova míra v rovině. M4520 - Seminář ze středoškolské matematiky 2 k, 0/2/0, 2 kr., jaro Elementární geometrie: základy planimetrie, shodná zobrazení, podobnost a stejnolehlost, planimetrické a stereometrické výpočty. M4522 - Geometrie 3 zk, 2/2/0, 3+2 kr., jaro RNDr. Anna Sekaninová Doporučení: Předpokladem je znalost předmětů M1500 Algebra 1, M2500 Algebra 2 a M3521Geometrie 2. Lineární zobrazení vektorových prostorů. Afinní zobrazení. Shodná a podobná zobrazení. Cílem kurzu je analytická teorie afinních, shodných a podobných zobrazení zejména v rovině a trojrozměrném prostoru a zvládnutí příslušných výpočetních technik. Podpora prostorové představivosti studentů. M4710 - Zobrazovací metody 4 zk, 2/2/0, 3+2 kr., jaro doc. RNDr. Josef Janyška, CSc. Doporučení: Je třeba aktivně ovládat teorii i techniky všech zobrazovacích metod probíraných v kurzech M1710 Zobrazovací metody 1, M2710 Zobrazovací metody 2 a M3710 Zobrazovací metody 3. 1. Lineární perspektiva; metoda jednoúběžníková a dvojúběžniková. 2. Vázaná perspektiva. 3. Volná perspektiva. 4. Perspektivní axonometrie. 5. Stereosko- 29 1 Predmety matematické sekce pické obrazy (anaglyfy). 6. Konstruktivní fotogrammetrie; rekonstrukce z jednoho snímku. 7. Afinní a perspektivní reliéf. 8. Konstruktivní kartografie; ortografická projekce, stereografická projekce, gnómonická projekce. Kurz je posledním z kurzů zobrazovacích metod, které tvoří základ studia deskriptívni geometrie. Kurz „Zobrazovací metody 4" se podrobně zabývá zobrazovací metodou lineární perspektiva. Dále jsou probrány základy stereoskopie, konstruktivní fotogrammetrie, afinního a perspektivního reliéfu. Na závěr jsou probrány aplikace zobrazovacích metod v kartografii. M4730 - Počítačová grafika zk, 2/2/0, 3+2 kr., j aro, jednou za dva roky doc. Ing. Jiří Sochor, CSc. Parametrické křivky a plochy v počítačové grafice: Hermite, Bezier, Coons, NURBS, dělení a navazování polynomiálních křivek. Principy rastrových grafic-kých zařízení. Vzorkování, alias a vyhlazování. Úpravy rastrového obrazu, konvo-luční filtry. Vnímáni barev, barevné modely. Transformace a promítání, nastavení kamery. Modely 3D těles. Modelování pomocí volných deformací. Viditelnost v obrazovém prostoru, v prostoru objektů. Světelné modely; hladké vybarvování. Textury. Globální osvětlovací metody: sledování paprsku, vyzařovací metoda. Fraktály. M51DG - Bakalářská práce RNDr. Pavel Šišma, Dr. Předpoklady: kredity_min(90) M51XX - Bakalářská práce Předpoklady: kredity_min(90) M51XY - Bakalářský seminář RNDr. Pavel Šišma, Dr. Předpoklady: N0W(M51YY) V N0W(M51DG) M51YY - Bakalářská práce RNDr. Pavel Šišma, Dr. Předpoklady: kredity_min(90) M5120 - Lineární statistické modely I doc. RNDr. Jaroslav Michálek, CSc. Předpoklady: M4122 M5130 - Globální analýza prof. RNDr. Jan Slovák, DrSc. Předpoklady: (M3100 A M4190) V M6722 zk, 2/1/0, 3+2 kr., podzim zk, 2/1/0, 3+2 kr., podzim z, 0/0/0, 4 kr., podzim z, 0/0/0, 5 kr., podzim z, 0/2/0, 2 kr., podzim z, 0/0/0, 4 kr., podzim 30 1 Predmety matematické sekce Doporučení: Předpokládá se absolvování kursu Diferenciální geometrie křivek a ploch. Hladké funkce, Whitneyho věta. Hladká zobrazení číselných prostorů, podva-riety. Hladké variety, tečné bandly a vektorová pole. Hladké distribuce, Frobeniova věta. Tensory a tensorová pole. Vnější diferenciál, Stokesova věta. Jety. Rieman-novy prostory. Kurs podává základy teorie hladkých variet a tensorových polí na nich, které jsou potřebné pro globální analýzu a globální diferenciální geometrii. M5140 - Teorie grafů zk, 2/1/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Josef Niederle, CSc. Předpoklady: ^M5145 Základní terminologie: Definice grafu, skóre grafu, metrika v grafu <*■ Sledy: Sledy, tahy, cesty, kružnice, souvislost a komponenty <*■ Eulerovské a hamilto-novské grafy <*■ Stromy: Charakterizace a vlastnosti, počet stromů na dané množině, kořenové stromy, uspořádané kořenové stromy, binární stromy a jejich počet, centrum a bicentrum, izomorfismus stromů -o- Kostra grafu: Hledání minimální kostry -o- Hledání optimální cesty: Moorův algoritmus, Dijkstrův algoritmus, Fordů v algoritmus, algoritmus vypouštění zdrojů, metoda kritické cesty, cesty s nej větší propustností -o- Toky v sítích: Věta o maximálním toku a minimálním řezu, Fordův-Fulkersonův algoritmus 8. Karboxylové kyseliny a estery. Názvosloví. Kyselost karboxylových kyselin. Chemická reaktivita. Estery karboxylových kyselin. Hydrolýza esterů. Mechanismus kysele katalyzované esterifikace. Claisenova kondenzace. Keto-enol tautomerie. Estery a anhydridy kyseliny fosforečné, -o- 9. Izomerie. Konštituční a geometrická izomerie. Chiralita, optická aktivita. Cukry. Struktura a chemické vlastnosti cukrů. Názvosloví. D- a L-cukry, Fischerovy vzorce. Cyklické struktury cukrů. Epime-race. Disacharidy, glykosidická vazba. Polysacharidy, -o- 10. Lipidy. Rozdělení li-pidů. Tuky, hydrolýza, mastné kyseliny, mýdla. Fosfolipidy. Steroidy. Účast lipidů na tvorbě membrán, -o- 11. Bílkoviny, a-aminokyseliny, peptidická vazba. Isoelek-trický bod. Struktura bílkovin. Obecné vlastnosti bílkovin. Rozdělení bílkovin, biologická funkce bílkovin. -0-12. Enzymy, hormony, a neurotransmitery. Základy enzymové kinetiky. Chemická komunikace. -0-13. Nukleové kyseliny. Struktura. Ribonukleová kyselina. Syntéza polypeptidů. Viry. -o- 14. Biochemická energetika. Citrátový (Krebsův) cyklus. Respirační řetězec. Metabolismus cukrů a lipidů. Zopakování základních pojmů obecné chemie. Základní chemické zákony, struktura molekul, chemická vazba. Základy reakční kinetiky, acidobazických a redoxních rovnováh. Základní informace o hlavních skupinách organických slou- 148 3 Předměty chemické sekce cenin, jejich struktuře a hlavních reakcích. Stručné základy biochemie, hlavní typy biologicky významných sloučenin a vybrané důležité biochemické procesy. C2500 - Obecná chemie - laboratorní cvičení kz, 0/2/0, 3 kr., jaro Předpoklady: C1020 Doporučení: Základní znalosti z obecné chemie, sestavování chemických rovnic, stechiometrických výpočtů, koncentračních a zředbvacích výpočtů. 1. Úvod do cvičení, seznámení posluchačů s vybavením laboratoře. Organizace práce ve cvičení - laboratorní řád, pokyny pro vypracování protokolů. Bezpečnost práce v chemické laboratoři. Požadavky pro udělení zápočtu. Chemikálie. Tlakové láhve. Laboratorní sklo a keramika Kovy, plasty, guma, papír. Zahřívání, chlazení, míchání. Prostá destilace, frakční destilace. 2. Měření tlaku, zdroje vakua. Rektifikace, destilace za sníženého tlaku, sublimace, sušení, extrakce, vytřepávání, tenkovrstvá chromatografie. Měření, přesnost, správnost, platné číslice. Měření objemu kapalin a plynů. Váhy a vážení. Stanovení hustoty, indexu lomu, bodu tání. 3. Sklofoukačské práce, ukázka práce kvalifikovaného skláře, vlastní práce na sklářském kahanu, práce se sklem na Bunsenově kahanu. 4. Filtrace, vakuová filtrace, prostá destilace, měření objemů kapalin pipetou a byretou, příprava odměrného roztoku, výpočet koncentrace roztoku. 5. Vakuová destilace, rektifikace, extrakce na Soxhletově přístroji, sublimace a vytřepávání. Teplota tání, index lomu, vakuová odparka, zahřívání pod zpětným chladičem. 6. Dělení směsi KA1(S04)2.12H20 + CuS04.5H20 + Cr203. 7. Stanovení molární hmotnosti Mg a AI. 8. Destilace HC1. 9. Hřebíčková silice. Stanovení bodu tání 10. Aceton + toluen jednoduchá destilace. VSEPR 11. Aceton + toluen rektifikace. 12. Elektrodové potenciály. 13. Destilace za sníženého tlaku. 14. Zápočtová písemná práce, úklid laboratoře. V tomto kurzu jsou procvičeny základní laboratorní operace (filtrace, krystali-zace, destilace, rektifikace, sublimace, titační metody) a metody určování fyzikálně-chemických konstant látek. C2700 - Základy organické chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Předpoklady: C1601 Doporučení: Znalost obecné chemie. 1. Obsah předmětu a jeho vazby na ostatní chemické disciplíny. Principy organicko chemického názvosloví.Geometrie uhlíkatých sloučenin, typy vazeb, jejich polarita, polarizovatelnost, energie, délka. Distribuce elektronů na vazbách-indukční a mesomerní efekt. 2. Chemické reakce jako redistribuce vazeb, homo- a heterolýza vazeb. Typy organických reakcí. Reaktivní intermediáty (radikály, kati-onty, anionty, karbeny aj.), jejich vznik a stabilita. Měkkost a tvrdost reagentů, nábojově a orbitalově řízené reakce. Kinetika a termodynamika reakcí. Reakční cesta a 149 3 Předměty chemické sekce její energetický profil. Chemo- a regioselektivita, kinetická a termodynamická kontrola průběhu reakce. 3. Alkany a cykloalkany, chem. názvosloví. Isomerie řetězová, konformace alkanů a cykloalkanů se zvláštním zřetelem k cyklohexanovému kruhu. Spojování cyklohexanových kruhů. Newmannova projekce. Geometrická isomerie u cykloalkanů. Nomenklatura isomerů (cis-,trans-,E-,Z-), Cahn-Ingold-Prelogova pravidla. Radikálové reakce jako typická reakce alkanů a jejich mechanismus. 4. Alkeny, geometrická isomerie u alkenů. Adiční reakce, jejich přehled, mechanismus a stereochemie adičních reakcí. Polymerace. Dieny a polyeny (kumulované, isolované, konjugované). Reakce probíhající na konjugovaných dienech (podmínky pro 1,2- a 1,4-adice a jejich průběh, vysvětlení). Isoprenoidy, monoterpeny, seskviter-penty, di-, tri- a tetraterpeny (zvláštní zřetel na kartenoidy). Principy elektronových spekter a odraz struktury v elektronových spektrech. Dielsovy-Alderovy reakce. 5. Alkiny a jejich struktura. Vlastnosti trojné vazby, adiční reakce (elektrofilní i nukle-ofilní reakce), kyselost atomů vodíku vázaných na sp-hybridní uhlík. pKa hodnoty. Syntéza alkinů. 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 elek-trofilu na subst. aromát. Možnosti nukleofilních substitucí na aromatickém skeletu (SNI, SN2, eliminačně-adiční průběh). Jednotlivé typy SEAr, generace reagentu. Využití rozkladu diazoniových solí pro přípravu jiných derivátů. Adiční a oxidační reakce a jejich podmínky. Reakce na kondensovaných aromatických sloučeninách. 6. Halogenderiváty a jejich strukturní typy, rozdělení z hlediska reaktivity. Mechanismus nukleofilních substitucí SNI a SN2 a stereochemický důsledek průběhu. Ambidentní nukleofily. Eliminační reakce jako konkurenční reakce SN, jejich průběh a stereochemie, podmínky preference substituce versus eliminace (vliv teploty, charakteru rozpouštědla, nukleofilního reagentu-báze). Halogenderiváty v životním prostředí-pozitiva a negativa. Hydroxysloučeniny, alkoholy a fenoly. Reaktivita hydroxylové skupiny, kyselost a vliv uhlíkatého zbytku na míru kyselosti. Způsob substituce a eliminace hydroxylové skupiny (vliv uhlíkatého zbytku, transformace hydroxylu). 7. Reakce na uhlíkatém zbytku hydroxysloučenin. Oxidace alkoholů. Polyhydroxyderiváty. Technicky důležité alkoholy a fenoly. Chinony, struktura a chemické vlastnosti. Syntéza chinonů. Ethery - struktura a chemické názvosloví. Fyzikální vlastnosti ve srovnávání s alkoholy. Typické chemické vlastnosti, štěpení vazby C-O, tvorba peroxidických sloučenin. Epoxidy a cyklické ethery, jejich chemické vlastnosti. Crownethery a jejich použití, PTC. Epoxidové pryskyřice. 8. Thi-oly, disulfidy a sulfidy. Srovnání s kyslíkatými analogy. Produkty oxidace - sulfinové a sulfonové kyseliny, sulfoxidy a sulfony. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty (sulfochloridy, estery, sulfonamidy, sultony, sultamy), jejich reaktivita a užití. Vytváření a transformace vazeb C-S, C=S, S-S, S-O, S-N, S-Cl. Technicky a fyziologicky významné sloučeniny. Estery minerálních kyselin (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty). Příprava a využití (syntetická činidla, anionaktivní tenzidy,výbušiny, fy- 150 3 Předměty chemické sekce ziologicky aktivní látky). Organokovové a elementorganické (P, Si, B) sloučeniny, chem. názvosloví. Vliv prvku (alkalické kovy, Mg, d-kovy, jejich elektronegativita) na chemické vlastnosti sloučeniny. Základní představitelé organokovových sloučenin, jejich příprava, reaktivita a využití v organické syntéze. 9. Aminosloučeniny, typy, názvosloví. Základní chem. vlastnosti. Diazotace a využití diazonových solí. Aminoxidy a jejich využití. Enaminy. Kvarterní amoniové soli, Hoffmanova eliminace. Kvarterní amoniové soli jako kationaktivní tenzidy. Diazoalkany, diazoes-tery, diazoketony - jejich příprava a reaktivita. Arndtův-Eistertův-Wolfův přesmyk. Azidy (Curtiovo a Schmidtovo odbourání). Nitrosloučeniny, struktura a chem. názvosloví. Vliv nitroskupiny na uhlíkatý zbytek. Redukce nitrosloučenin v závislosti na pH. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isokyanidy, struktura, příprava a reakce. Technicky významné nitrolátky, výbušiny. 10. Karbonylové sloučeniny. Charakterizace karbonylu, nukleofilní adice, adičné eliminační reakce s kyslíkatými, dusíkatými a uhlíkatými nukleofily. Vliv karbonylu na uhlíkatý zbytek a využití v organické syntéze. Základní jmenné reakce s využitím karbonylových sloučenin. Oxidace a redukce aldehydů a ketonů. Konjugovaná adice. Vytváření, aktivace a deaktivace C=0 skupiny. Parolytické cis eliminace. Prakticky významné karbonylové sloučeniny. 11. Karboxylové kyseliny, jejich struktura a chemické vlastnosti. Vliv uhlíkatého zbytku a substituce na kyselost. Esterifikace. Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy), jejich příprava a srovnání jejich vlastností a z toho vycházející využití v organické syntéze. Prakticky významné sloučeniny. Tuky a jejich struktura, zmýdelnění. Substituční deriváty karboxylových kyselin (hydroxykyseliny - laktony, laktidy, aminokyseliny - laktamy, halogenkyseliny, ketokyseliny). Ketoestery. Princip a použití IR spektroskopie. 12. Deriváty kyseliny uhličité, jejich klasifikace a základní typy, jejich syntéza, reaktivita a syntetické aplikace. Fyziologická aktivita, fytoefekto-rické účinky, materiály. Steroidy. Struktura steroidů, napojení kruhů, číslování, řady steroidů. Steroly (struktura cholesterolu), žlučové kyseliny, steroidní hormony (mužské, ženské - estrogeny a gestageny, zásadní rozdíly ve struktuře a v účincích), kardiotonické steroidy. 13. Heterocyklické sloučeniny. Struktura a systematické názvosloví heterocyklických sloučenin. Elektronová struktura a vliv na chemické vlastnosti. Pyrrol, thiofen a furan, srovnání jejich chemických vlastností. Struktura pyrrolových a žlučových barviv. Indol, indoxyl, indigo (struktura). Imidazol, pyra-zol, thiazol, oxazol - jejich základní chemická charakteristika. Pyridin, struktura a chemické vlastnosti. Pyridiniové soli a pyridinium oxid. 14. Chinolin a isochino-lin. Pyryliové soli, flavyliové soli, kumarin, chromon, flavony - struktura a výskyt. Pyrazin, pyrimin (báze nukleových kyselin), pyridazin - struktura. Puriny (základní 151 3 Předměty chemické sekce představitelé, báze nukleových kyselin). Pteriny (struktura). Princip a použití NMR spektroskopie jader H, C. Základní kurz organické chemie určený zejména pro nechemicky zaměřené bakalářské i magisterské studijní programy (biologie, ekotoxikologie, geologie, muzeologie a pod.). C2720 - Organická chemie - laboratorní cvičení z, 0/3/0, 3 kr., jaro Předpoklady: N0W(C2700) Doporučení: C1080 1. Acetylace glukosy 1,2,3,4,6-Penta-O-acetyl-a-D-glukopyranosa (příprava esteru pomocí anhydridu kyseliny, rekrystalizace) 2. Esterifikace Ethylacetát (dest-liace) 3. Extrakce Extrakce rostlinných barviv na Soxhletově extraktom (práce s rotační vakuovou odparkou ) Izolace trimyristinu z muškátového oříšku (práce s rotační vakuovou odparkou ) 4. Nukleofilní substituce na aromatickém systému Aminolýza l-chlor-2,4-dinitrobenzenu (rekrystalizace, TLC) 5. Diazotace a kopulace 2-Hydroxy-5-methyl-2'-nitroazobenzen (rekrystalizace, TLC) 6. Ethylbromid (mechanismus SN2, destilace) Základní laboratorní metody organické chemie pro syntézu (zahřívání, míchání, chlazení, zavádění plynů, práce za sníženého tlaku, sušení)a izolaci organických látek (filtrování, krystalizace, destilace, extrakce). Metody jsou procvičovány na syntézách sloučenin významných typů organických reakcí. Produkty jsou charakterizovány teplotou tání, indexem lomu, chromatografií na tenké vrstvě. C2740 - Základy chemie - laboratorní cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: C1640 Doporučení: Znalosti středoškolské chemie l.Uvod, bezpečnost práce, seznámení s vybavením laboratoře 2.Sklářské praktikum, vysvětlení úloh, praktické ukázky složitějších aparatur 3.Praktické procvičování základních operací např. destilace, filtrace, titrace atp. 4.Pěstování monokrystalů směsných síranů 5.Dělení směsi Cr203, CuS04 a KA1(S04)2 frakční krystalizací ó.Extrakce PbI2 ze směsi jodidů, faktor NaOH 7.Vakuová sublimace acetamidoadamantanu, stanovení jeho bodu tání na Boetiově bodotávku, stanovení molární koncentrace H2S04 Procvičovány jsou základní laboratorní operace jako jsou filtrace, krystalizace, srážení, destilace, sublimace, extrakce a titrace a dále určování fyzikálně-chemických konstant připravených látek. C2760 - Analytická chemie - laboratorní cvičení z, 0/4/0, 4 kr., jaro Předpoklady: C1660 152 3 Předměty chemické sekce C3022 - Organická chemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. Doporučení: Znalost Obecné chemie a Organické chemie I Organická chemie II 1. Halogenderiváty a jejich strukturní typy, rozdělení z le-diska reaktivity, vysvětlit. Mechanismus nukleofilních substitucí SNI a SN2 a ste-reochemický důsledek průběhu. 2. 2. Eliminační reakce jako konkurenční reakce, jejich průběh a stereochemie, podmínky preference substituce versus eliminace. 3. Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly. Reaktivita hydroxylové skupiny, kyselost a vliv uhlíkatého zbytku na míru kyselosti. Způsob substituce a eliminace hydroxylové skupiny (vliv uhlíkatého zbytku). Reakce na uhlíkatém zbytku hyd-roxysloučenin. Oxidace alkoholů. Polyhydroxyderiváty. 4. Chinony, struktura a chemické vlastnosti. Ethery - struktura a chemické názvosloví. Fyzikální vlastnosti ve srovnání s alkoholy. Typické chemické vlastnosti, štěpení vazby C-O, tvorba peroxidických sloučenin. Epoxidy a cyklické ethery, jejich chemické vlastnosti. Crown ethery a jejich použití. 5. Thioly a sulfidy. Srovnání s kyslíkatými analogy. Produkty oxidace - sulfinové a sulfonové kyseliny a sulfoxidy a sul-fony. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty (sulfochloridy, estery sulfon. kyselin, sulfonamidy). 6. Estery minerálních látek (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty). Aminosloučeniny, typy, názvosloví. Základní chem. vlastnosti. Diazotace a využití diazoniových solí. Aminoxidy a jejich využití. Enaminy. 7. Kvarterní amoniové soli, Hoffmanova eliminace. Diazolátky. Diazolkany, diazoestery, diazoketony -jejich příprava a reaktivita. 8. Nitrosloučeniny, struktura a chem. názvosloví. Vliv nitroskupiny na uhlíkatý zbytek. Příprava nitrolátek (ambidentní ionty). Redukce nitrosloučenin v závislosti na pH. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isonitrily, struktura a příprava. Hydrolýza nitrilů, isonitrilová zkouška. 9. Organokovové sloučeniny, chem. názvosloví. Vliv kovu na chemické vlastnosti sloučeniny. Základní představitelé organokovových sloučenin a jejich reaktivita a využití v organické syntéze. 10. Karbonylové sloučeniny. Charakterizace karbo-nylu, nukleofilní adice, reakce s kyslíkatými, dusíkatými a uhlíkatými nukleofily. Vliv karbonylu na uhlíkatý zbytek a využití v organické syntéze. Základní jmenné reakce s využitím karbonylových sloučenin. Oxidace a redukce aldehydů a ketonů. 11. Sacharidy (aldosy, ketosy, triosy, tetrosy, pentosy, hexosy) jejich názvosloví, cyklické formy, mutarotace. Reaktivita karbonylu a hydroxyskupin. Produkty oxidace a redukce sacharidů, amino a deoxysacharidy. Disacharidy a jejich struktura, redukující a neredukující disacharidy. Polysacharidy - homo a heteropolysacha-ridy, základní představitelé. 12. Karboxylové kyseliny, jejich struktura a chemické vlastnosti. Vliv uhlíkatého zbytku a substituce na kyselost. Esterifikace. Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy), jejich příprava a srovnání jejich vlastností a z toho vycházející využití v organické syntéze. Tuky a jejich struktura, zmýdelnění. Substituční deriváty karboxylových kyselin 153 3 Předměty chemické sekce (hydroxykyseliny-laktony, laktidy, aminokyseliny-laktamy, halogenkyseliny, keto-kyseliny). 13. Deriváty kyseliny uhličité, jejich klasifikace a základní typy, jejich reaktivita. Steroidy. Struktura steroidů, napojení kruhů, číslování, řady steroidů. Steroly (struktura cholesterolu), žlučové kyseliny, steroidní hormony (mužské, ženské-estrogeny a gestageny, zásadní rozdíly ve struktuře a v účincích), kardiotonické steroidy. 14. Heterocyklické sloučeniny. Struktura a systematické názvosloví hete-rocyklických sloučenin. Elektronová struktura a vliv na chemické vlastnosti. Pyrrol, thiofen a furan, srovnání jejich chemických vlastností. Struktura pyrrolových a žlučových barviv. Indol, indoxyl, indigo (struktura). Imidazol, pyrazol, thiazol, oxazol - jejich základní chemická charakteristika. Pyridin, struktura a chemické vlastnosti. Pyridinové soli a pyridinium oxid. Chinolin a isochinolin. Pyryliové soli, flavyli-ové soli, kumarin, chromon, flavony - struktura a výskyt. Pyrazin, pzrimidin (báze nukleových kyselin), pyridazin - struktura. Puriny (základní představitelé, báze nukleových kyselin). Pteriny ( struktura). Literatura: J. McMurry: Organic Chemistry, 5th Edition, Brooks/ Cole, Thomson Learning 2000 J. Clayden, N. Greeves, S. Wothers: Organic Chemistry, Oxford University Press 2001 P. Hrnčiar: Organická chémia, SPN, Bratislava 1990 O. Červinka, V. Dědek, M. Ferles: Organická chemie, SNTL, Praha 1980 O. Červinka, V. Dědek, M. Ferles: Chemie organických sloučenin, SNTL, 1985 M. Potáček, S. Janků, E. Nováček: Organická chemie. Příručka řešených příkladů. Vydavatelství MU Brno, 1997. Organická chemie derivátů uhlovodíků. Rozbor struktury a reaktivity jednotlivých funkčních skupin, jejich vlivu na jednotlivé uhlovodíkové systémy a naopak. Sacharidy, steroidy a heterocyklické sloučeniny v přehledu. C3040 - Organická chemie II - seminář z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3022) Doporučení: Základy Obecné chemie a znalost Organické chemie I 1. Halogenderiváty . 2. Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly 3. Ethery - struktura a chemické názvosloví.. 4. Thioly a sulfidy. Sulfinové a sulfonové kyseliny a sulfoxidy a sulfony. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty (sulfochloridy, estery sulfon. kyselin, sulfonamidy). 5. Estery minerálních látek (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty). Aminosloučeniny. 6. Kvarterní amoniové soli. Diazolátky. Diazol-kany, diazoestery, diazoketony. 7. Nitrosloučeniny. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isonitrily. 8. Organokovové sloučeniny. 9. Karbony-lové sloučeniny. 10. Sacharidy. 11. Karboxylové kyseliny.Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy). 12. Substituční deriváty karboxylových kyselin (hydroxykyseliny-laktony, laktidy, aminokyseliny-laktamy, halogenkyseliny, ketokyseliny). 13. Deriváty kyseliny uhličité. Steroidy. 14. Heterocyklické sloučeniny. V semináři jsou probírány a procvičovány chemické vlastnosti jednotlivých derivátů uhlovodíků a jejich chemické přeměny na konkrétních příkladech. 154 3 Předměty chemické sekce C3041 - Speciální seminář z organické chemie II z, 0/2/0, 2 kr., podzim Doporučení: Znalost obecné a anorganické chemie. Odpovídá obsahu přednášky Organická chemie II. Cílem speciálního semináře je procvičit na konkrétních příkladech látku probranou na přednáškách Organická chemie II a Seminářích Organická chemie II a připravit ke zkoušce. C3055 - Organická chemie II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3022) Doporučení: Základy Obecné chemie a znalost Organické chemie I 1. Halogenderiváty . 2. Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly 3. Ethery - struktura a chemické názvosloví.. 4. Thioly a sulfidy. Sulfinové a sulfonové kyseliny a sulfoxidy a sulfony. Sulfonové kyseliny a jejich funkční deriváty (sulfochloridy, estery sulfon. kyselin, sulfonamidy). 5. Estery minerálních látek (sulfáty, nitráty, nitrity, fosfáty). Aminosloučeniny. 6. Kvarterní amoniové soli. Diazolátky. Diazol-kany, diazoestery, diazoketony. 7. Nitrosloučeniny. Azosloučeniny, azoxysloučeniny a hydrazolátky. Nitrily a isonitrily. 8. Organokovové sloučeniny. 9. Karbony-lové sloučeniny. 10. Sacharidy. 11. Karboxylové kyseliny.Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy). 12. Substituční deriváty karboxylových kyselin (hydroxykyseliny-laktony, laktidy, aminokyseliny-laktamy, halogenkyseliny, ketokyseliny). 13. Deriváty kyseliny uhličité. Steroidy. 14. Hete-rocyklické sloučeniny. V semináři jsou probírány a procvičovány chemické vlastnosti jednotlivých derivátů uhlovodíků a jejich chemické přeměny na konkrétních příkladech. C3056 - Doplňkový seminář Organická chemie II z, 0/1/0, 1 kr., podzim C3060 - Organická chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/7, 7 kr., podzim Předpoklady: C2021 Doporučení: C1080; Pro absolvování laboratorního cvičení je nezbytné úspěšné zvládnutí testů na počítači. 1. a) Ethylbromid (mechanismus SN2, destilace) b) terc-Butylchlorid (mechanismus SNI, destilace) 2. Kyselina b-fenylpropanová (katalytická hydroge-nace, práce v vodíkem, rekrystalizace, práce s vakuovou rotační odparkou) 3. Nitrace fenolu (mechanismus SEAr, destilace s vodní parou, rekrystalizace) 4. Azobenzen (elektrochemická redukce, rekrystalizace, TLC) 5. Ethylenacetal ethy-lesteru 3-oxobutanové kyseliny (mechanismus AN na karbonylovou skupinu, aze-otropní a vakuová destilace, práce s rotační vakuovou odparkou ) 6. a) Ethylenacetal 4,4-difenyl-4-hydroxy-2-butanonu (mechanismus AN na karbonylovou skupinu, extrakce, práce s rotační vakuovou odparkou, rekrystalizace ) b) 4,4-Difenyl-4-hydroxy-2-butanon (kysele katalyzovaná hydrolýza acetalů, extrakce, 155 3 Předměty chemické sekce práce s rotační vakuovou odparkou, rekrystalizace) 7. 3-Nitroacetofenon (mechanismus SEAr, rekrystalizace, IC spektrum) 8. a) l-(3-Nitrofenyl)ethanol (selektivní redukce, extrakce, rekrystalizace, IC spektrum) b) 3-Aminoacetofenon (selektivní redukce, extrakce, rekrystalizace, IC spektrum) 9. Pinakol (redukce kovem v bezvodém nepolárním prostředí, práce s rotační vakuovou odparkou) 10. Kyselina benzoová (AN na dvojnou vazbu, práce s bezvodým rozpouštědlem, extrakce, sublimace) 11. Kyselina anthranilová (Hofmannovo odbourávání amidů, rekrystalizace) 12. Ethyl-acetát (esterifikace, destliace) 13. 2-Hydroxy-5-methyl-2'-nitroazobenzen (diazotace a kopulace, rekrystalizace, TLC) 14. 2-(2-Hydroxy-5-methylfenyl)benzotriazol (biochemická reduktivní cyklizace, extrakce, práce s rotační vakuovou odparkou, rekrystalizace) 15. Kyselina 2-chlorbenzoová (diazotace a Sandmayerova reakce, rekrystalizace) Každý student musí absolvovat alespoň 14 úloh. Úlohy 3,5, 6, 7, 10al5 jsou povinné. Základní laboratorní metody organické chemie pro syntézu (zahřívání, míchání, chlazení, zavádění plynů, práce za sníženého tlaku, sušení)a izolaci organických látek (filtrování, krystalizace, destilace, extrakce). Metody jsou procvičovány na syntézách sloučenin významných typů organických reakcí. Produkty jsou charakterizovány teplotou tání, indexem lomu, chromatografií na tenké vrstvě a infračervenou spektroskopií. C3070 - Organická chemie - laboratorní cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3022) Doporučení: C2021 C1080 Pro praktickou realizaci je nezbytné úspěšné zvládnutí testu na počítači. 1 .Nitrace fenolu (mechanismus SEAr, reakce za nízké teploty, destilace s vodní parou jako separační metoda, rekrystalizace) 2.Ethylenacetal ethylesteru 3-oxobu-tanové kyseliny (mechanismus AN na karbonylovou skupinu, azeotropní a vakuová destilace, práce s rotační vakuovou odparkou ) 3.Kyselina benzoová (AN na dvojnou vazbu,příprava Grignardova reagentu, práce s bezvodým rozpouštědlem, práce se stlačenými plyny, extrakce,vliv pH na strukturu a fyz. vlastnosti produktu, sublimace) 4.Kyselina anthranilová (Hoffmannovo odbourávání amidů, práce s nebezpečnými sloučeninami,vliv pH navlastnosti produktu, rekrystalizace) 5.Ethyl-acetát (esterifikace, destliace) 6.2-Hydroxy-5-methyl-2'-nitroazobenzen (diazotace a kopulace, rekrystalizace, TLC) Základní laboratorní metody organické chemie pro syntézu (zahřívání, míchání, chlazení, zavádění plynů, práce za sníženého tlaku, sušení)a izolaci organických látek (filtrování, krystalizace, destilace, extrakce). Metody jsou procvičovány na syntézách sloučenin významných typů organických reakcí. Produkty jsou charakterizovány teplotou tání, indexem lomu, chromatografií na tenké vrstvě a infračervenou spektroskopií. 156 3 Předměty chemické sekce C3100 - Analytická chemie I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Josef Havel, DrSc, Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů. I. Úvod do předmětu analytická chemie. Definice základních pojmů. Definice analytické chemie a její postavení v chemii a společnosti. Pojmy: vzorek, analyt, matrice, citlivost metody. Standardy a referenční materiály. Vzorkování, analytické metody a postupy. Základy správné laboratorní praxe (SLP) a vyhodnocení analys. Směrodatná odchylka analysy a její stanovení. ■> Teoretické základy ■> 1. Protolytické reakce ve vodném prostředí : kyseliny, báze, voda jako rozpouštědlo, autoprotolýza rozpouštědla, konstanty, bilance koncentrace vodíkových iontů v roztoku kyselin, bazí a solí, základy grafického popisu acidobazických rovnováh, -o- 2. Komplexotvorné rovnováhy : stupňovitá tvorba komplexů v roztocích, grafický a numerický popis komplexotvorných rovnováh, rovnovážné konstanty a konstanty stability, příklady komplexotvorných rovnováh (komplexy amoniaku, CN-, SCN-, I- ), hydrolýza kationtů a aniontů, cheláty kovů a nekovů, organická analytická činidla. Vedlejší rovnováhy v roztocích, podmíněné konstanty stability a jejich analytický význam, -o- 3. Analytické reakce za vzniku sraženin : rozpustnost a součin rozpustnosti - idealizace a realita, podmíněný součin rozpustnosti - vliv vedlejších reakcí v roztoku, substituční srážení, konverze sraženin, příklady málo rozpustných hydroxidů, sulfidů, síranů, halogenidů, chromanů, štavelanů, 8-hydroxychinolinátů, aj. -0-4. Analytické využití redoxních rovnováh : popis redoxních reakcí, jejich různé typy, standardní a podmíněný potenciál, vlivy vzniku sraženiny a komplexů v roztoku, vliv pH, redoxní disproporcionace, příklady oxidovadel a redukovadel ve vodném prostředí, -o- Principy kvalitativní chemické analýzy (anorganické), -o- 5. Skupinové a selektivní reakce, důkazuschopnost. Příklady skupinových činidel srážecích, skupinové redukce a oxidace, skupinová charakteristika aniontů. Selektivní činidla, původ analytické selektivity. Význam maskování iontů prvků, maskovací činidla, -o- Vážková analýza (Gravimetrie). -o- 6. Pochody při vzniku sraženiny a jejich vliv na gravimetrickou analýzu; kontaminace sraženin, pochody na sraže-ninách; analytické váhy a vážení; některé základní operace v gravimetrii: filtrace a promývání sraženin, sušení, žíhání; termogravimetrie sraženin; příklady gravimetrických postupů : metody na bázi sraženin AgCl a BaS04, metody na bázi hydroxidů; stanovení Si02; organická činidla v gravimetrii; srážení z homogenních roztoků; gravimetrické výpočty; chyby gravimetrických výpočtů, -o- Titrační metody (roztoková volumetrie). -o- 11. Rozdělení titrací; výklad titračních křivek všech typů titrací, vztah mezi inflexním bodem (konec titrace) a ekvivalenčním bodem; strmost a tlumivé oblasti křiveků titrační výpočty; primární standardy ve 157 3 Předměty chemické sekce volumetrii; vyhodnocení charakteristických bodů na křivkách. Základní operace a pomůcky ve volumetrii. -o- 8. Srážecí titrace. Výklad titračních křivek; odhad hodnoty ekvivalenčního bodu, problémy s indikací ekvivalenčního bodu; titrační roztoky a primární standardy; původ titračních chyb. Argentometrické titrace: titrační křivky a jejich interpretace, interpretace logaritmických diagramů při srážení AgCl, AgBr, Agl, Ag2Cr04; titrační křivky směsí C1-, Br-, I-; titrační chyby pro jednotlivé ekvivalenční body; stanovení Ag+ roztokem NaCl bez indikátoru; titrace v přítomnosti chromanu jako indikátoru; titrace v přítomnosti adsorpčních inikátorů; titrace Ag+ roztokem SCN- a nepřímé stanovení Br-, 1-, SCN-; argento-metrická titrace v přítomnosti redoxního indikátoru; titrace jodidu roztokem Ag+ v přítomnosti 12 + škrobu. Titrace síranu roztokem Ba(C104)2 na indikátor sulfo-nazo III. -o- 9. Acidobazické titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet pH ekvivalenčního bodu. Titrační křivky silných a slabých kyselin a zásadu acidobazické tlumivé roztoky, kapacita (tlumivý index) a vymezení pH tlumivého systému; vhodné tlumivé roztoky pro různé pH oblasti; jednobarevné a dvoubarevné indikátory ekvivalenčního bodu; vliv různých faktorů na funkční oblast indikátoru; univerzální indikátor, směsné a fluorescenční indikátory. Příklady alkalimetrických titrací: stanovení silných, slabých, koncentrovaných kyselin, HF, B(OH)3, NH4+, *-aminokyselin; titrace vícesytných kyselin; tlumivá kapacita hydrogensoli; stanovení kyseliny šťavelové a fosforečné; odhady pH ekvivalenčního bodu titrací, výpočet chyby acidobazických titrací. ^10. Komplexometrické titrace. Požadavky na kom-plexotvornou reakci pro titrační účely. Argentometrická titrace CN-: výklad titrační křivky, problémy s vyhodnocením ekvivalenčního bodu (Liebig, Denigés) Merkuri-metrické stanovení halogenidu, SCN-, CN-: výklad titrační křivky, indikace ekvivalenčního bodu titrace nitroprussidem a difenylkarbohzdrazonem. Stanovení Hg2+ roztokem SCN-. Chelatometrická titrace: přehled běžných chelátotvorných činidel, EDTA - titrace; výklad titračních křivek a určování charakteristických oblastí křivek; vliv podmíněné stability chelátů na křivky; rozpětí titračního skoku a strmost titračních křivek; kriteria pro volbu vhodného pH při titraci; indikátory ekvivalenčního bodu, metalochromní indikátory a jejich funkční přechody; mechanismus indikace ekvivalenčního bodu u běžných indikátorů (eriochromčerň T, murexid, fluorexon); příklady EDTA titrací: stanovení Mg(II) a Ca(II), stanovení tvrdosti vody; EDTA titrace s použitím indikátoru xylenolová oranž; možnosti simultánních titrací dvou kovových iontů; titrační roztoky; standardizace; chyby chelatomet-rické titrace. -o- 11. Redoxní titrace. Výklad titrační křivky, charakteristické oblasti, výpočet potenciálu ekvivalenčního bodu, podmínky pro kvantitativní průběh titrace; výběr vhodných dílčích redoxních soustav z normálních redoxních potenciálů a rovnovážné konstanty spřažené redoxní soustavy; primární titrační standardy, vratné a nevratné redoxní inidkátory, výklad reakčního mechanismu redoxních indikátorů, primární standardy titrační, výpočet chyby redoxních titrací. Oxidimetrie roztokem KMn04 v kyselém prostředí : stupňová redukce manganistanu, kine- 158 3 Předměty chemické sekce tika redukce, autokatalýza Mn(II) a vliv prostředí; stanovení kyseliny šťavelové, šťavelanu, Ca(II), Fe(II), peroxidu vodíku. Oxidimetrie roztokem KMn04 ve slabě kyselém a alkalickém prostředí: stanovení Mn(II). Oxidimetrie roztokem jodu: mechanismus indikace ekvivalenčního bodu, stanovení siřičitanu, S02, H2S, As(III), formaldehydu. Oxidace I- na jod a jeho titrace thiosíranem : stanovení peroxidu vodíku, kyslíku ve vodě, Cu(II), Mn(II), chromanu, halogenu, aktivního chloru. Analytické využití soustavy jodičnanu + jodid. Amplifikační reakce. Oxidimetrie roztokem Ce(IV): indikace ekvivalenčního bod; stanovení Fe(II), peroxidu vodíku, I- , kyseliny šťavelové, As(III). Oxidimetrie roztokem K2Cr207 : indikace ekvivalenčního bodu, stanovení Fe(II), ethanolu v krvi. Oxidimetrie roztokem KBr03: indikace ekvivalenčního bodu; stanovení As(III), Sb(III), organických sloučenin; nepřímé stanovení hliníku v chelátech s 8-hydroxychinolinem; Systematický výklad základních principů analytické chemie - kurs zahrnuje kvalitativní a kvantitativní analýzu (vážková a odměrná). C3110 - Analytická chemie I - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3100) Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných seminářů z těchto předmětů. viz ANALYTICKÁ CHEMIE I (C3100) ___ v Hlavním úkolem je procvičování znalostí z předmětu ANALYTICKÁ CHEMIE I (C3100). Znalosti jsou prohlubovány řešením příkladů, které jsou analogické pro písemnou část zkoušky ANALYTICKÁ CHEMIE I (C3100). C3120 - Analytická chemie - laboratorní cvičení I kz, 0/0/4, 4 kr., jaro Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů. KVALITATIVNÍ ANALÝZA ❖ 1. Analytické reakce Li(I), Na(I), K(I), NH4+, Mg(II), Ca(II), Sr(II), Ba(II). Oddělení těžkých kovů při důkazu kationtů alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Plamenové reakce. Posloupnost rozpustnosti solí a hydroxidů Ca(II), Sr(II) a Ba(II). ❖ 2. Analytické reakce Hg2(II), Ag(I), Pb(II), Hg(II), Cu(II), Cd(II), Bi(III), Sb(III), Sn(II), Sn(IV). Orientace ve vzorku vybranými skupinovými činidly: HC1, H2S04, H2S, NH3, NaOH, CH3COONa. ❖ 3. Analytické reakce Al(III), Cr(III), Fe(III), Fe(II), Mn(II), Zn(II), Co(II), Ni(II). Orientace ve vzorku vybranými skupinovými činidly: NH3, NaOH, NH4HS. -o- 4. Analytické reakce síranů, siřičitanu, thiosíranů, fluoridů, kremičitanu. BaC12, SrC12 a CaC12 jako skupinová srážecí činidla. Redoxní skupinové reakce aniontů (KMn04, 159 3 Předměty chemické sekce 12). -0-5. Analytické reakce chromanů, fosforečnanů, arseničnanů, arsenitanů, bo-ritanů, uhličitanů. BaC12 a AgN03 jako skupinová srážecí činidla. ■> 6. Analytické reakce chloridů, bromidů, jodidů, thiokyanatanů, hydrogensulfidů, dusitanů, dusičnanů, chloristanů. AgN03 jako skupinové srážecí činidlo. Redoxni skupinové reakce aniontů (KMn04,12, HI). KVANTITATIVNÍ ANALÝZA ❖ 7. GRAVIME-TRIE: Stanovení Fe j ako Fe203. 8. ACIDOB AZICKÉ TITRACE: Standardizace odměrných roztoků, a) Standardizace 0,1 M NaOH na dihydrát kyseliny šťavelové (na fft i mo s CaC12). b) Standardizace 0,1 M HC1 na uhličitan sodný. ❖ 9. ACI-DOBAZICKE TITRACE: Alkalimetrie. a) Stanovení kyseliny octové, b) Stanovení kyseliny fosforečné. 10. ACIDOBAZICKÉ TITRACE: Acidimetrie. a) Stanovení amoniaku, b) Stanovení uhličitanu sodného v technickém louhu, c) Stanovení nerozpustného uhličitanu. 11. CHELATOMETRICKÉ TITRACE: a) Standardizace 0,05 M EDTA na dusičnan olovnatý, b) Stanovení Ni(II). c) Stanovení Ca(II) a Mg(II) ve směsi, o 12. REDOXNÍ TITRACE: Jodometrie. a) Standardizace 0,05 M Na2S203 na KI03. b) Stanovení rozpuštěného kyslíku ve vodách podle v______ Winklera. -0-13. REDOXNI TITRACE: Chromátometrie. a) Příprava odměrného roztoku K2Cr207. b) Stanovení Fe(II). Cílem předmětu je seznámení studentů se základními procesy v analytické chemii. Náplní laboratorního cvičení je praktické výuka základních chemických operací v analytické laboratoři a klasických metod chemické analýzy (gravimetrie, volumetrie). C3140 - Fyzikální chemie I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. Doporučení: Pravidla programů nestanovují žádná omezení zápisu předmětu. Předpokládá se znalost obecné chemie. Znalost matematiky a fyziky na úrovni úvodních kurzů je prospěšná, ale není nezbytná. ve formátu PDF: http://cheminfo.chemi.muni.cz/ktfch/kubacek/ FChI/sylabus_FChl.pdf ve formátu MS Word: http: //cheminf o. chemi .muni. cz/ktf ch/kubacek/ FChI/sylabus_FChl.doc ve formátu HTML (Unicode UTF-8): http: //cheminf o. chemi. muni. cz/ ktfch/kubacek/FChI/sylabus_FChl.html ve formátu HTML (Central European - Winl250): http://cheminfo. chemi.muni.cz/ktf ch/kubacek/FChI/sylabus_FChlwl250.html Úvod do základních konceptů teoretické chemie, kvantové chemie, chemické statistiky, chemické termodynamiky a kinetiky. Důraz je kladen na vztah mikroskopické struktury a makroskopických vlastností. Podrobnejšou probrány principy fyzikální chemie z hlediska rovnovážné termodynamiky. Cílem přednášky je vysvětlení konceptů a pojmů, které chemická teorie používá a vytvoření základu kvantitativního popisu chemických systémů v rámci klasické termodynamiky. 160 3 Předměty chemické sekce C3150 - Fyzikální chemie I - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3140) Seminární cvičení, které doprovází předmět C3140 Fyzikální chemie I. C3181 - Biochemie I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. Předpoklady: C2021 Doporučení: Základní znalosti organické a obecné chemie, obecná biologie 1. Aminokyseliny, jejich vzorce, acidobazické rovnováhy, izoelektrický bod, optická aktivita, AK nebílkovinné, esenciální, metody stanovení AK, chroma-tografie IEC, na reverzní fázi, důkaz aminokyselin 2. Peptidy, peptidová vazba, primární, sekundární, terciární, kvarterní struktura, supersekundární struktura, alfa-šroubovice, beta-struktura, skládaný list, 3. Nerepetitivní struktury, kolagen, metody stanovení primární a sekundární struktury, hydropatie, souvislost mezi primární a sekundární strukturou, vazby stabilizující sekundární strukturu. 4. Sacharidy, pen-tosy, hexosy, aldosy, ketosy, vzorce nej důležitějších sacharidů, chemické reakce (oxidace, redukce, alkylace, acylace), anomery, konformace sacharidů, metody stanovení sacharidů. 5.-Glykosidy, glykosidová vazba a její vlastnosti, disacharidy, homopolysacharidy (škrob, celulosa, glykogen, chitin), heteropolysacharidy (pro-teoglykany, glykoproteiny, k. hyaluronová, chondroitinsulfát, peptidoglykany), 6. Lipidy, acylglyceroly, mastné kyseliny, glycerofosfolipidy, plasmalogeny, sfingoli-pidy, steroidy (cholesterol, jeho syntéza, konformace, žlučové kyseliny, vitamin D), karotenoidy, liproteiny. 7. Nukleové kyseliny, baze a jejich tautomerní formy, nuk-leosidy, nukleotidy, neobvyklé baze (xanthin, hypoxanthin, apod.), UV spektra bazí, primární struktura 8. DNA, RNA, typy šroubovice DNA, superhelikální struktura, vazby stabilizují sekundární strukturu DNA, denaturace a renaturace DNA, hybridní struktury, metody stanovení sekvence DNA (Maxam-Gilbertova metoda). 9. Termodynamika enzymových reakcí, spřažené reakce, makroergické vazby, reakční kinetika, enzymy jako biokatalyzátory, aktivní místo, katalytické místo, kofaktory, koenzymy a prostetické skupiny, mechanismus působení serinových proteináz, rozdělení enzymů a jejich třídy (umět zařadit do hlavních skupin). 10. Koenzymy a vitaminy: nikotinamid a NAD, flaviny, ATP, AMP, cAMP, biotin, thiamin, koenzym A, lipoát, kooperace koenzymů při oxidační dekarboxylaci oxokyselin, kys. listová, 11. Pyridoxalfosfát, vit B12, metaloporfyriny (cytochromy, hem), jejich syntéza a vlastnosti, železosirné proteiny, vitamin C, lipofilní vitaminy (A, D3, K, esenciální mastné kyseliny) a jejich role. 12. Rovnice Michaelise-Mentenové, metody stanovení Km a VL, číslo přeměny, aktivita enzymu, konstanta specifity, 13. Anabolismus, katabolismus, jejich regulace, Anaerobní glykolýza, její jednotlivé 161 3 Předměty chemické sekce kroky, energetická bilance. Substrátová fosforylace. 14. Glukoneogeneze, syntéza PER Odbourávání glykogenu a jeho syntéza. Coriho cyklus.. Základní vlastnosti živé hmoty, aminokyseliny, cukry, lipidy, bílkoviny, nukleové kyseliny. Enzymy a koenzymy, jejich vlastnosti, struktura, aktivní centrum. Termodynamika. Základy enzymové kinetiky, inhibice, allosterie. Regulace enzymové aktivity. C3190 - Biochemie I - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C318l) Doporučení: Zápis do předmětu Biochemie I 1-2. Aminokyseliny 3. Bílkoviny 4. Sacharidy 5. Lipidy, fosfolipidy 6. Nukleové kyseliny, nukleotidy 7. Temodynamika 8. Spřažené reakce 9-10. Enzymová kinetika Seminář k přednášce, procvičování znalostí o základních vlastnostech složek živé hmoty, výpočty C3200 - Chemická literatura zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc, Mgr. Marek Nečas, Ph.D., doc. RNDr. Petr Skládal, CSc. 1. Zdroje chemických informací. Primární, sekundární a terciární literatura. Typy dokumentů. Obecná strategie rešerše. 2. Produkty ISI. Current Contents, Scientific Citation Index. Citační analýza. Seznámení s Web of Science. ■> 3. Chemical Abstracts. Členění abstract, struktura abstraktu, indexy CA. Možnosti rešerše v CA, SciFinder a STN. -o- 4. Beilsteins Handbuch der organischen Chemie. Struktura a vnitřní systém databáze. Beilstein commander, online přístup pomocí CrossFire. -o- 5. Praktické provádění rešerše pomocí CrossFire. -o- 6. Online přístup k primárním zdrojům. Elektronické časopisy, Science direct a podobné přístupy. Patentová literatura, DEPATIS - příklad elektronické databáze. ■> 7. Katalogy knihoven - přístup přes Internet, -o- 8. Získávání chemických informací na Internetu. ChemWeb a další chemické metastránky. -o- 9. Praktické procvičení vyhledávání informací dostupnými prostředky, -o- 10. Základní zdroje informací v anorganické chemii. Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, struktura databáze, elektronický přístup pomocí Beilstein commanderu a CrossFire. -o- 11. Přístup a možnosti databází CCDC (The Cambridge Crystallographic Data Center). ■> 12. Základní zdroje informací v biochemii, seznaámení se základními biochemickými časopisy, periodiky, příručkami a učebnicemi, jejich dostupnost v tuzemsku. -0-13. Provádění rešerší v dostupných databázích (Medline a d.), biochemické informace na Internetu, nej důležitější místa, praktické ukázky: http://orion.chemi.muni. cz/pskl/vyuka/biochem\_inf o .html -o- 14. Základní zdroje informací v chemii životního prostředí. Kurz uvádí do základních postupů; získávání informací v chemii. Seznamuje se hlavními primárními, sekundárními a terciárními zdroji chemických informací a s postupy a možnostmi praktického provádění rešerší. Podrobněji jsou probrány 162 3 Předměty chemické sekce hlavní on-line zdroje dostupné na fakultě: produkty ISI (Web of Science), CAS (SciFinder) Beilsteinovo a Gmelinovo kompendium (CrossFire - Beilstein Com-mander), a základní možnosti využití internetu při získávání chemických informací. Hlavní postupy jsou procvičovány prakticky. C3401 - Fyzikální chemie I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Doporučení: Kurz obecné chemie, kurz vysokoškolské matematiky (Cl400, C1460) 1. Objekt studia fyzikální chemie, charakteristiky skupenství hmoty, mikroskopické a makroskopické jevy. Ideální a reálné plyny, jejich stavová rovnice. Směsi plynů, parciální tlaky. Kritický stav, princip korespondujících stavů. 2. Termodynamika. Systém a okolí. Intenzivní a extenzivní vlastnosti, tepelná rovnováha, teplota, tlak, nultá věta. 3. První věta. Její formulace pro izolovaný a uzavřený systém, vnitřní energie, teplo, práce. Stavové funkce. Termodynamická reverzibilita. Enthalpie, tepelné kapacity za konstantního tlaku a objemu. Exo- a endothermické děje. Standardní stavy. Hessův zákon. Kirchhoffova rovnice. Jouleův-Thomsonův jev. Kalorimetrie. 4. Druhá věta. Samovolné a nevratné procesy. Entropie. Clausi-ova nerovnost. Účinnost tepelného stroje. Carnotův cyklus. Třetí věta. 5. Gibbsova a Helmholtzova funkce. Maximální neobjemová práce. Gibbsova-Helmholtzova rovnice. Slučovací Gibbsova funkce. Závislost Gibbsovy funkce na tlaku a teplotě. Chemický potenciál ideálního plynu. 6. Chemický potenciál a jeho závislost na složení. Fugacity a fugacitní koeficienty. Fázové rovnováhy v jednosložkových soustavách Fázové přeměny čisté látky. Obecná podmínka fázové rovnováhy. 7. Závislost chemického potenciálu čisté látky na teplotě a tlaku. Stabilita fází. Fázový diagram. Clapeyronova a Clausiova-Clapeyronova rovnice. Klasifikace fázových přechodů. 8. Povrchy. Povrchová energie. Bubliny, dutiny, kapky, kapilární jevy. Směsi. Parciální molární veličiny. Gibbsova-Duhemova rovnice. Raoultův a Henryho zákon. Termodynamika míšení. Aktivity a aktivitní koeficienty, dodatkové funkce. Kapalné roztoky. 9. Koligativní vlastnosti, ebulioskopie, kryoskopie. Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách. Gibbsovo fázové pravidlo. Izoba-rické fázové diagramy dvousložkových soustav kapalina-kapalina a kapalina-pevná látka. Soustavy s chemickou sloučeninou. Troj složkové fázové diagramy. lO.Che-mické rovnováhy. Závislost Gibbsovy funkce na rozsahu reakce. Rovnovážná konstanta a její závislost na tlaku a na teplotě. Le Chatelierův princip. Tabelované hodnoty stavových funkcí. 11. Základní pojmy statistické termodynamiky. Konfigurace a její váha, Mikrostavy a makrostavy. Schroedingerova rovnice a jeji řešení. Energetické stavy molekul. Boltzmannovo rozdělení, molekulární rozdělovači funkce a její vztah ke vnitřní energii a entropii. Kanonický soubor a jeho rozdělovači funkce. Sackurova-Tetrodova rovnice. Translační, rotační, vibrační a elektronický příspěvek k rozdělovači funkci. Výpočet rovnovážné konstanty. 12. Rovnovážná elektroche-mie. Rovnováhy v roztocích iontů. Aktivity iontů v roztocích. Debyeova-Hůckelova 163 3 Předměty chemické sekce teorie silných elektrolytů, iontová atmosféra, iontová síla. Součin rozpustnosti. 13. Elektrochemické články. Galvanické a elektrolytické články. Standardní potenciál elektrody, redoxní schopnost. Danielův článek. Druhy elektrod. Elektromotorické napětí a potenciály elektrod. Nernstova rovnice. 14. Oxidačně-redukční potenciály. Kapalinové spojení a membránový potenciál. Termodynamika elektrochemických článků. Závislost elektromotorického napětí článku na teplotě, výpočet termodynamických funkcí reakce v článku. pH a jeho měření. Obsahem předmětu jsou základy fyzikální chemie soustav v rovnováze. Jednotlivé kapitoly pojednávají o těchto tématech: Ideální a reálný plyn. Termodynamika. První a druhá věta. Gibbsova energie. Povrchy. Směsi. Fázové rovnováhy.Chemické rovnováhy. Základní pojmy statistické termodynamiky. Rovnovážná elektrochemie. Důraz je kladen na molekulární interpretaci pozorovaných jevů. Cílem je získat základní znalosti, umožňující samostatné řešení praktických problémů v oblasti rovnováh fázových, chemických a elektrochemických. C3410 - Fyzikální chemie I - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C340l) Seminář obsahově navazuje na přednášku Fyzikální chemie I (C3401). Silem semináře je rozvíjet schopnost řešení praktických problémů tím, že umožňuje studentům aplikovat přednesené kvantitativní vztahy v konkrétních situacích. C3480 - Anorganická chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/4, 5 kr., podzim Předpoklady: C1441 Doporučení: Znalosti základů obecné a anorganické chemie. Nutná znalost sestavování chemických rovnic, stechiometrických výpočtů, koncentračních a zřeďovacích výpočtů. 1. Uvod, bezpečnost práce, laboratorní deník, vzorový výpočet úlohy. Hydro-gensíran draselný, alkalimetrie. 2. Kritéria pro výběr reakcí. Rozpustnost. Mono-hydrát šťavelanu draselného, manganometrie. Síran železnatý. 3. Síran měďnatý, jodid měďný. Mohrova sůl. 4. Metody přípravy oxidů. Kyselina trihydrogenboritá. 5. Oxid chromitý. Chroman draselný. Kontrola čistoty Mohrovy soli. 6. Metody přípravy hydroxidů. Chlorid hexaaquakobaltnatý. Tris(oxaláto)chromitan draselný. 7. Chlorid hexaaminkobaltitý. Chlorid pentaammin-chlorokobaltitý. Tetraperoxochro-mičnan draselný. 8. Metody přípravy kyselin. Acetylacetonátové komplexy kovů. Tenkovrstvá chromatografie. 9. Wolframan vápenatý. Krystalové struktury základních anorganických sloučenin. 10. Metody přípravy solí. Chlorečnan draselný. 11. Oxid boritý, trimethylester kyseliny borité. Tetrathiomolybdenan amonný. 12. Metody přípravy halogenidů. Disíran draselný, methylsíran draselný. 13. Oxid bismu- 164 3 Předměty chemické sekce titý. Bismut. Aluminotermická příprava železa. 14. Metody přípravy koordinačních sloučenin. Peroxodisíran draselný. Jodometrie. Základní cvičení anorganické preparativní chemie. Probrány j sou syntézy, vlastnosti a struktury jednoduchých anorganických sloučenin jako jsou oxidy, halogenidy a další soli, kyseliny a jejich funkční deriváty a komplexní sloučeniny. C3580 - Biochemie zk, 3/0/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc. Doporučení: Základní znalosti z oblasti obecné, fyzikální a organické chemie a obecné biologie, proto je vhodné absolvovat základní přednášky z uvedených oborů. 1. ÚVOD 2. BÍLKOVINY - Struktura, vlastnosti a funkce 3. NUKLEOVÉ KYSELINY - Struktura, vlastnosti a funkce 4. SACHARIDY - Struktura, vlastnosti a funkce 4. LIPIDY - Struktura, vlastnosti a funkce 6. ENZYMOLOGIE 7. METABOLISMUS A BIOENERGETIKA 8. METABOLISMUS SACHARIDŮ 9. FOTOSYNTÉZA 10.METABOLISMUS LIPIDŮ 11.METABOLISMUS BÍLKOVIN 12.REGULACE BIOCHEMICKÝCH PROCESŮ Cílem této přednášky je, aby studenti biologických disciplín získali základní znalosti z obecné biochemie. Obsah první části je věnován statické biochemii -základním vlastnostem a funkci bílkovin, nukleových kyselin, sacharidů a lipidů. Druhá část je zaměřena na enzymologii. Poslední část je orientována na metabolismus a bioenergetiku. C3600 - Biochemie - laboratorní cvičení z, 0/5/0, 5 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3580) Kvalitativní reakce sacharidů. Stanovení glukosy za použití biosensoru. Chro-matografie sacharidů na tenké vrstvě. ■> Preparace a identifikace lipidů z vaječného žloutku, -o- Elektroforéza bílkovin krevního séra. Stanovení a chromatogra-fické dělení listových barviv. Gelová permeační chromatografie v separaci bio-molekul. -o- Chemické reakce aminokyselin a bílkovin. Stanovení aminokyselin a peptidů. Papírová chromatografie aminokyselin. Izolace bílkovin, -o- Izolace a vlastnosti nukleových kyselin, -o- Teplotní závislost enzymové reakce, -o- Stanovení bílkovin, -o- pH profil enzymové reakce. Určení rychlosti enzymové reakce, -o- Substrátová specifita enzymu. Stanovení aktivity enzymu, -o- Kinetika enzymové reakce. Inhibice enzymů, -o- Enzymové stanovení metabolitů. -o- Respirační řetězec aerobních organismů, -o- Závěrečný test. Cílem laboratorního kursu jsou studie základních vlastností sloučenin vyskytujících se v biochemických procesech a metodické přístupy ve studiu a analytickém využití enzymů. Obsah první části zahrnuje kvalitativní a kvantitativní reakce sacharidů, lipidů, aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Druhá část se zabývá enzymovou kinetikou a dalším studiem vlastností volných enzymů a enzymů imo-bilizovaných v buňkách. 165 3 Předměty chemické sekce C3620 - Biochemie - laboratorní cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Předpoklady: N0W(C3580) Kvalitativní reakce sacharidů. Chromatografie sacharidů na tenké vrstvě, -o- Preparace a identifikace lipidů z vaječného žloutku, -o- Dělení lipofilních barviv ad-sorpční chromatografií -o- Chemické reakce aminokyselin a bílkovin. Papírová chromatografie aminokyselin, -o- Izolace nukleoproteinu ze sleziny, -o- Gelová perme-ační chromatografie v separaci biomolekul. -o- Stanovení bílkovin, -o- pH profil enzymové reakce, -o- Určení rychlosti enzymové erakce. -o- Kinetika enzymové reakce, -o- Enzymové stanovení metabolitů. -o- Použití hexakyanoželezitanu jako umělého akceptoru při studiu respiračního řetězce aerobních organismů, -o- Závěrečný test. Cílem laboratorního kursu jsou studie základních vlastností sloučenin vyskytujících se v biochemických procesech a metodické přístupy ve studiu a analytickém využití enzymů. Obsah první části zahrnuje kvalitativní a kvantitativní reakce sacharidů, lipidů, aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Druhá část se zabývá enzymovou kinetikou a dalším studiem vlastností volných enzymů a enzymů imo-bilizovaných v buňkách. C3640 - Analytická chemie - laboratorní cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim doc. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc. Předpoklady: N0W(C1660) KVALITATIVNÍ ANALÝZA 1. Bezpečnost práce v laboratoři. Analytické reakce alkalických kovů a zemin, NH4+. 2. Analytické reakce iontů Pb, Cu, Fe, Co, Ni, Mn, Zn, AI. Důkazy ve směsi kationtů. 3. Analytické reakce aniontů C1-, S042-, P043-, N03-, C032-, B(OH)4-. Důkaz aniontů. Kvalitativní rozbor vzorku. KVANTITATIVNÍ ANALÝZA 4. Gravimetrické stanovení železa jako Fe203. 5. Alkali-metrie. Standardizace odměrného roztoku 0,1 mol.l-1 NaOH na kyselinu šťavelovou. Stanovení kyseliny octové. 6. Acidimetrie. Standardizace odměrného roztoku 0,1 mol.l-1 HC1, stanovení uhličitanu a amoniaku. 7. Manganometrie. Standardizace odměrného roztoku 0,02 mol.l-1 KMn04 a 0,1 mol.l-1 Fe (II). Stanovení dusitanu. 8. Chelatometrie. Příprava 0,05 mol.l-1 EDTA, standardizace na Pb(N03)2. Stanovení niklu a titrace Mg a Ca vedle sebe. 9. Spektrofotometrie. Spektrofotometrické stanovení železa kyselinou sulfosalicylovou. Absorpční křivka, kalibrační křivka, metoda standardních přídavků. lO.Potenciometrie. Měření pH. Příprava standardních ústojných roztoků a jejich srovnání s komerčními standardy. 11.Standardizace odměrného roztoku 0,1 mol.l-1 NaOH na hydrogenftalan draselný s potenciomet-rickou indikací ekvivalence. Titrační křivka titrace kyseliny octové, srovnání s vizuální indikací. 12.Potenciometrická titrace kyseliny fosforečné a aminokyselin 0,1 mol.l-1 NaOH, vyhodnocení Granovou transformací. 13.Potenciometrická redoxní titrace. Manganometrické stanovení Fe (II) . Titrační křivky, vyhodnocení Grano- 166 3 Předměty chemické sekce vou transformací. 14.Potenciometrické srážecí titrace. Argentometrické stanovení halogenidů. 15.Demonstrace přístrojů (spektrograf, AAS, HPLC, FIA). Základní cvičení z analytické chemie seznamující studenty s prací v analytické laboratoři. Kvalitativní analýza, gravimetrie, odměrné metody acidobazické, redoxní a komplexometrické. Základy instrumentální analýzy, potenciometrie v aci-dimetrických, argentometrických a redoxních titracích. Spektrofotometrie. Vyhodnocení měření, prezentace výsledků. C4010 - Anorganická chemie III zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Miloš Černík, CSc, doc. RNDr. Jiří Příhoda, CSc. Předpoklady: C2062 Doporučení: Obecná chemie Anorganická chemie I, II Analytická chemie I 1. Koncepce periodicity a fyzikální a chemické vlastnosti prvků. Allotropy a polymorfní formy prvků: bor, fosfor a síra. Chemická syntéza allotropů síry. 2. Struktura a vlastnosti allotropů uhlíku: diamant, grafit a fullereny. Vazba v molekulách fullerenů a jejich chemická reaktivita. Endohedrální sloučeniny fullerenů, nanotrubice. Chemické vlastnosti grafitu. Interkaláty grafitu. 3. Klastry vytvářené p-prvky a jejich mateřské polyedry. Lokalizovaná a delokalizovaná vazba v po-lyedrických klecovitých molekulách. Donor-akceptorová vazba v klastrech. Vazba v klastrech s nedostatkem elektronů. 4. Klasifikace a názvosloví neutrálních boranů a hydridoborátových dianiontů. Karborany a jiné heteroborany. Halogenidy boru s uzavřeným deltaedrickým skeletem Bn. 5. Vazba v boranech. Třístředové dvoue-lektronové vazby B-H-B a BBB. Lipscombova pravidla styx. Teorie elektronových párů v polyedrických skeletech (PSEPT) a předpověď struktury boranového klastru. 6. Metody syntézy klastrů. Borany a closo-hydridoborátové anionty, heteroborany s p-prvky, nižší halogenidy boru s polyedrickou strukturou. Kubany a klastry typu adamantanu. Chalkogenidy fosforu a nitridy síry. 7. Homopolyatomické kationty a anionty nekovů. Syntéza polyatomických kationtů chalkogenů a halogenů v su-peracidních prostředích. Chemie Zintlových fází. PSEPT a struktura Zintlových iontů. 8. Ionty v roztocích: solvatační vlastnosti rozpouštědel, solvatační číslo, reakce spojené s přítomností iontu v roztoku, hydrolýza, polymerizace apod. 9. Základy koordinační chemie: pojem koordinační částice, centrální atom, ligandy, vlastnosti ligandů, koordinační číslo a koordinační polyedry, stabilita komplexu, mechanismy uplatňující se při tvorbě komplexích sloučenin, trans-efekt, izomerie komplexních sloučenin. 10. Typy komplexotvorných činidel: chelátotvorná činidla, činidla vhodná pro tvorbu iontových asociátů, organofosforová činidla. 11 .Metody studia komplexních sloučenin: spektrofotometrické, extrakční, ionexové aj. 12. Tvorba chelátů a iontových asociátů, teorie extrakce chelátů a iónových asociátů, vlivy prostředí na extrakci komplexních sloučenin (směrnicová analýza), substechi- 167 3 Předměty chemické sekce ometrická extrakce, izotopické zřeďování. 13. Komplexy nekovových prvků. 14. Komplexy přechodných a nepřechodných kovů. Přednáška doplňuje oba základní kurzy C1061 a C2062 o některá zajímavá témata moderní anorganické chemie a je rozdělena na dvě hlavní části. Prvá se zabývá strukturou a vlastnostmi allotropů prvků hlavních podskupin, homopolyatomických kationtů a aniontů nekovů a chemií klecovitých molekul a klastrů vytvářených P-prvky, včetně hydridů boru a Zintlových iontů. Struktura a vazba v elektronově deficitních klastrech je pojednána z hlediska teorie PSEPT. Druhá část je věnována koordinační chemii důležitých prvků periodického systému. Zabývá se zejména metodami komplexotvorných rovnováh, mechanismy tvorby komplexů ve vodné fázi a způsoby stanovení konstant stability. Zahrnuto rovněž využití komplexotvorných reakcí pro praktické účely. C4015 - Anorganická chemie III - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: C2062 A N0W(C4010) Doporučení: Absolvování obou základních přednášek z anorganické chemie a návštěva kurzu Anorganická chemie III. V semináři jsou řešeny různé problémy týkající se chemie, struktury a vazby v homopolyatomických kationtech a aniontech nekovů a v molekulách klastrů. C4020 - Fyzikální chemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. Doporučení: Základy termodynamiky. M1010 Matematika I a M2010 Matematika II nebo obdobný kurz matematiky je užitečný, není však nutnou podmínkou. ve formátu PDF: http://cheminfo.chemi.muni.cz/ktfch/kubacek/ FChII/sylabus\_FCh2.pdf ve formátu MS Word: http: //cheminf o. chemi .muni. cz/ktf ch/kubacek/ FChII/sylabus\_FCh2.doc ve formátu HTML (Central European - Winl250): http://cheminfo. chemi.muni.cz/ktf ch/kubacek/FChl1/sylabus\_FCh2.html Chemická termodynamika. Kinetická teorie ideálního plynu. Zákony difúze. Chemická kinetika a její teoretický základ. Rovnovážná a dynamická elektroche-mie. Cílem předmětu, který navazuje na přednášku C3140 Fyzikální chemie I je dobudovat znalosti základních postupů fyzikální chemie na úroveň bakalářského studijního programu chemického zaměření. C4040 - Fyzikální chemie II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(C4020) Seminární cvičení, které doprovází předmět C4020 Fyzikální chemie II. Seminární cvičení, které doprovází předmět C4020 Fyzikální chemie II. 168 3 Předměty chemické sekce C4050 - Analytická chemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Josef Havel, DrSc, Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Předpoklady: C3100 Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek především z Analytické chemie I (C3100), dále z Fyzikální chemie I (C3140) z Obecné chemie (C1020), Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022) a příslušných laboratorních cvičení z těchto předmětů (hlavně Analytická chemie - laboratorní cvičení (C3120)). 1. Uvod do předmětu instrumentální analytická chemie. Hodnocení výsledků analýz - statistika a základy SLP (GLP). Fyzikální vlastnosti a analytický signál, vztah analytického signálu ke koncentraci, kalibrační křivky a jejich vyhodnocování, standardizace u relativních fyzikálních metod. Parametry analytické metody (mez detekce a stanovitelnosti, citlivost, robustnost, přesnost, správnost, aj.). Chyby a jejich vztah k parametrům analytických metod. Statistické vyhodnocení analytických výsledků - Gaussův, Studentův a Dean-Dixonův přístup. Definice a parametry pro přesnost a správnost analytické metody. Vylučování odlehlých výsledků Referenční materiál, kruhový test. -o- 2. Vybrané elektroanalytické metody. Potenciometrické metody (při nulové intenzitě proudu) - základní definice a pojmy. Indikační a referentní elektrody, iontově selektivní elektrody (ISE), skleněná elektroda. Měření pH. Potenciometrická indikace průběhu titrací a ekvivalenčního bodu. Acidobazické, redoxní, srážecí, komplexometrické titrace s potenciometric-kou indikací. Reduktometrické titrace s potenciometrickou indikací (př. titanomet-rie). Potenciometrické vyhodnocení ekvivalenčního bodu (př. Granova linearizace titračních křivek), -o- 3. Konduktometrické metody - základní definice a pojmy. Přímá konduktometrie, využití při konduktometrickém stanovení ekvivalenčního bodu (př. Acidobazické a srážecí titrace). -o- 4. Elektrogravimetrie, coulometrie -základní definice a pojmy. Polarizační křivky, vylučovací proud, Faradayův proud. Elektrolýza při konstantním potenciálu a při konstantní intenzitě proudu. Elektrolytické dělení kovů, stanovení mědi a stříbra. Výpočty oblastí vylučovacích potenciálů a kvantitativnosti vyloučení kovu, příklady stanovení. Coulometrie při konstatním potenciálu, coulometrie při konstantním proudu. Coulometrické titrace (absolutní titrační metody). ■> 5. Voltametrie, polarografie - základní definice a pojmy. Polarografická analýza (kvalitativní a kvantitativní analýza). Příklady využití a stanovení. Amperometrické, biamperometrické a bipotenciometrické titrace. Karl-Fischerovo stanovení vody. -o- 6. Vybrané optické analytické metody. Uvod -popis elektromagnetického záření, základní definice a pojmy, vztahy (př. Bouger - Lambert-Beerův zákon), příčiny absorpce a emise záření. Dělení optických analytických metod. Pro každou techniku nutno znát zdroje záření, disperzní prvky, detektory, metodiku. ■> 7. Molekulová absorpční spektroskopie (UV, VIS, IR). ■> 8. Atomová absorpční a emisní spektroskopie. Luminiscenční metody, -o- 9. NMR a 169 3 Předměty chemické sekce EPR spektrometrie. Molekulová rozptylová spektroskopie (turbidimetrie a nefelo-metrie). ^10. Vybrané separační metody. Kapalinová extrakce - základní pojmy a definice. Extrakční rovnováhy v dvoufázovém systému. Extrakce solvátů, ionizovaných a neionizovaných sloučenin. Analytické využití ionexů - základní pojmy a definice. Pevné a kapalné ionexy, charakteristika, vztahy a příklady analytického použití, -o-ll. Chromatografie na tenké vrstvě sorbentu (tenkovrstvá, papírová) - princip a příklady, příklady použití. Analýza plynů - klasická (princip a příklady použití), plynová chromatografie (teorie, základy instrumentace, kvalitativní a kvantitativní charakteristiky, příklady analytického použití). ^12. HLPC - vyso-koúčinná kapalinová chromatografie (teorie, základy instrumentace, kvalitativní a kvantitativní charakteristiky, příklady analytického použití). Elektromigrační metody (zonální elektroforéza, elektroforéza na nosičích a izotachoforéza) - základní definice a pojmy, dělení metodik, základy instrumentace, kvalitativní a kvantitativní charakteristiky, příklady analytického použití. ■> 13. Základy analýzy organických sloučenin. Kvalitativní a kvantitativní charakteristika - obecné principy. Elementární analýza, analýza funkčních skupin - příklady, určování čistoty sloučenin, základy přístupu při určování struktury organických sloučenin. Stanovení látek ve složitějších směsích. Systematický výklad základních principů instrumentální analytické chemie -kurs zahrnuje instrumentální analýzu (elektroanalytické, optické a separační metody). C4060 - Kvantová chemie I zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc. 1. Experimentální zdroje kvantové teorie, atomová spektra, Roentgenova spektra, časticový charakter elektromagnetického záření, dualita „vlna - částice", de Broglieho relace. 2. Slovník, východiska a základní pojmy kvantové teorie, Bo-hrův model atomomu, Schroedingerova rovnice. Pojem vlnové funkce, její vlastnosti, normalizace vlnové funkce, Bornova interpretace vlnové funkce. Energetická hladina, stacionární stav, degenerace. 3. Postuláty kvantové mechaniky, operátor, vlastní hodnota, vlastní funkce. Heisenbergův princip neurčitosti a důsledky jeho působení při pochopení kvantově mechanického popisu hmoty. 4. Jednoduché modely v kvantové teorii. Částice v jednorozměrné potenciálové jámě, částice v trojrozměrném potenciálovém boxu, degenerace a tunelování, vlastnosti řešení. Vibrační pohyb, harmonický oscilátor, vlastnosti řešení. Rotační pohyb, řešení pro 2D a 3D rotační pohyb, angulární moment a jeho kvantování. 5. Vektorový model. Spin elektronu, Pauliho princip. Atomová struktura a atomová spektra. Grotrianovy diagramy. 6. Atom vodíku, jeho atomová spektra. Kvantově mechanický popis atomu vodíku. Řešení vlnové rovnice pro atom vodíku, vlastnosti řešení, radiální funkce, atomové orbitaly, jejich energie, symetrie a prostorové vlasnosti. Hybridizace atomových orbitalů. Kvantová čísla elektronu. Radiální distribuční funkce. Atomy 170 3 Předměty chemické sekce vodíkového typu. 7. Struktura víceelektronových atomů. Atom helia, penetrace a stínění. Výstavbový (Aufbau) princip, korelace spinu, spin - orbitální interakce, periodicita ionizačních energií. 8. Atomové orbitaly a energie - variační metoda. Metoda konzistentního pole - SCF, Hartreeho-Fockova metoda, Slaterovy determinanty. Elektronová struktura vícelektronových atomů, singletové a tripletové stavy, termové symboly, výběrová pravidla, multiplicita. Vektorový model atomu, Russellova-Saundersova vazba. 9. Struktura molekul. Chemická vazba, křivka potenciální energie dvouatomové molekuly. Adiabatická, Bornova-Oppenheimerova aproximace. Valenční teorie, molekula vodíku, molekulový ion vodíku-variační postup. Překryvový integrál. 10. Metoda „Valenční vazby" - VB. Metoda molekulových orbitalů - MO, lineární kombinace atomových orbitalů - MO LCAO. Coulombické a výměnné integrály. Rozvojové koeficienty, fyzikální význam koeficientů, náboje a řády vazeb. Vazebné - antivazebné orbitaly. Horno- a hetero-nukleární dvouatomové molekuly. Parita, termové symboly. 11. Variační princip, sekulární rovnice, sekulární determinant, energetické hladiny, molekulové orbitaly polyatomických systémů. Pásová teorie. 12. pi - elektronové přiblížení, Hueckelova metoda - HMO. Řešení a vlastnosti řešení molekuly butadiénu metodou HMO. Hete-roatomy. Molekulové diagramy a možnosti využití kvantově chemických výpočtů. 13. Semiempirické metody, ab initio metody, metoda hustotního potenciálu. 14. Co bude každý chemik potřebovat: Počítačové modelování molekul, molekulová mechanika. Přednáška je jednou ze základních přednášek určených posluchačům chemie a biochemie. Pro navození principů, modelů a základních představ je použito aparátu vlnové mechaniky. Navozené principy a algoritmy jsou použity nejprve pro řešení vlnových rovnic jednoduchých modelů a ty jsou rozšířeny na popis elektronové struktury atomů a molekul. Některá klíčová slova přednášky jsou: struktura atomů,vztahy mezi experimenty a teorií, principy vlnové mechaniky, jednoduché modely, teorie chemické vazby (VB, MO), teorie molekulových orbitalů víceato-mových molekul. Přednáška poskytuje úvodní informace o principech kvantové mechaniky pro posluchače chemie, a to zejména těm, kteří se hodlají orientovat na experimentální a teoretické studium struktury a elektronové struktury molekul. V tomto smyslu je vhodná i pro strukturně orientované studijní obory nechemické. C4080 - Kvantová chemie I - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(C4060) Seminární cvičení, které doprovází předmět C4060 Kvantová chemie I. 171 3 Předměty chemické sekce C4100 - Chemie životního prostředí I zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Doporučení: Základní chemické přednášky z anorganické, organické a fyzikální chemie na úrovni studijního programu Chemie nebo Biologie Globální problémy lidstva a životního prostředí. Chemie životního prostředí -definice, základní přístupy. Chemické látky v prostředí - základní pojmy a definice. Environmentálne nebezpečné chemické látky. Osud chemických látek v prostředí. Stav ZP v ČR. Ekosystémy - definice, vztahy. Biogeochemické cykly - základní pojmy. BGC cyklus uhlíku, dusíku, síry, fosforu, mikrobiogenních prvků a toxických kovů. Chování chemických látek v prostředí. Environmentálni rozhraní a chemická rovnováha. Persistence v prostředí. Osud chemických látek v prostředí - transport, transformace - základní pojmy a vztahy. Atmosféra - základní charakteristiky -složení, teplotní stratifikace atmosféry, tlak vzduchu, energetická bilance, teplota vzduchu, teplotní gradienty, atmosférické aerosoly, dělení dle skupenství, původu, vzniku, velikosti, účinku, složení. Znečištění atmosféry, atmosférické reakce. Síra, dusík, uhlík, kyslík v atmosféře. Další typy polutantů Acidifikace prostředí. Mechanismy okyselování depozice. Vlivy acidifikace na vodu a vodní ekosystémy, půdu, vegetaci, lesy, stavby a jiná zařízení a na zdraví člověka. Smogy - fotochemický, redukční. Zákon o čistotě ovzduší, mezinárodní konvence o ochraně ovzduší. Hydrosféra, základní charakteristiky, voda a její vlastnosti, hydrologický cyklus. Dnové sedimenty, vznik, rovnováha voda-sediment, sedimentace, sorpce na povrchu sedimentů. Samočisticí schopnost vody, kyslíkové poměry v tocích a nádržích, chemická a biochemická spotřeba kyslíku. Znečištění vod - primární, sekundární. Typy vod -odpadní, atmosférické, podzemní, povrchové, pitné. Znečištění vod - příklady. Pe-dosféra - vznik půdy, složky půdního systému, humus, genetické horizonty, sorpční kapacita, zvetrávaní, transport a reakce chemických látek v pedosféře, chemické složení půd. Znečištění půd - primární, sekundární, kovy, živiny, organické polutanty. Kontaminace složek životního prostředí - příklady polutantů. Globální problémy lidstva a životního prostředí. Chemie životního prostředí -definice, základní přístupy. Chemické látky v prostředí - základní pojmy a definice. Environmentálne nebezpečné chemické látky. Osud chemických látek v prostředí. Stav ZP v ČR. Chování chemických látek v prostředí. Environmentálni rozhraní a chemická rovnováha. Persistence v prostředí. Osud chemických látek v prostředí -transport, transformace - základní pojmy a vztahy. Atmosféra - základní charakteristiky. Znečištění atmosféry, atmosférické reakce. Hydrosféra, základní charakteristiky, voda a její vlastnosti, hydrologický cyklus. Dnové sedimenty. Samočisticí schopnost vody, kyslíkové poměry v tocích a nádržích, chemická a biochemická spotřeba kyslíku. Znečištění vod - primární, sekundární. Pedosféra - vlastnosti, znečištění půd. 172 3 Předměty chemické sekce C4120 - Makromolekulami chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Jaroslav Petrůj, CSc. 1. Oblast zájmu makromolekulami chemie. Tradiční využití přírodních polymerů. Důkazy existence makromolekul. Hlavní úkoly rozvoje chemie a fyziky polymerů. Velkotonážní a speciální polymery. Vztahy mezi strukturou, fyzikálními a chemickými vlastnostmi polymerů. 2. Struktura makromolekul. Prvky tvořící makromolekulami řetězce. Lineární a rozvětvené polymery, polymerní sítě. Poly-merační stupeň a polydispersita. Frakcionace polymerů. Metody měření molekulových vah (osmometrie, rozptyl světla, viskozimetrie). 3. Konfigurace polymerů. Typy stereoregulámích řetězců. Využití NMR pro hodnocení submolekulární struktury. 4. Mechanické vlastnosti polymerů. Definice Tg a Tm. Vlastnosti polymerů ve skelném stavu. Použití DSC a termomechanických křivek. Kaučuková elasticita, ideální kaučuk. Změkčovadla. Struktura polymerních krystalů, orientace řetězců. Metody hodnocení krystalizace a orientace. Viskoelasticita. Chování elastického tělesa a kapaliny. Maxwelův model relaxačních procesů. Relaxační čas a rychlost deformace. Creep, retardační čas. Experimentální metody měření relaxace a cre-epu. Torzní kyvadlo. Lomové chování polymerů (vliv rychlosti, možnosti dissipace energie, křehký a houževnatý lom). 5. Reologické vlastnosti polymerů. Význam Teologických měření (charakterizace mezimolekulárních sil, podmínky zpracování). Vztahy mezi smykovým napětím a smykovou rychlostí, tvary tokových křivek. Kapilární viskozimetr, elasticita taveniny. Hodnocení polymerů pomocí indexu toku. Průmyslové procesy zpracování polymerů (lisování, vytlačování, vstřikování, tvarování). Orientace mono- a biaxiální. 6. Polykondenzace. Funkčnost monomerů, příklady koncových funkčních skupin. Vznik lineárních a cyklických produktů. Mechanismus polykondenzace, závislost molekulové váhy na konverzi. Rovnováhy, odstraňování nízkomolekulámích produktů. Příklady polykondenzací: fenol-a močovino- formaldehydové pryskyřice, silikony. Oxidační polykondenzace (poly fenylenoxid). 7. Radikálové polymerace. Princip řetězové reakce, stacionární stav. Definice volných radikálů. Kinetická délka řetězce a polymerační stupeň, přenos řetězců. Iniciace, typy iniciátorů. Základní kinetická rovnice pro radikálovou polymeraci. Terminace kombinací a disproporcionací. Kopolymerace. Vysoké konverze, gelové efekty. 8. Iontové a katalytické polymerace. Struktura a reaktivita monomerů. Kationtové polymerace. Lewisovy a Bronstedovy kyseliny. Solvatace iontových párů. Příklady kationtových polymeraci; isobutylen, trioxan. Aniontová polymerace. Příprava živých polymerů, slabá a silná bázická centra. Příprava blokových kopolymerů. Ziegler-Nattovy katalyzátory, koordinační stereospecifické polymerace. 9. Degradace a stabilizace polymerů. Degradace v inertním prostředí (depolymerace, statistické štěpení, chemické transformace). Oxidační degradace, jednotlivé elementární reakce. Iniciace degradačních reakcí (sloučeniny tranzitních kovů, fotolýza, mechanochemie). Následná a preventivní stabilizace. Reakce antioxidantů a synergických přísad. Absorbéry UV-záření, zhášeče excitovaných 173 3 Předměty chemické sekce stavů. 10. Přírodní polymery. Chemické zpracování dřeva. Struktura důležitých polysacharidu. Přírodní a regenerovaná celulóza. Příprava derivátů celulózy a jejich aplikace. Struktura proteinů. Vláknité proteiny (hedvábí, vlna). Polynukleotidy (chemické složení, biosyntéza). 11. Anorganické polymery. Silikáty. Silikony. Poly-fosfáty. Polyfosfazeny. Poly elektrolyty a skla. 12. Polymery s uhlíkatým řetězcem. Pyrolýza ropy, izolace olefinů, syntézy základních monomerů. Polyetylén, polypropylen a polystyren (postupy výroby, vlastnosti a aplikace). Polydieny: kaučuky butadién-styrenový, kaučuk chloroprenový, butylkaučuk, polybutadien a polyiso-pren. Vinylové polymery; Polyvinylchlorid, polyvinylacetát a jeho deriváty, poly-tetrafluoretylen. Polyakrylové polymery: kyselina akrylová, akrylonitril, akryláty a methakryláty. 13. Polymery obsahující heteroatomy v řetězci. Polyamidy (syntézy, vlastnosti). Polyestery (lineární a pryskyřice). Polyuretany. Epoxidové pryskyřice. Polyetylenoxid a polyetylenimin. Speciální polymery. Polymery pro vysoké teploty: polyimidy, jiné polymery s tuhými řetězci. Elektrovodivé polymery: pohyblivost náboje, aplikace. Polymery pro medicínu: povrchové vlastnosti. Povrchové úpravy pomocí polymerů. 14. Kompozitní materiály s polymerní matricí. Porovnání polymerů s jinými materiály. Časticová a vláknitá plniva resp. výztuže. Problematika ad-heze. Fyzikální a chemické metody charakterizace povrchů. Spojovací prostředky. Perspektivy dalšího rozvoje. Uvod do oboru makromolekulami chemie. Chemie a fyzika polymerů. Struktura a názvosloví polymerů. Přírodní a syntetické polymery. Molekulární hmotnost a distribuce makromolekul. Vztahy mezi strukturou polymerů a jejich vlastnostmi. Termodynamické podmínky vzniku makromolekul. Reakční kinetika a mechanismy přípravy. Polykondenzace, polyadice. Řetězové polymerace radikálové a iontové. Koordinační polymerace. Chemické reakce polymerů. Některé průmyslové polymery z hlediska jejich výroby, vlastností a aplikačních oblastí. Reologie a zpracování polymerů. Degradace a stabilizace polymerů. Kompozitní materiály s polymerní matricí. C4182 - Biochemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. Předpoklady: C3181 Doporučení: Absolvování předmětu Biochemie I 1. Metody dělení a izolace bílkovin, chování bílkovin v roztoku (IEC, afinitní chromatografie, GPC, elektroforéza, elektroforéza v SDS, izoelektrická fokusace). 2. Metody stanovení molekulové hmotnosti bílkovin. Metody stanovení koncentrace bílkovin. Syntéza peptidů. Centrifugace. Spektrální metody, syntéza oligo-nukleotidů, PCR (primer, templát, DNApolymerasa). 3. Inhibice enzymové reakce (kompetitivní, akompetitivní, nekompetitivní, reverzibilní, ireverzibilní), dvousub-strátové reakce (uspořádané, neuspořádané, ping-pong), teplotní a pH optimum enzymové reakce, Regulace enzymové aktivity: pH, zymogeny, kovalentní mo- 174 3 Předměty chemické sekce difikace (fosforylace, adenylylace, disulfidy). 4. Regulace konečným produktem, energetický náboj. Allostrie, kooperativita, Hillova rovnice 5. Biochemie hemoglobinu, odbourávání hernu , myoglobin, allosterický efekt, Bohrův efekt, R,T forma, patologie hemoglobinu. 6. Replikace DNA, replikační vidlička, DNA polymerasa, transkripce DNA a její faktory, mRNA, kodon, souvislost mezi strukturou bílkoviny a kodony, reverzní transkripce, translace, struktura tRNA, antikodon, ribosomy, syntéza bílkovin u prokaryontů, mutace bodové, inzeční a deleční, fosfodiesterasy, palindrom, reštrikční endonukleasy. Regulace exprese genů a prokaryontů (induci-bilní, represibilní systém, operon, represor, regulátorový gen,..) 7. Krebsův cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu. Energetická bilance, Krebsova cyklu. Glyoxylá-tový cyklus . Pentosafosfátová dráha a její význam, transaldolasy a transketolasy. 8. Syntéza a degradace lipidů a jejich regulace. Oxidace mastných kyselin, syntéza mastných kyselin, acetogeneze. 9. Odbourávání aminokyselin, rozdělení a význam proteáz, specifita proteas, apoptosa. Odbourávání aminokyselin, transaminace, biogenní aminy. Odbourávání fenylalaninu, histidinu, tryptofanu. Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin. 10. Vylučování dusíku, význam glutamátdehydroge-nasy, glutaminsyntetasy, močovinový cyklus, jeho bilance. 11. Redoxní reakce v biochemii. Respirační řetězec, jeho komponenty (cytochromy, ubichinon), struktura komplexů 1-4. Oxidační fosforylace, chemiosmotická teorie, protonmotivní síla a transmembránový potenciál. Syntéza ATP, struktura ATPsyntasy. Inhibitory respirace a syntéza ATP, rozpoj ovace, ionofory. Bilance oxidační fosforylace. Napojení Krebsova cyklu na další metabolické pochody. 12. Membránový transport, usnadněná difúze, aktivní transport, permeasy a iontové kanály. Transport aminokyselin, cukrů a iontů. Symport, antiport. Struktura a funkce K-Na-ATPasy, laktosový přenašeč, struktura K-kanálu. 13. Fotosyntéza, světelná fáze, chlorofyly, struktura fotosyntetického centra, Komponenty přenosu elektronů (cytochromy, chi-nony, plastocyanin, ferredoxin), FS-2, FS-1, mechanismus syntézy ATP. Rovnice světelné fáze a její bilance. Temná fáze fotosyntézy (Calvinův cyklus), RUBISCO, mechanismus fixace C02. 14. Fyziologická biochemie. Základní metabolické pochody, katabolismus, anabolismus. Glykolysa, Krebsův cyklus, repirační řetězec, syntéza a degradace MK, aminokyselin, sacharidů, lipidů, fotosyntéza. Regulace metabolických pochodů. Biochemická podstata základních fyziologických procesů. C4200 - Biochemie II - seminář doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. Předpoklady: C3181 A N0W(C4182) z, 0/1/0, 1 kr., jaro 175 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Absolvování semináře I, zápis do přednášky Biochemie II 1. Enzymová kinetika 2-3. Oxidoredukční reakce 4. Anaerobní glykolýza 5. Krebsův cyklus 6. Metabolismus lipidů 7-8. Metabolismus aminokyslin, proteinů 9. Respirační řetězec 10. Fotosyntéza Procvičování znalostí enzymového metabolismu sacharidů, lipidů, bílkovin, aminokyselin, respirační řetězec, fotosyntéza C4220 - Biochemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/7, 7 kr., jaro Předpoklady: C3181 Doporučení: Absolvování předmětu Biochemie I Kvalitativní reakce sacharidů. Stanovení glukosy za použití biosensoru. Chro-matografie sacharidů na tenké vrstvě. ■> Preparace a identifikace lipidů z vaječného žloutku, -o- Elektroforéza bílkovin krevního séra. Stanovení a chromatogra-fické dělení listových barviv. Gelová permeační chromatografie v separaci bio-molekul. -o- Chemické reakce aminokyselin a bílkovin. Stanovení aminokyselin a peptidů. Papírová chromatografie aminokyselin. Izolace bílkovin, -o- Izolace a vlastnosti nukleových kyselin, -o- Teplotní závislost enzymové reakce, -o- Stanovení bílkovin, -o- pH profil enzymové reakce. Určení rychlosti enzymové reakce, -o- Substrátová specifita enzymu. Stanovení aktivity enzymu, -o- Kinetika enzymové reakce. Inhibice enzymů, -o- Enzymové stanovení metabolitů. -o- Respirační řetězec aerobních organismů, -o- Závěrečný test. Cílem laboratorního kursu jsou studie základních vlastností sloučenin vyskytujících se v biochemických procesech a metodické přístupy ve studiu a analytickém využití enzymů. Obsah první části zahrnuje kvalitativní a kvantitativní reakce sacharidů, lipidů, aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Druhá část se zabývá enzymovou kinetikou a dalším studiem vlastností volných enzymů a enzymů imo-bilizovaných v buňkách. C4402 - Fyzikální chemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Předpoklady: C3401 Doporučení: Fyzikální chemie I (C3401). 1. Kinetická teorie ideálního plynu Maxwellovo rozdělení rychlostí, rozdělení energií, mezimolekulární srážky, srážkový průměr, frekvence srážek, střední volná dráha. Tlak par. 2. Transportní vlastnosti Tok molekulární veličiny, efúze, difúze, viskozita, tepelná vodivost. 3. Základy lineární nerovnovážné termodynamiky Produkce entropie, fenomenologické rovnice, Onsagerův princip reciprocity, Sylvestrovy podmínky, Curieův princip symetrie, stacionární stavy a jejich stabilita. Příklady užití lineární nerovnovážné termodynamiky. 4. Transport iontů Vodivost iontů, specifická a molární vodivost. Kohlrauschův a Ostwaldův zákon. Iontové pohyblivosti, převodová čísla, Debye-Hůckel-Onsagerova teorie, Wienův jev. 5. 176 3 Předměty chemické sekce Difúze 1. a 2. Fickův zákon. Difúzni koeficeinty. Einsteinův, Nernstův-Einsteinův a Stokesův-Einsteinův vztah. Statistická analýza, difúze, Einsteinův-Smoluchowskiho vztah. 6. Praktické aspekty elektrochemie Koroze.Palivové články. Elektrochemické analytické metody: voltametrické metody: polarografie a pulzní polarografie, potenciometrie, coulometrie a konduktometrie. 7. Chemická dynamika Rychlost chemických reakcí. Zvratné, následné a bočné reakce.Teplotní závislost reakční rychlosti. Řetězová reakce. Fotochemické reakce, katalýza a autokatalýza. Nelineární nerovnovážná termodynamika: oscilující reakce. 8. Teorie reakčních rychlostí Srážková teorie. Teorie aktivovaného komplexu, reakční koordináta, přechodový stav, aktivační energie. Eyringova rovnice. 9. Kinetika přenosu elektronu Elektrochemický potenciál. Elektrodová dvojvrstva a její modely,proudová hustota a výměnná proudová hustota. Butlerova -Volmerova rovnice. Přepětí a polarizace. Tafelovy souřadnice. 10. Vlastnosti makromolekul a fázové rozhraní Osmóza. Elek-troforéza. Sterická eliminační chromatografie. Polyelektrolyty a dialýza. Viskozita. 11. Adsorpce Fyzikální a chemická adsorbce. Freundlichova a Langmuirova izo-terma. Izoterma BET 12. Struktura povrchů a její zjišťování. Interakce záření s hmotou: spektroskopie Moessbauerova, hmotnostní, fotoelektronová, elektronová (tranzitní moment a intenzity absorpčních pásů), molekulová (IC, Rama-nova, rotační a vibrační), EPR a NMR. Vznik spekter a principy jejich měření. 13. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti molekul. Dipólový mo-ment, index lomu, refrakce. Diamagnetizmus, paramagnetizmus, feromag-netizmus, antiferomagnetizmus a fe-rimagnetizmus.Optická aktivita mo-lekul, Cottonův jev, optická rotační disperze, cirkulární dichroizmus. 14. Koloidy Struktura a stabilita povrchů. Typy disperzních soustav, elektrická dvojvrstva. Povrchové napětí a povrchový nadbytek. Příprava a vlastnosti koloidů, sedimentace. Koagulace koloidů. Obsahem předmětu jsou základy fyzikální chemie soustav při změnách stavu soustav. Jednotlivé kapitoly pojednávají o těchto tématech: Kinetická teorie ideálního plynu. Základy lineární nerovnovážné termodynamiky. Transportní procesy v plynech a v tekutinách: difúze, vedení tepla, transport iontů. Chemická dynamika. Teorie reakčních rychlostí. Vlastnosti makromolekul a fázových rozhraní. Koloidy, adsorpce.Struktura molekul a její zjišťování. Důraz je kladen na molekulární interpretaci pozorovaných jevů. Cílem je získat základní znalosti, umožňující samostatné řešení praktických problémů v oblasti nerovnovážných procesů, chemické dynamiky a struktury molekul. C4420 - Fyzikální chemie II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(C4402) Seminář obsahově navazuje na přednášku Fyzikální chemie II.(C4402). Jeho cílem je rozvíjet schopnost řešení praktických problémů tím, že umožňuje studentům aplikovat přednesené kvantitativní vztahy v konkrétních situacích. 177 3 Předměty chemické sekce C4450 - Organická chemie III - syntéza zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Petr Beňovský, Ph.D. Předpoklady: C3022 Doporučení: Obecná, organická a fyzikální chemie 1.Obecné pojmy a principy. Opakování již nabytých znalostí.Hammondův, Curtinův-Hammettův princip, princip mikroskopické reverzibility, Baldwinova pravidla, kinetický a termodynamický průběh reakcí, faktory ovlivňující selektivitu reakcí. Souvislosti a aplikaci těchto pojmů s organickou syntézou. 2.Chemie eno-látů. Tvorba enolátů a selektivita jejich přípravy. Různé metody přípravy eno-látů. Využití enolátů v organické syntéze. Stereoselektivní reakce enolátů. 3.Chemie enolátů. Aldolová reakce, Claisenova reakce.Stereoselektivní reakce. Dvojitá stereodiferenciace. Wittigova a Petersenova reakce. Chemie ylidů síry. Coreyho-Čajkovského reakce. 4.Selektivní nukleofilní adice na karbonylovou skupinu. Cra-mův, Karabatsosův, Felkinův-Ahnův a Heathcockův model. 5.Vzájemné přeměny funkčních skupin. ó.Vzájemné přeměny funkčních skupin. Mitsunobuho, Eschen-moserova reakce, hydroborace. Jodolaktonizace. 7.Oxidace. Swernova, Dessova-Martinova Oppenaurova, Sharplessova a Jacobsenova oxidace. Syntetické aplikace. Epoxidace, dihydroxylace, příprava vicinálních aminoalkoholů. 8.Redukce. Shapi-rova, Birchova redukce. Katalytická hydrogenace, reakce diimidu, hydrosilylace. 9.Přesmyky, pericyklické reakce. Copeho, Claisenův přesmyk. Dielsovy-Alderovy, enové reakce a jejich hetero modifikace. lO.Reakce organokovových činidel. Grig-nardova činidla, Stilleho, Suzukiho a McMurryho reakce, konjugované adice or-ganokuprátů, reakce organozinečnatých činidel. Reakce s účastí paladia. ll.Mul-tikomponentní reakce. Mannichova, Streckerova, Ugiho reakce a jejich stereoselektivní příklady. 12.Příklady vícestupňových syntéz. Rozbor klasických schémat (Corey, Woodward, Nicolaue). Příprava syntetického projektu. 13.Chránící skupiny a jejich aplikace. 14.Moderní organická syntéza. Kombinatoriální chemie. Obsah předmětu navazuje na základní přednášky Organická chemie I (C2021) a Organická chemie II (C3050) a jeho cílem je poskytnout ucelený přehled moderních syntetických metod rutinně používaných v laboratoři i průmyslu. C4455 - Organická chemie III - syntéza - seminář z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: C3022 A N0W(C4450) Doporučení: Obecná, organická a fyzikální chemie 1.Obecné pojmy a principy. Opakování již nabytých znalostí.Hammondův, Curtinův-Hammettův princip, princip mikroskopické reverzibility, Baldwinova pravidla, kinetický a termodynamický průběh reakcí, faktory ovlivňující selektivitu reakcí. Souvislosti a aplikaci těchto pojmů s organickou syntézou. 2.Chemie enolátů. Tvorba enolátů a selektivita jejich přípravy. Různé metody přípravy enolátů. Využití enolátů v organické syntéze. Stereoselektivní reakce enolátů. 3.Chemie enolátů. Aldolová reakce, Claisenova reakce.Stereoselektivní reakce. Dvojitá 178 3 Předměty chemické sekce stereodiferenciace. Wittigova a Petersenova reakce. Chemie ylidů síry. Coreyho-Cajkovského reakce. 4.Selektivní nukleofilní adice na karbonylovou skupinu. Cra-mův, Karabatsosův, Felkinův-Ahnův a Heathcockův model. 5.Vzájemné přeměny funkčních skupin. ó.Vzájemné přeměny funkčních skupin. Mitsunobuho, Eschen-moserova reakce, hydroborace. Jodolaktonizace. 7.Oxidace. Swernova, Dessova-Martinova Oppenaurova, Sharplessova a Jacobsenova oxidace. Syntetické aplikace. Epoxidace, dihydroxylace, příprava vicinálních aminoalkoholů. 8.Redukce. Shapi-rova, Birchova redukce. Katalytická hydrogenace, reakce diimidu, hydrosilylace. 9. Přesmyky, pericyklické reakce. Copeho, Claisenův přesmyk. Dielsovy-Alderovy, enové reakce a jejich hetero modifikace. lO.Reakce organokovových činidel. Grig-nardova činidla, Stilleho, Suzukiho a McMurryho reakce, konjugované adice or-ganokuprátů, reakce organozinečnatých činidel. Reakce s účastí paladia. 11 .Mul-tikomponentní reakce. Mannichova, Streckerova, Ugiho reakce a jejich stereose-lektivní příklady. 12.Příklady vícestupňových syntéz. Rozbor klasických schémat (Corey, Woodward, Nicolaue). Příprava syntetického projektu. 13.Chránící skupiny a jejich aplikace. 14.Moderní organická syntéza. Kombinatoriální chemie. Předmět logicky navazuje na základní předměty Organická chemie I (C2021), Organická chemie II(C3050) a Organická chemie III (C4450). Cílem předmětu je procvičit probíranou látku předmětu C4450 na vybraných příkladech. C4460 - Organická chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/5, 5 kr., jaro Předpoklady: C2021 Doporučení: C1080. Pro praktickou realizaci je nezbytné úspěšné zvládnutí testu na počítači. 1. Nukleofilní substituce na alifatickém systému Ethylbromid (mechanismus SN2, destilace) terc-Butylchlorid (mechanismus SNI, destilace) 2. Nukleofilní substituce na aromatickém systému Aminolýza l-chlor-2,4-dinitrobenzenu (rekrysta-lizace) 3. Esterifikace Ethylacetát ( destliace) 4. Nukleofilní adice Ethylenacetal ethylesteru 3-oxobutanové kyseliny (mechanismus AN na karbonylovou skupinu, azeotropní a vakuová destilace, práce s rotační vakuovou odparkou ) 5. Elek-trofilní substituce na aromatickém systému 3-Nitroacetofenon (rekrystalizace, IC spektrum) 6. Selektivní redukce 3-Aminoacetofenon (rekrystalizace, IC spektrum) l-(3-Nitrofenyl)ethanol (extrakce, rekrystalizace, IC spektrum) 7. Diazotace a kopulace 2-Hydroxy-5-methyl-2'-nitroazobenzen (rekrystalizace, TLC) 8. Elektrofilní substituce na aromatickém systému Nitrace fenolu (destilace s vodní parou, rekrystalizace) 9. Hofmannovo odbourávání amidů Kyselina anthranilová (rekrystalizace) 10. Extrakce Extrakce rostlinných barviv na Soxhletově extraktom (TLC, práce s vakuovou rotační odparkou) Kyselina 2-chlorbenzoová (diazotace a Sandmayerova reakce, rekrystalizace) 11. Redukce karbonylové skupiny v bezvodém prostředí Pinakol ( práce s rotační vakuovou odparkou) 12. Nukleofilní adice Grignardova činidla Kyselina benzoová (práce s bezvodým rozpouštědlem, extrakce, sublimace) 179 3 Předměty chemické sekce 13. Kyselina acetylsalicylová (využití anhydridu karboxylové kyseliny k přípravě esterů, rekrystalizace) Azobenzen - elektrochemická redukce (rekrystalizace, TLC) Základní metody laboratorní techniky organické chemie v syntéze (zahřívání, míchání, chlazení, zavádění plynů, práce za sníženého tlaku, sušení)a izolaci organických látek (filtrování, krystalizace, destilace, extrakce). Metody jsou procvičovány na syntézách sloučenin významných typů organických reakcí. Produkty jsou charakterizovány teplotou tání, indexem lomu, chromatografií na tenké vrstvě a infračervenou spektroskopií. C4660 - Základy fyzikální chemie k, 2/0/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. Doporučení: žádný (1) Kvantová chemie. Kvantová teorie, pozorovatelné veličiny a operátory, Schródingerova rovnice, vlastní funkce a energie, orbitaly, elektronová struktura atomů a molekul, repulze elektronů, spin. (2) Struktura molekul. Jaderná a elektronová struktura molekul, PES, symetrie molekul, vibrace, rotace, translace, elektronová hustota, mezimolekulové síly. (3) Statistická termodynamika. Populace, konfigurace, váha, Boltzmannova statistika, partiční funkce. (4) Interakce molekul s fotony. Spektroskopie, výběrová pravidla, rotační, vibrační a elektronová spektra, fluorescence a fosforescence, magnetická resonance, difrakční techniky. (5) Fenomenologická termodynamika. Termodynamický systém a jeho popis, termodynamické děje, 0. a 1. věta, teplo a práce, stavové funkce, entalpie, tepelné kapacity, termochemie, reakční a slučovací entalpie, standardní stav. (6) Termodynamické kritérium samovolnosti. Entropie, 2. věta, Clausiova nerovnost, Gibbsova a Hel-mholtzova funkce, maximální práce, 3. věta, absolutní entropie. (7) Ideální a reálné systémy. Spojená formulace 1. a 2. věty, závislost Gibbsovy funkce na teplotě a na tlaku, chemický potenciál, fugacita, aktivita, roztoky, změna složení. (8) Fázová rovnováha. Podmínka fázové rovnováhy, Gibbsův zákon fází, fázové diagramy jedné a více složek. (9) Chemická rovnováha. Reakční a standardní reakční Gibbsova funkce, reakční kvocient, rovnovážná konstanta a její závislost na teplotě. (10) Elektrochemie. Ionty, meziiontové interakce, iontová síla, elektrody a jejich potenciály, elektrochemické články. (11) Chemická dynamika. Transport, difúze, reakční kinetika jednoduchých reakcí, mechanismus, teorie aktivovaného komplexu, reakční koordináta, aktivační energie. (12) Disperzní systémy. Fázové rozhraní, adsorpce, makromolekuly, polyelektrolyty, koloidy, micely. Úvod do základních konceptů teoretické chemie, kvantové chemie, chemické statistiky, chemické termodynamiky, elektrochemie a kinetiky. Důraz je kladen na vztah mikroskopické struktury a makroskopických vlastností. C4680 - Fyzikální chemie - laboratorní cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: (C3140 V C3401) V N0W(C4660) 180 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Přednáška nebo cvičení z výpočetní techniky, protože dvě úlohy jsou už s počítačem (bude jich více). Seznam úloh. 1. STANOVENÍ MOLÁRNÍ HMOTNOSTI NAFTALENU KRY-OSKOPICKY. 2. SLOŽENÍ KAPALNÉ A PARNÍ FÁZE PŘI DESTILACI BINÁRNÍHO ROZTOKU. 3. FÁZOVÝ DIAGRAM BINÁRNÍ KAPALNÉ SMĚSI. 4. ROVNOVÁHA METHYLENOVÉ MODŘI V EXTRAKČNÍ SOUSTAVĚ AMY-LALKOHOL - VODA. 5. VISKOSITA ROZTOKŮ POLYMERU. 6. POTENCIO-METRICKÉ STANOVENÍ DISOCIAČNÍ KONSTANTY KYSELINY 7. ZÁVISLOST MOLÁRNÍ VODIVOSTI SILNÉHO A SLABÉHO ELEKTROLYTU NA KONCENTRACI ROZTOKU. 8. STANOVENÍ DISOCIAČNÍ KONSTANTY ACIDOBAZICKÉHO INDIKÁTORU MĚŘENÍM ELEKTRONOVÝCH ABSORPČNÍCH SPEKTER. 9. GALVANICKÝ ČLÁNEK. 10. MICELY V DISPERZÍCH TENZIDŮ. 11. STANOVENÍ PŘEVODOVÉHO ČÍSLA Z RYCHLOSTI POHYBU ROZHRANÍ. 12. FOTOMETRICKÉ STUDIUM REAKČNÍ KINE-TIKY. 13. INDEX LOMU A PERMITIVITA KAPALIN. 14. STANOVENÍ AKTI-VITNÍCH KOEFICIENTŮ HC1. Laboratorní kurs fyzikální chemie se skládá ze 12 -13 úloh. Iontové rovnováhy, elektrochemické články, chemická kinetika a fázové rovnováhy jsou studovány pomocí UV-VIS spektroskopie, měření pH a vodivosti, kalorimetrie, refraktometrie a určování molárních hmotností. C4700 - Vybrané biochemické metody - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Teoretický úvod. Principy, instrumentace a biochemické aplikace nej významnějších separačních a dalších metod. Zásady práce s biochemickým materiálem. Principy chromatografie a elektromigračních metod. Základní spektrální metody. Praktické úlohy měření spekter, fotometrické stanovení enzymových aktivit. Fluorescenční chování typických florochromů, vliv prostředí. Dělení bílkovin vysoko-účinnou kapalinovou chromatografií. Elektroforesa bílkovin na polyakrylamidu. Výběr biochemických laboratorních metod užívaných v bichemické analytice a diagnostice. Spektrofotometrie, fluorometrie, chromatografie, elektroforesa. C4800 - Speciální seminář I (ApBC) z, 0/2/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Doporučení: Biochemie I. Referáty posluchačů na vybraná témata. Referáty posluchačů na vybraná témata. C4830 - Instrumentální biochemické metody doc. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc. Předpoklady: C3181 V C3580 k, 2/0/0, 2 kr., jaro, jednou za dva roky 181 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Základní znalosti z obecné biochemie získané absolvováním přednášek Biochemie I (C3181) nebo Biochemie (3580). 1 .Úvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Strategie a plánování. 2.Desin-tegrace tkání a buněk.Centrifugace a sedimentační analýza. 3.Fázové separace. Srážení a extrakce. Membránové separace. 4.Zahušťování a sušení. Úprava vody. 5.Chromatografické metody. Obecné principy a charakteristiky. ó.Chromatogra-fie adsorpční a rozdělovači. 7.Iontoměničová chromatografie, chromatofokusace. 8. Chromatografie reverzně fázová a iontově párová. Hydrofobní c chromatografie 9. Chromatografie gelová. lO.Chromatografie afinitní. 11.Plynová chromatografie. 12.Elektromigrační metody. Obecné charakteristiky a vlivy. Elektroforesa volná a zónová 13.Izoelektrická fokusace. 14. Isotachoforesa. Cílem této přednášky je, aby studenti získali základní znalosti o separačních metodách využívaných v biochemii a molekulární biologii. První část je věnována úvodním metodám práce se vzorky biologického materiálu jako jsou extrakce, cemtrifugace, srážení, ultrafiltrace a lyofilizace. Další část je věnována chromato-grafickým metodám. V poslední části jsou podány infromace o elektromigračních metodách. C5000 - Samostatný projekt z, 0/0/5, 5 kr., podzim Předpoklady: ^N0WANY(C5044,C7001 ,C7590,C9001 ,C9270) A souhlas Doporučení: Teoretické a praktické znalosti chemie potřebné pro řešení konkrétního úkolu daného projektu. Témata vypsaná učiteli sekce Chemie. C5020 - Chemická struktura zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. Předpoklady: C4020 Doporučení: Absolvování předmětu Fyzikální chemie I a II. 1. Difrakce elektronů a rtg. záření . Elektrony jako částice i záření, kvantová čísla, difrakce na souboru rovin (Huygensova a Ewaldova konstrukce), přímá a reciproká mřížka, interference (Laueho a Braggova metoda), radiální distribuční funkce (Wierlova rovnice). 2. Absorpce elektronů a gama záření. Hmotnostní spektrometrie (metody ionizace, rozlišení a detekce, skupina molekulového píku, hlavní typy fragmentace). Moessbauerova spektroskopie (isotopový posun, kvadrupolové štěpení). 3. Fotoelektronová spektroskopie. Absorpce rtg. fotonu (XPS, ESCA), elektronu (Auger) a UV kvanta (UPS). Rtg. fluorescence. 4. Absorpce UV a vis. záření. Elektronová spektroskopie, (Franckův-Condonův princip, vibrační a rotační struktura energetických diagramů) termická relaxace, fluorescence, fos-forescence (typy elektronových přechodů, částice v jednorozměrné potenciálové jámě, chromofory, auxochromy, posuny absorpcí vnějšími a vnitřními vlivy). Využití elektronové spektroskopie v strukturní a kvantitativní analýze (Lambertův- 182 3 Předměty chemické sekce Beerův zákon). 5. Molekuly v elektrickém poli (polarizovatelnost, indukovaný a permanentní dipólový moment, permitivita dielektrika). Polarizace indukovaná a orientační, Clausius-Mossotiho a Debyeova rovnice. Měření dipólových momentů (Halverstadt-Kumlerova metoda, Gugenheim-Smithova metoda). Index lomu a mo-lární refrakce. 6. Molekuly v elektrickém poli světelné vlny. Rayleighův a Rama-nův rozptyl, Ramanova spektroskopie (anisotropic polarizovatelnosti, depolarizace, Stokesovy a antistokesovy přechody, Ramanova spektra vibrační a rotační). 7. Absorpce IR a MW záření. IR spektra vibrační (harmonický a anharmonický oscilátor, energie vibračních hladin, typy normálních vibrací). Přechody mezi vibračními energetickými hladinami (NIR spektroskopie v kvalitativní a kvantitativní analýze). Spektra vibračně- rotační a rotační (tuhý a elastický rotor, rotační distorsní konstanta). 8. Průchod světla látkami. Lom světla (Snelliův zákon, měření indexu lomu, závislost na vlnové délce, hustotě). Vliv elektrického pole (Kerrův efekt, Kerrův faktor a konstanta a jejich využití ve strukturní analýze). 9. Optická aktivita (specifická otáčivost, závislost na vlnové délce, Drudeova rovnice, Cottonův efekt, optická rotační disperse, cirkulární dichroismus). Optická otáčivost a struktura (absolutní hodnota, oktantové pravidlo). 10. Molekuly v magnetickém poli. (Magnetická indukce, magnetizace, anisotropic magnetické susceptibility. Dielektrika, paramagnetika, ferromagnetika (Curieův zákon, Weissova korekce, Curie-ova teplota). 11. Elektronová paramagnetická resonanční spektroskopie. Elektron v magnetickém poli, podmínka resonance, Landého g-faktor, Hyperjemné štěpení -multiplicita signálů. 12. Nukleární magnetická resonanční spektroskopie. Chování jader v magnetickém poli, jaderný spin, kvantová čísla, podmínka resonsance, stínící konstanta (substituční, sterická a solvatační složka). Spin-spinová interakční konstanta, postupná redukce multipletů, počet NMR signálů a symetrie molekuly, intenzita signálů a využití v kvantitativní analýze. Chemická struktura - interakce záření s hmotou. Absorpce gama záření a elektronů (hmotnostní spektrometrie). Elektrony jako záření (elektronová difrakce), rtg. difrakce. Absorpce rtg. a UV záření - fotoelektronová spektroskopie. Absorpce UV a vid. záření - elektronová spektroskopie, luniniscence. Disperse UV záření - Ramanova spektroskopie, polarizace dielektrika. Absorpce IR a MW záření. Dipólový moment, molární refrakce. Lom světla, dvojlom, Kerrův efekt. Optická otáčivost, optická rotační disperse, Cottonův efekt, cirkulární dichroismus. Magnetické vlastnosti látek, chování částic v magnetickém poli. Elektronová paramegnetická rezonance. Nukleární magnetická rezonance - vznik stínění a spin-spinové interakce; kvantitativní a strukturní analýza. C5030 - Chemická struktura - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: C4020 A N0W(C5020) 183 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Současná účast na přednášce Chemická struktura (C5020). Stejná jako u přednášky Chemická struktura (C5020). Praktické výpočty k jednotlivým tématům přednášky Chemická struktura (C5020). C5040 - Jaderná chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Jiří Hála, CSc. Doporučení: Znalost chemických disciplin a fyziky v rozsahu základních kursů. 1. Atomové jádro Subatomární částice: typy interakcí, mechanismus interakce, silové pole, virtuální částicejako kvanta pole. Klasifikace částic. Fundamentální částice. Vlastnosti leptonů a antileptomů, leptonové číslo, zákon zachování. Hadrony a antihadrony, kvarky, klasifikace hadronů. Soudržnost kvarků v hadronech. Bary-onové číslo, zákon zachování. Soudržnost atomového jádra, výklad pomocí virtuálních gluonů a pionů, jaderné síly. Potenciálová jáma a bariéra, výška bariéry, tunelový efekt. Energetické stavy v potenciálové jámě: hladinový model jádra, kvantové číslo j, schéma energetických hladin, počet nukleonů na hladinách, slupky, nukleo-nové konfigurace jader. Magická čísla a jádra, výskyt stabilních nuklidů a izotopů. Spin jádra. Vazebná energie a střední vazebná energie jádra. Kapkový model jádra, výpočet vazebné energie a hmotnosti jádra, hladinová stabilizace kapkového modelu. Excitace a deexcitace jádra. Tvar jádra, rotační excitace. 2.Vlastnosti izotopů Prvky v přírodě, jaderné, chemické a fyzikálně-chemické vlastnosti izotopů, význam izotopových efektů, separační faktor. Izotopové efekty v hustotě, při pohybu iontů v magnetickém poli. Plynová centrifuga, izotopový efekt v difúzi plynů a ve skupenských přeměnách. Reakce izotopové výměny, výroba těžké vody, separace 15N/14N procesem NITROX. Izotopové efekty v reakční rychlosti. 3.Radioaktivní přeměny Hmotnostní podmínka, přeměnová energie, zákony zachování, stav jádra po přeměně. Oblast existence stabilních a radioaktivních nuklidů. Přeměny beta: výklad pomocí hladinového modelu jádra, hmotnostní parabola, přeměna nukleonů a slabá interakce. Přeměna b+, b-, elektronový záchyt (a následné děje): změna kvarkového složení nukleonu, posunové zákony, hmotnostní podmínky, přeměnová energie, spektrum emitovaných částic, výběrová pravidla pro změnu spinu a parity. Přeměna a: výskyt, přeměnová energie, spektrum emitovaných částic, výklad pomocí tunelového efektu. Procesy spojené s deexcitací jádra: emise fotonů (přechody elektrické a magnetické, výběrové pravidlo, okamžitá a zpožděná emise, jaderné izoméry), vnitřní konverze, emise nukleonů. Samovolné štěpení: tunelový efekt, souvislost s kapkovým modelem jádra, aktivační energie, parametr štěpení. Větvené přeměny. Odrazová energie (odvození) a chemické následky radioaktivních přeměn, vliv změny atomového čísla. 4.Kinetika radioaktivních přeměn Základní zákon radioaktivních přeměn, přeměnová konstanta, rychlost přeměny, aktivita, měrná aktivita, jednotky. Časová změna aktivity, poločas přeměny, jeho určování z časové změny aktivity, poločas u větvené přeměny. Statistický charakter 184 3 Předměty chemické sekce radioaktivní přeměny. Hmotnost radioaktivního nuklidu, určování velmi dlouhých poločasů. Chemické chování stopových koncentrací radioaktivních nuklidů. Určování krátkých dob života excitovaných hladin. Kinetika hromadění radioaktivního produktu radioaktivní přeměny (odvození). Trvalá radioaktivní rovnováha, přehled radioaktivních řad, riziko radonu. Přechodná radioaktivní rovnováha. Generátor krátkodobého radioaktivního nuklidu. Přirozená radioaktivita a radioaktivní prvky. 5. Ionizující záření Základní pojmy: ionizace, excitace, absorpce a dosah záření, sdělování energie,změny energie a toku záření při průchodu látkou. Dávka záření, dávkový příkon, expozice, expoziční příkon, lineární přenos energie. Mechanismus absorpce záření alfa (jaderné brzdění, interakce s orbitálními elektrony, Braggova křivka), beta (interakce s orbitálními elektrony, brzdné a Cerenkovovo záření), gama (Comptonův rozptyl, fotoefekt, tvorba párů). Absorpční křivky pro jednotlivé druhy záření, dosah ve vzduchu a jiných materiálech,princip ochrany před zářením, polovrstva. Absorpce neutronového záření (zpomalování, jaderná rekace). Zdroje záření. Měření a detekce ionizujícího záření. Základní schéma aparatury., princip měření aktivity (četnosti) dávky a odvozených veličin, spektrometrie). Plynové ionizační detektory: typy, princip funkce, plynové zesílení, provedení detektorů, jejich použití, mrtvá doba detektoru. Scintilační detektory: princip funkce, fotonásobič, typy detektorů a jejich použití. Cerenkovův detektor. Polovodičové detektory: princip funkce, používané materiály, typy detektorů, jejich konstrukce a použití. Princip spektrometrie jaderného záření: funkce analyzátoru výšky impulzů, měřící kanál, rozlišovací schopnost detektoru, srovnání teoretického a reálného spektra gama záření. Měření neutronů. Metodika měření: souvislost aktivity a četnosti, metody měření aktivity (koincidence, zhášení v kapalné scintilaci), metody snižování pozadí. Termoluminiscenční dozimetry, fotografická detekce ionizujícího záření, stopové detektory. Využití absorpce ionizujícího záření: aplikace v chemickém průmyslu (měření tlouštky materiálu, radiografie, eliminace statické elektřiny), analýza pomocí absorpce záření g a neutronů, stanovení vlhkosti z rozptylu neutronů, stanovení specifické hmotnosti z rozptylu gama záření. Analýza metodou PIXE a radioizotopovou rtg analýzou. Chemické účinky ionizujícího záření: excitace, ionizace, osud excitovaných stavů, iontů a elektronů. Vznik a reakce radikálů. Zdroje záření pro radiolýzu. Základní reakce při radiolýze vody a uhlovodíků. Radiolýza vodných roztoků, chemická dozimetrie. Využití ionizujícího záření v technologii polymerů. Vliv ionizujícího záření na lidský organismus. Přímý a nepřímý biologický účinek záření, molekulární podstata poškození. Jakostní faktor, dávkový ekvivalent, radiační váhový faktor, ekvivalentní dávka, tkáňový váhový faktor, efektivní dávka. Deterministické účinky: obecná charakteristika, prahová dávka, faktory ovlivňující účinek ionizujícího záření na člověka, typy poškození organismu. Stochastické účinky: obecná charakteristika, formy poškození organismu, kdy lze poškození očekávat, odhad rizika, lineární bezprahová teorie a její kritika. 6. Jaderné reakce Složené jádro jako mechanismus jaderné reakce při nízkých a středních energiích 185 3 Předměty chemické sekce projektilu, excitační energie a deexcitace složeného jádra. Energetické zabarvení jaderné reakce. Kinetika jaderné reakce, účinný průřez, závislost vzniklé aktivity na době ozařování, nasycená aktivita. Závislost výtěžku jaderné reakce na energii projektilu pro endo- a exoergické reakce, prahová energie, rezonance. Realizace jaderných reakcí: požadavky na terčový materiál, zdroje neutronů, kladných projektilů (cyklotron, lineární urychlovač) a fotonů (betatron), zpracování ozářených terčů, význam volby jaderné reakce pro měrnou aktivitu, radioaktivní nečistoty. Prakticky důležité reakce neutronů: reakce (n,gama) - výroba radioaktivních izotopů a transu-ranů (kombinace reakce (n, g) a přeměny b-), procesy PUREX a TRAMEX. Reakce (n,2n), (n,p), (n,alfa) a jejich praktický význam. Důležité reakce kladných projektilů: (alfa,n), (d,n), (p,n), (p, xn). Reakce těžších iontů: příprava těžších transuranů, princip identifikace nestálých jader. Reakce fotonů. Aktivační analýza: kvalitativní a kvantitativní, destruktivní a nedestruktivní, využití okamžitých částic. Chemické důsledky jaderných reakcí, reakce horkých atomů. 7. Indikátorová metoda Princip metody, izotopicky modifikované sloučeniny, výroba základních značených sloučenin, princip syntetických a biosyntetických metod, Wilzbachova metoda tritiování, metody využívající izotopové výměny. Příklady použití indikátorové metody: sa-modifúze, izotopová výměna, metabolický obrat, reakční mechanizmy (molekulární přesmyky, biosyntéza, metabolismus), metoda izotopového zřeďování, rozpustnost, velikost povrchu, rozdělovači rovnováhy, radioaktivní činidla. Metodika indikátorových pokusů, radionuklidová a radiochemická čistota preparátů. Využití stabilních izotopů 8. Jaderná štěpná reakce, základy jaderné energetiky Štěpná reakce: uvolňování energie a neutronů, vlastnosti štěpných produktů. Řetězová štěpná reakce, neutronová bilance, multiplikační faktor k a k(inf), možné kombinace paliva a moderátoru, rychlé a pomalé reaktory, množivý charakter rychlého reaktoru. Základní typy energetických reaktorů, popis reaktoru VVER-440, černobylský reaktor. Schéma jaderné elektrárny, bezpečnost provozu, řízení reaktoru. Kurs seznamuje studenty se základy jaderné chemie a některých aplikačních oblastí. Obsahuje tyto kapitoly: atomové jádro, vlastnosti izotopů (izotopové efekty), typy radioaktivních přeměn, kinetika radioaktivních přeměn, ionizující záření (vlastnosti, měření, chemické a biologické účinky), jaderné reakce, metoda radioaktivních indikátorů, jaderná štěpná reakce a základy jaderné energetiky. C5044 - Bakalářská práce z, 0/0/10, 10 kr., podzim Předpoklady: kredityjnin(90) A ^N0W(C5000) C5050 - Bakalářská práce I (ApBC) kz, 0/6/0, 5 kr., podzim 186 3 Předměty chemické sekce C5060 - Metody chemického výzkumu I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. Doporučení: Absolvování Fyzikální chemie I a II. Souběžná návštěva přednášek z Chemické struktury. Metody chemického výzkumu I 1. Elektronová mikroskopie Interakce elektronů s pevnou látkou, vlnové vlastnosti elektronu. Elektronový mikroskop (elektromagnetické čočky, elektronová tryska, vakuová soustava), tvorba obrazu a vznik kontrastu. Difrakce na monokrystalu a na polykrystalu. Příprava vzorků - leptání. 2. Difrakce rentgenová záření Elementární krystalografie: symetrie struktury, prostorové grupy symetrie, difrakce rtg. záření, strukturní faktor. Základy strukturní analýzy: sběr dat, jejich redukce, fázový problém a jeho řešení, zpřesnění strukturního modelu, interpretace struktury. 3. Krystalografie proteinů Makromolekulami kryštalizační techniky, metoda sedící a visící kapky, očkování. Difrakční experiment: zdroje rtg. záření, detektory, kry okry stalografie. Metody řešení fázového problému u proteinů, metoda molekulárního přemístění, metody kovových derivátů (SIR, MIR, MIRAS), MAD a selenoproteiny. Mapy elektronové hustoty, Výstavba strukturního modelu a jeho zpřesňování. 4. Fluorescenční spektroskopie Fluorescence a další luminiscenční spektroskopie, doba života, kvantový výtěžek. Intenzita fluorescence, zhášení a samozhášení. Spektra excitační a emisní. Kvazičarová fluorescence a fluorescence v pevné fázi. Spektrometr a postup měření. 5. Techniky Ramanovy spektroskopie Pružný a nepružný rozptyl záření (stokesovy a antistoke-sovy čáry). Tranzitní integrál a indukovaná polarizace. Elektronická, rezonanční, povrchově zesílená a koherentní antistokesova Ramanova spektroskopie. Nelineární efekty: stimulovaný, inverzní a hyperefekt. 6. IR spektroskopické metody Vznik IR pásů: základní, vyšší harmonické a kombinační přechody. IR materiály a rozpouštědla, příprava vzorku. Aplikace v kvalitativní, strukturní a kvantitativní analýze. Studium vazebných poměrů (řády vazeb, pevnost vazeb) a spektroskopická termodynamika. 7. Blízkoinfračervená spektroskopie NIR spektroskopie jako metoda bez úpravy vzorku, nízká citlivost, nízké rozlišení. Matematické metody pro kvantitativní a kvalitativní analýzu. Provozní analytika - přenos signálu skleněnými vlákny, kontrola stejnosti produktu při automatické výrobě. 8. Cirkulární dichroizmus Absorpce záření u monomerů a polymerů; absorpce u nukleových kyselin.Výhody a nevýhody metody. Vibrační cirkulární dichroismus a lineární dichroismus. 9. Cyklická voltametrie Voltametrie s lineárním pulsem a cyklická voltametrie. Mechanismus elektrodových redukcí. Polarografie a její využití pro studium redox systémů a povrchově aktivních látek. 10. EPR - podstata metody Elektronová paramagnetická rezonance jako metoda studia soustav s nenulovým elektronovým spinem. Podstata jevu a metody a charakteristiky EPR signálů - hyperjemná struktura. 11. EPR ve strukturní analýze Aplikace elektronové paramagnetické rezonance ve strukturní a analytické chemii. 12. Symetrie molekul a krystalů Prvky a operace symetrie v mo- 187 3 Předměty chemické sekce lekule a v krystalu (operace symetrie uzavřené a otevřené). Matematické vyjádření operací symetrie v souřadném systému maticovým násobením. Techniky elektronové mikroskopie. Symetrie molekul a krystalů. Rentgenová difrakce a strukturní analýza. Ramanova a IR spektroskopie. NIR spektroskopie. Cyklická voltametrie. Optická rotační disperse (ORD)a cirkulární dichroismus (CD). Elektronová paramagnetická rezonance. C5120 - Počítače v chemii a chemometrie k, 1/0/0, 1 kr., podzim RNDr. Marta Farková, CSc, prof. RNDr. Josef Havel, DrSc, prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc. 1. Odhady základních metrologických charakteristik výsledků. 2. Testování metrologických vlastností výsledků. 3. Určování matematického modelu a jeho parametrů, regrese. 4. Lineární regrese. 5. Metody obecné regrese, minimalizace funkcí. 6. Absolutní a relativní chyba. Základní zdroje chyb. Vyjádření chyby v obecném tvaru. 7. Přibližné řešení algebraických a transcendentních rovnic. Numerické řešení systémů lineárních algebraických rovnic. Numerické integrování funkcí. 8. Interpolace funkcí. Numerické derivování. Přibližné řešení diferenciálních rovnic. Metoda Monte Carlo. 9. Plánování pokusů. 10. Faktorová analýza. 11. PLS. 12. Umělé neuronové sítě. Cílem předmětu je seznámit studenty se způsoby zpracování experimentálních dat. C5140 - Počítače v chemii a chemometrie - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim RNDr. Marta Farková, CSc, Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Předpoklady: N0W(C5120) 1. Seznámení s program ISIS Draw. 2. Seznámení s programem Winstat. 3. Odhady základních metrologických charakteristik výsledků s použitím programů MS Excel a Winstat. 4. Testování metrologických vlastností výsledků s použitím programů MS Excel a Winstat. 5. Lineární regrese s použitím programů MS Excel a Winstat. 6. Seznámení s programem Maple a možnostmi jeho využití v chemii. 7. Seznámení s programem STATISTICA a možnostmi jeho využití v chemii. 8. Použití internetu v chemii. Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi použití počítačů v chemii, zejména při zpracování experimentálních dat. C5160 - Fyzikální chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/7, 7 kr., podzim Předpoklady: C3140 Doporučení: Základní znalost obsluhy a práce s výpočetní technikou. Schopnost správně statisticky vyhodnotit výsledky (interval spolehlivosti, lineární/nelineární regrese,...) Základní cvičení z fyzikální chemie pro posluchače odborné chemie 3. ročníku v podzimním semestru šk. r. 2000/2001 (seznam úloh) 1. Stanovení molární hmot- 188 3 Předměty chemické sekce nosti a dimerační konstanty kys. benzoové kryoskopicky (lb) Potenciometrické stanovení disociační konstanty slabé kyseliny (6b) 2. Viskozimetrické stanovení střední relativní molární hmotnosti polymeru (lc) Iontově selektivní elektroda (8b) 3. Stanovení neutralizačního a zřeďovacího tepla (3a) Stanovení termodynamických stavových veličin galvanického článku (3b) 4. Určení výparného tepla ze závislosti tlaku par kapaliny na teplotě (3c) 5. Měření permitivity polárních látek (2b) Konstrukce binárního diagramu soustavy voda-etanol 1 (20a) 6. Stanovení rozdělovači a dimerační konstanty kys. octové a monochloroctové ve směsi benzen-voda (4a) 7. Fotometrické stanovení disociační konstanty bromkresolové zeleně (6a) Vodivostní stanovení disociační konstanty slabé kyseliny (6c) 8. Polarimetrické sledování rozkladu sacharózy v kyselém prostředí (7a) Automatizovaný sběr dat při měření převodového čísla iontů (12a) 9. Fotometrické studium reakční kinetiky (7b) Stanovení difúzního koeficientu amoniaku v membráně (9b) 10. Stanovení parametrů adsorpční izotermy v soustavě methylenová modř- aktivní uhlí (5a) Stanovení akti-vitních koeficientů HC1 (8a) 11. Polarografie anorganických iontů (10a) Stanovení obsahu vitamínu C (10b) 12. Zmýdelnění ethylesteru kyseliny octové (7c) 13. Ad-sorpce na mezifází kapalina-plyn (5b) 14. Kritická micelární koncentrace (ll.c) Aktuální „Seznam laboratorních úloh 1 a 2" je každoročně zveřejňován na webové stránce laboratoře (viz ULR). Základní metody experimentální fyzikální chemie se zaměřením na rovnováhu, kalorimetri a kinetiku. C5190 - Analytická chemie - laboratorní cvičení II kz, 0/0/4, 4 kr., podzim Předpoklady: C3120 A C4050 1) Analýza slitin 2) Ionexy v analytické chemii 3) Chelatometrie 4) Manga-nometrie 5) Fotometrická titrace s mikrobyretou 6) Emisní plamenová fotometrie 7) Konduktometrie 8) Alkalimetrie 9) Argentometrie 10) Spektrofotometrie 11) Vícesložková fotometrická analýza 12) Extrakční fotometrie Studenti si prakticky vyzkoušejí základní instrumentální metody. C5230 - Analytická chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc, Mgr. Karel Novotný, Ph.D. 1. Předmět a cíl analytické chemie, postavení analytické chemie mezi vědními disciplínami, analyt, klasifikace metod analytické chemie, metody stanovení, metody separační, chemické nezávislé metody, instrumentální metody, biochemické metody, rozdíly v principu analýzy anorganických a organických análytů; kvalitativní a kvantitativní analýza, důkaz, stanovení, mez detekce, mez stanovitelnosti, rozsahy použitelnosti vybraných metod; jednotky, vyjadřování složení roztoků, vyjadřování výsledků; obecný postup analýzy, zásady odběru vzorků, základy teorie chyb, základy statistického vyhodnocení výsledků analýz, přesnost, správnost, spolehlivost výsledků. 2. Teoretické základy analytické chemie, anorganická analýza, 189 3 Předměty chemické sekce chemické reakce v roztocích, rozpustnost látek; koncentrace, iontová síla, aktivita, termodynamické a koncentrační rovnovážné konstanty; definice kyseliny a zásady, protolytické rovnováhy, disociační konstanta kyseliny a zásady; komplexo-tvorné rovnováhy, konstanta stability komplexu, podmíněné konstanty stability, koeficienty vedlejších reakcí, tvorná funkce, distribuční koeficienty; rozpouštěcí rovnováhy, oxidačně-redukční rovnováhy, redukční potenciál, podmíněný potenciál, vlivy vedlejších reakcí; rozdělovači rovnováhy; rovnováhy na měničích iontů; grafické znázorňování rovnovážných systémů v roztocích, logaritmický diagram, distribuční diagramy. 3. Rozklady vzorků na mokré cestě, účinek kyselin a hydroxidů, rozklady vzorků na suché cestě, tavení vzorků, spalování; teorie roztoků a rozpouštění, vlastnosti rozpouštědla a rozpouštěné látky; kvalitativní analýza, předběžné zkoušky, reakce skupinové, selektivní, specifické; důkazy kationtů, důkazy aniontů. 4. Gravimetrie (vážková analýza), srážení, součin rozpustnosti, podmíněný součin rozpustnosti, rozpustnost, ovlivňování rozpustnosti, vliv přebytku srážedla, vliv komplexujících látek, vliv pH, vlastnosti a typy sraženin, stárnutí sraženin, znečištění sraženin, filtrace sraženin, promývání sraženin, sušení sraženin, žíhání sraženin, vážení sraženin, typy a příklady vážkových stanovení, gravimetrický faktor. 5. Volumetrie (odměrná analýza, titrační stanovení), principy a klasifikace titračních stanovení; odměřování kapalin, příprava roztoků, stechiometrické vztahy poměry v budu ekvivalence, standardizace (faktorizace) roztoků; acidobazické titrace, tlu-mivé roztoky, výpočty pH slabých a silných kyselin a zásad, pH hydrolýzy solí, titrační exponent pT, pH tlumivých roztoků, výpočty pH titračních křivek, titrace vícesytné kyseliny, logaritmické diagramy acidobazických titrací, acidobazické indikátory, acidimetrie, alkalimetrie. 6. Příklady acidobazických titrací, standardizace odměrného roztoku hydroxidu na kyselinu šťavelovou, standardizace odměrného roztoku kyseliny na uhličitan sodný, stanovení nerozpustných uhličitanů, stanovení kyseliny octové, stanovení kyseliny borité, stanovení aminokyselin, přechodná tvrdost vody, zpětná titrace, stanovení amoniaku, stanovení dusíku metodou dle Kjeldahla, stanovení alkalického hydroxidu vedle uhličitanu, acidobazické titrace v nevodném prostředí pro stanovení velmi slabých zásad a kyselin, nivelizující a rozlišující rozpouštědla. 7. Srážecí titrace - argentometrie, reakce, stechiometrie, standardizace odměrných roztoků, indikace ekvivalenčního bodu, výpočet titrační křivky; komplexní rovnováhy v analytické chemii; centrální ion, ligand, koordinační vazba, koordinační číslo, náboj komplexu, stabilita komplexu, cheláty, aci-skupiny, cyklo-skupiny, komplexometrické (chelatometrické) titrace, EDTA, Chelaton III, standardizace odměrného roztoku, určení bodu ekvivalence, metalochromní indikátory, výpočet titrační křivky, stanovení Mg, Ca, Mg+Ca,. 8. Elektrodové potenciály, Nernstova rovnice, Petersova rovnice, oxidačně-redukční titrace, ekviValentové vztahy, titrační křivky, oxidačně redukční indikátory, manganometrie, standardizace odměrného roztoku, autokatalýza, stanovení Fe3+, CHSK-Mn, jodometrie, stanovení H202, BSK5, postup při jodometrickém stanovení oxidovadel a redukovadel, 190 3 Předměty chemické sekce chromátometrie, bromátometrie, bromometrie; úvod do instrumentálních metod a jejich klasifikace, 9. Elektroanalytické metody, klasifikace metod podle elektrodového děje, velikosti elektrolytického proudu, charakteru elektrodové reakce, poten-ciometrie, indikační a referentní elektrody, iontově-selektivní elektrody (ISE), skleněná elektroda, měření potenciálu, nasycená kalomelová elektroda (SCE), indikační elektrody pro acidobazické, argentometrické, chelatometrické a oxidačně-redukční titrace. 10. Polarografie, voltamperometrie, stripping metoda pro stopovou analýzu, konduktometrie, dielektrometrie, elektrogravimetrie, rozkladné napětí, přepětí vodíku, coulometrie; optické analytické metody, přehled dle povahy interakce analytu a záření, kmitočet, frekvence, vlnová délka, vznik spekter, metody emisní, absorpční, fluorescenční, atomová a molekulová spektrometrie, spektrofotometrie, Lambert-Beerův zákon, absorbance, absorpční křivka, kalibrační funkce; fluorime-trie. 11. Atomová absorpční spektrometrie (AAS), stopová analýza kovů ve vodách a roztocích, emisní plamenová spektrometrie pro stanovení alkalických kovů a kovů alkalických zemin, atomová emisní spektrometrie s obloukovým a jiskrovým buzením, plazmová spektrometrie v analýze roztoků, rentgenová analýza sekundární emisí; strukturní analytické metody, vibrační spektroskopie, nukleární magnetická rezonance, elektronová paramagnetická rezonance; hmotnostní spektrometrie; metody založené na změně směru, rychlosti a optické otáčivosti záření, refraktometrie, polarimetrie. 12. Separační metody; extrakce, chromatografie, elektroforetické metody; destilace, adsorpce, absorpce, výměna iontů, dialýza, elektrodialýza, ultrafil-trace, reverzní osmóza; extrakce chelátů, extrakce iontových asociátů; klasifikace chromatografických metod; kapalinová chromatografie, plynová chromatografie, stacionární a mobilní fáze. 13. Adsorpční ch., rozdělovači ch., iontově výměnná ch., gelová chromatografie, sloupcová ch., planární ch., papírová ch. a ch. na tenké vrstvě; elektroforéza, zónová elektroforéza, izoelektrická fokuzace, izotachoforéza; organická analýza, důkaz, detekce, identifikace, konštituční analýza, konfigurační a konformační analýza; obecný postup analýzy, fyzikální konstanty, bod varu, bod tání, hustota, refrakce; elementární analýza, strukturní analýza; úprava vzorku, předběžné zkoušky, třídy rozpustnosti; důkazy prvků. 14. Exkurze na pracoviště katedry analytické chemie a laboratoře atomové spektrochemie, ukázky metod s výkladem: spektrofotometrie UV, Vis, atomová absorpční spektrometrie, optická emisní spektrometrie, hmotnostní spektrometrie, kapalinová chromatografie, elektrochemické metody. Odběr vzorků a jejich rozklad. Kvalitativní analýza. Analytické reakce. Gravi-metrie. Acidobazické, srážecí, komplexometrické a redoxní titrace. Potenciometrie, měření pH. Konduktometrie. Polarografie a voltametrie. Coulometrie. Absorpční spektrofotometrie v oblasti UV/VIS a IR. Fluorimetrie. Atomová absorpční spektrometrie. Atomová emisní spektrometrie a ICP Rozdělení chromatografických metod. Plynová a kapalinová chromatografie. Organická analýza 191 3 Předměty chemické sekce C5240 - Analytická chemie - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C5230) Doporučení: Znalost chemických výpočtů procvičovaných v obecné a anorganické chemii (l.a 2. semestr) Příprava a ředění roztoků -o- Výpočty z chemického vzorce -o- Výpočty z chemické rovnice -o- Gravimetrická stechiometrie -o- Titrační stechiometrie -o- Neutralizační titrace -o- Komplextotvorné reakce -o- Srážecí titrace -o- Oxidačně-redukční titrace ^ Výpočty pH ^ Silné protolyty ^ Slabé jednosytné protolyty ■> Více-sytné kyseliny a zásady -o- hydrolyzované soli -o- Amfolyty -o- Tlumivé roztoky -o- Výpočty titračních křivek -o- Komplexometrické titrace -o- Srážecí reakce Výpočty v analytické chemii C5241 - Analytická chemie organických látek I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Jiří Pazourek, Dr. Doporučení: C2021 - Organická chemie IC3100 + C4050 Analytická chemie (nebo alespoň C1660) Charakteristiky analýzy organických látek. Metodika analýzy, vývoj a trendy. Stanovení fyzikálních konstant: bod tání a varu, refraktivita, optická aktivita, rozdělovači konstanty extrakce, molekulová hmotnost, spektrální konstanty. Elementární analýza. Rozklad vzorku, detekce a stanovení C, H, O, N, Cl, Br, I, S, P, F. Automatické metody elementální analýzy. Identifikace funkčních skupin: třídy rozpustnosti, klasifikační reakce na uhlovodíky, alkoholy, fenoly, aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny, anhydridy kyselin, estery, amidy a imidy, ethery, epoxidy, peroxidy, aminy, nitrily, isonitrily, nitro-, nitroso-, azo-, azoxy-, hydrazo- a diazo sloučeniny, thioly, sulfonové a sulfinové kyseliny, halogenosloučeniny. Stanovení organických sloučenin na bázi reakcí jejich funkčních skupin. Stanovení aktivního vodíku, stanovení hydroxy-, karbonyl-, karboxyl-, amino-, nitro-, nitroso-, thio- a halogeno sloučenin. Extrakce kapalina-kapalina, chromatografie tenko vrstva (TLC). Instrumentální metody organické analýzy: principy (plynová chromatografie (GC), kapalinová chromatografie (LC), spektroskopie, optická rotační disperze (ORD), nukleární magnetická rezonance (NMR) a hmotnostní spektroskopie (MS)). Interpretace spekter v organické analýze U V-VIS: sigma a pí - orbitaly, chromofory, výběrová pravidla, zakázané přechody, Woodward-Fieserova pravidla, příklady Infračervená spektroskopie (IC) - model fundamentálních a normálních vibrací, postup interpretace IC-spekter s tabulkami charakteristických vibrací, příklady. NMR: chemický posun, spektra 1. řádu + jejich interpretace, konstanta spinové interakce J, posunová činidla, decoupling, příklady MS: specifika spekter MS, určení sumárního vzorce podle přirozeného zastoupení nuklidů, analýza fragmentů organických molekul, 192 3 Předměty chemické sekce ionradikál, molekulární ion, empirická pravidla, stabilita karbkationtu, dusíkové pravidlo, příklady. Klasická organická analýza. = charakteristické fyzikální vlastnosti organických látek, elementární analýza organických látek, analytická identifikace a stanovení důležitých funkčních skupin organických látek převážně barevnými reakcemi v roztoku. Interpretace spekter jednoduchých organických látek získaných instrumentálními metodami: UV-VIS, IČ, NMR, MS C5250 - Chemie životního prostředí II zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Doporučení: Absolvování základních chemických přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie a biochemie na úrovni studijního programu Chemie nebo Biologie Globální problémy lidstva a životního prostředí. Stav ZP v ČR. Chemie životního prostředí - definice, základní přístupy. Chemické látky v prostředí - základní pojmy a definice. Environmentálne nebezpečné chemické látky. Osud chemických látek v prostředí. Ekosystémy - definice, vztahy. Biogeochemické cykly - základní pojmy. BGC cyklus uhlíku, dusíku, síry, fosforu, mikrobiogenních prvků a toxických kovů. Chování chemických látek v prostředí. Environmentálni rozhraní a chemická rovnováha. Persistence v prostředí. Osud chemických látek v prostředí - transport, transformace - základní pojmy a vztahy. Termodynamické funkce používané pro popis molekulárních energií. Termodynamické funkce používané pro kvantifikaci procesů molekulárních změn. Tenze par. Rozpustnost ve vodě. Rovnováha organická fáze - voda. Rozdělovači koeficient n-oktanol-voda. Organické kyseliny a báze, konstanty acidity a rozdělovači chování. Difúze. Environmentálni rovnováhy. Rovnováha vzduch-voda, těkání, Henryho zákon. Rovnováha vzduch-aerosol. Rovnováha vzduch-půda. Rovnováha vzduch-biota. Rozdělovači koeficient n-oktanol-vzduch. Suchá a mokrá atmosférická depozice. Sorpce. Rovnováha voda-tuhá fáze (sediment, suspendované sedimenty, půda). Vymývání půd, odnos půd. Chemické transformační reakce. Nereduktivní chemické reakce zahrnující nukle-ofilní skupinu. Oxidační a redukční reakce. Fotochemické transformační procesy. Bioakumulace. Bioobohacování, příjem potravou, příjem ze sedimentů, kombinovaný příjem z vody, potravy a sedimentů. Akumulace v terestrických rostlinách, příjem kořeny, foliární příjem. Akumulace v terestrických bezobratlých. Modely distribuce chemických látek v prostředí.. Biodegradace, typy biodegradačních reakcí, aerobní biodegradace a metabolické mechanismy, anaerobní biodegradace, kinetika biodegradace. Biotransformace, vlivy biotransformací na xenobiotika, fáze biotransformačních procesů. Globální problémy lidstva a životního prostředí. Stav ZP v ČR. Chemie životního prostředí, definice, základní přístupy. Chemické látky v prostředí, základní pojmy a definice. Environmentálne nebezpečné chemické látky. Osud chemických 193 3 Předměty chemické sekce látek v prostředí. Chování chemických látek v prostředí. Environmentálni rozhraní a chemická rovnováha. Persistence v prostředí. Osud chemických látek v prostředí, transport, transformace, základní pojmy a vztahy. Termodynamické funkce používané pro popis molekulárních energií. Environmentálni rovnováhy. Chemické transformační reakce. Modely distribuce chemických látek v prostředí. Biodegra-dace, biotransformace. C5300 - Statistická termodynamika zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Doporučení: Základní znalosti z vysokoškolské matematiky a fyzikální che-mie(rovnováha, kinetika, chemická struktura, kvantová chemie). M1010, M2010, C3140, C4020, C4060, C5020 1 .Statistická termodynamika a molekulární stavba hmoty. Postuláty statistické termodynamiky. Konfigurace a váha stavu. Populace stavu. Nej pravděpodobnější konfigurace. Metoda Lagrangeových součinitelů, Boltzmannovo rozdělení populací. 2.Molekulární partiční funkce a její interpretace. Molekulární partiční funkce harmonického oscilátoru. Výpočet populace stavu. Translační partiční funkce. 3.Vnitřní energie a entropie ve statistické termodynamice. Vnitřní energie a partiční funkce. Výpočet měrného tepla při stálém objemu. Vnitřní energie ideálního plynu. Boltzmannův vztah pro entropii. Výpočet entropie souboru oscilátorů. 4.Kanonická partiční funkce. Mikrokanonický, kanonický a grand-kanonický soubor. Partiční funkce kanonických souborů.Výpočet vnitřní energie a entropie pomocí kanonické partiční funkce.Porovnání statis-tických a termodynamických veličin.Partiční funkce ideálního plynu. 5.Entropie jednoatomového plynu. Sackurova-Tetrodeova rovnice. Fyzikální statistiky. 6.Chemické aplikace statistické termodynamiky. Výpočet Gibbsovy energie z partiční funkce. Příspěvky k partiční funkci: translační, vibrační, rotační a elektronový. 7.Střední hodnota energie. Rotační a vibrační teplota. Ekvipartiční princip. Výpočet tepelné kapacity plynů. 8.Statistické vyjádření chemické rovnováhy. Výpočet rovnovážné konstanty reakce pomocí partičních funkcí reaktant a produktů 9.Statistická termodynamika reálného plynu. Párové potenciály. Konfigurační integrál. Termodynamické funkce při párových interakcích. Tvorba klastrů. Viriální koeficienty. Reziduálni entropie lO.Statistická termodynamika kapalin. Buňková teorie kapalin a stlačených plynů. Kritické veličiny. Teorém korespondujících stavů. Koncepce volného objemu kapalin. Výpočet tlaku nasycených par.Distri-buční funkce v jednoatomových kapalinách. Radiální korelační funkce. 11 .Statistická termodynamika krystalu. Einsteinův a Debyeův model. Charakteristické teploty. Fonony. 12.Vibrační a konfigurační entropie. Model regulárního roztoku. Mřížková teorie roztoků polymerů (Flory-Huggins).Adsorpce. 13.Fluktuace částic a termodynamických veličin. Statistika výskytu fluktuací.Fluktuace energie a termodynamických proměnných. Brownův 194 3 Předměty chemické sekce pohyb. Souvislost mezi chemickou rovnováhou a chemickou kinetikou. Spontánní organizace v systémech. Obsah předmětu lze shrnout do těchto kapitol: Molekulární stavy a jejich distribuce. Boltzmannovo rozdělení a partiční funkce. Vztah termodynamických vlastností k partiční funkci. Vnitřní energie a entropie ideálního plynu. Kanonický soubor a kanonická partiční funkce pro různé módy pohybu a její výpočet ze spektroskopických dat. Rovnovážná konstanta. Statistická termodynamika reálných tekutin. Statistická termodynamika směsí: model regulárního roztoku. Statistická termodynamika ideálního krystalu: modely Einsteinův a Debyeův. Adsorpce. Fluktuace. Cílem je vysvětlit základní pojmy statistické termodynamiky a nastínit možnosti jejich uplatnění v chemii. C5320 - Fyzikálně chemické základy NMR zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Vladimír Sklenář, DrSc. 1. Uvod: Historie NMR spektroskopie a současné trendy - využití NMR to ke studiu molekulární struktury v kapalné a pevné fázi, NMR tomografie a NMR zobrazování, pohledy do budoucna, prohlídka NMR laboratoře PřF MU. 2. Základní principy: magnetický dipól, rezonanční podmínka, NMR spektrometr, Fou-rierova spektroskopie, klasický popis - Blochovy rovnice, relaxační procesy - spin-mřížková a spin-spinová relaxace, Fourierova transformace, citlivost měření. 3. Dynamika spinových systémů: základní vlastnosti nukleárního spinového systému, teorie matic hustoty, maticové representace, operátory, spinový Hamiltonián v Hil-bertově representaci, teorie průměrného Hamiltoniánu. 4. Součinový operátorový formalismus: základní principy, názvosloví, vývoj součinových operátorů, Hamiltonián v součinové bázi, složené rotace, pozorovatelné veličiny. 5. ID Fourierova spektroskopie: excitační sekvence, principy spinového echa, měření relaxačních časů, přenos polarizace, metody INEPT a DEPT, složené pulzy, homo- a hetero-nukleární decoupling, pulzní gradienty 6. 2D Fourierova spektroskopie: základní principy a formální teorie detekce NMR ve dvou frekvenčních dimenzích, kohe-renční stezky. 7. Základní metody 2D spektroskopie: korelace chemických posunů - COSY, J-rozlišená spektroskopie, měření spin-spinových skalárních interakcí, korelace dipól-dipólových interakcí - NOESY spektroskopie, fázové cykly, varianty pro měření homo- a hetero-nukleárních spinových systémů, editace spekter. 8. Aplikace NMR ve strukturní analýze biomolekul: proteiny a peptidy, nukleové kyseliny, získávání strukturních parametrů: měření vzdáleností vodíkových atomů, určování dihedrálních úhlů, matematická rekonstrukce prostorové struktury makromolekul. Úvod do spektroskopie nukleární magnetické rezonance. Popis základních principů s využitím klasického vektorového modelu s navazující rigorózní analýzou využívající kvantové mechaniky. Teorie matic hustoty a součinový oprátorový formalismus jsou použity pro základní popis experimentů NMR ve více dimenzích. Získané vědomosti umožňují základní orientaci v moderních metodách NMR spek- 195 3 Předměty chemické sekce troskopie využívaných v organické a anorganické chemii, biochemii a metodách moderní strukturní biologie a biofyziky. C5340 - Nerovnovážné systémy zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Jiří Čermák, CSc, prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc. Doporučení: Podmínkou je absolvování základních kurzů z matematiky a fyzikální chemie. 1. Termodynamické systémy, proměnné veličiny, teplota, nultá věta, práce,vnitřní energie. 2. Teplo, přirozené a vratné děje, entropie, termodynamické potenciály a vztahy mezi nimi, měřitelné termodynamické veličiny, parciální a molární veličiny, modely termodynamických systémů, fázové pravidlo. 3. Rovnice pro toky, přiblížení lineární nerovnovážné termodynamiky, Onsagerovy relace. 4. Produkce entropie, stacionární stavy, transportní jevy. 5. Procesy kontrolované difúzí, rovnice pro difúzni toky, difúze v koncentračním gradientu, souhrn koeficientů difúze. 6. Kinetická interpretace difúze. 7. Difúze po drahách o vysoké difuzivitě, vliv uspořádání na difúzi, metody měření difúzních charakteristik. 8. Nelineární nerovnovážná termodynamika. Termodynamická kriteria stability a evoluce systémů. 9. Matematické modelování dynamiky nelineárních dynamických systémů (fázový prostor, trajektorie, fázový portrét, klasifikace singulárních bodů, atraktory, podivné atraktory jako fraktály, deterministický chaos, bifurkační diagramy, katastrofy). 10. Disipativní struktury ve fyzice, chemii a biologii. 11. Příklady počítačového modelování, praktická demonstrace reakce Bělousovovy - Zabotinského. 12. Obecné principy metabolických regulací (stechiometrické efekty: kooperace, kompetice, stechiometrická autokatalýza; signály kinetické a adaptační; homeostáze, mul-tistabilita, spoušť, hystereze, oscilátor). 13. Teorie řízení metabolismu (kontrolní koeficienty toku, koeficienty elasticity, koeficienty odpovědi, vzájemné vztahy, experimentální stanovení, příklady použití). 14. Prebiotická evoluce a původ života (vznik organických látek, selekce prebiotických polymerů, vznik kvazidruhů, hypercykly). V přednášce jsou shrnuty nej důležitější poznatky klasické rovnovážné termodynamiky a vyloženy principy termodynamiky nerovnovážné. Zavedeny matematický aparát je aplikován na jednoduché nerovnovážné děje, zejména na transportní procesy. V oblasti nelineárních jevů je kladen důraz na pochopení periodického a chaotického chování. Zjednodušené teoretické modely jsou rovněž používány k analýze mechanismů metabolických regulací a prebiotické evoluce. C5350 - Analytická chemie III zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Josef Havel, DrSc, Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Předpoklady: C4050 196 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Předpokladem je úspěšné absolvování předmětů Analytická chemie I (C3100), Analytická chemie II (C4050) a příslušných laboratorních cvičení z analytické chemie (C3120 a C4190). 1. Kinetické metody chemické analýzy. Teoretické základy - opakování základních pojmů a jejich využití. Instrumentace a jejich využití pro stanovení, -o- 2. Příklady stanovení anorganických a organických látek. Příklady stanovení biochemických látek. Využití chemometrických algoritmů, aplikace počítačů, -o- 3. Chemická analýza v jiných než vodných prostředích. Titrace ve směsných a nevodných prostředích, dvoufázová titrace. Využití tenzidů v analytické chemii, -o- 4. Příklady optimalizace analytických metod (využití chemického modelování a chemometrie). -o- 5. Moderní trendy v chemické analýze (využití počítačů pro sběr „multi-array" dat a jejich zpracování, spojení analytických technik - „hyphenated" techniky, miniaturizace, automatizace). ■> 6. Pokročilé optické metody a jejich využití v analytické chemii. Laserová analytická spektroskopie - Vlastnosti a druhy laserů. Analytická interakce laserového záření s hmotou. Lineární metody - příklady optoakustická, LIF spektroskopie, aj. Nelineární metody. Speciální metody - detekce stopových množství, časově rozlišená spektroskopie, LIDARová dálková detekce, -o- 7. Přehled instrumentálních metod vhodné pro organickou analýzu (Ramanova, IR, NMR spektroskopie, MS spektrometrie, polarimetrie, spektropolarimetrie a CD spektrometrie, refraktometrie a interferometrie) a příklady použití, -o- 8. Moderní separační metody. Prekoncentrace vzorku - Solid Phase Extraction (SPE). Membránové separace - ultrafiltrace, dialýza, elektrodialýza, reverzní osmóza. Metody využívající SF skupenství - extrakce, chromatografie. FFF metody, -o- 9. Analytické metody s využitím radioizotopů. Základní pojmy. Dělení metod. Popis jednotlivých metod a jejich využití v praxi, -o- 10. Analýza povrchů. Laserová ablace. Techniky s fotonovou sondou (PES, XPS, UPS, LAMMS, aj.). Techniky s elektronovou sondou (EPXMA, SEM, kombinovaná AEM, AES, aj.). -o- 11. Techniky s iontovou sondou (RBS, ISS, SIMS, aj.). Techniky s pólovou sondou (FIM, aj.). Mikroskopie se snímací sondou (STM, AFM, aj.). -0-12. Analytická rentgenová spektrometrie a její využití v strukturní analýze. Kurs složený z jednotlivých uzavřených přednášek seznamuje s moderními pokročilými analytickými technikami a je nadstavbou k základním přednáškám Analytická chemie I (C3100) a Analytická chemie II (C4050). V přednášce je také poukázáno na současné trendy v analytické chemii (vývoj instrumentace, metodologie). Je zdůrazněn interdisciplinární charakter současné analytické chemie. Přednáška je dokumentována četnými příklady převzaté z literatury nebo z praxe. C5355 - Analytická chemie III - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: C4050 A N0W(C5350) 197 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Předpokladem je úspěšné absolvování předmětů Analytická chemie I (C3100), Analytická chemie II (C4050) a příslušných laboratorních cvičení z analytické chemie (C3120 a C4190). viz Analytická chemie III (C5355) Předmět je vyučován jako doplňkový k předmětu Analytická chemie III (C5355). Je vysoce žádoucí souběžné absolvování předmětu Počítače v chemii a chemometrie (C5120 a C5140). C5360 - Crystal Structure of Compounds zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Zdirad Žák, CSc. Doporučení: Zkouška z C1020, F1240, F2090, M1010 a M2010 1. Mřížka, prostorová mřížka, základní buňka, mřížkové parametry, mřížkové přímky a roviny 2. Symetrie krystalů, operace symetrie, vlastní a nevlastní osy, bodové grupy symetrie, morfologie krystalů 3. Symetrie mřížky, typy plošných mřížek, interakce plošné mřížky s rotační osou, typy prostorových mřížek, Bra-vaisovy mřížky, osový systém a krystalografické soustavy, Laueho grupy symetrie, Friedelův zákon 5. Prostorové grupy symetrie, šroubové osy, skluzné roviny, odvození prostorových grup, grafická representace, prostorové grupy a krystalová struktura 6. Rentgenovo záření, vznik rtg. záření, monochromatizace, zdroje, bezpečnost práce 7. Interakce rtg. záření s krystalovou mřížkou, Laueho rovnice, Brag-gova rovnice, reciproká mřížka, reciproká mřížka a Braggův zákon 8. Interakce rtg. záření s krystalovou strukturou, strukturní faktor, systematické vyhasínání, určení prostorové grupy ze systematického vyhasínání 9. Intensita difrakce, primární a sekundární atenuace, absorpce, teplotní kmity, multiplicita 10. Práškové difrakční metody, Debye-Scherrerova, Guinier-de Wolffova, vysoko a nízkoteplotní komory, vysokotlaké komory, práškový difraktometr 11. Interpretace práškových snímků, indexování, výpočet mřížkových parametrů 12. Praktické aspekty práškových metod, kvalitativní a kvantitativní fázová analýza, určení velikosti částic, měření elastického napětí, přednostní orientace, studium nekrystalických materiálů 13. Mono-krystalové difrakční metody, Laueho, precesní, Weissenbergova a její modifikace, monokrystalový difraktometr 14. Principy rtg. strukturní analýzy, měření intensit, redukce dat, fázový problém, elektronové hustoty, zpřesnění strukturního modelu 15. Interpretace struktur, rovnost vazebných délek a úhlů, vodíkové vazby Přednáška pokrývá základy rtg. krystalografie, rtg. difrakčních metod a rtg. strukturní analýzy 198 3 Předměty chemické sekce C5380 - Speciální laboratorní technika zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim RNDr. Miloš Černík, CSc. Doporučení: Absolvování základních přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie. 1. Manipulace sloučenin citlivých vůči vlhkosti a kyslíku. Inertní plyny a jejich čištění. Detekce vody a kyslíku v inertních plynech. 2. Rukavicový box s inertní atmosférou. Konstrukce jednoduchého suchého boxu. Dosažení a udržování inertní atmosféry v boxu. Práce v rukavicovém suchém boxu. Polyethylenový rukavicový pytel. 3. Základní komponenty laboratorního skla pro práci v inertní atmosféře. Skleněné zábrusy a broušené kohouty. Vakuové tuky a jejich fyzikální a chemické vlastnosti. Nemazané spoje a sklo-teflonové ventily. Elastoméry pro výrobu o-kroužků a jejich chemická odolnost. 4. Vakuum v chemické laboratoři. Rotační olejové vývěvy a diafragmové vývěvy. Difúzni vývěva a její zapojení do vakuového systému. Teorie čerpání a vytváření vakua. Vakuometry. Detekce a lokalizace netěsností vakuových aparatur. 5. Techniky práce v inertní atmosféře. Rozvod vakua a inertních plynů. Principy techniky Schlenkových nádobek. Laboratorní sklo Schlenkova typu. Technika injekční stříkačky a kanyly. 6. Aparatury konstruované z laboratorního skla Schlenkova typu. Základní operace v ochranné inertní atmosféře: odměřování látek, transfer-rozpouštědel, magnetické a mechanické míchání, filtrace, destilace, sublimace, Soxhletova extrakce. 7. Základní schéma a funkce vakuové linky. Čerpací stanice a hlavní rozvod vakua. Pracovní stanice. Přístroje pro měření tlaku plynů. 8. Operace na vakuové lince. Manipulace kondenzovatel-ných plynů a těkavých kapalin. Transfer a kvantitativní měření množství nekon-denzovatelných plynů. Separace těkavých sloučenin. Stanovení tenze par, teploty tání a molekulové hmotnosti. 9. Manipulace korozivních fluoridů a jiných vysoce reaktivních sloučenin. Chemická odolnost konstrukčních materiálů. Kovové a plastové ventily a fitinky. Vakuové systémy pro manipulaci těkavých fluoridů. Příprava vzorků korozivních sloučenin pro měření IR, Ramanových a NMR spekter. 10. Rozpouštědla a reagenty. Čištění a sušení rozpouštědel. Bezpečné zacházení s plyny v tlakových lahvích. Příprava a čištění reakčních plynů. Zkapalněné plyny jako rozpouštědla. 11. Spektroskopie matricově izolovaných látek - technika pro studium reaktivních sloučenin. Materiály matric a jejich vlastnosti. Příprava matric s nestabilními částicemi. Spektra specií izolovaných v matrici. 12. Základy preparativní kryochemie. Klasifikace plynných částic vhodných pro kryochemické experimenty. Konstrukce kryochemických reaktorů. Kryochemické syntézy s parami kovů. Kryochemie molekul generovaných při vysokých teplotách. 13. Speciální zařízení a operace v anorganické syntéze. Reakce za vysokých tlaků. Sonochemie. Syntézy 199 3 Předměty chemické sekce v elektrických výbojích. Fotochemické reakce s UV zářením. Selektivní stimulace chemických reakcí zářením infračerveného laseru. Přednáška se zabývá speciálními pracovními technikami užívanými pro syntézu a charakterizaci sloučenin citlivých vůči vodě a kyslíku, jakož i pro studium látek termicky nestabilních a korozivních. Pozornost je věnována především technice vakuové linky, Schlenkových nádobek a rukavicového suchého boxu. Stručněji jsou pojednány metody preparativní kryochemie, sonochemie, syntézy za vysokých tlaků a teplot, základy preparativní fotochemie a reakce v elektrických výbojích. C5420 - Analytická chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim, jednou za dva roky organických látek doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Předpoklady: C2021 A C3022 A C3100 A C4050 A C4450 Doporučení: Znalost organické a analytické chemie Uvod-analýza a identifikace org. sloučenin v organickochemickém výzkumu a v provozní praxi. Identifikace neznámé látky: Předběžné zkoušky a testy, důkazy or-ganoelementů, elementární analýza, kriteria čistoty a fyzikálně chemické konstanty, testy rozpustnosti a acidobazické chování IR- a NMR spektrální charakteristiky funkčních skupin Klasifikační reakce a potvrzení přítomnosti funkční skupiny: a) aminy (reakce s tosylchloridem, kyselinou dusitou, acylchloridy), b) halogenslouče-niny (reakce s ethanolickým roztokem dusičnanu stříbrného, acetonovým roztokem Nal) c) karbonylové sloučeniny (reakce s fenyl-, resp., 2,4-dinitrofenylhydrazinem, hydrogensiřičitanem sodným, jodoformový test, reakce s hydroxylamonium chloridem; aldehydy-Tollensovo, Fehlingovo, Benedictovo činidlo, ap.) d) fenoly (reakce s bromovou vodou, FeC13, acylchloridy), e) Nenasycené vazby mezi uhlíkovými atomy (reakce s manganistanem draselným, bromem v CC14) f) karboxylové kyseliny a funkční deriváty (test kyselosti, hydroxamová reakce a hydrolytické reakce) g) nitro-, nitroso-, azo-, azoxy-, hydrazosloučeniny a hydraziny (redukce Zn v NH4C1, reakce s hydroxidem železnatým, NaOH, nitrolový a pseudonitrolový test) h) alkoholy (reakce s chloridem zinečnatým v HC1, acylchloridy, hexanitratoceričitanem amonným, jodistou kyselinou, oxidem chromovým, kyselinou boritou, sodíkový test), i) aromáty (reakce s dýmavou H2S04, chloroformem nebo azoxybenzenem v přítomnosti A1C13), j) ethery (reakce s jodovodíkovou kyselinou, bromovou vodou, benzendiazonium tetrafluoroboratem), k) merkaptany, sulfidy, disulfidy, kys-líkaté sloučeniny síry (reakce s KMn04, hydroxidem železnatým, nitroprusidem sodným, Pb(OAc)2, tavení s NaOH a s následným srážením BaS04), Deriváty kyseliny uhličité (biuretová reakce, testy s alkoholickým roztokem AgN03, hydrolytické reakce,ap.) Sumarizace získaných informací, předpověď pravděpodobné struktury látky a její potvrzení (nová látka-analogie, reakce funkčních skupin, látka dříve popsaná -derivatizace) Derivatizace-výběr vhodných derivátů, metody jejich přípravy v mikroměřítku. Stanovení organických látek na základě reakcí funkčních 200 3 Předměty chemické sekce skupin, využití instrumentálních metod Acidobazické Rodoxní Stanovení vody vzniklé chemickou reakcí Plynoměrné metody Vážkové metody Spektrální metody Coulometrie, polarografie ap. Adsorpční děje (separační metody) Analýza skeletu-ozonolýza a příbuzné reakce s následnou hydrogenolýzou. Cílem předmětu je poskytnout studentům základní představy o metodickém přístupu k analýze a identifikaci organických látek s využitím instrumentálních metod (především IR- a NMR spektroskopie), ale také klasických chemických metod založených na reakcích funkčních skupin. C5440 - Separační metody zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. 1. Chromatografické metody. Uvod, základní teorie a pojmy. Klasifikace chro-matografických systémů a postupů. Základní teoretické modely popisující chroma-tografii. Retenční rovnice, teoretické patro, faktory ovlivňující separační účinnost, eluční poměr a rozlišení, -o- 2. Plynová chromatografie. Základní pojmy. Van De-emterova rovnice.Technika GC. Blokové schéma plynového chromatografu. Nosný plyn, techniky dávkování vzorku, náplňové a kapilární chromatografické kolony, stacionární fáze, enantioselektivní kolony, -o- 3. Plynová chromatografie. Hlavní metody detekce používané v GC. Plamenově ionizační detektor (FID), tepelně vo-divostní detekce (TCD), elektronový záchyt (ECD), spojení GC s hmotnostní spektrometrem (GC-MS). -o- 4. Plynová chromatografie. Kvalitativní analýza, identifikace z elučních údajů, eluční závislosti (Kovatsovy indexy), selektivní detektory. Kvantitavní analýza, faktory ovlivňující přesnost kvantitativní analýzy, metody kalibrace. ■> 5. Kapalinová chromatografie. Základní pojmy. Chromatografie na sloupci, flash chromatografie - základy techniky, příprava kolon, detekce, stacionární fáze. Planární chromatografie. Papírová chromatografie, tenkovrstvá chromatografie. -o- 6. Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC). Blokové schéma HPLC. Mobilní fáze, čerpadla, odplynení, gradient mobilní fáze. Dávkování vzorku. Kolony pro HPLC, stacionární fáze, výběr kolony, enantioselektivní fáze. Detektory pro HPLC, UV-VIS a fluorescenční detektor, refraktometr, ELSD, polarimetrická detekce. ■> ) 7. Iontová, gelová a afinitní chromatografie. Klasifikace ionexů a jejich vlastnosti - selektivita ionexů. Rovnováhy při výměně iontů. Chelatační sorbenty. Vylučovací kapalinová chromatografie (GPC, SEC), retence v SEC, stacionární fáze - anorganické a organické gely. Biospecifická afinitní chromatografie - retence, bioa-finitní sorbenty a podmínky chromatografie. -o- 8. Příprava vzorku pro chromatogra-fickou analýzu. Problém získání reprezentativního vzorku. Isolační a koncentrační techniky. Derivatizační metody v GC a HPLC. -o- 9. Extrakční metody. Rovnováhy mezi dvěma kapalnými fázemi. Extrakce a roztřepávání. Superkritická extrakce. Voolba a vlastnosti superkritických mobilních fází. Příklady aplikací, -o- 10. Destilace. Obecné principy. Prostá desilace. Rektifikace, pojem teoretického patra, faktory ovlivňující separační účinnost kolon, typy destilačních kolon. Destilace za 201 3 Předměty chemické sekce sníženého tlaku, molekulová destilace, destilace s vodní parou, azeotropní destilace, extrakční destilace, -o- 11. Krystalizace. Vymezení pojmu. Krystalizace z roztoku, vznik krystalizačních center a růst krystalu. Krystalizace z taveniny, zónové tavení. Kryštalizační metody dělení enantiomerů, racemická sloučenina, racemát. Přímá krystalizace a dělení přes diastereomerní sloučeniny. ^12. Membránové separační procesy. Membránové procesy v gradientu chemického potenciálu, dialýza, osmóza. Procesy v gradientu elektrického potenciálu, elektrodialýza, elektro-osmóza. Procesy v gradientu tlaku, reversní osmóza, ultrafiltrace. -0-13. Elektrofo-retické metody. Základní pojmy, pohyblivost iontů, transportní děje. Doprovodné děje při elektroforetické separaci. Volná elektroforéza, Kapilární zónová elektrofo-réza, izotachoforéza. -o- 14. Další separační metody. Sublimace. Vymezení pojmu. Různé techniky sublimace, gradientova sublimace, mrazová sublimace - lyofilizace. Sedimentační metody. Základní pojmy, sedimentační analýza. Základní informace o hlavních separačních metodách používaných v organické chemii (krystalizace, destilace, sublimace, extrakce a p.) s důrazem na chromato-grafické metody a aspekty jejich praktického použití. Jsou zmiňovány také procesy separace s využitím membrán a elektromigrační metody. C5500 - Stereochemistry of Organic Compounds zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. C5510 - Stereochemistry of Organic Compounds - z, 0/1/0, 1 kr., jaro Seminár doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. Předpoklady: N0W(C5500) C5660 - Ochrana přírody a genofondu k, 2/0/0, 2 kr., podzim doc. RNDr. Zdeněk Šeda, CSc. C5720 - Biochemie zk, 4/0/0, 4+2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Doporučení: Organická chemie I, II. Fysikální chemie I, II. 1. Uvod. Historie, objekty a metody zkoumání. Složení živé hmoty, hierarchie struktur. Aminokyseliny, jejich vlastnosti. Proteinogenní aminokyseliny, volné aminokyseliny. Analytika aminokyselin, -o- 2. Peptidy, vznik, názvosloví. Sekvence a její určení. Biochemicky významné peptidy. Struktura bílkovin, konformace a její změny, allosterie. Metody studia bílkovin, -o- 3. Fibrilární bílkoviny. Struktura, vlastnosti, funkce. Rozdělení, zástupci, -o- 4. Transportní bílkoviny. Hemoglobin, struktura, vlastnosti, funkce. Allosterie. Druhy hemoglobinu, -o- 5. Signální a ochranné bílkoviny. Imunoglobuliny, struktura, rozdělení, vlastnosti a funkce. Praktické aspekty, -o- 6. Nukleové kyseliny. Složení a struktura DNA a RNA, 202 3 Předměty chemické sekce vlastnosti, metody studia. o- 7. Sacharidy. Obecné vlastnosti, reaktivita a rozdělení monosacharidů. Deriváty. Volné monosacharidy. -o- 8. Glykosidy, di-, oligo- a polysacharidy. Rozdělení, struktura a funkce v organismu. Technologický význam. Glykoproteiny a proteoglykany. ■> 9. Lipidy. Složení, vlastnosti, rozdělení a funkce. Praktické aspekty - tuky. Struktura a význam biomembrán. ^10. Obecné rysy přeměny látek v živých systémech. Katabolismus a anabolismus. Chemické reakce, rovnováha, energetika. Biokatalýza. -o- 11. Enzymy, jejich struktura vlastnosti, rozdělení a názvosloví. Rychlost enzymových reakcí, aktivita, podmínky. ^12. Enzymová kinetika. Organisace a regulace enzymů. Praktické aspekty. -0-13. Koenzymy, funkce, rozdělení. Přehled nej významnějších koenzymů, -o- 14. Spojitost biochemických reakcí. Spřažené reakce, makroergické sloučeniny, význam a typické příklady. -0-15. Katabolismus bílkovin. Trávení. Obecné přeměny aminokyselin, metabolismus dusíku, -o- 16. Přeměny jednotlivých aminokyselin, vzájemné přeměny a katabolismus. -0-17. Degradace a syntesa nukleových kyselin. Metabolismus nukleotidů, syntesa a degradace. ^18. Genetická informace, její přenos a exprese. Proteosyntesa, regulační mechanismy. -0-19. Metabolismus sacharidů. Degradace a syntesa polysacharidu. ■> 20. Glykolysa, rekční schéma, energetika, regulace. Resyntesa glukosy. Další přeměny sacharidů. Hexosamonofosfátová cesta, pentosový cyklus. ■> 21. Metabolismus lipidů. Degradace a biosyntesa tuků a fos-fatidů. Degradace a biosyntesa mastných kyselin. Ketonické látky. ■> 22. Cyklus trikarboxylových kyselin. Reakční schéma, energetika. Biosyntetický význam, regulace. ■> 23. Biologické oxidace. Typy a význam, příklady. Energetika. Oxidační fosforylace. Organisace dýchacího řetězce, protonmotivní síla, vznik ATP. -o- 24. Fotosyntesa, pigmenty, přenos elektronů a vznik ATP. Fixace C02. -o- 25. Mikroso-mální elektronový transport. Nitrogenasa. Oxygenace. -o- 26. Porfyriny. Biosyntesa a odbourání hernu. Isoprenoidy, steroidy, významné látky, -o- 27. Regulace metabolismu, vzájemné vztahy. Kompartmentace. membránový transport, -o- 28. Neu-rohumorální systém, mechanismus působení hormonů. Přenos nervového vzruchu. Složení a stavba živé hmoty. Organisace buněk. Základni skupiny biomole-kul: Aminokyseliny a bílkoviny, Sacharidy, Nukleové kyseliny, lipidy a membrány. Obecné rysy metabolismu. Energetika biochemických reakcí. Základy enzymologie. Základní přeměny biomolekul. Metabolismus aminokyselin a bílkovin. Metabolismus nukleových kyselin a proteosyntéza. Metabolismus sacharidů a lipidů. Základy bioenergetiky. Vzájemné vztahy v metabolismu, jeho regulace. Membránový transport. Vybrané biosyntetické dráhy. C5730 - Biochemie - seminář z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C5720) Doporučení: Organická chemie I, II. Fysikální chemie I, II. 1. Úvod. Historie, objekty a metody zkoumání. Složení živé hmoty, hierarchie struktur. Aminokyseliny, jejich vlastnosti. Proteinogenní aminokyseliny, volné ami- 203 3 Předměty chemické sekce nokyseliny. Analytika aminokyselin, -o- 2. Peptidy, vznik, názvosloví. Sekvence a její určení. Biochemicky významné peptidy. Struktura bílkovin, konformace a její změny, allosterie. Metody studia bílkovin, -o- 3. Fibrilární bílkoviny. Struktura, vlastnosti, funkce. Rozdělení, zástupci, -o- 4. Transportní bílkoviny. Hemoglobin, struktura, vlastnosti, funkce. Allosterie. Druhy hemoglobinu, -o- 5. Signální a ochranné bílkoviny. Imunoglobuliny, struktura, rozdělení, vlastnosti a funkce. Praktické aspekty, -o- 6. Nukleové kyseliny. Složení a struktura DNA a RNA, vlastnosti, metody studia. ^ 7. Sacharidy. Obecné vlastnosti, reaktivita a rozdělení monosacharidů. Deriváty. Volné monosacharidy. -o- 8. Glykosidy, di-, oligo- a polysacharidy. Rozdělení, struktura a funkce v organismu. Technologický význam. Glykoproteiny a proteoglykany. ^ 9. Lipidy. Složení, vlastnosti, rozdělení a funkce. Praktické aspekty - tuky. Struktura a význam biomembrán. -o- 10. Obecné rysy přeměny látek v živých systémech. Katabolismus a anabolismus. Chemické reakce, rovnováha, energetika. Biokatalýza. -o- 11. Enzymy, jejich struktura vlastnosti, rozdělení a názvosloví. Rychlost enzymových reakcí, aktivita, podmínky. -0-12. Enzymová kinetika. Organisace a regulace enzymů. Praktické aspekty. -0-13. Koenzymy, funkce, rozdělení. Přehled nej významnějších koenzymů, -o- 14. Spojitost biochemických reakcí. Spřažené reakce, makroergické sloučeniny, význam a typické příklady, -o- -o- Literatura: -o- Karlson P: Základy biochemie, Academia, Praha 1981 -o- Duchoň O.: Lékařská chemie a biochemie, Avicenum, Praha 1985 -o- Sípal Z. a kol.: Biochemie, SPN, Praha 1992 ^ Voet D., Voet J.: Biochemie, Victoria, Praha 1995 -o- Vodrážka Z.: Biochemie, Academia, Praha 1966 Složení a stavba živé hmoty. Organisace buněk. Základni skupiny biomole-kul: Aminokyseliny a bílkoviny, Sacharidy, Nukleové kyseliny, lipidy a membrány. Obecné rysy metabolismu. Energetika biochemických reakcí. Základy enzymologie. C5760 - Fyzikální chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/4, 5 kr., jaro Předpoklady: C3140 V C3401 Doporučení: Základní znalost obsluhy a práce s výpočetní technikou. Schopnost správně statisticky vyhodnotit výsledky (interval spolehlivosti, lineární/nelineární regrese,...) Seznam úloh z fyzikální chemie pro posluchače učitelské chemie (Aktuální seznam laboratorních je každoročně zveřejňován na webové stránce laboratoře,viz ULR) 1. Stanovení molární hmotnosti naftalénukryoskopickou metodou (la) Poten-ciometrické stanovení disociační konstanty slabé kyseliny (6b) 2. Viskozimetrické stanovení střední relativní molární hmotnosti polymeru (lc) 3. Stanovení neutralizačního a zřeďovacího tepla (3a) Stanovení termodynamických stavových veličin galvanického článku (3b) 4. Určení výparného tepla ze závislosti tlaku par kapaliny na teplotě (3c) 5. Měření permitivity polárních látek (2b) 6 .Fotometrické stanovení disociační konstanty bromkresolové zeleně (6a) 7 .Polarimetrické sledování roz- 204 3 Předměty chemické sekce kladu sacharózy v kyselém prostředí (7a) 8. Fotometrické studium reakční kinetiky (7b) 9. Stanovení parametrů adsorpční izotermy v soustavě methylenová modř -aktivní uhlí (5a) 10. Polarografie anorganických iontů (10a) 11. Zmýdelnění ethy-lesteru kyseliny octové (7c) 12. Vodivostní stanovení disociační konstanty slabé kyseliny (6c) Iontově selektivní elektroda (8b) 13. Automatizovaný sběr dat při měření převodového čísla iontů (12.a) 14. Stanovení aktivitních koeficientů HC1 (8a) Rozdělovači konstanta v extrakční soustavě voda - o-nitroanilín (4c) Základní metody experimentální fyzikální chemie se zaměřením na rovnováhu, kalorimetri a kinetiku. C5860 - Aplikovaná NMR spektroskopie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. Doporučení: Absolvování přednášek Chemická struktura (C5020) a semináře (C5030). 1. Correlation of chemical shifts Components of screening constant, dependence of delta on electronegativity, on sigma's. Diamagnetic anisotropy, solvent shift, „edge-to face" and „face-to-face" interaction. Calculation of NMR spectra from increments and from electron densities. 2.Lanthanide shift reagents 1H NMR spectrum in the presence of a shift reagent. Bound chemical shift and shifting magnitude. Nonlinearity of induced chemical shifts with high concentration of LSR. Map of dipolar field (McConnell-Robertson equation). Increase of anisotropy by addition of LSR. Optical active shift reagents - diastereomeric complexes. Topome-risation and the rotation isomeric Crystal structure of dipyridyl-LSR. 1:1 and 1:2 complexes - equilibrium constants. Complexation of LSR and salts of Ag, mixed shift reagent. LSR and quaternal salts. 3.Coupling constants Energetic levels for AX systém ( J=0, J^,0 and JjO). Systems of the first and higher order. Technique INDOR and sign of coupling constants. Nonreducible components - total spin and multiplicity. A2B and A3B2 systems. Dependence of 2JHH and 4JHH on the bond angle. Karplusova dependence of 3JHH on dihedral angle. Coupling through space (JHH a JFF). 4.Dynamic NMR spectroscopic Temperature change of two singuletts and AB system. Magnetization and Bloch equations. Steady state. Separation of real and imaginary components of Mxy. Slow exchange, coalescence, fast exchange. Difference of chemical schifts at coalescence. Rate constant at coalescence: different aproximations. Gutowsky-Holm equation. Line shape analysis - exchange matrix for Bulvalene and migration of CHO in cyklopentadiene. Intermolecular exchange. 5.Relaxation Vector of magnetization and relaxation times TI a T2. Energetic transitions at absorption and relaxation. Increase in intensity of 13C signals (NOE). Correlation time and spectral density of fluctual field. „Extréme narrowing limit -ENL". Dipol-dipol relaxation and other relaxation mechanisms. 6.Nuklear Over-hauser effect (NOE) Steady-state NOE in rigid molecule. Cross-corelation, basic equation for rigid molecules. NOE for two spins; Bell-Sanders aproximation. NOE 205 3 Předměty chemické sekce for three spins in „linear arrangement". 7.Measurement of relaxation times Tilting of magnetization vector (90 and 180 deg.). Methods for Tl and T2 measurement. Inversion recovery, progressive saturation and saturation recovery. Hahn and Carr-Purcell echo. Meiboom-Gill's correction. 8.Puls experiments Selektive inversion of population (SPI). Population on energie levels for INDOR and SPI. Selektive population transfer (SPT) for 13C and 15N. Pascal and Jakobsen triangles. Puis sequence INEPT, refocused INEPT, DEPT. Spin echo SEFT at AX, AX2 and AX3 groups. Schroedinger equation for AX system, shift operators, coherence. Multiquantum coherence, 13C-13C coupling (INADEQUATE). 9.2D NMR - 1st part Periods of puis experiment. Changes after the first and the second FT. Graphical presentation of 2D spectra (stacked and contour plots). Homo J-resolved 2D NMR (J,delta-spectrum), hetero (H,C)-J-resolved 2D spektrum (spin-flip and gated decoupler). 3D J,J,delta-13C spectrum of CHD group. 10.2D NMR - 2nd part HH-COSY spectrum, long range COSY, SECSY. Puis sequence for HC-COSY. HHC-Relay experiment on o-nitroanilin. Puis sequence 3D-COSY (1H, 13C, 3IP). Puis sequence NOESY. Heteronuklear 2D-NOE (HOESY), NOESY sequence with HS puls. CC-COSY (INADEQUATE) 2D sequence. EXSY spectra of N,N-dimethylacetamid. 11.Chemically induced dynamic nucler polarization (CIDNP) Radikál pair; singlet and triplet state. Kaptein's rules - sign of polarization. Multiplet effectu AE and EA. 12.Spin-latice relaxation in rotating frame Puis sequence for „spin-locking" experiment. Spectrum at different lock times.Use of Tl(rho)- fast exchange, number of coordinated solvent molekules, nondirect measurement of 1J(14N-13C). Chemical shift: use of shift and relaxation reagents. Coupling constant: determination of its sign. Intensity of NMR signal in kinetic measurements; line shape analysis in equilibrium kinetics. Relaxation mechanisms: measurements of relaxation times; the Nuclear Overhauser Effect. Pulse techniques: spin echo, magnetization transfer. 2D-NMR experiments. C5865 - Chemie na střední škole k, 2/0/0, 2 kr., podzim RNDr. Aleš Mareček, CSc. Doporučení: Předpokládá se, že student absolvoval všechny základní chemické disciplíny (zejména chemii obecnou, fyzikální, organickou, anorganickou a biochemii) v rozsahu obvyklém pro studenty studia učitelství. 1. verbální a neverbální komunikace a důležité návyky přednášejícího; 2. výběr vhodných učebních textů; 3. návaznosti mezi učivem základní a střední školy; 4.-6. obtížná témata středoškolské chemie a nejfrekventovanější chyby, kterých se studenti dopouštějí; 7. mezioborové vztahy a nutnost koordinace ve výuce jednotlivých témat v různých předmětech s ohledem na studijní plány školy; 8. důležité souvislosti mezi jednotlivými tématy vyučovanými na střední škole; 9. multimédia ve výuce chemie a možnosti tvorby vlastních prezentací; 10. chemie a Internet; 11. některá, ve středoškolské chemii opomíjená, témata; 12. Vede současné pojetí 206 3 Předměty chemické sekce výuky chemie na střední škole k samostatnému myšlení?; 13. projektové vyučování a střední škola; 14. ekologie a její propojení s chemií; Cílem kurzu je poskytnout budoucím učitelům praktickou orientaci v některých problémech souvisejících s výukou chemie na střední škole. C5870 - EPR spektroskopie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim, jednou za dva roky doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. Doporučení: Pravidla programů nestanovují žádná omezení zápisu předmětu. 1. Historie a oblast použití ESR spektroskopie. Radikály v chemii. 2. Energie magnetických dipólů v magnetickém poli. Kvantování momentu hybnosti. 3. Interakce magnetických dipólů s elektromagnetickým zářením. Význam g-faktoru. 4. Populace energetických hladin. Spinová relaxace. Saturace. Tvar spektrálních čar. 5. Kvantitativní měření v ESR spektroskopii. 6. Společné rysy NMR a ESR spektroskopie. 7. Základy přístrojové techniky ESR spektroskopie, rezonátory, zdroj mikrovln, magnet, modulace, detekční systém. 8. Volba experimentálních podmínek, mikrovlnný výkon, modulační amplituda, koncentrace radikálů, teplota. 9. Hy-perjemné interakce, anizotropní a izotropní složka. 10. Rozdělení nepárového elektronu v molekule radikálu, spinová hustota a spinová populace. 11. Mechanismus pi-pi-spinové polarizace, McLachlanova teorie. 12. Mechanismus pi-sigma-spinové polarizace, Karplus-Fraenkelova rovnice, McConnellova rovnice, hyperkonjugace. 13. Analýza EPR spekter v kapalné fázi. 14. Běžné typy radikálů. Cílem předmětu je výklad základů vysokorozlišovací EPR spektroskopie a jejích chemických aplikací. Obsahem je: energie magnetického dipólu v magnetickém poli, kvantování momentu hybnosti, populace energetických hladin, spinová relaxace, nasycení, tvar linie; stanovení koncentrace radikálů, instrumentace EPR spektroskopie; hyperjemné štěpení v roztocích, distribuce nepárového elektronu; spinové hustoty a populace, McConnellova rovnice, Karplusova-Fraenkelova rovnice. C5880 - Základy stereochemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Miloš Černík, CSc, doc. RNDr. Jiří Toužín, CSc. Doporučení: Absolvování základních přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie, znalost základů vektorové a maticové algebry Symetrické vlastnosti molekul: geometrické transformace, prvky a operace symetrie, ekvivalentní prvky symetrie a ekvivalentní atomy, maticový popis operací symetrie, transformační matice a jejich charaktery. Základní pojmy teorie grup: definice grupy, řád grupy, hierarchie grup,odgrupy a nadgrupy, podobnostní transformace, konjugované prvky, třídy konjugovaných prvků, izomorfie grup. Bodové grupy symetrie: operace symetrie jako prvky bodových grup, součiny operací symetrie, systematika bodových grup symetrie. Maticové reprezentace bodových grup symetrie: redukovatelné, neredukovatelné a plně redukované reprezentace, tabulky 207 3 Předměty chemické sekce charakterů neredukovatelných reprezentací a jejich použití, sestavení a redukce redukovatelných reprezentací, direktní součiny neredukovatelných reprezentací, korelační vztahy. Elektronová struktura volných atomů a iontů: symetrické vlastnosti atomových orbitalů, parametry kovalentní chemické vazby, iontový charakter kovalentní vazby. Valenčné-vazebná (VV) teorie: valenční stavy, hybridizace, hybridizační schemata pro sigma- a pí-vazby, hybridní orbitaly jako lineární kombinace atomových orbitalů. Teorie ligandového pole (LP): štěpení degenerovaných energetických hladin chemickým okolím (Oh, Td, D4h), konstrukce diagramů energetických hladin, Jahn-Tellerův efekt, spektrální a magnetické vlastnosti komplexů, iontové poloměry přechodných kovů, termodynamické a kinetické důsledky štěpení d-orbitalů. Teorie molekulových orbitalů (MO): sekulární rovnice, Hůckelova aproximace, homocyklické a řetězovité pí-systémy, třícenterní vazby, MO v meta-locenech, aplikační možnosti a oblast použití VV, LP a MO teorií. Symetrie řetě-zovitých a vrstevnatých polymerů: šroubové osy a skluzné roviny, jednorozměrná mřížka, grupa translací, symetrie řetězců a přímkové grupy, faktorové grupy, symetrie dvojrozměrných útvarů, rovinné grupy. Symetrie krystalů: trojrozměrné mřížky a krystalografické soustavy, primitivní buňka, 14 Bravaisových mřížek, 32 krystalografických tříd, trojrozměrné prostorové grupy a jejich podgrupy, ekvivalentní pozice a polohová symetrie, orientačně neuspořádané struktury, hypersymetrie. Izo-merie chemických sloučenin: definice izomerie a její význam v chemii, klasifikace jednotlivých typů izomerie, strukturní izomerie a stereoizomerie, izomerie koordinačních sloučenin, izomerizační reakce, stereospecifická substituce, trans-efekt. Optická izomerie: asymetrie a dissymetrie, chiralita, enantiomeric a optická aktivita, racemizace, molekuly s více než jedním centrem chirality, diastereoizomery, absolutní konfigurace, optická rotační disperze a cirkulární dichroismus. Konformace: rotační izomerie acyklických sloučenin, gauche-efekt, atropoizomerie, konformace cyklických sloučenin. Tvar a geometrie molekul: model VSEPR a konfigurace molekul prvků hlavních podskupin, přednostní obsazování poloh jednotlivými typy ligandů, geometrie molekul s násobnými vazbami, geometrické důsledky nevazeb-ných interakcí, stereochemicky nerigidní a fluxní molekuly, struktura molekul ve volném a krystalickém stavu. Stereochemie složitých sloučenin: geometrie molekul koordinačních sloučenin, struktura anorganických polymerů, geometrie polyedric-kých molekul, struktura boranů, kláštery. Přednáška je věnována teorii symetrie (včetně krystalů a řetězových i vrstevnatých polymerů), teorii grup a jejich aplikacím při popisu chemické vazby a stereochemie anorganických a organokovových sloučenin včetně nerigidních, koordinačně nenasycených a elektronově deficitních. C5885 - Základy stereochemie - seminář doc. RNDr. Jiří Toužín, CSc. Předpoklady: N0W(C5880) z, 0/2/0, 2 kr., podzim 208 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Absolvování základních přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie, znalost základů vektorové a maticové algebry Procvičují se praktické aplikace teorie symetrie a grup při popisu chemické vazby, určování symetrie a konfigurace molekul (včetně nerigidních, koordinačně nenasycených a elektronově deficitních molekul) s využitím modelu VSEPR C5890 - Speciální seminář II (ApBC) z, 0/2/0, 2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Doporučení: Biochemie I, II. Referáty posluchačů na vybraná témata. Referáty posluchačů na vybraná témata. C5900 - Hmotnostní spektrometrie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Doporučení: Znalost analytické chemie na úrovni základní přednášky I. Historie, principy hmotnostní spektrometrie, základní pojmy. II. Instrumen-tace. Zavedení vzorku, vakuový systém, ionizace vzorku, metody ionizace těkavých a netěkavých látek, měkké a tvrdé ionizační techniky. Analýza iontů, rozlišení, magnetický sektor, elektrostatický analyzátor, HRMS. Průletový analyzátor a přístroje MALDI-TOF. Iontová cyklotronová rezonance. Lineární kvadrupólový analyzátor, iontová past. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Kolizní aktivace. Detekce iontů. Ladění spektrometru. III. Fragmentace. Metastabilní ionty. Nuklidové ionty. Základní mechanismy fragmentace. IV. Hmotnostní spektra a jejich využití. Kvantitativní hmotnostní analýza. V. Kombinované techniky. Spojení se separačními technikami GC/MS, HPLC/MS, CE/MS. Zpracování dat. Technika ICP/MS. Úvodní část se podrobně zabývá soudobou instrumentací hmotnostní spektrometrie, principy ionizace, analýzy a detekce iontů. Následuje kapitola věnovaná fragmentaci iontů, identifikaci látek a kvantitativní analýze. Na závěr jsou prezentovány kombinované techniky GC/MS, HPLC/MS, CE/MS, ICP/MS. C5910 - Chromatografické metody I. zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc. Doporučení: Základní přednáška z Analytické chemie nebo jiný ekvivalent I. Chromatografická separace, chromatogram a jeho vyhodnocení, míra separace, účinnost kolony. Rozmytí chromatografické zóny. Literatura. II. Kapalinová chromatografie II. 1 HPLC, stacionární a mobilní fáze, podmínky separace. II.2 HPLC kolona, stacionární fáze, vlastnosti sorbentů. II.3 Mobilní fáze, klasifikace solventů, vícesložkové mobilní fáze a optimalizace jejich složení, eluční techniky. II.4 HPLC techniky, principy, retenční modely, separační strategie, aplikace. II.5 HPLC instrumentace, čerpadla, nástřiková zařízení, detektory a principy detekce. Derivatizační techniky v HPLC. II.6 Metody kvantitativní analýzy II.7 Příprava vzorku. Vícerozměrová chromatografie. Mikrokolony a kapilární kolony. Vysoce 209 3 Předměty chemické sekce rychlá HPLC. III. Tenkovrstvá chromatografie Srovnání TLC a HPTLC. Technika HPTLC. Kvantitativní vyhodnocení. Instrumentace. Aplikace. Úvodní část se zabývá chromatografickými pojmy, vyhodnocením chromato-gramu a teorií chromatografické separace. Následuje detailní diskuze principů, technik, instrumentace a soudobých trendů v oblasti vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC) a vysoce účinné tenkovrstvé chromatografie (HPTLC). Dalšími technikami, tj. kapilární elektroforézou (HPCE) a elektrochromatografií (CEC) a plynovou chromatografií (HRGC) se zabývá navazující předmět Chromatografické metody II. C5920 - Správná laboratorní praxe zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc, RNDr. Jana Klánová, RNDr. Pavel Kořínek, Ph.D. Doporučení: Základní znalosti z oblasti analytické chemie I. Principy a cíle GLP Vývoj, legislativa, zabezpečování a řízení jakosti. II. Základní opatření.Organizace laboratoře a podmínky činnosti. III. Akreditace zkušebních laboratoří. Norma ČSN EN ISO/IEC 17025, terminologie. IV. Zkoušení způsobilosti laboratoří. Metodika. V. Validace a testování. Validace zařízení, metody, analytického systému a dat. VI. Validace analytických metod. VII. Stanovení provozních charakteristik analytické metody. Dokumentace analytické metody. VIII. Hodnocení výsledků ve vztahu k limitním hodnotám. Regulační diagramy. IX. Zásady správného odběru vzorků. Homogenní a heterogenní objekty - randomizované a segregované. Chyby vzorkování a vzorkovací plán. X. Základní techniky odběru vzorků. Test homogenity. Odběr z nehomogenních objektů. Zajištění náhodnosti odběru vzorků. Systematické vzorkování nehomogenních materiálů. XI. Návrh a vyhodnocení vzorkovacího plánu. Vyhodnocení shodnosti a správnosti vzorkování. Dokumentace vzorkování. XII. Vzorkování pro analýzu složek životního prostředí. Jsou uvedeny principy a cíle GLP, citovány základní pojmy a normy. Diskutována je organizace laboratoře a podmínky práce, akreditace zkušebních laboratoří a zkoušení jejich způsobilosti. Navazuje část zabývající se validací zařízení, analytického systému a analytických metod, stanovením provozních charakteristik metody a hodnocením výsledků analýz. Závěrečná část je věnována zásadám správného odběru vzorků včetně základních technik odběru z homogenních a nehomogenních objektů, návrhu a vyhodnocení vzorkovacího plánu s důrazem na vzorkování složek životního prostředí. Vedle obecných témat a pojmů je předmět orientován na oblast analytické chemie, příp. analytické chemie životního prostředí. C5930 - Chemie životního prostředí IV zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Doporučení: Přednášky z Chemie životního prostředí I-III Kontaminace složek životního prostředí - příklady polutantů - základní charakteristiky, zdroje, reakce a transport, toxikologické vlastnosti - toxické kovy, 210 3 Předměty chemické sekce volatilní organické látky, detergenty, ftaláty, pesticidy. Persistentní organické po-lutanty - základní vlastnosti, výskyt, zdroje, dálkový transport, toxikologické a ekotoxikologické vlastnosti. Mezinárodní konvence. Polycyklické aromatické uhlovodíky. Halogenované organické sloučeniny - polychlorované benzeny, fenoly a další monoaromatické sloučeniny. Chlorované pesticidy. Polychlorované bifenyly. Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany. Další typy halogenovaných aromatických sloučenin. Kontaminace složek životního prostředí, příklady polutantů, základní charakteristiky, zdroje, reakce a transport, toxikologické vlastnosti. Toxické kovy, volatilní organické látky, detergenty, ftaláty, pesticidy. Persistentní organické polutanty, základní vlastnosti, výskyt, zdroje, dálkový transport, toxikologické a ekotoxikologické vlastnosti. Mezinárodní konvence. Polycyklické aromatické uhlovodíky. Halogenované organické sloučeniny, polychlorované benzeny, fenoly a další monoaromatické sloučeniny. Chlorované pesticidy. Polychlorované bifenyly. Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany. Další typy halogenovaných aromatických sloučenin. C5935 - Chemie životního prostředí V zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. C5990 - Aplikovaná enzymologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Skládal, CSc. Doporučení: základní znalost biochemie 1. Úvodní informace o enzymech. Základní pojmy. Enzymová aktivita. 2. Metody měření aktivity enzymů - optické a elektrochemické, vhodné substráty. Příklady stanovení nej důležitějších enzymů. 3. Isolace enzymů, purifikační postupy, chro-matografie. Komerční zdroje enzymů. Studium struktury enzymů. 4. Mechanismy enzymové katalysy. Základní principy, typické příklady. 5. Kinetika reakce enzymu se substrátem, parametry vmax (vlim) a Km a metody jejich stanovení. Software pro enzymovou kinetiku, ukázky použití. 6. Vícesubstrátové reakce, klasifikace, rozlišení mechanismů. Inhibitory, typy, rozlišení, kinetické studium. 7. Vliv faktorů prostředí (pH, teplota, iontová síla a viskosita) na rychlost enzymové reakce. Kooperativní vní jevy při působení enzymů. 8. Bioanalytické použití enzymů. Enzymová stanovení v klinické oblasti. 9. Enzymové biosensory, měřící systémy, příklady použití. 10. Imobilizace enzymů, enzymové reaktory. Zachycení uvnitř polymerů, kovalentní vazba na nosiče a povrch sensorů. 11. Enzymy v imunochemických technikách, ELIS A. Enzymové značky a metody přípravy enzymových konjugátů. 12. Průmyslové použití enzymů. Informace o enzymech na internetu. Pokročilá přednáška. Získávání a uchovávání enzymů. Enzymová nomenklatura. Struktura enzymů, enzymová kinetika. Enzymová analýza. Biotechnologické aplikace enzymů. Bioanalytické aplikace enzymů. Techniky imobilizace enzymů. 211 3 Předměty chemické sekce Enzymové biosensory a enzymové reaktory. Enzymy v imimochemických technikách. C5991 - Aplikovaná enzymologie - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(C5990) Doporučení: základní znalost biochemie 1. Názvosloví enzymů a enzymová aktivita. 2. Metody měření enzymová aktivity I - fotometrie. 3. Metody měření enzymové aktivity II - spotřeba kyslíku, pH stat, vývoj plynu, aj. 4. Purifikace enzymů a její hodnocení. 5. Kinetikajednosubstrátové enzymové reakce, rovnice Michaelise-Mentenové. 6. Zjišťování kinetických parametrů z experimentálních dat, integrovaná rovnice Michaelise-Mentenové. 7. Vliv pH na kinetiku enzymové reakce. 8. Inhibice. 9. Vícesubstrátové reakce. 10. Kooperativní jevy při působení enzymů. 11. Imobilizované enzymy. 12. Bioanalytické aplikace enzymů. 13. Enzymy v imunochemických stanoveních. Praktické procvičování poznatků z enzymologie. Tvorba systémových názvů enzymů. Měření enzymové aktivity. Výpočty z oblasti enzymové kinetiky. Příklady bioanalytických aplikací enzymů a související výpočty. C5995 - Bioanalytické metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. 1. Uvod. Objekt biochemického studia, jeho charakteristika, zvláštnosti. Zásady práce. Rozdělení metod, -o- 2. Analytické využití separačních metod. Chromatogra-fie. -o- 3. Hmotnostní spektroskopie. Způsoby, instrumentace, využití, -o- 4. Spektrální metody. Atomová spektroskopie, -o- 5. U V-Vis fotometrie. Principy, podmínky, instrumentace. -o- 6. Fluorimetrie, využití v biochemii, -o- 7. Dispersní a chiroptické metody, -o- 8. Elektromigrační metody, rozdělení. Elektroforesa, typy, nosiče, provedení, -o- 9. Elektrochemické metody. Potenciometrie a amperometrie. -o- 10. Iontově selektivní elektrody, typy, měření, využití v biochemii, -o- 11. Amperometrie, polarografie a voltametrie. Biochemické aplikace. -0-12. Imunochemické metody, druhy, využití, -o- 13. Speciální metody. Osmometrie. -o- 14. Základy statistického vyhodnocování. Přehled základních biochemických separačních a analytických metod. Principy, instrumentace a užití. Zaměřeno především na aplikace v rutinních provozech. C6000 - Samostatný projekt z, 0/0/5, 5 kr., jaro Předpoklady: ^N0WANY(C8001, C8890, CA001, CA400) A souhlas C6010 - Toxikologie zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro RNDr. Karel Picka Doporučení: Základy chemie obecné, organické, anorganické a analytické. 1. Úvod; cíle a náplň předmětu. Základní pojmy (toxikologie, škodliviny, expozice, dávka, účinek, odpověď, nebezpečnost, riziko). Škodliviny s místními účinky 212 3 Předměty chemické sekce (projevy působení, látky dráždivé a žíraviny, testování a hodnocení místních účinků látek). 2. Škodliviny s celkovými účinky (akutní a chronické otravy, testování a hodnocení akutní, subakutní, subchronické a chronické toxicity látek). 3. Škodliviny s pozdními účinky (mutageny, karcinogény, látky s reprodukční a vývojovou toxicitou, alergeny; testování a hodnocení pozdních účinků látek). 4. Faktory ovlivňující účinek látky (látka, organismus, dávka, další). 5. Vstup škodlivin do organismu, vstřebávání, distribuce, interakce s organismem (molekulární, buněčná a orgánová úroveň) a vylučování z organismu. 6. Biotransformace xenobiotik (základní reakce syntetické a konjugační fáze). Biologické expoziční testy, biologické limity. 7. Ekotoxikologie. Testování a hodnocení nebezpečnosti látek a odpadů pro životní prostředí. 8. Zákon č. 157/1998 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích v platném znění a jeho prováděcí předpisy. 9. Další právní předpisy týkající se zacházení s chemickými látkami, přípravky a nebezpečnými odpady. Testování a registrace pesticidů, principy toxikologického hodnocení reziduí pesticidů v poživatinách. 10. Nej vyšší přípustné koncentrace plynů, par a aerosolů v pracovním a volném ovzduší (PEL, NPK-P mezní, Kd, Kmax). Limity pro cizorodé látky ve vodě a poživatinách. 11. Práce s toxickými látkami a žíravinami v laboratoři, vybavení pracoviště, osobní ochranné pracovní prostředky, lékárnička. První pomoc při otravách a poleptání. Látky výbušné, oxidující a hořlavé. 12. Přehled toxikologie anorganických látek. 13. Přehled toxikologie organických látek (alifatické a aromatické uhlovodíky, halogenderiváty, alkoholy, fenoly, ethery, aldehydy, ketony, kyseliny a jejich deriváty, nitrosloučeniny, aminy, organokovové sloučeniny). 14. Toxikologická literatura a další zdroje informací o toxicitě látek (Registr toxických účinků chemických látek, publikace Mezinárodního programu chemické bezpečnosti, databáze na CD-ROM, databáze dostupné on line, toxikologická informační centra). Picka K., Matoušek J.: Základy obecné a speciální toxikologie. MZP ČR, Praha 1996 Matrka M., Rusek V: Průmyslová toxikologie - Úvod do obecné a speciální toxikologie, 2. vyd. Univerzita Pardubice, Pardubice 1994 Paleček J., Linhart I., Horák J.: Toxikologie a bezpečnost práce v Paleček J., Palaty J.: Toxikologie, hygiena a bezpečnost práce v chemii. VŠCHT, Praha 1991 Zákon č. 157/1998 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých dalších zákonů Zákon č. 352/1999 Sb., kterým se mění zákon č. 157/1998 Sb. Směrnice MZ ČSR č. 64/1984, o hygienických zásadách pro práce s chemickými karcinogény Výnos MZSV ČSR č. 76/1990, kterým se mění a doplňují směrnice č. 64/1984 Místní, akutní, chronické a pozdní účinky látek a jejich testování. Interakce škodlivin s živým organismem, biotransformace xenobiotik. Přehled toxikologie anorganických a organických látek. Ekotoxikologické testování a hodnocení látek a odpadů. Právní předpisy týkající se chemických látek a nebezpečných odpadů. Klasifikace a registrace chemických látek a přípravků podle předpisů EU a ČR. Nej vyšší přípustné koncentrace plynů, par a aerosolů v ovzduší, přípustné limity pro škodliviny ve vodě a poživatinách. Látky výbušné, oxidující a hořlavé. Bezpečnost 213 3 Předměty chemické sekce a ochrana zdraví při práci, ochranné prostředky, postupy první pomoc. Zdroje toxikologických a ekotoxikologických informací. C6013 - Bakalářská práce z, 0/0/10, 10 kr., jaro, každý semestr Předpoklady: kredityjnin(90) A ^N0W(C6000) C6015 - Bakalářská práce II (ApBC) kz, 0/8/0, 6 kr., jaro Doporučení: Bakalářská práce I Samostatná práce kompilačního charakteru, e v. doplněná jednoduchou experimentální částí rutinní laboratorní metody. C6020 - Jaderná chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/3, 3+1 kr., podzim Předpoklady: C5040 C6040 - Biochemie II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: C5720 A N0W(C6030) C6060 - Metody chemického výzkumu II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. Doporučení: Absolvování předmětu Chemická struktura C5020 a semináře C5030. 1. Počet signálů Symetrie polekuly a počet signálů ve spektru. Chirální a prochi-rální centrum (myšlenková substituce v CH2 skupině, rovina půlící úhel H-C-H). Prochirální CH2 skupina v planárních a neplanárních systémech. Podmínky pro pozorování neekvivalence - náhodná isochronie. Intramolekulární pochody - rotace kolem vazby, pyramidální inverse, vazebné isomerace. 2. Poloha signálů - chemický posun Magnetické vlastnosti jader atomů - spin, magnetický moment, magnetogy-rický poměr. Chování jádra v magnetickém poli - podmínka resonance, chemický posun. Složky stínící konstanty - substituční, sterická a solvatační. Diamagnetická anisotropie dvojné a trojné vazby a aromatického kruhu. Sterická složka stínění -ortho, gama (gauche) a syn-axiální efekt. Solvatační složka stínění, rozpouštědlový efekt, posuvová činidla 3. Štěpení signálů - interakční konstanta Vliv orientace spinu sousedního jádra na polohu signálu ve spektru. Velikost interakční konstanty u aromátů, olefinů a alkyl derivátů. Srovnání experimentálního a simulovaného spektra. Redukce multipletů. Označování spinových systémů. 4. Intenzita signálů - kvantitativní analýza. NMR v kvantitativní analýze - výpočetní rovnice a příklady využití. Vliv relaxace na amplitudu signálu. 13C NMR v přítomnosti relaxačního činidla. 5. NMR v pevné fázi a NQR Energetické hladiny v pevném stavu. Rotace vzorku pod magickým úhlem a pulsní metody - 13C CP-MAS-NMR spektrum. Dipol-dipolová interakce. Kvadrupólový moment halogenů. NQR bez vnějšího magnetického pole a s vnějším magnetickým polem. 6. Molekulový ion Postup při interpretaci hmotnostního spektra. Spektrální zápis, výpis m/z hodnot a relativních četností, pík hlavní a molekulový. Přirozené zastoupení některých isotopů - skupina molekulového píku. 214 3 Předměty chemické sekce Vzhled skupiny molekulového píku při více atomech Br a Cl v molekule. 7. Fragmentace Fragmentace na kationradikály a kationty. Typy fragmentace, určení místa větvení alkanů. alfa-štěpení za atomem sousedícím s heteroatomem. beta-štěpení: McLaffertyho přesmyk u ketosloučenin. Fragmentace metastabilních iontů. Více-nábojové ionty. 8. Způsoby ionizace molekul Ionizace elektrony (El), závislost množství vytvořených iontů na energii ionizujících elektronů. Ionizace polem (FI), chemická ionizace (Cl), ionizace při atmosférickém tlaku (API). 9. Desorpce jako zdroj iontů v hmotnostní spektrometrii Desorpce laserem (LD), bombardování rychlými atomy (FAB), desorpce plazmou (PD). 10. Analyzátory v hmotnostní spektrometrii Magnetické sektorové přístroje. Přístroje s dvojí fokusací. Dynamické hmotnostní spektrometry. Kvadrupólový a monopolový analyzátor. Iontová past, průletový hmotnostní analyzátor (TOF).Radiofrekvenční hmotnosní analyzátor 11. Detektory v hmotnostní spektrometrii Faradayova komůrka, elektronový násobič, elektro-optický detektor. 12. Kvantitativní hmotnostní spektrometrie SIM - selected ion monitoring. Multiparametrová kalibrace. Metoda singulárního rozkladu - cílové testování. Isotopové ředění. Rozšíření znalostí z NMR spektroskopie (stínící konstanta, interakční konstanta, integace spektra, relaxace, pulsní metody)a hmotnostní spektrometrie (metody ionizace, analýza molekulového píku, hlavní fragmentační mechanizmy, kvantitativní analýza, kombinace s chromatografií) tak, aby bylo možno používat těchto metod spolu s elektronovou a infračervenou spektroskopií k určování struktury molekul. C6070 - Metody chemického výzkumu II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(C6060) Doporučení: Současná účast na přednášce Metody chemického výzkumu II (C6060) Stejná jako u přednášky Metody chemického výzkumu II (C6060) Praktické výpočty k jednotlivým tématům přednášky C6060. C6110 - Analytická chemie ŽP zk, 3/0/0, 3+2 kr., jaro RNDr. Jana Klánová, doc. RNDr. Josef Komárek, DrSc. Doporučení: Znalosti z analytické chemie na úrovni základních přednášek Část A: ANORGANICKÉ POLUTANTY (J. Komárek) A.I. Typy vzorků, standardy a referenční materiály. A.II. Voda, ovzduší, půda, biologické vzorky - polutanty, vzorkování, úprava vzorku, stanovení. Část B: ORGANICKÉ PO-LUTANTY(A. Hrdlička) B.I. Transport, degradace, rozptyl a kumulace. Strategie odběru, obecné schéma analytického postupu. Základy GLP B.II. Odběr vzorku, správná vzorkovací praxe. Plynné vzorky, vody, analýza pevných částic. Sedimenty, půdy a tuhé odpady. Biota. B.III. Základní techniky přípravy environmentálního vzorku. B.IV Analytika skupin významných organických polutantů. Přednáška je úvodem do problematiky environmentálni analytické chemie. Část zabývající se anorganickými polutanty (J. Komárek) je kromě úvodního tématu tý- 215 3 Předměty chemické sekce kajícího se GLP věnována stanovení anorganických polutantů v jednotlivých složkách životního prostředí. Diskutována je emise polutantů z různých zdrojů, techniky vzorkování, úprava vzorků a metody stanovení. Analytika organických polutantů (A. Hrdlička) je uvedena hodnocením vlivů transportu a metabolizace polutantů a diskusí kvality dat v environmentálni analýze. Následuje část věnovaná odběru vzorků a základním technikám přípravy vzorku k analýze. Poté je podrobně diskutována analytika skupin obvyklých organických polutantů (PAHs, PCBs, OCPs, PCDDs/PCDFs, chlorfenoly, VOCs). C6120 - Analytická chemie ZP - laboratorní kz, 0/0/7, 7+2 kr., jaro cvičení 1. Analýza vod. Stanovení pH, CHSKMn, ZNK, KNK, rozpuštěných látek. 2. Stanovení chloridů, síranů a fosforečnanů. 3. Stanovení dusitanů, fluoridů, vápníku a hořčíku. 4. Stanovení železa, mědi a amoniakálního dusíku. 5. Analýza půd. Tavení vzorků, stanovení křemíku. 6. Výluhy půd, stanovení fosforu. 7. Analýza biologického materiálu. Nízkoteplotní suchý rozklad, radiofrekvenční plazma - stanovení vápníku v obilkách. 8. Vysokoteplotní suchý rozklad v muflové peci - stanovení chrómu v mouce. 9. Mokrý rozklad v otevřeném systému - stanovení zinku ve vlasech. 10. Mokrý rozklad v autoklávu - stanovení vápníku v mléce. 11. Stanovení poly cyklických aromatických uhlovodíků PAHs ve vzorku ovzduší. 12. Stanovení polychlorovaných bifenylů PCBs v půdě. 13. Stanovení fenolů a chlorfe-nolů v povrchové vodě. 14. Čištění extraktu gelovou permeační chromatografií. 15. Stanovení těkavých organických látek ve vodě metodou Head-Space. 16. Analýza chlorovaných benzenů metodou GC-MS/MS. Analýza vod, půd a biologických materiálů. Praktické rozklady a stanovení různých analytů. C6140 - Optimalizace a hodnocení analytických zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro metod RNDr. Marta Farková, CSc, prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. Předpoklady: C5120 A C5140 1. Pojem a postavení chemické analýzy 2. Analytický systém 3. Analytický signál 4. Základní pojmy analytické metrologie signálu a výsledku 5. Analytická metoda 6. Praktické použití metrologických charakteristik při uvádění analytických výsledků 7. Metrologické vlastnosti analytické metody a analytického systému 8. Vývoj analytické metody 9. Referenční materiály v analytické chemii 10. Nejistoty 11. Řízení kvality a akreditace laboratoře 12. Validace Cílem předmětu je seznámit studenty se způsoby hodnocení a optimalizace analytických metod. 216 3 Předměty chemické sekce C6160 - Analytické výpočty - seminář kz, 0/2/0, 2+1 kr., jaro Mgr. Přemysl Lubal, Dr. ___ v Doporučení: Předpokladem je absolvování přednášky ANALYTICKÁ CHEMIE I (C3100) a příslušného semináře (C3110) viz ANALYTICKÁ CHEMIE II (C4050) Hlavním úkolem je procvičování znalostí z předmětu ANALYTICKÁ CHEMIE II (C4050). Znalosti jsou prohlubovány řešením příkladů, které jsou analogické pro písemnou část zkoušky ANALYTICKÁ CHEMIE II (C4050). C6170 - Analýza materiálů - cvičení kz, 0/0/5, 5+2 kr., jaro Doporučení: Znalosti z analytické chemie na úrovni základních přednášek a dovednost ze základních laboratorních cvičení z analytické chemie. 1. Analýza vod. Stanovení pH, CHSKMn, ZNK, KNK. 2. Stanovení chloridů a síranů. 3. Stanovení a) vápníku a hořčíku, b) dusitanů nebo fluoridů 4. Stanovení a) železa nebo mědi nebo rozpuštěných látek, b) amoniakálního dusíku nebo fosforečnanů. 5. Analýza kovů a slitin. Analýza technického železa - stanovení chrómu a manganu 6. Analýza hliníkové slitiny - stanovení mědi nebo železa. 7. Analýza silikátů. Rozklad vzorku, stanovení Si02, standardizace. 8. Stanovení hliníku, vápníku a hořčíku. 9. Stanovení železa a titanu. 10. Analýza půd - stanovení fosforu. 11. Analýza biologického materiálu. Nízkoteplotní suchý rozklad - stanovení vápníku v obilkách. 12. Vysokoteplotní suchý rozklad - stanovení chrómu v mouce. 13. Mokrý rozklad v otevřeném systému - stanovení zinku ve vlasech. 14. Mokrý rozklad v autoklávu - stanovení vápníku v mléce. Analýza vod, silikátů, kovů, slitin, půd a biologických materiálů. Praktické rozklady a stanovení různých analytů. C6190 - Pokročilá anorganická chemie - cvičení kz, 0/0/6, 6+2 kr., jaro Předpoklady: C5380 Doporučení: Absolvování přednášek Anorganická chemie I-III a přednášky Speciální laboratorní technika. 1. Příprava oxidu dusičitého termickým rozkladem dusičnanu olovnatého. Stanovení stupně disociace plynného N204. 2. Odvození mechanismu reakce chloridu fosforečného se síranem amonným z časového vývoje 3 IP NMR spekter reakční směsi. 3. Syntéza cyklického aluma-zanu a jeho charakterizace 1H NMR. 4. Příprava gem- diamidotetrachloro-cyklo-trifosfazeno amonolýzou P3N3C16. Kontrola čistoty produktu 1H, 3IP NMR a chromatografií na tenké vrstvě. 5. Syntéza dichloridu kyseliny cyklohexylfosfo-nové, volné kyseliny cyklohexylfosfonové a jejího dimethylesteru. 6. Syntéza dvoj-jaderných komplexů Mo(II) se čtvernou vazbou Mo-Mo a jejich charakterizace infračervenými spektry a 1H NMR. 7. Studium průběhu reakce chloridu boritého 217 3 Předměty chemické sekce s chloridem fosforitým v prostředí thionylchloridu pomocí 3 IP NMR a Ramanovy spektroskopie. Cvičení zahrnuje soubor pečlivě vybraných experimentů, umožňujících demonstrovat většinu důležitých laboratorních technik v rámci řešení zajímavých chemických problémů. Takovým způsobem mohou být procvičovány racionální přístupy k obvyklým operacím nacházející uplatnění při syntéze, separaci a charakterizaci rozličných sloučenin, jež jsou navíc většinou citlivé vůči vzdušné vlhkosti a kyslíku. C6200 - Biochemické metody zk, 4/0/0, 4+2 kr., jaro, každý semestr doc. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc, doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc, doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Doporučení: Absolvování předmětu Biochemie I, základní znalosti obecné a fyzikální chemie. 1. Uvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Strategie a plánování. 2. Desintegrace tkání a buněk. Centrifugace a sedimentační analýza. 3. Fázové se-parace. Srážení a extrakce. Membránové separace. Zahšťování a sušení. Úprava vody. 4. Chromatografické metody. Obecné principy a charakteristiky. Chromato-grafie adsorpční a rozdělovači. Iontoměničová chromatografie, chromatofokusace. 5. Chromatografie reverzně fázová a iontově párová. Hydrofobní chromatografie Chromatografie gelová. Chromatografie afinitní. Plynová chromatografie. 6. Elek-tromigrační metody. Obecné charakteristiky a vlivy. Elektroforesa volná a zónová. 7. Izoelektrická fokusace. Isotachoforesa. Blotting 8.Metody určování velikosti a tvaru makromolekul. Hmotnostní spektroskopie. Koligativní metody, osmometrie. 9. Viskosimetrie. Translační a rotační difuse. Rozptyl světla a Roentgenova záření rentgenostrukturní analýza. Elektrochemické metody v biochemii. Princip, rozdělení. Potenciometrie, ISE. Bioselektivní elektrody. lO.Amperometrické metody. Polarografie a voltametrie, biosensory. Kalorimetrie, typy kalorimetrii, biochemické aplikace. Speciální aplikace biochemických metod rychlé reakce, iontová výměna. Analýza vazby ligandů na makromolekuly, metody stanovení vazebných parametrů. 11. Elektronová spektra molekul, přechody, základní a excitovaný stav, vliv prostředí, UV-VIS spektrofotometrie, použití ke stanovení látek,použití ke studiu struktury bílkovin 12. Luminiscenční metody, kvantový výtěžek, vliv prostředí, Spektrofluorimetrie, princip, užití ke stanovení látek, použití ke studiu konformace bílkovin, zhášení flurescence transfer energie, polarizovaná, fluorescence, fosfo-rimetrie 13. IR spektroskopie a její užití ke studiu struktury bílkovin, Ramanův rozptyl a jeho použití ke studiu struktury bílkovin. Chiroptické metody a jejich princip, ORD a CD a jejich použití ke studiu konformace bílkovin 14. NMR, EPR spektra a jejich použití ke studiu struktury bílkovin, Mossbauerova spektroskopie a její použití v biochemii, Základní metody desintegrace tkání, metody isolace, purifikace enzymů a bi-opolymerů, Chromatografické metody, elektormigrační metody. Stanovení čistoty, 218 3 Předměty chemické sekce vlastnstí enzymů a biopolymerů. Spektroskopické, elektrochemické a fyzikální metody biochemické analýzy. C6210 - Biotechnologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. Ing. Martin Mandl, CSc. Doporučení: Základní znalosti z biochemie a enzymové kinetiky. Mikrobiální a enzymová biotechnologie, historický přehled. Biochemie, mikrobiologie a inženýrské přístupy. Biologický materiál v biotechnologii, -o- Biochemické a chemické principy tradičních a moderních biotechnologií. Výroba piva. -o- Výroba vína. -o- Organické kyseliny, bioplyn, produkce mikrobiální bio-masy jako zdroje proteinů, biohydrometalurgie, biotransformace. -o- Biotechnologie v ochraně životního prostředí. Bioremediace (těžké kovy, uhlovodíky), -o- Kultivační a produkční zařízení, laboratorní a provozní měřítko. Míchání ve fermen-toru, dopad na metabolickou aktivitu organismů. ■> Sterilace, chemické a fyzikální postupy, kritéria účinnosti sterilace. ■> Aerace v bioprocesech. Teorie přestupu kyslíku, -o- Metody určení objemového koeficientu přestupu kyslíku. Parametry aerace ve fermentoru ve vztahu k spotřebě kyslíku produkčními kulturami a enzymy, -o- Jednorázová kultivace. Kinetika růstu a produkce. Modely spotřeby substrátů a tvorby produktů, -o- Kinetika odumírání a autolýzy buněk. Kinetické modely v biotechnologii a mikrobiální (buněčné) fyziologii, výběr modelu, -o- Kontinuální kultivace. Určení kinetických a fyziologických parametrů kultury v chemostatu, vztah k jednorázové kultivaci, -o- Imobilizované buňky a enzymy, principy a aplikace, -o- Bioreaktory s imobilizovanými buňkami a enzymy, kinetické přístupy. Cílem přednášky jsou biochemické a chemické principy vybraných klasických a moderních biotechnologií a základy procesů uplatňujících se ve fermentorech a dalších zařízeních sloužících k biotechnologickému využití metabolické aktivity organismů nebo enzymů. Obsah kurzu je věnován biochemii a fyziologii organismů ve vztahu k jejich využití v biotechnologii a principům vybraných biotechnologických procesů (od kvasných produktů k ochraně životního prostředí). Dále je důraz kladen zejména na kinetiku bioprocesu v jednorázovém a kontinuálním systému, interpretaci kinetických modelů v biotechnologii a mikrobiální (buněčné) fyziologii a aplikaci imobilizovaných buněk a enzymů. C6220 - Klinická biochemie zk, 4/0/0, 4+2 kr., jaro RNDr. Michaela Wimmerová, Ph.D., RNDr. Petr Breinek Předpoklady: C4182 V C3580 V C5720 Doporučení: předpokládá se absolvování základní přednášky z biochemie a znalost základních metabolických drah na úrovni buňky. patobiochemická část ■> 1. Regulace vnitřního prostředí Fyziologie a patofyziologie tělních tekutin a elektrolytů. Rozdělení tělních tekutin, osmotický tlak. Hospodaření s vodou a elektrolyty (Na+, K+, C1-) -o- 2. Funkce ledvin Anatomie a 219 3 Předměty chemické sekce fyziologie ledvin, vylučování odpadních látek. Ledvinový funkční test, clearance. Akutní a chronické onemocnění ledvin, -o- 3.Acidobazická rovnováha a její regulace, transport plynů Pufrační systémy krve. Hemoglobin, jeho role při regulaci pH, transport 02; a C02. Respirační a metabolické poruchy, jejich kompenzace. ■> 4. Biochemie jater Anatomie a normální funkce jater. Metabolismus žlučových barviv. Zvýšená koncentrace bilirubinu - ikterus. Jaterní funkční test, klinicky důležité jaterní enzymy. Alkohol, -o- 5. Metabolismus cukrů. Diabetes mellitus Hormonální regulace metabolismu glukosy. Funkce insulinu a glukagonu. Klasifikace diabetu - diabetes I. a II. typu. Diagnostika DM. Komplikace při DM, diabetická ketoa-cidosa. ■> 6.Metabolismus lipidů a lipoproteinů Rozdělení lipoproteinů, základní chemická, fyzikální a fyziologická charakteristika. Syntéza a metabolismus. Cholesterol. Dyslipoproteinemie. -o- 7. Biochemie trávení. Slinivka břišní Anatomie gastrointestinálního traktu. Endokrinní a exokrinní funkce pankreatu, funkční test. Pankreatitidy. Trávení a resorpce sacharidů, proteinů a lipidů. Enterohepatální oběh žlučových kyselin, -o- 8. Onemocnění srdce a hypertenze Enzymy a důležité bílkoviny srdečního svalu. Akutní infarkt myokardu. Regulace krevního tlaku, -o- 9. Biochemie kostní tkáně Metabolismus fosforu, hořčíku, vápníku. Kalcitonin, parathy-roidní hormon. Poškození kostí, osteoporosa. -o- 10. Biochemie svalu Anatomie svalu. Kontrakční a regulační proteiny, nejzastoupenější enzymy. Energetika kontrakce svalu. -o-ll. Vrozené metabolické poruchy Vybrané dědičné choroby. Prenatální diagnostika. Novorozenecký screening. -0-12. Endokrinológie - regulace na úrovni organismu Řízení hormonální hladiny. Mechanismus účinku hormonů. Thy-reoidní diagnostika, reprodukční endokrinológie. -0-13. Tumor, tumorové markery Základní charakteristika nádorové buňky. Strategie laboratorních vyšetření. Požadavky na ideální nádorový marker. Používané tumorové markery. -o- analytická část -o- 1. Předmět a organizace klinické biochemie Vztah k biochemii, medicíně, patobiochemii. Vývoj klinické biochemie a klinicko-biochemické analytiky -o- 2. Uvod do klinicko-biochemické analytiky Specifické rysy klinicko-biochemické analytiky. Terminologie klinické biochemie, -o- 3. Analyzovaný materiál Odběr materiálu. Mimoanalytické vlivy na výsledek vyšetření, -o- 4. Analýza moče Kvalitativní analýza. Semikvantitativní metody, diagnostické proužky. Morfologická analýza močového sedimentu -o- 5. Analýza anorganických látek Analýza kationtů. Plamenová fotometrie, AAS, ISE. Celková koncentrace, aktivita. Sodík, draslík, vápník, hořčík, železo. Absorpční fotometrie. Analýza aniontů. Chloridy, fosforečnany, -o- 6. Osmolalita, pH, pC02, p02 -o- 7. Analýza nízkomolekulárních organických látek Analytické principy a zvláštnosti. Využití enzymů jako analytických činidel. Chinoniminová reakce. Glukosa, močovina, kyselina močová, bilirubin, kreatinin, lipidy -o- 8. Analýza bílkovin Celkové bílkoviny, albumin. Elektroforéza bílkovin. Hemoglobin a glykované proteiny, -o- 9. Imunochemické metody stanoveni bílkovin Základní principy. Imunoanalýza: RIA, EIA a další. Imunochroma-tografie, imunochromatografické proužky -o- 10. Stanoveni katalytické koncentrace 220 3 Předměty chemické sekce enzymů Metoda konstantního času a metoda tangent. Spřažené reakce. AST, ALT, ALP, GMT, AM, CK. Isoenzymy -o- 11. Mechanizace a automatizace v klinické biochemii Analyzátory, jejich rozdělení z různých hledisek. Diagnostické soupravy. Organizace práce v klinicko-biochemické laboratoři, laboratorní a nemocniční informační systémy. ^12. Statistika a chemometrie v klinické biochemii Základní pojmy ze statistické analýzy, používané v klinické biochemii. Analytické a klinické požadavky na klinicko-biochemickou analýzu . Kontrola kvality. Přesnost, správnost, kontrolní a kalibrační materiál. Srovnávání metod, zavádění metod. Referenční hodnoty. Referenční materiály, referenční metody. -0-13. Standardizace V klinické biochemii Význam a cíle standardizace. Standardizace v národním a mezinárodním měřítku. Mezinárodní federace klinické chemie a další organizace, -o- 14. Kazualis-tika. Praktické příklady vyhodnocení získaných dat k diagnostice onemocnění. Cílem kursu je získání základních znalostí biochemických a molekulárních aspektů patologických procesů a použití biochemických testů v diagnostice. Předmět se skládá ze dvou částí, patobiochemie a metod klinické biochemie. První část je zaměřena na získání přehledu o (pato)biochemických/(pato)fyziologických dějích probíhajících ve zdravém (nemocném) organismu se zřetelem na vyšetření prováděná v laboratořích klinické biochemie. Používané metody , jakož i reálný pohled na chod klinické laboratoře v praxi, jsou dále diskutovány v druhé, analytické části. C6230 - Klinická biochemie - cvičení z, 0/4/0, 4 kr., jaro Předpoklady: N0W(C6220) základní část -o- Chemická analýza moči -o- Glukosa, hemoglobin -o- Alkalická fosfatasa, lipidy, cholesterol ■> Stanovení dusíkatých metabolitů v séru ■> Určení jaterních parametrů -o- Izoenzymy kreatinkinasy a laktátdehydrogenasy -o- Pokročilá část -o- Stanovení kyseliny askorbové vysokoúčinnou kapalinovou chromato-grafií -o- Využití enzymových biosensorů v klinické diagnostice -o- Stanovení kyseliny močové v krevním séru metodou kapilární zónové elektroforézy -o- Imunoche-mická analýza - ELIS A -o- Exkurze na oddělení klinické biochemie a do soukromé laboratoře Cvičení z klinické biochemi slouží jako doplněk k přednášce z klinické biochemie. V základní části si student osvojí základní manipulaci s analyzovaným materiálem v klinické praxi i základní principy a záludnosti metod používaných pro stanovení základních parametrů v séru. Druhá čast cvičení je zaměřena na speciální metodiky používané na specializovaných pracovištích. C6242 - Analytická chemie organických látek II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Jiří Pazourek, Dr., doc. Ing. Vratislav Chromý, CSc. Předpoklady: C5241 221 3 Předměty chemické sekce Doporučení: C5241 - Analytická chemie organických látek I 1.-2. Barevnost molekul a jejich analytické využití. Základní poznatky a teorie barevnosti (konjugované řetězce dvojných vazeb, aromatické a heterocyklické sloučeniny, substituenty a vliv na polarizaci a ionizaci molekuly, lineární struktura. Oxidoredukční reakce barevných molekul. Příklady využití. 3.-4. Základní indikátorové reakce (kopulace, reakce s peroxidem vodíku-oxidační kopulace a oxidace leukobází, reakce s koenzymy NAD, tetrazoliové soli a formazany). Příklady využití. 5.-6. Imunochemie a imunoanalytika. Třídění metod (metody serologické, precipitační, imunodifuzní a se značenými reaktanty s radionuklidy, enzymy, lu-minofory apod.). Kompetitivní a nekompetitivní uspořádání, metody homogenní a heterogenní. Využití avidinu a biotinu. 7.-8. Analytický význam nukleových kyselin (NA), jejich struktura a vlastnosti, cílové sekvence NA. Polymerasová řetězová reakce (PCR) a její využití pro diagnostiku patogení, pro forenzní, prenatální a další účely. 9.-10. Vývoj a perspektivy oboru klinická chemie. Konsolidované laboratoře a diagnostická centra. Miniaturizace metod, čipy, biosondy. Automatizace v laboratoři. Barevnost molekul a jejich analytické využití. Základní indikátorové reakce. Imunochemie a imunoanalytika. Analytický význam nukleových kyselin (NA). Vývoj a perspektivy oboru klinická chemie. C6250 - Analytická chemie organických látek - kz, 0/0/5, 5+2 kr., jaro laboratorní cvičení Předpoklady: C5241 Doporučení: C2021 - Organická chemie 1. Orientační zkoušky, kvalitativní elementární analýza, klasifikační a skupinové reakce, stanovení fyzikálních konstant organických látek 2. Semimikrostano-vení uhlíku a vodíku 3. Volumetrické stanovení dusíku dle Dumase a Dubského 4. Mikrostanovení síry dle Schónigera 5. Derivatizace alkoholů a jejich identifikace TLC 6.-9. doc. Pazdera Interpretace spekter organických molekul 10. Plynová chro-matografie. Stanovení alkoholů v konzumním destilátu. 11. Kapilární elektroforéza. Stanovení kofeinu a AS A v Acylcoffinu 12. Kapalinová chromatografie na reverzní fázi s UV-VIS detekcí. Praktické seznámení se s klasickými postupy analýzy organických sloučenin, které jsou základem instrumentálních postupů (úlohy 1-4), a dále s instrumentálními separačními metodami vhodnými pro analýzu organických sloučenin (úlohy 6-12). C6260 - Metody separace proteinů zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro doc. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc. Předpoklady: ^C6200 A (C3580 A (C3600 V C3620)) 222 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Základní znalosti z obecné biochemie získané absolvováním přednášek Biochemie I (C3181) nebo Biochemie (3580). l.Uvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Strategie a plánování . 2.Desintegrace tkání a buněk.Centrifugace a sedimentační analýza. 3.Fázové separace. Srážení a extrakce. Membránové separace. 4.Zahušťování a sušení. Úprava vody. 5.Chromatografické metody. Obecné principy a charakteristiky. ó.Chroma-tografie adsorpční a rozdělovači. 7.Iontoměničová chromatografie, chromatofo-kusace. 8.Chromatografie reverzně fázová a iontově párová. Hydrofobní c chromatografie 9.Chromatografie gelová. 10.Chromatografie afinitní. 11 .Elektromigrační metody. Obecné charakteristiky a vlivy. 12.Elektroforesa volná a zónová 13.Izo-elektrická fokusace. 14.Isotachoforesa. Cílem této přednášky je, aby studenti získali základní znalosti o separačních metodách využívaných v biochemii a molekulární biologii pro purifikaci bílkovin. První část je věnována úvodním metodám práce se vzorky biologického materiálu jako jsou extrakce, cemtrifugace, srážení, ultrafiltrace a lyofilizace. Další část je věnována chromatografickým metodám. V poslední části jsou podány infromace o elektromigračních metodách. C6270 - Metody separace proteinů - cvičení z, 0/0/3, 3 kr., jaro Předpoklady: (C3580 A (C3600 V C3620)) Doporučení: Základní znalosti z obecné biochemie získané absolvováním přednášek Biochemie I (C3181) nebo Biochemie (3580) a přednášky Metody separace proteinů (C6260). l.Uvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Strategie a plánování . 2.Desintegrace tkání a buněk.Centrifugace a sedimentační analýza. 3.Fázové sepa-race. Srážení a extrakce. Membránové separace. 4.Zahušťování a sušení. Úprava vody. 5.Chromatografické metody. Obecné principy a charakteristiky. 6.Chromatografie adsorpční a rozdělovači. 7.Iontoměničová chromatografie, chromatofo-kusace. 8.Chromatografie reverzně fázová a iontově párová. Hydrofobní c chromatografie 9.Chromatografie gelová. 10.Chromatografie afinitní. 11 .Elektromigrační metody. Obecné charakteristiky a vlivy. 12.Elektroforesa volná a zónová 13.Izo-elektrická fokusace. 14.Isotachoforesa. Cílem toho cvičení je, aby studenti získali základní znalosti o separačních metodách využívaných v biochemii a molekulární biologii pro purifikaci bílkovin. První část je věnována úvodním metodám práce se vzorky biologického materiálu jako jsou extrakce, cemtrifugace, srážení, ultrafiltrace a lyofilizace. Další část je věnována chromatografickým metodám. V poslední části jsou podány infromace o elektromigračních metodách. 223 3 Předměty chemické sekce C6280 - Chemie životního prostředí III zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Doporučení: Absolvování základních přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie a biochemie a přednášky Chemie životního prostředí II na úrovni studijníého programu Chemie a Biologie Atmosféra - základní charakteristiky - složení, teplotní stratifikace atmosféry, tlak vzduchu, energetická bilance, teplota vzduchu, teplotní gradienty. Atmosférické aerosoly, dělení dle skupenství, původu, vzniku, velikosti, účinku, složení. Mechanismy atmosférického propadu. Znečištění atmosféry, atmosférické reakce, příklady, reakce s OH radikály. Síra v atmosféře, formy výskytu, biogenní a antro-pogenní sloučeniny. Oxid siřičitý. Dusík v atmosféře, formy výskytu, mechanismus tvorby NOx. Uhlík v atmosféře, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, skleníkový efekt, uhlovodíky v atmosféře. Ozon v atmosféře, význam, vznik a rozklad, vznik ozonu v přízemních vrstvách atmosféry, ozónová vrstva a působení UV záření. Fluorovodík, olovo, tuhé částice v atmosféře. Další příklady látek znečišťujících atmosféru. Acidifikace prostředí. Mechanismy okyselování depozice. Vlivy acidifikace na vodu a vodní ekosystémy, půdu, vegetaci, lesy, stavby a jiná zařízení a na zdraví člověka. Smogy - fotochemický, redukční. Zákon o čistotě ovzduší, mezinárodní konvence o ochraně ovzduší. Hydrosféra, základní charakteristiky, voda a její vlastnosti, hydrologický cyklus. Senzorické vlastnosti vod, pH vody, vodivost, redox potenciál, rozpustnost ve vodě. Chemické reakce ve vodách, hydrolytické reakce, rovnováhy ve vodách (protolytické, komplexotvorné, srážecí, rozpouštěcí, redox) Chemické složení vod, anorganické ionty, tlumivá a neutralizační kapacita, radionuklidy ve vodách, organické látky - fenoly, huminové látky. Dnové sedimenty, vznik, rovnováha voda-sediment, sedimentace, sorpce na povrchu sedimentů. Samočisticí schopnost vody, kyslíkové poměry v tocích a nádržích, chemická a biochemická spotřeba kyslíku. Znečištění vod - primární, sekundární. Typy vod - odpadní, atmosférické, podzemní, povrchové, pitné. Znečištění vod - kovy ve vodách, radioaktivní znečištění, eutrofizace vod, organické polutanty ve vodách - fenoly, ropné znečištění, pesticidy, detergenty, halogenderiváty. Pedosféra - vznik půdy, složky půdního systému, humus, genetické horizonty, sorpční kapacita, zvetrávaní, transport a reakce chemických látek v pedosféře, chemické složení půd. Znečištění půd - primární, sekundární, kovy, živiny, organické polutanty. Atmosféra - základní charakteristiky - složení, teplotní stratifikace atmosféry, atmosférické aerosoly, dělení dle skupenství, původu, vzniku, velikosti, účinku, složení. Mechanismy atmosférického propadu. Znečištění atmosféry, atmosférické reakce, příklady - síra, dusík, uhlík, kyslík v atmosféře, formy výskytu, biogenní a antropogenní sloučeniny. Acidifikace prostředí. Smogy. Hydrosféra, základní charakteristiky, voda a její vlastnosti, hydrologický cyklus. Chemické reakce ve vodách, chemické složení vod. Dnové sedimenty, vznik, rovnováha voda-sediment, 224 3 Předměty chemické sekce sedimentace, sorpce na povrchu sedimentů. Samočisticí schopnost vody. Znečištění vod - primární, sekundární. Pedosféra - vznik půdy, složky půdního systému, humus, genetické horizonty, sorpční kapacita, zvetrávaní, transport a reakce chemických látek v pedosféře, chemické složení půd. Znečištění půd - primární, sekundární, kovy, živiny, organické polutanty. C6290 - Atomová absorpční spektrometrie zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro doc. RNDr. Josef Komárek, DrSc. Doporučení: Znalosti z analytické chemie na úrovni základních přednášek. 1.Základní principy, atomová spektra, šířka čáry, rezonanční čára. 2. Přístroje, zdroje záření, lampy s dutou katodou, bezelektrodové výbojky. 3. Spektrální interference. 4. Korekce pozadí pomocí kontinuálního zdroje záření. 5. Korekce pozadí s využitím Zeemanova jevu a metoda Smith-Hieftje. 6. Plameny, hořáky, zmlžo-vače, vzorkovací lodička, Delvesův kelímek, STAT, FIA. 7. Atomizace v plameni, zmlžování, vypařování, chemické reakce. 8. Interference transportu, vypařování a v plynné fázi. Eliminace vlivů. 9. Elektrotermické atomizátory, elektrografit, py-rolytický grafit, wolfram. 10. Konstrukce elektrotermických atomizátorů, WETA, platformová a sondová technika. 11. Elektrotermická atomizace, mechanismy, interference. 12. Modifikátory matrice, vliv organických rozpouštědel. 13. Generování těkavých hydridů, atomizace, interference. 14. Generování studených par rtuti. Základní principy, šířka čar, přístrojové uspořádání a zdroje záření. Plamenová technika, atomizace v plameni, spektrální a nespektrální rušivé vlivy, jejich eliminace a kontrola. Elektrotermické atomizátory, grafit, trubice, platforma, sonda, atomizace, rušivé vlivy, modifikátory matrice. Korekce pozadí v AAS. Generování těkavých hydridů a metoda studených par. C6300 - Atomová emisní spektrometrie s indukčně zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro vázaným plazmatem doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. Doporučení: Předchozí absolvování předmětu Atomová spektrometrie C7031 je výhodou, ale nikoliv podmínkou 1. Úloha a význam plazmové spektrometrie v analytické chemii; princip a fyzikální vlastnosti indukčně vázaného plazmatu (ICP); ICP jako zdroj pro atomovou emisní spektrometrii (AES),atomizační prostředí pro fluorescenční spektrometrii (AFS) a zdroj iontů pro hmotnostní spektrometrii (MS); plazmové hlavice, generátory ICP; přehled zavádění vzorku do ICP 2. Teploty a termodynamická rovnováha v ICP, excitační a ionizační mechanismy; ICP-AES, atomová a molekulová spektra v ICP, intenzita spektrální čáry, normová teplota, „hard" a „soft" spektrální čáry; analytický signál a pozadí, koncentrace ekvivalentní pozadí, standardní odchylka signálu, standardní odchylka pozadí, mez detekce, mez stanovení; analytické vlastnosti ICP-AES. 3. Axiální, radiální a laterální rozdělení intenzity emise ve výboji ICP, emisivita, oblasti ICP výboje; multiplikativní (nespektrální) interference 225 3 Předměty chemické sekce snadno ionizovatelných prvků, multiplikativní (nespektrální) interference kyselin; vliv frekvence generátoru, příkonu do plazmatu, průtoku plynů a výšky pozorování a rychlosti čerpání vzorku na prostorové rozdělení emise, nespektrálních interferencí a mezí detekce; eliminace nespektrálních interferencí volbou robustních podmínek ICP, kompenzace nespektrálních interferencí pomocí porovnávacího prvku; laterální a axiální pozorování výboje - možnosti a omezení. 4. Původ a klasifikace spektrálních interferencí, selektivita; spektrometr, jeho disperze, rozlišení a rozlišovací schopnost, vliv rozlišovací schopnosti spektrálního přístroje na poměr signálu k pozadí a na velikost spektrálních interferencí; vliv spektrálních interferencí a jejich korekce na přesnost a správnost měření, mez detekce a stanovitelnosti v reálných vzorcích; vliv pracovních podmínek zdroje na velikost spektrálních interferencí; algoritmy korekcí spektrálních interferencí; spektrální atlasy. 5. Sum a jeho zdroje v ICP-AES, vystřelový šum, blikavý šum; šum pozadí, šum signálu, přesnost měření, vliv integrační doby na přesnost měření, vliv velikosti signálu na přesnost měření; přesnost, opakovatelnost (krátkodobá, dlouhodobá), mezilehlá opakovatelnost; reprodukovatelnost; drift přístroje, zdroje driftu a jejich eliminace, kompenzace driftu pomocí různých metod s využitím porovnávacích prvků. 6. Kalibrace ICP-AES, linearita kalibračních závislostí, volba modelu, vliv počtu a rozdělení kalibračních vzorků, pásy spolehlivosti; kalibrace při analýze roztoků, příprava kalibračních roztoků; metoda standardního přídavku. 7. Zavádění roztoků do ICP; pneumatické zmlžovače (koncentrický, úhlový, Babingtonův, žlábkový, sítkový, fritový); ultrazvukový zmlžovač, zmlžovač s přímým vstřikováním, ter-mosprej, vyskotlaký hydraulický zmlžovač; tvorba, modifikace a transport aerosolu, vlastnosti zmlžovačů, vlhký a suchý aerosol; elektrotermické vypařování do ICP 8. Zavádění pevných vzorků do ICP; práškové a kompaktní vzorky, vodivé a nevodivé vzorky; zmlžování suspenzí, elektrotermická vaporizace; přímé zavádění pevného vzorku (DSID - direct sample insertion device, SET - sample elevátor technique); elektroabraze (ablace) elektrickou jiskrou, obloukem; laserová ablace. 9. Zavádění plynných vzorků do ICP; generování těkavých hydridů, ostatní těkavé sloučeniny; „on-line" spojení ICP se separačními technikami; speciační analýza s ICP s hmotnostní spektrometrií a separačními technikami. 10. Metodika měření s ICP-AES, příprava roztoků, určení optimálních podmínek měření, měření při malých a velkých poměrech signál/pozadí, korekce pozadí, korekce spektrálních interferencí, kontrola korekčních faktorů, nejvyšší stanovitelný obsah, normalizace výsledků na celkový obsah při stanovení úplného složení. 11. Diagnostika ICP-AES, poměr intenzit atomové a iontové čáry Mg jako kritérium „robustnosti" ICP, kontrola zmlžování, kontrola přenosu energie do plazmatu, kontrola stavu optického systému, metodika měření, regulační diagram, analýza kontrolního vzorku; obvyklé problémy při měření s ICP 12. Příprava vzorků a rozklady vzorků pro ICP spektrometrii s analýzou roztoků, příklady metod tavení vzorků a rozpouštění v kyselinách, příčiny systematických chyb při rozkladech; příprava vzorků pro přímou 226 3 Předměty chemické sekce analýzu pevných vzorků s ICP; omezení v přípravě vzorků při použití ICP s hmotnostní spektrometrií. 13. Přehled aplikací ICP-AES a ICP-MS v analýze technických materiálů, surovin, v geologických vědách, v analýze environmentálních vzorků, potravin, biologických a klinických materiálů. 14. Zdroje a vyjádření nejistot při stanovení ICP spektrometrií; hodnocení analytických výsledků. 15. Současný stav a perspektivy plazmové spektrometrie; rozvoj instrumentace, nové excitační zdroje, miniaturizace. Vysokofrekvenční generátory, plazmové hlavice, ionizační a excitační mechanismy, prostorové rozdělení inetnzity emise, koncentrace ekvivalentní pozadí, la-terální a axiální pozorování ICP Zavádění vzorku do výboje, zmlžování roztoků, technika generování hydridů, vnášení pecných vzorků, elektrotermická vaporizace, jiskrová a laserová ablace, odpařování v el. oblouku. Emisní spektrometry, mo-nochromátory, polychromátory, echelle spektroemtry s CTD detektory, aplikace v analýze materiálů, trendy vývoje plazmové spektroemtrie. C6310 - Symetrie molekul zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc. Doporučení: Pravidla programů nestanovují žádná omezení zápisu předmětu. 1. Symetrie a přírodní vědy, historický přehled. 2. Grupa, vlastnosti grupy, mul-tiplikační tabulka, podgrupa, třída. 3. Prvky a operace symetrie. 4. Bodové grupy symetrie, klasifikace molekul podle symetrie. 5. Maticové reprezentace operací symetrie, charaktery. 6. Neredukovatelné reprezentace, jejich charaktery, degenerace. 7. Tabulky charakterů neredukovatelných reprezentací. 8 . Transformační vlastnosti funkcí x, y, z, xy, xz, yz, x2, y2, z2 a rotací. 9. Nulové a nenulové hodnoty integrálů. 10. Výběrová pravidla pro spektrální přechody. 11. Symetrie molekulových vibrací. 12. Symetrie a chemická vazba. Základní vlastnosti grupy, multiplikační tabulka a třída. Prvky a operace symetrie. Grupy bodové symetrie, klasifikace molekul. Reprezentace grupy, charaktery. Výběrová pravidla ve spektroskopii a alikace v teorii chemické vazby. Cílem předmětu je seznámit s východisky rozboru chemického problému z pohledu symetrie a tento rozbor procvičit. C6320 - Chemická kinetika zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. Doporučení: Absolvování přednášek Fyzikální chemie II a III. 1. Základní pojmy chemické kinetiky: rychlost reakce, rozsah reakce,rychlostní rovnice, řád reakce, elementární reakce, molekularita. Metody k určení řádu reakce 1: počátečních rychlostí, zlomkových časů, poločas reakce, střední doba života. 2. Metody k určení řádu reakce 2: derivační a integrační rychlostní rovnice pro reakce 1. a 2. řádu, nelineární rovnice, metoda izolační. 3. Reakce vratné: dynamická rovnováha, rovnovážná konstanta, reakce unimolekulární a bimolekulární, rych- 227 3 Předměty chemické sekce lostní rovnice lineární a exponenciální. 4. Reakce souběžné (paralelní): rozvětvené, konkurenční, nezávislé. Reakce následné, ustálený stav, předrovnováha. 5. Reakce katalyzované 1: homogenní katalýza, acidobazická katalýza,autokatalýza, enzymová katalýza, rovnice Michalisova-Mentenové, nestacionární kinetika. 6. Reakce katalyzované 2: integrovaná rovnice Michaelisova-Mentenové, složité enzymové reakce (Clelandova symbolika, Kingova-Altmanova metoda), inhibice. 7. Reakce katalyzované 3: heterogenní katalýza, chemisorpce a pokrytí povrchu, adsorpční izotermy (Langmuirova, BET, Freundlichova, Temkinova), uni a bimolekulární reakce na povrchu, inhibice produktem. 8. Reakce řetězové: iniciace, propagace, terminace, reakce radikálové, reakce větvené, polymerace, hoření, exploze. 9. Reakce oscilující: oscilátory (Lotka-Volterra, Brusselátor, Oregonátor), limitní cyklus, rekurentní rovnice Metody relaxační: teplotní, tlakový skok, ultrazvuk, mikrovlny. 10. Dynamická NMR spektroskopie (pravděpodobnostní matice výměny). 11. Závislost rychlostní konstanty na teplotě 1: Arrheniova rovnice, srážková teorie, pravděpodobnostní faktor, Lindemannova teorie unimolekulárních reakcí. 12. Závislost rychlostní konstanty na teplotě 2: plochy potenciální energie aktivovaný komplex, Eyringova rovnice, reakční termodynamika. 13. Lineární vztahy Gibbsovy energie: korelační analýza, rovnice Hammettova a Taftová. Kvantitativní vztahy mezi strukturou a biologickou aktivitou (QSAR). Formální kinetika (rychlost reakce, rychlostní konstanta, řád reakce). Určení řádu reakce (metoda počátečních rychlostí, integrační, frakčních časů, izolační). Reakční mechanismus a rychlostní zákony (molekularita, elementární reakce). Následné, souběžné a zpětné reakce (ustálený stav, rychlost určující krok). Katalyzované reakce (homogenní, enzymatické, heterogenní). Řetězové reakce (polymerace, rozvětvený řetězec). Relaxace a dynamická NMR spektroskopie. Reakční termodynamika (Arrheniova rovnice, kolizní teorie a teorie přechodového stavu). C6330 - Chemická kinetika - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(C6320) Doporučení: Současná účast na přednášce Chemická kinetika (C6320) Stejná jako u přednášky Chemická kinetika (C6320). Praktické výpočty k jednotlivým tématům přednášky Chemická kinetika (C6320). C6380 - Matematické modely v organické chemii k, 1/0/0, 1 kr., jaro prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc. Doporučení: Předpokládá se, že student absolvoval základy organické chemie. 1. Základní pojmy teorie grafů využitelné pro tvorbu modelů organické chemie. 2. Graf jako matematická struktura, orientované a neorientované grafy. 3. Matice sousednosti, spektrum grafu, cesty v grafu. 4. Izomorfismus grafů a kanonické indexování grafu. 5. Základní úlohy teorie grafů. 6. Chemické grafy a matice 228 3 Předměty chemické sekce (molekulový graf, reakční graf). 7. Chemické matice (Bond and Electron matrix, reakční matice). 8. Elementární elektronové procesy. Chemická a reakční vzdálenost. Princip minimální chemické vzdálenosti. 9. Synthonový model organické chemie. Valenční stav atomu a jeho interkonverze. 10. Atomové páry, jejich konverze a reakční mechanismy. 11. Matematický model synthonu. S- a SR-matice. Elementární elektronové procesy na synthonech. 12. Rodina izomerních synthonů (FIS). Synthonový prekurzor/následník. 13. FIS a organická syntéza. Teorie grafů aplikovaná v organické chemii. Chemické grafy a matrice. Elementární elektronové procesy. Chemická a reakční vzdálenost. Princip minimální chemické vzdálenosti (PMCD). Kanonické číslování chemických grafů. Synthonový přístup k organické chemii. Valenční stavy atomů a jejich transformace. Matematický model synthonu. Elementární elektronové procesy na synthonech. Rodiny izomerních synthonů (FIS). FIS a organická syntéza. C6390 - Fyzikální metody organické chemie - kz, 0/0/3, 3+1 kr., jaro laboratorní cvičení Doporučení: Fyzikální, analytická a organická chemie; fyzika. 1. NMR spektroskopie. 2. Infračervená spektroskopie. 3. Ultrafialová spektroskopie. 4. Plynová chromatografie. 5. Vysokotlaká kapalinová chromatografie. 6. Mikrovlnná chemie. C6410 - Analýza organických látek - cvičení z, 0/0/3, 3 kr., jaro Předpoklady: C5420 Doporučení: Znalost základních principů analýzy organických látek. Důkaz a stanovení organoelementů po mineralizaci vzorku. Důkaz a identifikace organické látky (směsi). Ověření metodiky na známém individuu, analýza neznámé struktury. Aplikace reakcí funkčních skupin, derivatizace i spektrálních metodik (FTIR, NMR metodiky, MS). Praktické cvičení z analýzy a identifikace organických látek. C6490 - Terénní cvičení kz, 0/0/0, 5 kr., jaro Doporučení: Absolvování 3 let studia Obecné biologie, zaměření Ekotoxikologie. Absolvování přednášek Systém a evoluce rostlin, Systém a evoluce živočichů a Obecná ekotoxikologie. 1. den: příjezd, ubytování, seznámení s obsahem cvičení 2. - x. den: tématicky zaměřené bloky, během nichž se studenti seznámí s následujícími tématy: a) pedologický průzkum b) určování rostlin c) určování vodních živočichů d) určování půdních živočichů e) chodem observatoře a metodami monitoringu kvality životního prostředí Studenti samostatně vypracují protokoly ze cvičení. Studenti se během několika dnů v krásné přírodě v okolí observatoře Košetice seznámí s řadou terénních metod, které se využívají v environmentálních studiích a monitoringu. 229 3 Předměty chemické sekce C6560 - Biochemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/4, 5 kr., jaro Předpoklady: C5720 Kvalitativní reakce sacharidů. Chromatografie sacharidů na tenké vrstvě, -o- Preparace a identifikace lipidů z vaječného žloutku, -o- Dělení lipofilních barviv ad-sorpční chromatografií -o- Chemické reakce aminokyselin a bílkovin. Papírová chromatografie aminokyselin, -o- Izolace nukleoproteinu ze sleziny, -o- Gelová perme-ační chromatografie v separaci biomolekul. -o- Stanovení bílkovin, -o- pH profil enzymové reakce, -o- Určení rychlosti enzymové erakce. -o- Kinetika enzymové reakce, -o- Enzymové stanovení metabolitů. -o- Použití hexakyanoželezitanu jako umělého akceptoru při studiu respiračního řetězce aerobních organismů, -o- Závěrečný test. Cílem laboratorního kursu jsou studie základních vlastností sloučenin vyskytujících se v biochemických procesech a metodické přístupy ve studiu a analytickém využití enzymů. Obsah první části zahrnuje kvalitativní a kvantitativní reakce sacharidů, lipidů, aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Druhá část se zabývá enzymovou kinetikou a dalším studiem vlastností volných enzymů a enzymů imo-bilizovaných v buňkách. C6710 - Iniciace polyreakcí zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc. Doporučení: Předpokládá se absolvování základní přednášky z organické chemie. 1. Klasifikace polyreakcí - řetězové reakce na dvojné vazbě, - polyadice, - po-lykondenzace. 2.Kinetika řetězových polymerací, iniciace prvního a nultého řádu. 3.Řetězové polymerace,typické struktury monomerů, strukturní a termodynamické hledisko. 4.1niciace radikálových polymerací, štěpení labilních vazeb, termický rozpad peroxo-,azo- a diazosloučenin. 5.0xidoredukční soustavy, netypické iniciátory. ó.Kationtové polymerace-iniciační systémy. 7.Aniontové polymerace-iniciační systémy, komplexní katalyzátory. 8.Fotochemické iniciace. 9.Radiační iniciace. 10.ini-ciace v plasmě. 11 .Elektrochemická iniciace (ECP), klasifikace, přímá a nepřímá iniciace. 12.ECP-vliv experimentálních podmínek. 13.Elektrochemicky iniciované syntézy vodivých polymerů. Tato přednáška je pokročilou přednáškou pro posluchače zajímající se o chemii polymerů. Navazuje a rozvíjí základy podané v základní přednášce z makromolekulami chemie a chemické kinetiky procesů vzniku a iniciace částic schopných zahajovat řetězové a adiční polymerizace na násobných vazbách(radikálové, aniontové, kationtové a komplexní polymerizace), fotochemické iniciace, iniciace zářením, plasmové a elektrochemické iniciace. 230 3 Předměty chemické sekce C6720 - Kvantová organická chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc. Doporučení: Pro úspěšné absolvování předmětu jsou předpokládány znalosti v rozsahu základní přednášky C4060 Kvantová chemie II. 1. Empirické metody mol. orbitalů, HMO metoda, molekuly s heteroatomy, využití výsledků HMO metody, rozvojové koeficienty, molekulové diagraamy a indexy reaktivity. 2. Perturbační počet, perturbace v rámci HMO metody, lokalizační energie. 3. Rozšířená Hueckelova metoda - EHT, Mullikenova populační analýza. 4. Víceelektronová vlnová funkce - Slaterovy determinanty. Přehled pokročilých metod molekulových orbitalů. 5. SCF orbitaly a rovnice. Hartreeho rovnice. Hartree-Fockovy rovnice, Roothanovy rovnice. 6. Repulsní integrály, zanedbání diferenciálního překryvu. Poplova metoda MO. 7. Konfigurační interakce, metody LCI a SCFLCI (Pariserr, Parr, Pople). 8. CNDO metoda. Aproximace jednotlivých integrálů. 9. Metody INDO, MINDO, MNDO, AM1, PM3 a jejich parametrizace. 10. Využití kv. chem. výpočtů ke studiu vlastností molekul a mezimolekulárních interakcí. 11. Neempirické metody (ab initio). Korelační energie. 12. Metoda hustotního funkcionálu. 13. Počítačem podporované modelování molekul. Molekulová mechanika. Tato přednáška je pokročilým kurzem kvantové chemie pro studenty organické chemie. Navazuje a rozšiřuje informace podané v základní přednášce (C4060), zejména teorii molekulových orbitalů a její aplikace v organické chemii. Klíčové kapitoly přednášky jsou: teorie molekulových orbitalů polyatomických molekul, HMO, Hartree-Fockovo přiblížení, metoda konfigurační interakce, pokročilé metody MO na semiempirické úrovni, ab initio výpočty, molekulové modelování a molekulová mechanika. Kurz je doplněn praktickými cvičeními na PC. C6740 - Elektrické vlastnosti molekul zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc. Doporučení: obsahově navazuje na základní přednášky z obecné a fyzikální chemie Molekula jako systém elektrických nábojů. Vlastnosti molekul podmíněné stálou a proměnnou elektronovou hustotou.Dielektrikum v elektrickém poli. Dipólový moment a struktura molekul. Měření a výpočty dipólových momentů. Dielektrické vlastnosti kapalin, krystalů a koloidních soustav. Mezimolekulární in-terakce.Dielektrická ztráta, doba relaxace. Kinetická teorie dielektrické relaxace a viskozity.Optické jevy vyvolané interakcí molekul s elektromagnetickým zářením. Adsorpce molekul na fázovém rozhraní, vliv elektrického pole. Komplexy s přenosem protonu nebo iontu. Komplexy s přenosem náboje. 1. Molekula jako systém elektrických nábojů. Vlastnosti molekul podmíněné stálou a proměnnou elektronovou hustotou. 2. Dielektrikum v elektrickém poli. 3. Dipólový moment a struktura molekul. Měření a výpočty dipólových momentů. 4. Dielektrické vlastnosti kapalin, krystalů a koloidních soustav. 5. Mezimolekulární 231 3 Předměty chemické sekce interakce. 6. Dielektrická ztráta, doba relaxace. Kinetická teorie dielektrické relaxace a viskozity. 7. Optické jevy vyvolané interakcí molekul s elektromagnetickým zářením. 8. Adsorpce molekul na fázovém rozhraní, vliv elektrického pole. 9. Komplexy s přenosem protonu nebo iontu. 10. Komplexy s přenosem náboje. Literatura: 1) P. W. Atkins: Physical Chemistry, 5th edition, p. 751, Oxford University Press, 1994 2) M.V.Volkenštejn : Struktura a fyzikální vlastnosti molekul, CSAV,Praha 1962 3) V.Holba: Fyzikálno-chemické vlastnosti atomů a molekul,SPN,Bratislava 1980 4) O.Exner: Struktura a fyzikální vlastnosti organických sloučenin,SNTL, Praha 1985 5) H.Ratajczak, W.J.Orville-Thomas: Molecular Interactions, ruský překlad, Mir, Moskva 1984 C6750 - Materiálová chemie kovů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Pavel Brož, Ph.D., prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Doporučení: Fyzikální chemie I. a II., Chemická struktura (C3140, C4020, C5020) 1. Uvod - materiálové vědy, materiálové inženýrství, hutnictví, materiálová chemie. Vztah struktury a vlastností kovů, jejich charakterizace. 2. Základní typy struktury kovů (sc, bcc, fcc, hcp), poruchy ve struktuře kovů 3. Intermetalické sloučeniny - základní typy struktury, termodynamický popis, vlastnosti, příklady 4. Struktura a vlastnosti kovů I. -vlastnosti elektrické (polovodiče, supravodiče) - vlastnosti mag-netické(feromagnetika, diamagnetika) - vlastnosti mechanické (pevnost, tažnost) 5. Struktura a vlastnosti kovů II. - vlastnosti optické (odrazivost, barva) - vlastnosti tepelné (tepelná kapacita) - vlastnosti korozní (korozní odolnost) - vlastnosti chemické (katalýza reakcí) 6. Metody zkoušení kovů - chemické, fyzikální, fyzikálně chemické, strukturní, mechanické, technologické 7. Základy výroby kovů, rafinace kovů,označování čistoty, vliv nečistot na vlastnosti kovů - sorpční rafinační procesy - extrakční rafinační procesy, rozdělovači rovnováha 8. Krystalizace kovů - rovnováha tuhá látka-kapalina, způsoby přípravy a vlastnosti mono-krystalů, whiskery a jejich pevnost, růst nové fáze, difúze, směrová krystalizace, výpočty fázových rovnováh, základní typy fázových diagramů 9. Elektrochemická příprava kovů a jejich slitin 10. Tenké kovové filmy, jejich příprava a vlastnosti, transportní procesy v přípravě kovů metody CVD, PVD, MBE, plazmatické nástřiky 11. Speciální materiály příprava a vlastnosti - Kovové kompozity, porézní kovy - Nanokrystalické kovové materiály - Nekrystalické kovové materiály (kovová skla) 12. Základní typy železných slitin: litina, ocel, třídy materiálů, legované oceli, Fe-C fázový diagram, ovlivňování struktury ocele tepelné zpracování 13. Základní typy neželezných slitin - pájky, slitiny lehkých kovů (AI, Mg) - slitiny se střední teplotou tání (Cu, Zn) - slitiny s vysokou teplotou tání (Ti) 14. Svařování kovů, slinuté kovy a kovové soustavy: prášková metalurgie Obsahem předmětu je výklad následujících kapitol: Struktura kovů a intermeta-lických sloučenin. Vlastnosti kovů. Metody zkoušení kovů. Základy výroby kovů: krystalizace, Elektrochemická příprava kovových vrstev, Tenké kovové filmy a je- 232 3 Předměty chemické sekce jich příprava. Speciální materiály - příprava a vlastnosti. Základní typy železných slitin. Superslitiny. Základní typy neželezných slitin. Prášková metalurgie. Cílem kurzu je poskytnout základní informace týkající se chemie kovových materiálů. C6760 - Molekulová dynamika zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Jaromír Toušek, Dr. Doporučení: Fyzikální chemie I a II. 1. Obecný úvod - co je to molekulová dynamika, metody počítačové simulace, srovnání molekulové dynamiky s ostatními metodami počítačové simulace. 2. Newtonovská a Hamiltonovská dynamika - Newtonovy zákony, použití pohybových rovnic, Hamiltonovy rovnice pohybu. 3. Fázová trajektorie - fázová trajektorie jednoduchých systémů, klasifikace dynamických systémů, stabilita a nestabilita systémů. 4. Využití fázových trajektorií - výpočet makroskopických vlastností, problém rovnováhy, vyhodnocování výsledků. 5. Fundamentální distribuce - rozdělení rychlostí, Maxwell-Boltzmannova distribuce, rozdělení měřitelných veličin. 6. Periodické okrajové podmínky - primární a sekundární buňka, translační vektor, transformace souřadnic. 7. Aproximace tuhých koulí - kinematika kolizí tuhých těles, pružné, nepružné srážky, výpočet postkolizních rychlostí a kolizních časů. 8. Aproximace tuhých koulí - simulační algoritmus, vyjádření jednotlivých veličin, počáteční polohy a rychlosti, výpočet makroskopických vlastností, spolehlivost výsledků. 9. Monitorování rovnováhy - parametr uspořádanosti částic, sledování rozdělení rychlostí pomocí Boltzmannovy H-funkce. 10. Přibližné metody rozdělení diferenciálních rovnic - Eulerova metoda, Taylorův rozvoj, chyby při řešení diferenciálních rovnic, stabilita a nestabilita algoritmu. 11. Algoritmy používané v molekulové dynamice - Runge-Kuttova metoda, Verletův algoritmus, predictor-corrector algoritmus, srovnání stability metod. 12. Lennard-Jonesův model - metody používané v molekulové dynamice - úprava potenciálu, tabulka sousedních atomů. 13. Výpočet statických veličin - termodynamické veličiny, jednoduché funkce Ha-miltoniánu, odvozené funkce, radiální distribuční funkce. 14. Výpočet dynamických veličin - korelační funkce, transportní koeficienty. Přednáška by měla studenty seznámit se základními pojmy a přístupy molekulové dynamiky. Obsahem přednášky jsou následující témata: Newtonovská a Hamiltonovská dynamika, fázová trajektorie, výpočet makroskopických vlastností z fázových trajektorií, problém monitorování rovnováhy, periodické okrajové podmínky, aproximace tuhých koulí, Lennard-Jonesův model, metody přibližného řešení diferenciálních rovnic. C6770 - NMR Spectroscopy of Biomolecules zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Radovan Fiala, CSc, Mgr. Jaromír Toušek, Dr., Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D. Doporučení: Familiarity with principles of quantum mechanics will be helpful since quantum-mechanical description of NMR experiments (at the level of product 233 3 Předměty chemické sekce operator formalism) will be used throughout the course. Brief introduction to the theory of NMR is provided in first two lessons, however, course C5320 is strongly recommended. Students should have basic knowledge of protein and nucleic acid structure (at the level of introductory biochemistry courses). 1. Principles of Multidimensional NMR Spectroscopy I 2. Principles of Multidimensional NMR Spectroscopy II 3. Protein Structure Determination I (basic strategy, sequential assignment, side-chain assignment) 4. Protein Structure Determination II (nuclear Overhauser efect and internuclear distances, three-bond scalar couplings and torsion angles, other spatial restraints) 5. Protein Structure Determination III (secondary structure determination, intermolecular complexes, large proteins and membrane proteins) 6. Review Session 17. Nucleic Structure Determination I 8. Nucleic Structure Determination II 9. Nucleic Structure Determination III 10. Dynamics of Biomolecules I (dynamics of molecules and NMR relaxation, theory of relaxation) 11. Dynamics of Biomolecules II 12. Molecular Dynamics I 13. Molecular Dynamics II 14. Review Session II The course will provide introduction to modern NMR techniques which can be applied to extract structural information for small and mid-size biological ma-cromolecules - peptides, proteins, DNA and RNA oligonucleotides. Experimental procedures and computational protocols for determination of three-dimensional structures and dynamics based on NMR data will be discussed. C6780 - Fyzikálne organická chemometrie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. 1. Random sampling, point and interval estimate, tests. Sample and population quantities (mean-average, variance, standard deviation), large and small sets of data, probability distribution and density function (the normal and Student's distributions), degrees of freedom, tests for outliers, null hypothesis, errors of the 1st and 2nd kind. 2. Two random variables and the tests of their similarity. Testing the difference of the means (independent variables and paired, with equal and unequal variances, Euclidean distance, agreement factor, angle between vectors, coefficient of determination, correlation coefficient and its transformations. 3. Linear regression like a proportionality relation Standard deviation of variables and standard error of estimate, standard deviations of regressions parameters, tests for confidence intervals, standard error of prediction, 'hať matrix and influential points, tests of linearity, analysis of residuals. 4. Analysis of variance - additivity and nonadditivity Single-way, two-ways, and two-way s with interaction variance, experiment planning. 5. Multivariable regression, multicollinearity Bias of estimate due to inproper model, parcial F test, stepwise regression, suppression of multicollinearity (ridge regression). 6. Nonlinear and weighted regression, confluential analysis. Linearization of nonlinear regression, use of weighted regression, orthogonal regression with errors in both variables, nonlinear regressions and conditionality tests. 7. Principal 234 3 Předměty chemické sekce component analysis Pretreatment of data (normalization, standardization). SVD -singular value decomposition; principal component scores and loadings, number of significant principal conpoments, reproduction of data from reduced components and loadings. Factor analysis and other variant methods. 8. SVD in regression and correlation analysis Principal component regression (PCR), suppression of the multicollinearity, transformation matrices, target testing, missing data calculation, methods NIPALS and PLS. 9. Planning and optimization of experiments Multiparameter analysis of variance, metods with repetition and separation into groups, latin and graecolatin squares, faktorial designs, Box-Hunter scheme, Plackett-Burman method. 10. Optimization with simplex, relaxation and derivation methods. Modified and supermodified simplex, weighted and two-site simplex, testing criteria for end of optimization. Single dimension optimization, relaxation methods, derivation metods for optimizing of parameters of nonlinear equations. Introduction to probability and statistics, random sampling, point and interval estimates, outlier detection, statistical hypotheses. Matrix calculations in chemistry, matrix decomposition by SVD, PCA, PLS methods. Correlation and regression, correlation coefficients (single, multiple, partial), multivariable regression, multicollinearity, non-linear regression (relaxation, derivative and simplex methods), weighted least squares, confluential analysis. Design and optimization of experiments, analysis of variance, Plackett-Burman plan. Cluster and discrimination analysis. C6790 - Hmotnostní spektroskopie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Pavel Brož, Ph.D., prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Doporučení: Základní kurz fyzikální chemie, Chemická struktura, Kvantová chemie I. (C3140,C4020, C5020, C4060) 1. Postavení hmotnostní spektrometrie mezi spektrometrickými metodami. Fyzikálně-chemické a analytické informace. Základní a molekulární pík. 2. Ionizace nárazem elektronů. Podmínky ionizace nárazem elektronů. Kritické potenciály, fragmentace. Statistická teorie fragmentace. Ionizace polem. 3. Hlavní typy reakcí monomolekulárního rozpadu iontů organických sloučenin. Štěpení vazeb. Přesmyky. 4. Metody chemické ionisace (CI a NCI). Ionisace při atmosférickém tlaku (API a APCI). Fragmentace quasimolekulárních iontů. Kondenzační reakce. 5. Metody desorpce: elektrickým polem, laserem, plazmou 252Cf, rychlými atomy a ionty. 6. Hmotnostní analyzátory I. Základní pojmy vakuové techniky. Sektorové hmotnostní spektrometry. Přístroje s dvojitou fokusací. Detekce metastabilních iontů. 7. Hmotnostní analyzátory II. Dynamické analyzátory. Kvadrupólové hmotnostní spektrometry. Monopolový analyzátor. Iontová past. Iontová cyklotronová rezonance. Průletové hmotnostní spektrometry. Detektory iontů. 8. Kombinace chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií I. Plynová chromatografie -GC/MS, SFC/MS, TLC/MS. 9. Kombinace chromatografických metod s hmotnostní 235 3 Předměty chemické sekce spektrometrií II. Kapalinová chromatografie - LC/MS. Termosprej, elektrosprej, particle beam. lO.Tandemová hmotnostní spektrometrie. Srážková aktivace. Uspořádání sektorových tandemových spektrometrů. Iontová past jako tandem. Interpretace hmotnostních spekter. 11 .Kvantitativní hmotnostní spektrometrie organických sloučenin. Typová spektra. Isotopické píky. Zřeďovací analýza. 12.Hmotnostní spektrometrie v anorganické chemii. Analýza povrchů pevných látek - SIMS. Stopová analýza - SSMS, ICP-MS. 13.Vysokoteplotní hmotnostní spektrometrie. Analýza rovnovážných tenzí par. Získávání termodynamických údajů. Hmotnostní spektrometrie pro pevné látky (DIP). 14.Netradiční hmot.spektrometrie: membránový vstup (MIMS), elektrochemický vstup (DEMS). Správná laboratorní praxe. Knihovny spekter. Současné komerční hmotnostní spektrometry. Obsahem kursu jsou následující témata: Principy a vývoj hmotnostní spektrometrie. Metody ionisace a desorpce: Ionisace elektrony, metody chemické ioni-sace,ionisace polem a desorpce polem. Ionisace laserem, MALDI. Ionisace bombardováním rychlými atomy a ionty. Principy separace iontů; v hmotnostní spektrometrii: Sektorové hmotnostní spektrometry, detekce metastabilních iontů;, dynamické hmotnostní spektrometry. Spojení chromatografických metod s hmotnostní spektrometrií: GC-MS, LC-MS, termosprej, elektrosprej. Analýza povrchů; pevných látek: SI-MS, Stopová analýza: SS-MS, ICP-MS. Sonda pro přímý vstup, membránový vstup, vysokoteplotní hmotnostní spektrometrie, hledání v knihovnách spekter. Cílem kurzu je poskytnout posluchačům základní informace o hmotnostní spektrometrii, které jim umožní orientaci při použití metody v praxi. C6800 - Multinukleární NMR spektroskopie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D. Doporučení: Základní znalosti protonové a 13C NMR spektroskopie. 1. Historický úvod. Základní pojmy: jaderný spin, magnetický moment, magne-togyrický poměr, isotopické zastoupení, magnetizace, populace, Larmorova frekvence. 2. Stínící konstanta, diamagnetické a paramagnetické stínění, Ramseyův vzorec. Lokální a nelokální vlivy. Chemický posun, referenční standardy. Rozsah chemických posunů. 3. Parametry ovlivňující stínící konstantu: oxidační číslo, koordinační číslo, náboj, symetrie, HOMO-LUMO rozštěpení, elektronegativita, normální a inverzní halogenová závislost, nefelauxetická a spektrochemická řada. 4. Korelace chemických posunů s vazebnými délkami, úhly, UV maximy, IR silovými konstantami, Hammetovými sigma konstantami. 5. Vlivy na chemický posun: isotopové efekty, SIIS, magnetická anisotropie chemických skupin, teplota, rozpouštědlo, ASIS. 6. Satelitní signály, isotopomery, výpočet isotopického zastoupení. 7. Chemická ekvivalence a symetrie molekul. Prochirální a C2 skupiny. Homotopická, enantiotopická, diastereotopická a heterotopická jádra. Chirální rozpouštědla, po-suvová činidla. 8. Dipolární interakce. NMR spektroskopie v pevné fázi. 9. Skalární interakce. Interakční konstanta, Diracův model, Pople-Santryho vzorec, redukovaná 236 3 Předměty chemické sekce interakční konstanta. Vlivy na interakční konstantu: s-charakter, hybridizace, elek-tronegativita, koordinační číslo, vazebné úhly, dihedrální úhly, Karplusova rovnice. 10. Konstrukce multipletů. Notace spinových systémů. Jednoduché spinové systémy: AB, ABX, AA'X, AAXX'. Simulace spekter. 11. Relaxace. Relaxační časy TI a T2. Korelační čas. Extréme narrowing limit. Inversion Recovery a Spin Echo metody. 12. Relaxační mechanizmy: dipolární, anisotropie chemického posunu, spinová rotace, skalární relaxace, kvadrupolová, paramagnetická. NOE. 13. Dynamická NMR spektroskopie. Chemická výměna. Ekvivalentní a neekvivalentní systémy. Simulace dynamických NMR spekter. V přednášce jsou diskutovány základní měřitelné veličiny NMR spekter, jako stínící konstanty a chemické posuny, skalární interakční konstanty a relaxační časy. Dále jsou zdůrazněny vlivy chemických a fyzikálních faktorů, strukturních parametrů a vliv chemické výměny na hodnoty těchto veličin. Praktické příklady a problémy jsou uvedeny z oblasti multinukleární NMR spektroskopie anorganických látek. C6810 - Makromolekulami chemie I - cvičení z, 0/0/4, 4 kr., jaro Doporučení: Znalost makromolekulami chemie a struktury a vlastností polymerů 1. Polymerace PP 2. Synthesa PE . 3. Stanovení aditiv v plastech HPLC 4. Stanovení stabilisátorů v plastech GC 5. Měření indexu toku plastů 6. Stanovení dvojných vazeb v plastech IC spektrometrií 7. Identifikace neznámého plastu IC spektrometrií 8. Hodnocení stability plastů 9. Stanovení tepel tání a krystalinity plastů DSC 10. Tahová zkouška plastů 11. Zkouška vrubové houževnatosti plastů 12. Stanovení větvení v plastech pomocí NMR Praktikum z experimentálních metod stanovení fyzikálních vlastností polymerů. C6815 - Struktura a vlastnosti polymerů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Ing. Antonín Sikora, CSc. Doporučení: Základy organické, fyzikální a makromolekulami chemie. 1. Uvod do studia předmětu; Struktura a vlastnostnosti polymerů. Vznik polymerů, zvláštnosti jejich struktury, strukturní proměnné. Molekulární a mezimole-kulární vazby. Vlastnosti polymerů. Formy vztahů mezi vlastnostmi a strukturou. Nomenklatura polymerů. 2. Molekulová hmotnost. Metody stanovení molekulové hmotnosti: viskozimetrie, sedimentační rovnováha, gelová permeační chromatogra-fie, rozptyl světla, osmometrie, chemické metody. Vliv molekulových hmotností na vlastnosti polymerů. 3. Polydisperzita makromolekulárních soustav. Diferenciální a integrální distribuční křivky. Teoretický tvar distribučních křivek. Metody stanovení distribučních křivek. Průměry molekulové hmotnosti a metody stanovení. Distribuce a vlastnosti polymerů. 4. Konstituce polymerů. Konštituční a stavební jednotka. Spojování stavebních jednotek Polymery lineární, rozvětvené, zesítěné. Kopolymery alternující, statistické, blokové, roubované. Konfigurace polymerů. 237 3 Předměty chemické sekce Konfigurační symetrie - ataktické a stereoregulární struktury. Metody stanovení konstituce a konfigurace polymerů. 5. Konfigurace a konformace polymerního řetězce. Primární vazby, valenční úhly. Trans a gauche konformace rotačních izomerů. Statistické klubko. Distribuce vzdálenosti konců volně skloubeného řetězce. Způsoby stanovení rozměrů klubka. Vliv struktury na rozměry statistického klubka. 6. Roztoky polymerů. Ideální roztok. Odchylky polymerních roztoků od ideálního chování. Floryho-Hugginsova rovnice. Aplikace Flory Hugginsovy rovnice při chování roztoků polymerů. Meze platnosti a novější přístupy. 7. Fyzikální stavy polymerů. Plastický, kaučukový, krystalický, sklovitý stav. Fázové přechody; teplota tání, skelného přechodu a tečení. Vliv strukturních faktorů na teplotu Tg a Tm. Účinek změkčovadel. Metody stanovení Tg a Tm. Viskoelastický stav polymerů. Vlastnosti a chování polymerů ve viskoelastickém a ve sklovitém stavu. 8. Polymery v krystalické fázi. Krystalická fáze, krystalové mřížky a uspořádanost. Podmínky vzniku krystalické fáze, Vlivy struktury. Krystalisace z taveniny, z roztoku. Popis kinetiky krystalisace. Metody studia krystalické fáze. Nadmolekulární struktura a morfologie polymerů. Krystalinita. Vztah mezi stupněm krystalinity, strukturou, a vlastnostmi polymeru. Metody studia nadmolekulární struktury. 9. Polymerní sítě. Způsoby výstavby sítí. Nahodilé síťování lineárních polymerů. Bod gelace, změny molekulové hmotnosti před bodem gelace. Závislost obsahu solu na stupni zesítění. Gely. Popis struktury sítí. Metody analysy sítí. Elasticita sítí. 10. Přehled nejčastěji užívaných syntetických polymerních materiálů. Rozdělení, struktura, vlastnosti. Oblasti aplikace synthetických polymerních materiálů. Zajištění potřeb aplikace výběrem či úpravou struktury. 11. Struktura a vlastnosti přírodních polymerů. Přehled struktury a vlastností základních představitelů biopolymerů: polypreny, polysacharidy, proteiny, polynukleotidy. Zvláštnosti struktury přírodních polymerů. 12. Změny struktury při stárnutí a zpracování polymerů. Termická, termooxidační, fotooxidační, jiné destrukce makromolekul. Změny chemické struktury: depoly-merace, degradace, síťování. Vliv na fyzikálně mechanické vlastností. Praktické důsledky. Problémy likvidace plastů. 13. Kombinační přístup při hodnocení struktury a vlastností plastů. Příklady z praktické činnosti výzkumných pracovišť. 14. Souhrn předmětu a doplňky o to co se nevešlo do schématu. Závěrečná diskuse. Přednáška seznamuje s možnými strukturami polymerů a metodami jejich určení a odrazem struktury ve fyzikálních a užitných vlastnostech a jejich stanovení. C6820 - Mechanismy anorganických reakcí zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Dalibor Dastych, Dr. Doporučení: Běžná chemická průprava, absolvování všech základních chemických disciplin 1. Reakce v roztoku, vliv kinetických a aktivačních parametrů, klasifikace re-akčních typů. 2. Reakce spojené s růstem nebo poklesem koordinačního čísla, změny v geometrii, intramolekulární přesmyky, reakce spojené se změnou oxi- 238 3 Předměty chemické sekce dačního stavu, řetězové, oscilační reakce. 3. Substituční reakce (úvod), vytváření a zánik vazeb, molekularita substitučních procesů, koordinační číslo a substituční mechanismus, reakce spojené s přenosem jednoho elektronu. 4. Substituce na dvou-, tří-, čtyř- a pěti koordinovaném středovém atomu. Aplikace na jednotlivé prvky, steroechemické efekty při substituci, trans-efekt. 5. Substituce v oktaedrických komplexech, příklady. 6. Stereochemická výměna ligandů, rotace, pseudorotace, izomerace, přesmyky. 7. Substituční reakce karbonylů a podobných sloučenin. 8. Vliv rozpouštědla a tvorba komplexů, kinetické parametry výměny rozpouštědla, mechanismy tvorby komplexů. 9. Solvatace, vysolovací efekt, vliv iontů, tvorba micel a mikroemulsí, gely. 10. Oxidačně redukční reakce, popis stavů, jednotlivé mechanismy (1. část). 11. Oxidačně redukční reakce, popis stavů, jednotlivé mechanismy (2. část). 12. Aktivace, adice, inserce a migrace pro koordinační sloučeniny. 13. Oxidatívni adice a reduktivní eliminace, eliminace, homogenní katalýza. 14. Závěr opakování. Přednáška je zaměřena na podání základních informací v oblasti detailního rozboru průběhu anorganických reakcí, zvláštní pozornost je věnována komplexo-tvorným dějům a oxidačně-redukčním reakcím. C6830 - Radioekologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Jiří Hála, CSc. Předpoklady: C4430 V C5040 Doporučení: Znalost jaderné chemie v rozsahu základního kursu. 1.Základní pojmy. Veličiny používané v hodnocení biologického rizika ionizujícího záření: lineární přenos energie, radiační a tkáňový váhový faktor, dávka záření a odvozené veličiny. Limity ozáření. Ekologické cesty radionuklidů, přechodové faktory. Cesty vstupu radionuklidů do organismu, distribuce radionuklidů v organismu a vylučování radionuklidů. Radiotoxicita. Faktory, na nichž závisí poškození organismu. Rozdíl v působení velkých a malých dávek záření. Vyjadřování rizika: absolutní riziko, současná problematika rizika malých dávek záření. 2.Přírodní radionuklidy s dlouhým poločasem v životním prostředí. Ekologicky významné nuklidy této skupiny, význam radioaktivních řad pro vnější ozáření, radiační mapy, směrné hodnoty a limity podle české legislativy. Radioaktivita popela, uhlí a stavebních materiálů. Přirozená radioaktivita vody, směrné hodnoty. Stanovení radia. Přirozená radioaktivita atmosféry, směrné hodnoty a limity, průměrná hodnota efektivní dávky (UNSCEAR). Měření radioaktivních aerosolů. 3.Radon a produkty jeho přeměny. Zdroje radonu ve vzduchu budov: podloží staveb, stavební materiály, směrné a limitní hodnoty. Radonový program České republiky. Expozice plicní tkáně: celková potenciální energie alfa záření, ekvivalentní objemová aktivita radonu, veličina „working level" a WLM. Problémy odhadu rizika radonu u horníků uranových dolů a u obyvatelstva. Směrné hodnoty ČR, průměrná efektivní dávka (UNSCEAR). Ochranná opatření. Úprava vody pro odstranění radonu. Me- 239 3 Předměty chemické sekce tody stanovení radonu a dceřinných produktů ve vzduchu a ve vodách. 4. Vliv těžby a úpravy uranové rudy na životní prostředí. Palivový cyklus jaderných elektráren. Chemická úprava rudy, výroba koncentrátu. Zdroje možné kontaminace životního prostředí. Důlní vody, odkaliště. Hlubinné chemické loužení. Kontaminace vzduchu. Situace v ČR a sanační opatření. 5.Kosmické záření. Složky kosmického záření a jejich složení. Závislost ekvivalentní dávky způsobené kosmickým zářením na nadmořské výšce a zeměpisné šířce. Průměrná hodnota ozáření (UNSCEAR). Ozáření posádek dopravních letadel a kosmonautů. Kosmogenní radionuklidy. 6. Jaderné elektrárny a životní prostředí. Struktura jaderné elektrárny. Jaderná elektrárna jako zdroj záření a radionuklidů. Příčiny úniku radioaktivních látek za normálního provozu. Plynné a kapalné výpuste, významné radionuklidy, jejich odstraňování. Charakteristika a vlastnosti ekologicky významných radionuklidů produkovaných jadernou elektrárnou, limity aktivity a dávkových příkonů z provozu jaderné elektrárny. Situace v jaderné elektrárně Dukovany. Vliv radioaktivity ve výpustích na člověka. Postavení jaderné energie ve světové energetice. Hodnocení jaderné energeticky z hlediska životního prostředí: skleníkový efekt, společensko-ekonomické faktory. Riziko z ozáření (UNSCEAR). 7.Monitorování záření a radionuklidů z jaderných elektráren v životním prostředí. Evropské monitorovací sítě, sledované veličiny, principy jejich měření. Metody stanovení obsahu některých radionuklidů (3H, 85Kr, 90Sr, 134+137Cs, transurany) ve složkách životního prostředí. 8.Ha-várie jaderných zařízení. Technické příčiny a zdravotní následky pro obyvatelstvo havárií reaktorů v Černobylské elektrárně a v elektrárně Three Mile Island v USA.. Dopad na životní prostředí, zdravotní následky na Ukrajině a v Evropě. Havárie neenergetických jaderných zařízení. 9.Radioaktivní odpady. Vznik, klasifikace a pohyb radioaktivních odpadů. Zpracování a ukládání nízko- a středně aktivních odpadů z jaderného průmyslu a neenergetického sektoru, typy úložišť. Vysoce aktivní odpad: vyhořelé jaderné palivo, typy meziskladů, trvalá úložiště, ekonomické a politické problémy; ostatní vysoce aktivní odpad, vitrifikace. Význam radioaktivních odpadů pro životní prostředí. V přednášce jsou studenti seznámeni s problematikou výskytu a chování radionuklidů v životním prostředí, s přírodními a umělými zdroji radionuklidů a jejich vlivem na člověka, s metodami monitorování radionuklidů v životním prostředí. C6850 - Chromatografické metody II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc. Doporučení: Znalost základních chromatografických principů a parametrů na úrovni odpovídající úvodní části kurzu C5910, Chromatografické metody I. I. Kapilární elektroforéza a kapilární elektrochromatografie. II. 1 Pohyb iontu v elektrickém poli, základní rovnice, pojmy a parametry. II.2 Principy CE technik a principy CEC, aplikace. II.3 Instrumentace. Kvantifikace. II. Plynová chromatogra-fie. II. 1 Retenční charakteristiky. Tok plynu v porézním prostředí, van Deemterova 240 3 Předměty chemické sekce rovnice a Golayova rovnice. Retenční indexy. II.2 Chromatografie plyn-kapalina. Kolony, kapalné fáze a jejich charakterizace, nosiče. II.3 Adsorpční plynová chromatografie. Charakteristické rysy, srovnání s GLC. Adsorbenty, aplikace. II.4 Kapilární kolony, plněné, WCOT, PLOT, SCOT. Hodnocení kvality. II.5 Mobilní fáze, srovnání vlastností plynů. II.6 GC Instrumentace, nástřik vzorku, detekce. Spojení GC/MS, GC/AED, GC/FTIR. Vícerozměrová GC. Programování parametrů. Předmět navazuje na přednášku C5910 Chromatografické metody I. Detailně jsou diskutovány principy, technika, instrumentace a soudobé trendy v oblasti kapilární elektroforézy (HPCE), elektrochromatografie (CEC) a plynové chromatografie (HRGC). C6860 - Moderní metody analýzy polutantů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Jana Klánová, doc. RNDr. Josef Komárek, DrSc. Doporučení: Absolvování předmětu C6110, Analytická chemie životního prostředí nebo ekvivalentu. Část A: ORGANICKÉ POLUTANTY (A. Hrdlička) A.I. Specifické problémy analýzy organických kontaminantů. A.II. Moderní techniky přípravy vzorku. Automatizovaná Soxhletova extrakce, MAE, ASE, SFE, SPE, SPME, molekulární im-printy. Techniky cloud-point extraction a polymer mediated extraction. Headspace a purge&trap techniky. Membránové separace. Stanovení výtěžnosti. A.III. Úprava vzorků vody, sedimentů, půd a bioty. Automatizace, on-line techniky. Multiresidu-ální schémata. Přímé metody stanovení. A.I V. Kombinované techniky: GC/FTIR, LC/FTIR, GC/OES, GC/AED, HPLC/NMR. Část B: ANORGANICKÉ POLUTANTY (J. Komárek) B.I. Stopová anorganická analýza, praktické aspekty. B.II. Průtoková analýza, instrumentace, prekoncentrace. B.III. Elektrochemické techniky pro speciaci prvků, AS V, elektrodepozice, elektrody. B.I V. Speciace prvků GC. Derivatizace, termická desorpce, způsoby detekce. Příprava vzorku. B.V. Aplikace HPLC,iontová chromatografie, GPC. Způsoby detekce. B.VI. Další techniky, LID AR. Cílem přednášky je rozšíření poznatků získaných v předmětu Analytická chemie životního prostředí. Část zabývající se organickými polutanty (A. Hrdlička) je věnována především soudobým technikám přípravy vzorku a technikám spojujícím vysoce účinnou separaci se specifickou detekcí. Diskutována je rovněž problematika zpracování jednotlivých typů environmentálních vzorků. Část týkající se anorganických polutantů (J. Komárek) uvádí požadavky na stopovou anorganickou analýzu a dále se věnuje průtokové injekční analýze, speciaci prvků pomocí elektrochemických technik a plynové chromatografie, aplikacím chromatografie kapalinové a dalším technikám. 241 3 Předměty chemické sekce C6890 - Environ. aspekty průmyslových činností zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Antropogenní činnosti v prostředí - definice pojmů, rizika. Hlavní druhy technologií ovlivňují životní prostředí. Energetika - hlavní technologie, současný stav, alternativní zdroje. Chemický průmysl. Petrochemický průmysl. Železná a neželezná metalurgie, výroba koksu. Dřevozpracující průmysl, výroba buničiny a papíru. Potravinářský průmysl. Doprava. Zemědělství. Hlavní technologie sloužící pro zajištění čistoty ovzduší - čištění spalin - odsiřování, denitrifikace, odlučování tuhých částic, úprava paliv, současný stav a perspektivy. Úprava a čištění vod - mechanický, chemický, biologický způsob, technologické linky velkých a malých čistíren odpadních vod, kalové hospodářství. Sanace kontaminovaných půd. Odpady - dělení, legislativa, hodnocení, způsoby likvidace - třídění, spalování, skládkování, solidifikace, další způsoby, bezodpadové technologie. Antropogenní činnosti v prostředí - definice pojmů, rizika. Hlavní druhy technologií ovlivňují životní prostředí. Hlavní technologie sloužící pro zajištění čistoty ovzduší - čištění spalin - odsiřování, denitrifikace, odlučování tuhých částic, úprava paliv, současný stav a perspektivy. Úprava a čištění vod - mechanický, chemický, biologický způsob, technologické linky velkých a malých čistíren odpadních vod, kalové hospodářství. Sanace kontaminovaných půd. Odpady - dělení, legislativa, hodnocení, způsoby likvidace - třídění, spalování, skládkování, solidifikace, další způsoby, bezodpadové technologie. C6900 - Biofyzikálni faktory ŽP k, 2/0/0, 2 kr., jaro prof. RNDr. Vratislav Kapička, DrSc, RNDr. Bohumír Madejewski, CSc. C6940 - Speciální seminář III (ApBC) kz, 0/2/0, 2+1 kr., jaro doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Doporučení: Biochemie I, II. Referáty posluchačů na vybraná témata. Referáty posluchačů na vybraná témata. C6950 - Exkurze z, 0/0/0, 0 kr., jaro Návštěva celkem 10 podniků se zaměřením na organickou, anorganickou a biochemickou výrobu. Exkurze do podniků s chemickou výrobou v České republice. C6960 - Odborná praxe z, 0/0/0, 0 kr., jaro C6961 - Odborná praxe z, 0/0/0, 5 kr., jaro 242 3 Předměty chemické sekce C7000 - Oborový seminář I z, 0/2/0, 2 kr., podzim Doporučení: Studenti magisterských a doktorských studijních programů Zprávy o postupu a prezentace výsledků samostatných projektů, diplomových a disertačních prací. Informace z literatury o nejnovějších výsledcích a vývoji v oboru. Referátové zpracování přehledných článků. Předpoklady: C2062 A C3022 A C4020 A C4050 A C4182 A CJA04 A souhlas Doporučení: Po dohodě s učitelem se vybrané téma stane zadáním diplomové práce. Práce na vybraném tématu výzkumu pod vedením vedoucího diplomové práce. Mgr. Jan Havliš, Dr., RNDr. Jiří Pazourek, Dr. Doporučení: C3100 + C4050 Analytická chemie (nebo alespoň C1660) Princip plynové chromatografie, difúze v plynné fázi, popis distribuce látek mezi fázemi a charakter interakcí látek ve stacionární a v mobilní fázi. Vliv teploty a tlaku plynu na retenční charakteristiky v plynové chromatografii. van Deemterova teorie. Základní prvky plynového chromatografu, způsoby zavádění vzorku. Tepelně-vodivostní detekce v plynové chromatografii (katharometr). Plamenový ionizační (FID). Detektor elektronového záchytu (ECD). Fotoionizační detektor, vodivostní detektor. Typy kolon v plynové chromatografii, nosiče stacionární fáze. Kapilární kolony v plynové chromatografii, vliv vnitřního průměru kapiláry a tlouštky filmu stacionární fáze na separaci. Adsorpční plynová chromatografie - používané adsor-benty. Zakotvené a chemicky vázané stacionární fáze v plynové chromatografii -jejich vlastnosti, příprava a volba. Požadavky na kvalitu kolon pro plynovou chromatografii. Plynová chromatografie s programovanou teplotou - účel, vliv teploty na separaci a charakterizace retence. Spojení plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií - výhody a možnosti využití. Hlavní oblasti využití a příklady aplikací plynové chromatografie. Head space analýza. Separace iontových sloučenin - principy. Iontově výměnná chromatografie (IEC). Ionexy. Separace iontových sloučenin - aplikace. Systém Dionex. Analýza head-space. Superkritická fluidní chromatografie (SFC). Hodnocení účinnosti separačních metod. Příprava vzorku. Tenkovrstvá chromatografie (TLC). Extrakce kapalina-kapalina. Zrychlená extrakce rozpouštědlem (ASE). Extrakce pevnou fází (SPE), Mikroextrakce pevnou fází (SPME). Superkritická fluidní extrakce (SFE). Základy analytických separačních metod, přechod od extrakcí kapalina-kapalina k chromatografii. Teorie a praxe plynové chromatografie (GC). Iontově výměnná chromatografie. Příprava vzorku pro analytickou separaci. Hodnocení účinnosti separačních metod. C7001 - Diplomová práce I kz, 0/0/10, 10 kr., podzim C7021 - Separační metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim 243 3 Předměty chemické sekce C7031 - Atomová spektrometrie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc. 1. Elektromagnetické záření, elektromagnetická vlna, rychlost ve vakuu, Poyn-tigův vektor, Planckův vyzařovací zákon, foton. Interakce záření s hmotou. Einsteinovy zákony pro absorpci a emisi záření. Metrologie elektromagnetického záření. Energetické veličiny zářivý tok, hustota zářivého toku, zářivá energie, hustota zářivé energie, intenzita vyzařování, zář. Integrální a monochromatické (spektrální) veličiny. Fotometrické veličiny světelný tok, svítivost, jas, osvětlení. 2. Měřící zdroje elektromagnetického záření. Zdroje IR-VIS-UV se spojitým spektrem (tepelné zářiče popsané Planckovým vyzařovacím zákonem), UV-RTG (brzdné záření). Plazmatické zdroje spojitého spektra IR-VIS-UV (výbojky D2, Xe). Zdroje čárového spektra VUV-UV-VIS (nízkotlaké výbojky) a RTG (rentgenky, (-zářiče, synchrotron). Polovodičové zdroje záření (LED). Zdroje koherentního záření (plynové, barvivové a polovodičové lasery). 3. Disperzní prvky pro kmitočtovou analýzu záření v oblasti IR-VIS-UV (hranoly, mřížky, interferometry). Monochro-mátory a polychromátory UV - VIS, optické uspořádání, vlastnosti. 4. Detektory záření UV-VIS založené na tepelných účincích (termočlánky.), na vnějším a vnitřním fotoefektu (fotonky, fotonásobiče, fotorezistory, fotovoltaické články). Plošné integrované detektory (CCD, CID.. ) 5. Atomová absorpční spektrometrie (AAS). Princip AAS, absorpční a emisní profily čar atomů, Bouger-Lamber-Beerův zákon v AAS. Atomizátory v AAS (plameny, elektrotermické atomizátory. Spektrální rušení, neselektivní absorpce záření, příčiny a metody korekce. Nespektrální interference. 6. Optická emisní spektrometrie UV-VIS (OES). Přehled metodik OES. Tepelná, elektronová a zářivá excitace molekul, atomů a iontů. Boltzmannův zákon. Ionizace a Sahova rovnice. Excitační zdroje v OES. Teoretické základy emise a absorpce záření, Kirchhoffův zákon. Průběh závislosti emise záření na koncentraci analytu. 7. Plamenová emisní spektrometrie molekul a atomů (FES). Molekulová a atomová spektra. Instrumentace v FES: plameny, transport vzorku, separace a detekce záření. Spektrální a nespektrální interference. Analytické vlastnosti FES. 8. Oblouková a jiskrová OES, klasická varianta emisní spektrografie. Jiskrové a obloukové generátory, charakter obloukového a jiskrového spektra. Spektrografy s fotografickou detekcí, spektrometry s fotoelektrickou detekcí, kvantometry. Využití vakuové oblasti U V spektra. Analytické vlastnosti a oblast použití. 9. Indukčně vázané plazma (ICP) v OES. Princip funkce, excitační mechanizmy v argonovém plazmatu ICP Spektrální vlastnosti ICP z analytického hlediska, kalibrační závislosti, rozsah, linearita, Meze detekce. Spektrální interference a další rušivé vlivy v ICP OES. Hmotnostní ICP spektrometry. 10. Výboje za sníženého tlaku v OES. Izotermní a neizotermní plazma. Geisslerovy trubice a analýza plynů. Výboj v duté katodě, aplikace ve stopové a izotopové analýze. Grimmův výboj, spektrální vlastnosti a konstrukční uspořádání. Analýza povrchových vrstev a aplikace v technické praxi. Hmotnostní spektrometry s neizotermním plazmatem. 11. Atomová fluo- 244 3 Předměty chemické sekce rescenční spektrometrie. Princip metody, analytické parametry (citlivost, meze detekce, koncentrační rozsah). 12. Elementární analýza, látek rentgenovými paprsky. Vznik primárního a fluorescenčního RTG záření. Serie čar a jejich symbolika, nezářivé pochody v atomech (sekundární a Augerovy elektrony). RTG fluorescenční vlnově disperzní spektrometry simultánní a sekvenční, jejich analytické vlastnosti. Energodisperzní RTG spektrometry a aplikace. 13. Zářivé interference v RTG spektrometrii a jejich korekce. Absorpční RTG spektrometrie a její analytické aplikace. Nezářivé interference a jejich eliminace přípravou vzorku a matematickou korekcí. Praktické aplikace. 14. RTG spektrometrie s buzením záření nabitými částicemi. Elektronová mikrosonda a rastrovací elektronový mikroskop jako zdroje primárního RTG záření a jejich aplikace pro lokální mikroanalýzu. Princip a analytické využití buzení RTG záření protony a ionty. Základní pojmy o záření, Planckův zákon, Einsteinovy zákony, metrologie. Disoerzní optické moduly, základy instrumentace. Emisní a absorpční spektrometrie atomů, iontů a molekul - emise plamene, oblouku, jiskry, duté katody, doutnavých vábojů, laserů, plazmat inertních plynů. C7041 - Molekulová spektrometrie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. 1. Klasifikace optických analytických metod, rozdělení metod molekulové spektroskopie, analytické a strukturní aspekty optických metod, interakce hmota-záření. Fotometrie, jednotky. 2. Molekulová absorpční spektroskopie v ultrafialové a viditelné oblasti: podstata a charakter spekter U V a Vis, molekulové orbitaly, symbolika a členění molekulových termů, multiplicita termů, elektronické stavy molekul. 3. Typy elektronických přechodů v molekulách a jejich projevy ve spektrech, chemická teorie barevnosti (chromofory a auxochromy), tvar a vibrační struktura absorpčních pásů, Franckův-Condonův princip a vibronické přechody. 4. Elektronická spektra důležitých tříd látek: alifatické nenasycené uhlovodíky, deriváty alifatických uhlovodíků, aromatické uhlovodíky, jejich heteroanaloga a substituční deriváty, organická barviva, anorganické ionty a komplexy kovů, spektra přenosu náboje. 5. Vnitřní a vnější efekty ovlivňující elektronická spektra: sterické efekty, tau-tomerní rovnováhy, pH, rozpouštědla. Empirické výpočty elektronických spekter. Instrumentace UV a Vis spektroskopie. 6. Použití UV-Vis spektroskopie: určování struktury organických látek, kvalitativní analýza. Bouguer-Lambert-Beerův zákon, kvantitativní analýza. Analytické využití rozptylu: turbidimetrie, nefelo-metrie, difusní reflektance, titrační varianty optických metod. 7. Luminiscenční spektroskopie: podstata, klasifikace. Fluorimetrie, fosforimetrie, vztah struktura-spektrum, Instrumentace. Elektro-, bio-, termo-, chemiluminiscence, luminiscence v pevném stavu (kandoluminiscence), laserová fluorimetrie. Analytické aplikace. 8. Infračervená spektroskopie, podstata a charakter infračerveného spektra, molekulové vibrace a vznik vibračních spekter, rotační hladiny molekul a rotační spektra, 245 3 Předměty chemické sekce rotačně-vibrační spektra, výběrová pravidla a intenzita absorpčních pásů, vibrační frekvence a vlastnosti molekul. 9. Faktory ovlivňující charakteristické vibrace: vliv skupenství a rozpouštědla, vliv vodíkové vazby, vliv hmotnosti atomů, elektrické vlivy, sterické vlivy, pnutí kruhu, konformace, vibrační interakce. Infračervená spektra organických látek. Instrumentace a pracovní technika. 10. Ramanova spektroskopie: podstata a charakter spekter, instrumentace, pracovní technika a použití. Mikrovlnná spektroskopie. 11. Analytické aplikace infračervené a Ramanovy spektroskopie. 12. Magnetická rezonanční spektroskopie: spektroskopie nukleární magnetické rezonance, podstata NMR spekter a instrumentace, chemický posun, intenzita rezonančních signálů, štěpení signálů, spektra 1. řádu, spinové systémy, spektra vyšších řádů. Vliv chemické výměny na spektrum NMR. 13. NMR spektra jader těžších atomů. Použití NMR spektroskopie. Spektroskopie elektronové pa-ramagnetické rezonance. 14. Analytická refraktometrie. Optická rotační disperze, cirkulární dichroismus. Móssbauerova spektroskopie. Fotoakustická spektrometrie. Klasifikace spektroskopických metod, analytické a strukturní aspekty, spektrální rozsahy a procesy. Instrumentace, monochromatizace, zpracování signálu. Molekulová absorpční spektrofotometrie (UV/Vis), Bouguer-Lambert-Beerův zákon. Infračervená spektroskopie, Ramanova spektroskopie. Luminiscence. Mikrovlnná spektroskopie. Analytické aspekty magnetických rezonančních metod. Analytická refraktometrie. C7050 - Elektroanalytické metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Martin Muzikář, Ph.D., doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc. ELEKTROANALYTICKÉ METODY l.Úvod. Zadání literatury, definice elek-troanalytických metod, použité elektrické veličiny, základní pojmy (elektrochemický poločlánek, elektroda, elektrodový děj, elektroaktivní částice, vodiče 1. a 2. třídy, migrace, difúze, konvekce, stacionární děj, Nernstova difuzní vrstva, gradient elektrického a chemického potenciálu), klasifikace elektroanalytických metod. 2. Potenciometrie (klasická, iF= 0). Definice potenciometrie, potenciál, napětí, elektromotorické napětí, Nernstova rovnice, význam standardního potenciálu, způsoby měření potenciálu (Poggendorfova kompenzační metoda, přímé měření), analogové a digitální přístroje (elektronické milivoltmetry, pH- a pX-metry), indikační elektrody (elektrody 1. druhu: kovové, amalgamové a plynové, elektrody 2.druhu, elektrody redoxní, iontově selektivní elektrody), referentní elektrody. 3. Potenci-ometrické titrace. Princip potenciometrické titrace, titrační křivky pro různé typy reakcí, metody určení bodu ekvivalence (grafické, početně-grafické, Granova lineární transformace, experimentální metody). 4. Iontově selektivní elektrody. Definice ISE, pojmy elektrochemická membrána, transfer iontů, Donnanův kontra Nernstův potenciál, odvození vztahu pro Donnanův potenciál, klasifikace ISE, materiály membrán a konstrukce ISE, pevné a kapalné membrány, plynové a enzymové ISE, kalibrace ISE, kalibrace a mez detekce. 5. Selektivita ISE a selektivitní koeficient, 246 3 Předměty chemické sekce Nikolského rovnice a metody stanovení koeficientu selektivity, praktické využití ISE, měření v průtokových systémech. 6. Měření pH. Definice pH, konvenční stupnice pH, měrné elektrody (vodíková antimonová, bizmutová, chinhydronová, skleněná), seřízení (kalibrace) pH-metru, měření tzv. pH v nevodném prostředí. 7. Elektrolýza. Základní pojmy (galvanický článek kontra elektrolyzér, anoda, katoda, polarizace elektrod, typy přepětí, ideálně polarizovatelná a ideálně nepolarizova-telná elektroda, depolarizátor), polarizační křivky a jejich záznam, materiály indikačních elektrod a jejich potenciálová tzv. okna. 8. Elektrogravimetrie. Princip metody, pracovní a pomocné elektrody, vlastnosti vyloučeného povlaku, elektrogravimetrie za konst. napětí (rozkladné napětí, vylučovací potenciál a vylučovací zóna, podmínky pro kvantitativní vyloučení), elektrogravimetrie za konst. potenciálu (i-t závislost, tříelektrodové zapojení s potenciostatem, princip potenciostatu), elektrolytické oddělování, vnitřní elektrolýza. 9. Coulometrie. Princip metody, srovnání coulometrie a elektrogravimetrie, Faradayovy zákony, elektrochemický ekvivalent, rozdělení coulometrických metod podle pracovního režimu. Potenciostatická coulometrie. Základní princip, i-t-křivky, měření prošlého náboje, princip integrátoru, Linganova nádobka, coulometrické stanovení počtu elektronů). Amperostatická coulometrie. Princip na základě polarizačních křivek, metoda určení tlouštky galvanických povlaků. Coulometrická titrace. Princip metody na základě polarizačních křivek, indikace ekvivalence, přístroje a zařízení, typy reakcí pro coulometrické titrace. 10. Polarografie. Vymezení pojmů polarografie a voltamperometrie. Klasická DC polarografie. Princip, rtuťová kapající elektroda, nádobky, polarografy, anodicko-katodické zapojení, vyhodnocení polarografických křivek, pola-rografické proudy (difuzní, kapacitní, kinetický, katalytický, adsorpční, maxima), rovnice reverzibilní katodické vlny a logaritmická analýza, derivační polarografie, tast-polarografie, využití DC polarografie v praxi. 11. AC polarografie. Princip metody, zapojení, praktické použití, srovnání výhod a nevýhod AC a DC polarografie. SW polarografie. Princip metody, průběh faradaického a nabíjecího proudu v závislosti na obdélníkovém napětí, srovnání SW a AC polarografie. Pulzní metody. Princip normální (NPP) a diferenčně pulzní (DPP) polarografie, srovnání DPP a SW polarografie. 12. Voltamperometrie. Definice a vymezení, indikační elektrody (materiály, použitelný rozsah potenciálů, konstrukce), hystereze, přehled jednotlivých metod. Rozpouštěcí voltamperometrie. Princip metody, elektrody a přístroje, anodická, katodická a adsorptivní rozpouštěcí voltamperometrie. Cyklická voltamperometrie. Princip metody, použití. Chronopotenciometrie. Princip metody, použití. 13. Voltamperometrické titrace. Princip amperometrické, biamperometrické, potenciometrické (s jednou polarizovanou elektrodou) a bipotenciometrické indikace na základě polarizačních křivek, typy titračních křivek, elektrody a jednoduché elektrické zapojení. 14. Konduktometrie, dielektrimetrie. Základní charakteristika těchto metod. Přímá konduktometrie. Základní pojmy (absolutní rychlost pohybu iontu, elektrolytická pohyblivost, individuální iontová vodivost, molární vodivost 247 3 Předměty chemické sekce elektrolytu, Kohlrauschův zákon nezávislého putování iontů), vodivostní nádobky, měřící přístroje, použití. Konduktometrická titrace. Princip, průběh titračních křivek pro acidobazické a srážecí reakce. Vysokofrekvenční konduktometrie. Popis metody, kapacitivní a induktivní uspořádání elektrod, výhody vysokofrekvenční konduktometrie, její uplatnění. Dielektrimetrie. Princip metody a její použití. Cílem výuky je seznámit studenty se základními elektroanalytickými metodami: Klasifikace elektroanalytických metod. Potencimetrie. Polarografie a voltammetrie. Stripping voltammetrie. Cyklická voltammetrie. Chronopotenciometrie. Elektro-gravimetrie a coulometrie. Voltammetrické titrace. Konduktometrická analýza. C7060 - Stopová analýza zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Josef Komárek, DrSc. Doporučení: Znalosti z analytické chemie na úrovni základních přednášek. 1 .Specifické problémy práce s malým množstvím vzorku. Mikroanalýza, ultra-mikroanalýza, převod z makroměřítka do mikroměřítka, homogenita vzorku, mikro-sonda. Mikrogravimetrie, srážení, filtrace, sušení, žíhání, mikroelektrogravimetrie. Mikrotitrace, odměrné baňky, mikropipety, mikrobyrety, titrační nádobky. 2. Poten-ciometrická, konduktometrická a amperometrická mikrotitrace. Mikro-fotometrie, průtoková mikrokyveta. Mikrometrie, sedimetrie, Mikroanalytické váhy, mikro-váhy. Elektromagnetické váhy, mikrováhy s křemenným rezonátorem. 3. Význam stopové analýzy pro praxi. Stopový obsah, částice v atmosféře a laboratoři, čištění prostoru. Laboratoř pro stopovou analýzu, požadavky na ni, její vybavení a provoz. Jiné možnosti snížení kontaminace ovzduším. 4. Chemické nádobí, materiál, kontaminace a ztráty, čištění, materiál pro úpravu vzorků. Činidla, způsoby čištění a přípravy či-nidel potřebné čistoty, jejich uchovávání, příprava čisté vody, označení kvality činidel. 5. Problémy stopové analýzy a jejich vliv na výsledek. Odběr representativního vzorku, homogenita materiálu. Stabilita vzorku a jeho uchovávání. Kontaminace a ztráty analytu během ana-lytického postupu. 6. Rozklady anorganických vzorků. Autoklávy s teflonovou a křemenou nádobkou. Rozklad v plynné fázi, v kapalné fázi s destilací kyseliny uvnitř autoklávu, hetero-genní rozklad. 7. Rozklady biologických materiálů. Rozklad na mokré cestě minerálními kyselinami, vztah k obsahu uhlíku, rozklady za normálního a vysokého tlaku. Autoklá-vy. Ohřev konvenční a mikrovlnou energií. Mikrovlnné rozkladné systémy za normálního a vysokého tlaku. UV-fotolýza. Nízkoteplotní rozklad mokrou cestou (Fentonovo činidlo). 8. Vysokoteplotní suché spalování, klasická a mikrovlnná muflová pec, rozklad v přítom-nosti kyslíku za normálního tlaku a v uzavřeném systému. Mine-ralizátor Apion. Nízkotep-lotní spalování, radiofrekvenční plazma. Sušení vzorku, tradiční, IR zářením a mikrovlnou energií. 9. Obohacovací techniky ve stopové analýze. Separace mikrokomponenty od makrokomponenty a naopak. Metody destilační, destilace stopových prvků z roztoků, pevných a kapalných vzorků, vypařování matrice z rozto-ků, pevných a kapalných vzorků. 10. Selektivní rozpouštění sto- 248 3 Předměty chemické sekce pových prvků a matrice. Extrakce kapalina-kapalina, dávková, kontinuální, zpětná, extrakce chelátů a iontových asociátů, extrakce stopových prvků a matrice. Třífázová a homogenní extrakce. Sorpce, iontová výměna. Iontoměniče, chelatační sorbenty, polyuretanová pěna, aktivní uhlí. 11. Průtoková analýza, segmentovaný tok, FIA. Disperze, dávkovací jednotky, konstrukce FIA systémů. Měření pH, ISE, ředění vzorků. Prekoncentrace na sorbentech a FIA systémy. Kapalinová extrakce ve FIA, segmentor, separátor fází. 12. Vymrazovaní a zonální tavení. Srážení prvků matrice, srážení stopových prvků, nosné srážení a flotace. Iontová flotace. 13. Elektrochemická depozice na pevných elektrodách, statické a průtokové uspořádání, kombinace s emisní spektrální analýzou, ET-AAS. Vylučování stopových prvků na rtuťové elektrodě, samovolná elektrochemická depozice. Slepý pokus a jeho význam, logaritmicko-normální rozdělení, mez detekce. 14. Metody analýzy povrchů a tenkých vrstev. Spektrometrie s doutnavým výbojem v Grimmově výbojce, laserová ablace, LA-ICP-OES. 15. Stopová analýza organických látek. Derivatizační postupy, reaktory, použití, technika uhlíkového skeletu. Analýza „head space". Plynová chromatografie-hmotová spektrometrie, použití. Infračervená reflexní spektroskopie s mikrozrcáťkem, ATR infračervená spektroskopie. Analýza na velké vzdálenosti. Význam stopové analýzy pro praxi. Mikroanalýza a ultramikroanalýza. Laboratoř pro stopovou analýzu, chemické nádobí, činidla. Vzorek, jeho homogenita a uchovávání. Rozklady vzorků. Obohacovací techniky ve stopové analýze. Separace stopových prvků a matrice. Slepý pokus a jeho význam. Metody analýzy povrchů. Stopová analýza organických látek. C7070 - Analytická chemie v klinické labor. zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim diagnostice doc. Ing. Vratislav Chromý, CSc. C7080 - Lasery v analytické chemii zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc. 1. Principy laserové techniky: Einsteinovy zákony pro emisi a absorpci záření, pojem koherence záření, inverzní populace, metastabilní stavy atomů a molekul, aktivní prostředí. 2. Zesilovač a generátor záření. Optická zpětná vazba, rezonátory, módy, kvalita Q, pojem Q-modulace. Modulace aktivní a pasivní, synchronizace módů, femtosekundové oscilátory. 3. Aktivní prostředí laserů: Plynové lasery (He-Ne,), energetické diagramy; molekulové C02, N2, HCN lasery; lasery v pevné fázi (rubínový a Nd-YAG), optické čerpání, pulsní a kontinuální provoz; iontové lasery (Ar); excimerové lasery (KrF); polovodičové lasery (GaAs, CdHgSeTe); chemické lasery (HF). 4. Plynule laditelné lasery barvivové (Rhodamin), pevnolátkové (Sa-fír:Ti), frekvenční a spektrální vlastnosti, konstrukce jednomódových laditelných laserů. Pulsní lasery, koherence a frekvenční spektrum záření krátkých impulsů. 5. Výkonové parametry laserů: Kontinuální, šum a stabilita; Pulzní výkon, délka 249 3 Předměty chemické sekce pulsů, stabilita. 6. Laserové záření a optické vlastnosti materiálů, průchod elmag. záření hmotným prostředím, nelineární optika; absorpce záření v povrchových vrstvách pevných materiálů. 7. Analytické aplikace s využitím vysoké koncentrace energie v paprsku: Laserová ablace pro povrchovou a lokální analýzu materiálů v kombinaci s dalšími spektrálními metodikami (AAS, ICP, OES); laserová jiskra v emisní spektrometrii, MALDI. 8. Laserová spektrometrie nenasycených stavů: atomová fluorescence fotoionizace (jedno- a dvoufotonová) a její analytické aplikace (LEI), Ramanova spektrometrie, absorpční spektrometrie UV-VIS-IR s vysokým rozlišením, optoakustická spektrometrie, absorpční spektrometrie nízkých absorbancí. 9. Laserová spektrometrie nasycených stavů (saturační spektrometrie) bezdopplerovská absorpční spektrometrie jedno- a dvoufotonová, frekvenční standardy, absorpční spektrometrie vysokých absorbancí, heterodynní spektrometrie. 10. Detekce jednotlivých atomů a molekul, prostorová orientace molekul v pevné fázi, prostorová strukturní analýza v nanotechnologiích a biologii. 11. Analýza vzdálených objektů pomocí LIDARu: analýza plynných emisí, smogu, bojových plynů. Analýza nebezpečných vzorků na dálku: spektrální analýza radioaktivního odpadu, vzorků za vysokých teplot (pece, reaktory), nedostupných (stožáry, vrty). 12. Dálkový průzkum Země a zemské atmosféry (heterodynní nelineární spektrometrie, analýza gravitačního pole). Principy laserů a jejich aplikace v chemické analýze materiálů, životního prostředí a řízení a kontrole technologických procesů, základním a kosmickém výzkumu. C7090 - Phosphorus chemistry and heterogenous zk, 0/0/0, kr., podzim katalysis C7110 - Výpočetní technika - aplikace z, 0/1/0, 1 kr., podzim RNDr. Marta Farková, CSc. 1. Seznámení s programem ISIS Draw. 2. Využití programu MS Word ve výuce chemie. 3. Využití programu MS Excel ve výuce chemie. 4. Využití programu MS PowerPoint ve výuce chemie. 5. Seznámení s výukovými programy (zejména s programy k výuce chemie). 6. Použití internetu v chemii a ve výuce chemie. Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi využití výpočetní techniky ve výuce chemie. C7150 - Regulace metabolických drah zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Stanislav Pavelka, CSc. Doporučení: Lze zapsat v 5.,7.,9. semestru po absolvování Biochemie II. I. Biochemické regulace na molekulové úrovni. 1. Přehled základních typů biochemických regulačních mechanismů. 2. Allosterícké regulace - obecně. (Modely allosterických interakcí - symetrický a sekvenční. Kooperativní vazba, homo-tropní a heterotropní interakce). 3. Hemoglobin (Hb) jako prototyp allosterického 250 3 Předměty chemické sekce proteinu. (Biologická funkce Hb, rozdíly mezi Hb a myoglobinem. Změny kvar-terní struktury Hb při vazbě kyslíku. Bohrův efekt - vliv koncentrace H+ a C02 na afinitu Hb ke kyslíku. Vliv 2,3-bisfosfoglycerátu na vazbu kyslíku na Hb). 4. Allosterická regulace enzymové aktivity aspartát transkarbamoylasy (ATCasy). (Funkce ATCasy, biologický význam allosterické regulace. Disociace katalytických a regulačních podjednotek ATCasy. Strukturní základ allosterismu u ATCasy). 5. Regulace bakteriální biosyntézy aminokyselin. (Typy zpětnovazebných inhibicí u rozvětvených metabolických drah). 6. Reverzibilní kovalentní modifikace enzymů. (Úloha fosforylačních a defosforylačních reakcí v regulačních procesech. Modulace aktivity glutamin syntetasy reverzibilní kovalentní modifikací). 7. Modulace enzymové aktivity regulačními proteiny. (Řízení kovalentní modifikace glutamin syntetasy enzymovou kaskádou). 8. Aktivace zymogenů specifickým pro-teolytickým štěpením. (Aktivace trypsinogenu a chymotrypsinogenu. Kaskáda pro-teolytických aktivací zymogenů při koagulaci krve. Funkce vitaminu K při syntéze prothrombinu. Komplexní regulace krevního srážení). II. Regulace metabolismu na úrovni organismu. 9. Přehled metabolických drah. (Od makromolekul potravy k ATP). 10. Glykolýza. (Allosterické regulace klíčových enzymů glykolýzy). 11. Regulace metabolismu glykogenu. (Přehled reakcí biosyntézy a odbourávání glykogenu. Strukturní základ regulace enzymů metabolismu glykogenu. Integrace regulačních mechanismů - udržování konstantní hladiny glukosy v krvi). 12. Ci-trátový cyklus. Dýchací řetězec a oxidatívni fosforylace. 13. Regulace syntézy ATP. (ATP syntasa. Adenin nukleotidový přenašeč. Na+,K+ -ATPasa jako příklad iontové pumpy). Pokročilá přednáška určená pro studenty magisterského a doktorského studia biochemie a molekulární biologie nebo chemie či obecné biologie. Přehled základních typů biochemických regulačních mechanismů na molekulové úrovni. Allosterické interakce, reverzibilní kovalentní modifikace proteinů, modulace enzymových aktivit regulačními proteiny, proteolytická aktivace zymogenů. Regulace metabolismu na úrovni organismu. Koordinace katabolických a biosyntetických reakcí. C7160 - Regulace metabolických drah - seminář z, 0/2/0, 2 kr., podzim RNDr. Stanislav Pavelka, CSc. Předpoklady: N0W(C7150) Doporučení: Souběžné absolvování přednášky C7150 C7280 - Elektrodová kinetika zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc. Doporučení: Fyzikální chemie I a II 1. Rovnovážná elektrochemie. Potenciál a napětí,referentní elektroda, typy elektrod, elektrolýza a Faradayovy zákony. Nernstova rovnice. Rychlost přenosu elek- 251 3 Předměty chemické sekce tronu. Vliv potenciálu na aktivaci reakcí elektroredukce a elektrooxidace.Přepětí, Butlerova a Volmerova rovnice. Vliv potenciálu na Fermiho hladinu elektronů v kovu. Hraniční orbitaly v redoxních reakcích. 2. Marcusova theorie reakcí přenosu elektronu. Reakce inner sphere a outer sphere. Fyzikální model přenosu elektronu. Kvadratická závislost aktivační energie na standardní energii kroku přenosu elektronu. Rychlostní konstanta a transmisní koeficient. Adiabatické a neadiabatické reakce ET. 3. Roztoky elektrolytů při průchodu proudu. Tok složky = tok migrace + tok difúze + tok konvekce. Elektrický proud jako tok nabitých složek. Platnost Ohmová zákona. 4. Transport látek k elektrodě. Rychlost elektrochemického procesu. Řídící krok, transport látky jako nej výhodnější řídící krok. Limitní proud konvektivní difúze. Analyticky řešitelné theorie proudění: podélně obtékaná plotna, válcový kanál, kapková elektroda. Theorie podobnosti, pí- theorém. Čísla: Sherwo-odovo, Reynoldsovo, Schmidtovo. Rotující disková elektroda. Difuzní vrstva a hydrodynamická vrstva. 5. Voltametrie a cyklická voltametrie, inverzní voltamet-rie, pulzní polarografie. Vkládané napětí v čase, proudonapěťová křivka.Randlesova - Ševčíková rovnice. Kriteria reverzibility děje.Dvoustupňové děje v inverzní vol-tametrii. Mikrofáze a makrofáze. DPP a NPP, Cottrellova rovnice pro limitní proud v NPP. Proudová funkce a šířka píku v DPP, ovlivněná amplitudou pulzu. 6. Rychlost a vratnost elektrodových dějů. Rychlost produkce entropie. Nulové přepětí nebo proud limitující k nule jako podmínky vratnosti elektrodových dějů. Relace mezi rychlostí ET a rychlostí transportu látky ovlivňující vratnost.Nernstova rovnice jako kriterium vratnosti. Kinetický parametr v DC polarografii, cyklické voltametrii a pro rotující diskovou elektrodu. Stupňovitost elektrodových dějů. 7. Základy nových polarografických metod. Sinusoidální AC, polarografie čtvercové vlny (square wave), pulzní diferenční polarografie. Nabíjecí proud. Maximální proud. Kinetický parametr, šířka píku. 8. AC impedanční spektroskopie. Impedance, složky in phase a out of phase, závislost na frekvenci. Sériový a paralelní obvod RC. Randle-sův obvod. Warburgova impedance. Transmisní linie. 9. Struktura mezifází elektroda - roztok. Elektrická dvojvrstva Helmholtzův model. Difuzní vrstav Gouy-Chapmanova. Sternova kombinace obou modelů. Grahamova specifická adsorpce. Elektrokapilární maximum. Měření diferenciální kapacity. 10. Heterogenní reakce provázející elektrodový děj. Elektrosyntéza. Voltametrie adsorbovaných látek. Po-lymerní pokrytí na modifikovaných elektrodách. Monovrstva kovu, underpotential deposition. 11. Spektroelektrochemie a charakterizace povrchů. Fotoelektroche-mie, fotoproud. Charakterizace povrchu ve vakuu (ex situ): LEED (low energy electron diffraction), APS (Augerova fotoelektronová spektroskopie), XPS(X-ray photoelectron spectroscopy). Skenovací tunelová mikroskopie jako zobrazení v atomové škále. Skenovací elektrochemická spektroskopie- podstata. Spektroskopická detekce elektrogenerovaných látek v roztoku- UV-VIS, IR. 12. Reaktivní částice v organické elůektrosyntéze. Elektrofory katodických reakcí. Uhlovodíky, organické halogenidy, nitrolátky, karbonylové sloučeniny, oniové sloučeniny. Elektro- 252 3 Předměty chemické sekce fory anodických oxidací. Uhlovodíky, karbonové kyseliny, aminy, kyslíkaté sloučeniny, sirné sloučeniny. Elektrodové reakce klasifikované podle typů: reduktivní tvorba vazeb (coupling), dimerace, adice. Oxidatívni coupling, štěpení, anodická substituce. Elektrodová kinetika (dynamika) pro studenty fyzikální chemie popisuje rovnováhy na elektrodách a v galvanických článcích, transport látky k elektrodě, systémy s konvektivní difúzí, hydrodynamické elektrody a charakteristická čísla, nestacionární metody (voltametrie, mody pulzní polarografie), impedanční spektroskopii, uspořádané iontové vrstvy, příklady vícestupňových dějů, aplikace. C7291 - Aplikovaná termodynamika I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Michal Roth, CSc, prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Aplikovaná termodynamika 11. Podstata problému fázové rovnováhy. Možnosti a způsoby aplikace termodynamiky k jeho řešení. 2. Klasická termodynamika fázové rovnováhy. Rovnováha v heterogenním uzavřeném systému. Gibbsova-Duhemova rovnice. Fázové pravidlo. Chemický potenciál. Fugacita a aktivita. 3. Termodynamické vlastnosti z volumetrických dat. Termodynamické vlastnosti s nezávisle proměnnými T a P. Termodynamické vlastnosti s nezávisle proměnnými T a V. Fugacita čisté kapaliny či tuhé látky. Fázové rovnováhy z volumetrických dat. 4. Mezimolekulové síly a teorém korespondujících stavů. Potenciálové funkce. Elektrostatické síly. Síly mezi nepolárními molekulami. Specifické interakce. Molekulární základ teorému korespondujících stavů. Korespondující stavy u složitějších molekul. 5. Fugacita v plynných směsích. Viriální stavová rovnice a její rozšíření na směsi. Viriální koeficienty z potenciálových funkcí. Viriální koeficienty z teorému korespondujících stavů. Fugacita za vysokých hustot. Rozpustnost tuhých látek a kapalin ve stlačených plynech. 6. Fugacita v kapalných směsích: dodatkové termodynamické funkce. Ideální roztok. Základní vztahy pro dodatkové funkce. Aktivita a aktivitní koeficient. Normalizace aktivitních koeficientů. Aktivitní koeficienty z dodatkových funkcí. Aplikace Gibbsovy-Duhemovy rovnice. Wohlův rozvoj dodatkové Gibbsovy energie. Obsahem kurzu jsou následující témata: Klasická termodynamika fázových rovnováh. Termodynamické vlastnosti z dat měření objemu. Mezimolekulární síly a teorém korespondujících stavů. Fugacity ve směsích plynů. Viriální stavová rovnice. Rozpustnost pevných látek a kapalin ve stlačených plynech. Fugacity v kapalných směsích, dodatkové funkce. Základní vztahy pro dodatkové funkce. Aktivity a aktivitní koeficeinty. Normalizace aktivitních koeficientů. Aktivitní koeficienty a dodatkové funkce. Cílem kurzu je získat orientaci v základech klasické termodynamiky aplikované na soustavy stlačených plynů a kapalin. 253 3 Předměty chemické sekce C7300 - Metody chemického výzkumu - z, 0/0/6, 6 kr., podzim laboratorní cvičení Doporučení: Zvládnutí základů chemické laboratorní techniky a instrumentace. 1. Atomová absorpční spektrometrie 2. Kapalinová chromatografie 3. Přenos kyslíku v biochemii a v biotechnologii 4. Izotachoforetické stanovení dikarboxylových kyselin 5. Elektroforéza na polyakrylamidových gelech 6. Plynová chromatografie 7. EPR spektroskopie 8. Polarografické a voltametrické metody 9. Atomová emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a emisní spektrografie s obloukovým výbojem 10. Rentgenová difrakce 11. Infračervená spektroskopie v MIR a NIR oblastech 12. Hmotnostní spektrometrie 13. NMR spektroskopie 14. Organická syntéza Obsahem cvičení jsou následující úlohy: atomová absorpční spektrometrie, kapalinová chromatografie, přenos kyslíku v biochemii a v biotechnologii, izotachoforetické stanovení dikarboxylových kyselin, elektroforéza na polyakrylamidových gelech, plynová chromatografie, EPR spektroskopie, polarografické a voltametrické metody, atomová emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem a emisní spektrografie s obloukovým výbojem, rentgenová difrakce, infračervená spektroskopie v MIR a NIR oblastech, hmotnostní spektrometrie, NMR spektroskopie, organická syntéza. C7410 - Struktura a reaktivita zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Klán, Ph.D. Doporučení: organická chemie, fyzikální chemie, fyzika 1. Vztah struktury a její reaktivity. Energie, čas, rychlost a rozměr v chemii. Vnitřní parametry struktury a jejich deformace. Fyzikální vlastnosti sloučenin podmíněné (a) polohou a dislokacemi atomových jader a (b) podmíněné elektronovou hustotou a jejími změnami. Prostředky k určování struktury. Aktivace a hnací síla chemických reakcí. 2. Termodynamika vs. kinetika. Termochemické aditivní výpočty. Teorie tranzitního stavu. Hammondův a Curtinův-Hammettův princip. Or-bitalová symetrie a reakční mechanismus. 3. Efekty substituentů. Vztah pro Gibb-sovu energii (LFER). Hammetova rovnice. Taftová rovnice. QSAR. Interakce mezi sigma a pi systémy - hyperkonjugace. Izotopové efekty. 4. Dynamické efekty. Kon-formace acyklických a cyklických uhlovodíků. Vliv heteroatomu na konformační chování. Vliv konformačního chování na reaktivitu. Vztah mezi velikostí kruhu a rychlostními konstantami cyklizačních reakcí. Torzní a stereoelektronové efekty. 254 3 Předměty chemické sekce 5. Aromaticita a antiaromaticita. Aromatické ionty a dipóly. Aromaticita tranzitního stavu v pericyklických reakcích. 6. Solvatace. Chemie v plynné a kapalné fázi. Iontové páry. Hughesův-Ingoldův model. 7. Přenos protonu. Acidobazické rovnováhy ve vodném i nevodném prostředí a v plynné fázi. Vliv substituentů na sílu Bronstedových kyselin a zásad. 8. Nukleofily a elektrofily: ionty a radikály. 9. Přenos elektronu. Ionizační potenciál, elektronová afinita a charge-transfer komplexy. Marcusova teorie. Reakce ve vnitřní a vnější sféře. Přenos elektronu v SN2 a SRNÍ reakcích. 10. Katalýza. Katalýza přechodovými kovy; katalýza heterogenní a s přenosem mezi fázemi. 11. Fotochemie. Excitace elektromagnetickým zářením. Přechody mezi elektronovými stavy. Zářivé a nezářivé procesy. Fotochemie v pevné fázi a na tuhých nosičích. 12. Spinová chemie. Efekt magnetického pole (MFE). Magnetický izotopový efekt (MIE). Chemicky indukovaná dynamická jaderná polarizace (CIDNP). 13. Neklasické aktivace chemických reakcí. Mikrovlnná chemie. Sonochemie. Mechano-chemie. Plazmová chemie. Interakce gamma-záření s organickými látkami. Vliv skupenství. 14. Sledování reaktivních a krátce žijících meziproduktů. Izolace, detekce a záchyt. Laserová spektroskopie. Fotochemie jednotlivých molekul. Kurs struktury a reaktivity se věnuje souvislosti mezi strukturou organických sloučenin a jejich reaktivitou. Diskutují se způsoby chemické aktivace, průběh chemické reakce a metody studia reakčních mechanismů. C7431 - Heterocykly I zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. Doporučení: Znalost Organické chemie 1. Názvosloví heterocvklických slučenin, triviální názvosloví, systematické názvosloví (Hantzsch - Widman) názvosloví kondensovaných heterocyklů. 2. Obecná metodika syntézy heteracvklů: cyklizace (homo a heterocvklizace), 3. cykloa-dice,úprava heterocyklického skeletu. 4. Nearomatické heteracyklické slaučeninv (se zvláštním zřetelem na malé kruhy ) reaktivita , porovnání reaktivity s necyk-lickými slaučeninami a analaogickým heteroatomem. 5. Aromatické heteracykly: Pětičlenné heterocykly s jedním heteroatomem, struktura a vliv heteroatomu na chemické chováni (srovnání). Pyrrol. Základni metody přípravy, chemické vlastnosti a chování vůči elektrofilním, nukleofilním a radikálovým činidlům. 6. Thiofen. Základni metody přípravy, chemické vlastnosti a chování vůči elektrofilním, nukleofilním a radikálovým činidlům. 7. Furan, základni metody přípravy, chemické vlastnosti a chování vůči elektrofilním, nukleofilním a radikálovým činidlům. Nej-důležitější deriváty uvedených heterocyklů a jejich výskyt v přírodě . 8. Pyrroloavá barviva . 9. Indol, chem. struktura a reaktivita, deriváty (zejména amino a hydroxy-, indigo ) . Isoindol a indolisin. 10. 1.3-Azoly, jejich představitelé a struktura. Základní metody jejich přípravy.Chemické vlastnosti základních typů a srovnání s odpovídajícími heterocykly s jednim heteroatomem. 11. 1.2-Azoly, jejich struk- 255 3 Předměty chemické sekce tura a představitele. Základní metody jejich přípravy. Chemické vlastnosti. 12., 13., 14. Inovace. Názvosloví heterocyklických sloučenin. Základní metody syntézy heterocyk-lických sloučenin, cyklizace (homo a heterocyklizace), cykloadice a transformace heterocyklických systémů. Nearomatické heterocyklické sloučeniny s důrazem na malé kruhy, jejich reaktivita a srovnání reaktivity s necyklickými sloučeninami s he-teroatomy. Aromatické heterocyklické sloučeniny. Pětičlenné heterocykly s jedním heteroatomem a jejich benzoderiváty. 1,3-Azoly a 1,2-azoly. C7440 - Koordinace a katalýza zk, 1/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Předpoklady: c2021 A c3022 A c4450 Doporučení: Znalost obecné a organické chemie, organické syntézy. Molekulové orbitaly komplexů přechodových kovů (schopnost tvorby vazeb, typy ligandů, pí-donorní, pí-akceptorní, d-pí- akceptorní ligandy). Aktivní částice a katalytický cyklus (variabilita oxidačního stupně a koordinačního čísla, pravidlo 18 elektronů; vznik aktivních částic-aktivace cestou adice, koordinace; elementární děje-migrace ligandů, insertní reakce, alfa-,beta-eliminace a příbuzné reakce). Vznik jednoduchých a násobných vazeb mezi uhlíkovými atomy (dimerizace al-kenů, zkřížen kopulace, syntéza alkinů,allylová alkylace s využitím paladiových komplexů, dimerizace, eligomerizace a telomerizace dienů, syntéza s využitím sigma- a pí-arenových a pí-cyklohexandienylových komplexů, methatesis allenů). Syntéza karbocyklů (tříčlenných s využitím karbenových intermediátů, čtyřčlenných [2+2]-cykloadice alkenů, pětičlenných cyklooligomerizace butadiénu, modifikovaná Diels-Alderova reakce, [3+2]-cykloadice, šesti a více členných cykloa-dičními, cyklooligomerizačními reakcemi s využitím alkenů, alkadienů a polyenů, acetylénu). Syntéza heterocyklů. Izomerizace alkenů (Alfa-,Beta-nenasycené sloučeniny, konjugované dieny, migrace dvojných vazeb, aromáty). Přímé zavedení karbonylu (syntéza karboxylových kyselin, esterů aj. funkčních derivátů, aldehydů, ketonů, izokyanátů). Redoxní reakce (hydrogenace a redukce násobných vazeb C-C, C-N, N-O, C-O, asymetrická hydrogenace, hydrogenolýza ap.), oxidace alkanů, alkenů (acetoxidace, epoxidace, dehydrogenace ap.). Pokročilý kurz organické syntézy. Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi aplikace přechodových kovů a jejich komplexů v syntéze organických látek. C7460 - Identifikace organických látek - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: c6060 A c5060 Doporučení: Absolvování předmětu Metody chemického výzkumu, znalost principů protonové a uhlíkové NMR, U V-VIS, infračervené a hmotnostní spektroskopie Jaké informace můžeme vyčíst z UV-VIS, IR, NMR a MS spektra. Struktura a její odraz ve spektru. Analýza spekter, zhodnocení získaných informací, předpověď 256 3 Předměty chemické sekce pravděpodobné struktury neznámé látky, zpětné porovnání předpovezené struktury a spektrálních dat. Simulace protonových a uhlíkových spekter na PC, seznámení se software, jeho možnostmi a omezením. Pokročilý kurs pro studenty chemie. Identifikace organických látek na základě komplexu UV-VIS, H-NMR, C-NMR, MS, FTIR spektrálních dat. C7590 - Diplomová práce I (UC) kz, 0/0/5, 5 kr., podzim Předpoklady: ^N0W(C5000) A souhlas C7640 - Analytická chemie - laboratorní cvičení kz, 0/0/4, 5 kr., jaro Předpoklady: C5230 1) KVALITATIVNÍ ANALÝZA 12) KVALITATIVNÍ ANALÝZA II3) GRAVI-METRIE 4) ANALÝZA SLITIN 5) CHROMATOGRAIE NA IONEXU 6) CHE-LATOMETRIE, IONTOVĚ SELEKTIVNÍ ELEKTRODY 7) MANGANOMET-RIE 8) KONDUKTOMETRIE 9) ALKALIMETRIE 10) ARGENTOMETRIE 11) SPEKTROFOTOMETRIE 12) VÍCESLOŽKOVÁ ANALÝZA Studenti si prakticky vyzkoušejí základní analytické metody. C7650 - Školní pokusy kz, 0/0/4, 4+1 kr., podzim Anorganická část Obecná chemie: 1. Reakční rychlost, katalýza, autokatalýza; 2. Elektrochemie; 3. Některé další pokusy využitelné při výuce obecné chemie; Anorganická chemie: 4. alkal. kovy, kovy II. skupiny; 5. III. skupina, motivační pokusy; 6. IV. skupina; 7. V. skupina; 8. V. skupina; 9. VI. skupina; 10. VI. skupina; 11. VIL skupina; 12. přechodné kovy; 13. přechodné kovy; 14. motivační pokusy Část vyučovaná na anorganické chemii je zaměřena na demonstrační pokusy využitelné při výuce obecné a anorganické chemie na střední škole. Organická část kurzu procvičuje jednoduché pokusy z organické a bioorganické chemie využitelné pro vyučování chemii na středních školách. Při provádění pokusů je prohlubována vhodná metodika, respektive didaktická metoda a správná laboratorní praxe. C7660 - Multimedia ve výuce chemie I z, 0/0/4, 4 kr., podzim Doporučení: Výuka je zaměřena na základy tvorby multilediálních prezentací určených pro výuku chemie. V rámce výuky budou studenti seznámeni s využitím videokamery, digitálního fotoaparátu, videodataprojektoru a pod. V průběhu výuky zvládnou základy úpravy fotografií a střihu videa na počítači. Naučí se rocněž pracovat s aplikacemi pro tvorbu chemických vzorců a jednoduchých modelů molekul. 1. Uplatnění multimedií ve výuce chemie 2. Základy kompozice fotografie a videozáznamů. 3. Střih videozáznamů 4. Práce s digitálním fotoaparátem 5. Práce s videokamerou 6. Práce s videostřižnou na PC 7. Editory chemických vzorců a tvorba jednoduchých modelů molekul 8. Programy na tvorbu multimediálních prezentací 9. Tvorba vlastní multimediální prezentace 257 3 Předměty chemické sekce C7665 - Multimedia ve výuce chemie II C7666 - Hranice chemických konceptů z, 0/0/4, 4 kr., podzim z, 0/2/0, 2 kr., podzim Doporučení: žádný Seminář probíhá jako diskuse s úvodním slovem. Témata si zvolí studenti na základě vlastního rozhodnutí. Úvodní slovo i diskuse by měla vést ke kritickému zhodnocení konceptu, jeho současné (a historické) užitečnosti v chemii (a výuce chemie). Na přání studentů mohou být konkrétní témata projednána v angličtině. Kritické hodnocení chemických konceptů. Témata si volí studenti. C7670 - Izotopové metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Jiří Křivohlávek Doporučení: Znalost základů chemie a fyziky. 1. Atomové jádro. 2. Radioaktivní přeměny a jejich rychlost. 3. Vlastnosti ionizujícího záření. 4. Metody detekce ionizujícího záření. 5. Biologické účinky ionizujícího záření. 6. Použití radionuklidů a ionizujícího záření v biologii a lékařství. Přednáška pro biology a mikrobiology poskytuje základní informace o atomovém jádře, radioaktivním rozpadu, absorpci a detekci ionizujícího záření, izotopových efektech, principech použití radionuklidů a radioaktivity v biologii a medicíně. C7680 - Izotopové metody - laboratorní cvičení kz, 0/2/0, 2+1 kr., podzim Předpoklady: N0W(C7670) Doporučení: Znalost základů chemie a fyziky. 1. Bezpečnost práce a principy radiační ochrany. 2. Chyby při měření radioaktivních vzorků. 3. Geiger-Můllerův počítač. 4. Krystalový scintilační detektor. 5. Absorpce záření beta a gama. 6. Kapalná scintilace. 7. Určení poločasu krátkodobého radionuklidů. 8. Aktivace. 9. Spektroskopie gama záření s polovodičovým detektorem. 10. Radioaktivní indikátory v biologii - formou zpracování referátu z odborného článku. Ve cvičení se studenti mají možnost seznámit se základními metodami detekce a měření ionizujícího záření, vyzkoušet si práci se zdroji ionizujícího záření, separaci a studium vlastností vybraných radionuklidů. RNDr. Miloš Černík, CSc. 1. Obecná charakteristika prvků hlavních podskupin a jejich vazebné možnosti. Periodické trendy v chemických vlastnostech p-prvků. 2. Mono- a polynuklidické prvky. Stabilní izotopy a fyzikální metody pro stanovení molekulové struktury. 3. Nekovové prvky a jejich krystalová a molekulová struktura. Vazba v homo-nukleárních dvouatomových molekulách. Spinové izoméry; ortho- a para-vodík. Singletové a tripletové stavy molekuly kyslíku. 4. Allotropie prvků a její význam v chemii. Chemie ozonové vrstvy Země. Allotropy chalkogenů, prvků 15. skupiny C7700 - Chemie nekovů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim 258 3 Předměty chemické sekce a boru. 5. Kyseliny a baze - vývoj konceptu. Čisté kyseliny a jejich relativní acidita; súperkyseliny. Tvrdé a měkké kyseliny a baze. 6. Homopolyatomické kationty a anionty nepřechodných prvků. Polyhalogenové kationty v superacidních prostředích. Polyjodidy a jiné polyhalogenidové anionty. 7. Dioxyniové soli; iontové peroxidy, superoxidy a ozonidy. Kovalentní peroxosloučeniny. Kationta a anionty chalkogenů a prvků 15. skupiny. Anionty prvků 14. skupiny a boridy. Struktura a chemie Zintlových fází. 8. Hydridy - vazba v binárních hydridech, jejich struktura a fyzikální vlastnosti, metody přípravy. Chemie kovalentních hydridů nekovů. 9. Halogenidy - příprava, struktura a chemické vlastnosti binárních a smíšených ha-logenidů nekovů. Interhalogenové sloučeniny; polyhaloniové kationty. 10. Oxidy -obecné metody přípravy, struktura a chemické vlastnosti oxidů nekovových prvků. Kationty odvozené od oxidů dusíku a halogenů. 11. Chemie vybraných oxokyselin nepřechodných prvků a jejich solí. Chemie halogenooxokyselin a halogenid-oxidů nekovů.Fluoridy-oxidy halogenů a příbuzné sloučeniny. 12. Sulfidy, selenidy a telluridy prvků hlavních podskupin. Struktura a chemie sulfidů a selenidů fosforu a podobných sloučenin. Sulfidy arsenu, antimonu a bismutu. Chemie thiokyselin, jejich solí a dalších derivátů. 13. Přehled binárních nitridů. Acyklické sloučeniny s vazbou fosfor-dusík. Kationty a anionty sirodusíkových sloučenin. Cyklofosfa-zeny a cyklothiazeny. Systematická anorganická chemie prvků hlavních podskupin je zaměřena zejména na sloučeniny vodíku, dusíku, kyslíku a halogenů. Systematicky jsou sledovány jak periodicita fyzikálních a chemických vlastností prvků a jej ich sloučenin, tak i vztahy mezi jejich strukturou a chemickou reaktivitou. Zvýšená pozornost je věnována fullerenům a dalším klastrům nekovových prvků, chemii Zintlových fází, superkyselinám, homopolyatomickým kationtům a aniontům a některým důležitým anorganickým heterocyklům. C7720 - Anorganické polymery zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Milan Alberti, CSc. Doporučení: Základní znalosti z anorganické, organické chemie a chemie polymerů Definice,klasifikace a vlastnosti anorganických a organokovových polymerů Reakce vedoucí k tvorbě anorganických a organokovových polymerů Silikony, siloxany, polysiloxany Silany, polysilany, polysilazany, karbid křemíku a nitrid křemíku Krystalické kremičitany Polymery organoborových sloučenin Alumoxany, Alukony a jejich pyrolytické produkty na bázi oxidu hlinitého Organohlinité po-lymerní prekurzory pro keramiku na bázi Al-N Fosfazenové prekurzory pro přípravu polyfosfazenů Polyorganofosfazeny, syntéza, vlastnosti, použití Polymery na bázi S-N, polythiazeny atp. Polymerní koordinační komplexy Sol-gel anorganicko- 259 3 Předměty chemické sekce organické kompozitní materiály a jejich přípravy Syntéza nanokompozitních materiálů pomocí anorganických polymerních gelů Přednáška pojednává o anorganických polymerech, jejich vlastnostech, metodách jejich přípravy a jejich aplikacích. C7740 - Organokovové sloučeniny zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Josef Novosad, CSc. Doporučení: Obecná chemie, Anorganická chemie I a II, Organická chemie 1. Historický úvod, obecná charakteristika organokovových sloučenin, typy vazeb. Obecné metody přípravy organosloučenin nepřechodných kovů a jejich reaktivita. 2. Organokovy prvků 1. a 2. skupiny (Grignardova činidla). 3. Organické deriváty prvků 13. skupiny (organoborany, halogeno- a hydridoorganoborany, kar-borany, borinové a boronové kyselin, organoderiváty hliníku) a podskupiny zinku. 4. Organosloučeniny prvků 14. skupiny (organosilany, sloučeniny s vazbou Sn-C a Pb-C), organosloučeniny prvků 15. skupiny (sloučeniny s vazbou As-C, Sb-C a Bi-C). 5. Organosloučeniny přechodných kovů, charakteristika, metody přípravy, reaktivita. Organické sloučeniny s jednoelektronovými ligandy (sigma-alkyl, aryl, acyl; sigma-alkenyl, sigma-alkinylsloučeniny). 6. Organoloučeniny s dvouelektro-novými ligandy (karbonyly, hydrido-, halogeno-karbonyly, thio- a isokyanidové komplexy, karbenové a olefinové komplexy). 7. Organosloučeniny se tříelektro-novými ligandy (allylové, cyklopropenylové a karbinové komplexy). Sloučeniny se čtyřelektronovými ligandy (butadienové a cyklobutadienové komplexy). 8. Organosloučeniny s pětielektronovými ligandy (metalloceny). 9. Organosloučeniny se šestielektronovými ligandy (arénové komplexy), sedmi a osmielektronovými ligandy. Acetylénové komplexy. 10. Základní reakce v chemii organokovových sloučenin přechodných prvků (koordinace olefinů, substituční reakce, oxidatívni adice a reduktivní eliminace, reakce inserční a deinserční a reakce koordinovaných ligandů). 11. Použití komplexů přechodných kovů v katalýze (polymerizace a oli-gomerizace alkenů a alkinů, syntézy s oxidem uhelnatým). 12. Hydroformylace olefinů, karboxylace olefinů a methanolu, reakce vodního plynu, hydrogenační reakce. 13. Výhledy homogenní katalýzy (výroba acetanhydridu, kyseliny adipové, vinylacetát, aromatické poly karbonáty). 14. Organokovové sloučeniny v biochemii, mikrobiologii a lékařství. Přednáška seznamuje posluchače s poznatky chemie organokovových sloučenin, které se dnes významně uplatňují v mnoha průmyslových odvětvích. Těžiště přednášky spočívá v objasnění syntézy a reaktivity organokovových sloučenin přechodných i nepřechodných kovů a diskusi strukturních a vazebných poměrů a jejich důsledků. Absolventi kurzu by navíc měli získat přehled o systému organokovových sloučenin a metodách jejich charakterizace. 260 3 Předměty chemické sekce Clili - Zacházení s chemickými látkami z, 0/0/0, 0 kr., podzim doc. RNDr. Jiří Příhoda, CSc. Doporučení: Pro všechny studenty, kteří jakýmkoliv způsobem během svého působení v daném ročníku studia manipulují s chemickými látkami. Informace o působnosti: zákona 157/1998 Sb. a zákona 352/1999 Sb., nařízení vlády č. 25/1999 a 258/2001, vyhlášky 27/1999 Sb., které se týkají bezpečnosti při zacházení s chemickými látkami. Probíraná témata: základní pojmy charakteristika nebezpečných látek výstražné symboly, R-věty, S-věty bezpečnostní list funkce autorizované osoby balení a označování nebezpečných látek skladování nebezpečných látek zabezpečení nebezpečných látek odpovědnost pracovníků všeobecné zásady práce v chemické laboratoři likvidace odpadů vzniklých při práci s nebezpečnými látkami likvidace zbytků nebezpečných chemických látek ukládání chemických látek Povinná úvodní přednáška o zacházení s chemickými látkami podle zákona 157/1998 Sb. a zákona 352/1999 Sb. a předpisů souvisejících. C7780 - Inorganic Materials Chemistry zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D. Doporučení: Thorough knowledge of principles and facts covered by the courses of General, Inorganic, Organic, and Physical Chemistry is required. 1. Introduction, Materials Science, Materials Chemistry, Chemical Synthesis of Materials. 2. Physicochemical Methods of Materials Characterization. 3. Basic Inorganic Structure Types. Metals, Ionic, and Covalent Compounds. Defects. 4. Electronic Structure of Solids, Chemical Bonding, Band Theory. 5. Electrical, Mechanical, Thermal, Optical, Magnetic Properties of Materials. 6. Direct Reaction of Solids, Synthesis of Spinel, Kirkendall Ratio. 7. Carbothermal Reduction, Self-Sustaining Reactions, Combustion Reactions, Polymer Pyrolysis, Mechanochemical Synthesis, Micro wave-Assisted Synthesis. 8. Dry High-Pressure Methods, Detonation Reactions, Diamond Synthesis, Hard Materials. 9. Vapor Phase Transport, Aerosol Routes, Flame Hydrolysis. 10. Precursor Methods, Flux or Molten Salt Method, Ionic Liquids, Sonoche-mical Synthesis. 11. Sol-Gel Methods, Hydrothermal Synthesis. 12. Zeolites, Mesoporous Materials, Layered Materials, Intercalation. 13. Growth of Single Crystals. 14. Synthesis of Thin Films, Chemical Vapor Deposition, Self-Assembled Monolayers. 261 3 Předměty chemické sekce 15. Nanostructured Materials. This course covers the basic principles of Materials Chemistry with the emphasis on inorganic materials. The lecture focuses on the relation between structure and propertis of materials. Synthetic methods are grouped according to the physical state of reactants: solid, liquid, and gaseous. Fabrication methods of different shapes are also covered. C7790 - Počítačová chemie a molekulové zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim modelování I prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Mgr. Zdeněk Kříž, Ph.D. Doporučení: Předpokládají se základní znalosti obecné a fyzikální chemie. Znalost základů kvantové chemie je výhodou. 1. Popis geometrie pomocí kartézských a interních souřadnic. 2. Molekulová mechanika, základní typy interakcí a jejich funkční vyjádření. 3. Přehled metod kvantové chemie. 4. Molekulová dynamika, základní vztahy. 5. Pojem hyperplocha potenciální energie (PES). Stacionární body na PES. 6. Minimimalizace energie, relaxace, fixace, driving. 7. Programy SPARTAN, HYPERCHEM. Základní funkce. Metodika studia konformačního chování. Výpočty struktury a energie. Kurs je zaměřen na získání základních znalostí v oblasti výpočetní chemie. Jeho orientace je výrazně aplikační. Student získá přehled o reprezentaci molekul v počítači a o tom, jaké údaje zadat počítačovým programům, aby výsledky modelování byly realistické. V závěru se studenti seznámí s některým uživatelsky příjemným programovým balíkem pro počítačové modelování molekul a molekulárních systémů. C7800 - Počítačová chemie a molekulové z, 0/1/0, 1 kr., podzim modelování I - cvičení prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Mgr. Zdeněk Kříž, Ph.D. Předpoklady: N0W(C7790) Doporučení: Viz C7790 Viz C7790 Viz C7790 C7830 - Kapilární elektroforéza zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. C7870 - Biometrika zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. Ing. Martin Mandl, CSc. Úvod do aplikace vybraných statistických metod na řešení a vyhodnocování experimentálních výsledků v (bio)chemii, biotechnolgii a mikrobiologii, -o- Statistické charakteristiky souboru a výběru, typy rozdělení, -o- Intervaly spolehlivosti, testování hypotéz o statistické významnosti výsledků, -o- Vylučování odlehlých 262 3 Předměty chemické sekce výsledků. Testování výsledků pro Poissonovo rozdělení (aplikace na mikrobiologické metody), -o- Závislost kvalitativních znaků, testování účinnosti bioprepa-rátů. -o- Lineární regrese, zjednodušený test linearity, testování koeficientů a od-lehlosti bodů. -o- Korelační analýza, -o- Lineární regrese v kalibraci metod a určení chyb analýz, -o- Dopad variability výsledků na určení meze stanovitelnosti. -o- Nelineární regresní závislost, význam a typy funkcí jako modelů popisujících daný (bio)proces. -o- Testování volby lineárních a nelineárních modelů, -o- Dopad variability výsledků kinetických měření na vyhodnocení parametrů vybraných procesů v biochemii, fyziologii a biotechnologii, -o- Variabilita v hodnocení růstu mikroorganismů a produkce metabolitů. Cílem přednášky je aplikace vybraných statistických metod pro vyhodnocování údajů získaných z (bio)chemických a biologických procesů. Obsah kurzu je zaměřen na hodnocení experimentálních výsledků a metod, vyjadřování chyb, testování významnosti kvantitativních a kvalitativních údajů a regresní a korelační analýzu s důrazem na využití v (bio)chemii, mikrobiologii a biotechnologii. C7880 - Separační metody II zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim, jednou za dva roky doc. RNDr. Zdeněk Glatz, CSc, RNDr. Oldřich Janiczek, CSc. Předpoklady: (C4182 V C3580) A (C6200 V C6260 V C4830) Doporučení: Základní znalosti z přednášky z obecné biochemie a metod chemického abiochemického výzkumu. A.Elektromigrační metody 1. Uvod do elektromigračních metod -o- 2. Kapilární zónová elektroforéza -o- 3. Izotachoforéza -o- 4. Afinitní elektroforéza -o- 5. Detekce bílkovin po elektroforéze -o- 6. Blotting -o- 8. Elektroforéza nukleových kyselin -o- B.Field Flow Fractionation -o- C.Chromatografické metody -o- 1. Mikro-kolonová kapalinová chromatografie -o- 2. Plynová chromatografie a GC MS -o- 3. Superkritická fluidní chromatografie a extrakce -o- D. Hmotová spectrometrie -o- E. Aplikace afinitních interakcí při purifikaci bílkovin Cílem této přednášky je, aby studenti získali znalosti o separačních metodách využívaných v biochemii a molekulární biologii při separaci makromolekul (proteinů, nukleových kyselin). První část je věnována elektromigračním metodám. Druhá část je věnována chromatografickým metodám a třetí část Field Flow Fractionaci, superkritické fluidní chromatografii a hmotové spektroskopii. C7895 - Hmotnostní spektrometrie biomolekul zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Jan Preisler, Ph.D. Doporučení: Znalost analytické chemie na úrovni základní přednášky. Znalost fyziky na úrovni střední školy. 1. Stručná historie hmotnostní spektrometrie: Přehled metod a instrumentace. Základní koncepty MS (rozlišení, citlivost). 2. Ionizační metody a metody zavádění vzorku: Ionizace elektronovým nárazem (El). Chemická ionizace (Cl). Dout- 263 3 Předměty chemické sekce navy výboj. Indukčně vázané plazma (ICP). Ionizace rychlými atomy (FAB). Ionizace (SIMS). Thermospray (TSI). Elektrospray (ESI). Laserová Desorpce (LD). Plazmová Desorpce (PD). Laserová desorpce za účasti matrice (MALDI). Spojení separace a hmotnostní spektrometrie (on-line, off-line, čipy). 3. Hmotnostní spektrometry: Základy iontové optiky. Simulace pohybu iontů (Simion). Energetické analyzátory. Magnetický sektor. Quadrupólový analyzátor. Iontový cyklotron (FT-ICR-MS). Iontová past (IT). Time-of-Flight hmotnostní spektrometr (TOFMS). Kolizně indukovaná disociace (CID). Tandemová MS (MS/MS). Principy vakuové techniky. Budoucnost MS? Orbitrap. Detektory a detekční elektronika. 4. Aplikace MS: Proteiny apeptidy. Mapování peptidů, proteinové databáze. DNA. Sacharidy. Syntetické polymery. Kurs poskytne základy hmotnostní spektrometrie: ionizační metody, hmotnostní analyzátory, iontové detektory. Důraz bude kladen na hmotnostní spektrometrii biologických látek (ionizační metody MALDI, ESI) a moderní instrumentaci v hmotnostní spektrometrii (TOFMS, iontová past, FTMS). C7910 - Metody chemického zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim, jednou za dva roky výzkumu doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc. Předpoklady: C6200 Doporučení: Biochemie I, II. Fysikální chemie I, II. 1. Uvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Strategie a plánování pokusů. Desintegrace tkání a buněk. ■> 2. Centrifugace preparativní a analytická. ■> 3. Fázové separace. Srážení a extrakce. ■> 4. Membránové separace. Zahušťování a sušení. Čištění vody. -o- 5. Chromatografické metody. Obecné principy a charakteristiky. Adsorpční a rozdělovači chromatografie. -o- 6. Iontoměničová chromatografie a chromatofokusace. Gelová a afinitní chromatografie. Plynová chromatografie. -o- 7. Hmotnostní spektrometrie, -o- 8. Elektromigrační metody. Obecné charakteristiky, vedlejší efekty. Elektroforesa a její modifikace. Isotachoforesa. -o- 9. Imunoche-mické metody, -o- 10. Spektrální metody. Obecná charakterisace, rozdělení, -o- 11. Elektronová spektra atomů a molekul. AES a AAS, užití v biochemii. -0-12. UV- VIS spektroskopie, princip, užití. ■> 13. Typy přístrojů, diferenční a perturbační spektra. Turbidimetrie a nefelometrie. -o- 14. Luminiscenční metody. Spektrofiuorome-trie, využití, omezení, instrumentace. -0-15. Biochemické aplikace, fluorescenční sondy, polarisační fluorescence, -o- 16. IR a Ramanova spektroskopie, -o- 17. Mo-essbauerova spektroskopie. -0-18. NMR a EPR, užití v biochemii. -0-19. Chirop-tické metody. ORD a CD. Principy, význam, užití v biochemii, -o- 20. Kalorimetrie, způsoby měření, druhy přístrojů, užití v biochemii. -0-21. Metody studia velikosti a tvaru biomakromolekul. isotopová výměna, -o- 22. Koligativní metody, osmo-metrie a viskosimetrie. -o- 23. Difuse translační a rotační, -o- 24. Rozptyl světla a Roentgenova záření. Rentgenostrukturní analysa, -o- 25. Elektrochemické metody 264 3 Předměty chemické sekce v biochemii. Principy, rozdělení, -o- Potenciometrie, ISE. Bioselektivní elektrody. 26. Amperometrické metody. Polarografie a voltametrie, biosensory. -o- 27. Sledování rychlých pochodů, metody sledování, užití v biochemii, -o- 28. Vazba ligandů na makromolekuly, typy, metody určování, vyhodnocení. Principy a instrumentace chemických a fysikálních metod pro biochemický výzkum. Jejich aplikace při rutinních stanoveních látek a studium biochemických pochodů. Metodické přístupy při studiu chování biomolekul a jejich přeměn. C7920 - Struktura a funkce proteinů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc, Mgr. Jiří Damborský, Dr., RNDr. Alena Kuderová, CSc, doc. RNDr. Jaromír Marek, Ph.D. Doporučení: Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů biochemie nebo molekulární biologie. 1. Základní strukturní principy architektury proteinů. Stavební prvky proteinů. Motivy struktur proteinů. Doménová struktura proteinů. 2. Role jednotlivých strukturních motivů v biologické funkci proteinů. Proteiny interagující s DNA, tran-skripční faktory, receptory. Rozpoznávání cizorodých molekul imunitním systémem. Membránové proteiny, membránové receptory. Enzymová katalýza. Předpovídání, modelování a navrhování cíleného obměňování struktury proteinů. Metody stanovení trojrozměrné struktury proteinů. 3. Použití technik genového inženýrství pro studium vztahu struktury a funkce proteinů. Metody přípravy rekombinant-ních molekul DNA. Izolace a klonování genů. Genetické elementy řídící expresi genů. Stanovení sekvence DNA. Mutageneze in vitro. Produkce rekombinantních proteinů v heterologních expresních systémech. Přednáška shrnuje základní poznatky o struktuře a funkci proteinů. V její první části jsou probrány strukturní motivy objevující se ve strukturách proteinů a je ukázáno jak mohou tyto motivy vytvářet proteiny se zcela odlišnými funkcemi. Ve druhé části jsou probírány vybrané biologické funkce proteinů a diskutována odlišná řešení struktur proteinů, která se vyvinula k naplnění dané funkce. Ve třetí čáasti jsou uvedeny základní techniky strukturní biologie proteinů a jsou ukázány příklady cíleného inženýrování struktury a funkce proteinů. C7925 - Struktura a dynamika nukleových kyselin zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Eva Fadrná, Ph.D. Předpoklady: C9530 C7930 - Syntézy polymerů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jaroslav Petrůj, CSc. Doporučení: Znalosti organické a fyzikální chemie, základní přehled v makromolekulami chemii. 1. Úvod (historie, specifikace vlastností makromolekulámích látek). Přírodní polymery (typy a zdroje, modifikace). Syntetické polymery (charakterizace podmí- 265 3 Předměty chemické sekce nek syntézy). Monomery (třídění a vztah mezi strukturou a způsobem polymerace). Mechanismy polymerací a elementární děje při syntéze polymerů při radikálových, iontových a koordinačních polymeracích. Zdroje a způsoby syntézy monomerů. Laboratorní postupy při studiu syntézy polymerů. Průmyslové způsoby syntézy polymerů a trendy jejich rozvoje. 2. Základní poznatky o polymeracích. Obecné schéma a jeho varianty. Dílčí děje. Druhy polymerací a způsoby jejich vedení. Polymerce homogenní, heterogenní, srážecí. Polymerace radikálové, iontové, koordinační. Polymerace v bloku (kapalné či pevné fázi), roztokové v suspensi v emulsi. Zvláštní druhy polymerací. Monomery. Význam C, Si, H a v menší míře O, N (P), S pro vznik polymeru. Monomery s násobnými vazbami, cyklické monomery. Struktura monomerů a způsob jejich polymerace. Donor-akceptorové vlastnosti monomerů, komplexy monomerů, reaktivita monomerů. 3. Iniciace a katalýza růstu makromolekul. Iniciace polymerů radikálových: vznik primárních radikálů, chování primárních radikálů, účinnost iniciace. Iniciace polymerací iontových. Vznik iniciujících ani-ontů, kationtů. Katalýza růstu řetězců při polymeracích koordinačních. Katalyzátory Zieglerovy - Nattovy; Philipsovy nosičové katalyzátory. Vzikající donor - akcepto-rové komplexy. 4. Aktivní centra polymerací radikálových, iontových, koordinačních. Reaktivita radikálu, horké radikály. Karboniové ionty, karboniová centra, oxo-niová centra. Karbanionty. Zwitterionty. Radikalionty. Koordinční centra. Pevné, rozpustné Zieglerovy - Nattovy katalyzátory. Transformace center. 5. Propagace. Podmínky propagace termodynamické, chemické, kinetické a vnější vlivy: mezní polymerační teplota, změna entropie, vliv tlaku, vizkozita polymeračního systému, důsledky vzniku polymeru, matriční efekt. Řízená propagace, stereospecifický růst. Polymerace stereoselektivní, stereoataktivní. Polymerace v emulzi. Mechanismus v propagaci. Adice, inzerce, koordinační inzerce. Polymerace otevíráním cyklu. Polymerace na aktivujících ligandech, cyklopolymerace, polymerace s aktivovaným monomerem, izomerační polymerace. Group-transer polymerace. Větvení a síťování. Depropagace. Propagace v živých systémech. 6. Kopropagace (kopoly-merce). Druhy kopolymerací: statistická, periodická (alternující) bloková, roubovací. Kopolymerace statistické: kopolymerační rovnice, diagramy, parametry. Teorie a stanovení kopolymeračních parametrů. Distribuce monomerních jednotek v ko-polymeru. Multisložková kopolymerace. Termodynamika, kinetika kopolymerace. Kopolynerace, při nichž vznikají alternující, blokové a roubované kopolymery. 7. Terminace. Zánik radikálů kombinací, disportiovací. Systémy s brzděnou terminací - gel efekt, zakotvené radikály. Inhilice, inhibitory, substituce. Nestacionární stavy radikálových polymerů, zastupující sektory. Končení iontových polymerací. Terminace za účasti protiiontů. Agregace center, neaktivní komplexy center. Končení koordinačních polymerů. Termince dory, zánikem vazby kov - polymer v aktivním centru, desaktivace katalyzátoru. Kinetika terminace. 8. Transfer. Obecná charakteristika přenosových testů. Retardace. Degradativní přenos. Větvení nebo síťování přenosem. Multifunkční přenašeče, přenos polymerace. Mechanismus nejčastějších 266 3 Předměty chemické sekce přenosů při radikálových polymeracích. Přenosy při aniotových polymeracích, přenosy H-, H+ . Přenosy u kationtových a koordinačních polymerací. Kopolymerující přenašeče. Využití přenosů, regulace délky řetězců. Roubování přenosem. Vznik makromonomeru přenosem. 9. Kinetika. Polymerační rychlost. Kinetika ideálních radikálových polymerací. Reaktivita různě dlouhých radikálů. Kritika nestabilních radikálových polymerací. Rychlost živých iontových polymerací s rychlou nebo pomalou iniciací. Určení rychlosti propagace na volných iontech a iontových párech. Nestacionární polymerace. Kinetika koordinačních polymerací. 10. Distribuce molekulových hmotností produktů adičních polymerací. Střední polymerační stupeň číselný a hmotnostní. Distribuce délek řetězců vzniklých radikálovou polymerací. Molekulové hmotnosti produktů polymerací probíhajících s účastí přenosů. Mayova rovnice. Stanovení molekulových hmotností a jejich rozdělení. Rychlost živých polymerací a distribuční křivky molekulových hmotností jejich produktů. Makroionty. V důsledku vzniku a chování živých center. 11. Syntheza blokových kopolymerů a makromonomeru. Transformace center. Kompatibilizátory v blendech a kompozitech. Fyzikálně vulkanizující kaučuky. Vazebné molekuly. Syntheza roubovaných polymerů. Živé rovnovážné kopolymerace. 12.- 14. Inovace Uvod do oboru. Monomery. Iniciační reakce. Propagace. Radikálové polymerace. Aniontové polymerace. Kationtové polymerace. Koordinační polymerace. Kopropagace a kopolymery. Terminační reakce a přenos. Kinetika polymerací. Řetězové reakce. Polykondenzace, násobná polyadice. Makromonomery. Molové hmotnosti a jejich distribuce. Metody poznávání. Chemické reakce polymerů. Důležité polymery z hlediska jejich výroby, vlastností a aplikačních oblastí. C7940 - Bioanalytické metody zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim Mgr. Jan Havliš, Dr. 1) Analytické postupy klinické chemie a biochemie - rutinní analýzy (automatické analyzátory, vícekanálová a vícekomponentová analýza, validace, standardizace), chiroptické metody (optická rotační disperze, cirkulární dichroizmus), afinitní metody (interakce biochemické a fyziologické povahy jako základ afinit-ních interakcí, metody užití afinitních interakcí - imunoanalytické metody, afinitní chromatografie, afinitní elektroforéza, kvalitativní a kvantitativní charakterizace afinitní interakce), blotting. 2) Základy imunochemie - imunitní systém: antigén, protilátka. 3) Imunoanlýza, v roztocích, v gelech, kombinované metody. 4) Základy molekulární biologie a genetiky - báze, nukleosid, nukleotid, gen, genom, transkripce, translace, struktura a fce RNA a DNA. 5) Supramolekulární analytika, molekulární cytogenetika - DNA diagnostika, DNA diagnostika - PCR a následné metody (ACRS, PCR-ASO, DGGE, SSCP a CMC). Předmět stručně shrnuje pro studenty ne-biologických a ne-biochemických oborů základní vědomosti z analytických postupů v biologických oborech a některé nezbytné teoretické podklady. 267 3 Předměty chemické sekce C7990 - Degradace polymerů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jaroslav Petrůj, CSc. l.Uvod do oboru. 2.Degradace polymerů v inertním prostředí. 3.Mechanismus a kinetika řetězové oxidační degradace polymerů. 4.Mechanismus a kinetika inhi-bovaná oxidace. 5. Antioxidanty a mechanismy jejich působení. ó.Aplikace antioxidantů v polymerech. 7.Světelné stabilizátory, mechanismy jejich působení. 8.Apli-kace světelných stabilizátorů v polymerech. 9.Stabilizace PVC. lO.Plastifikátory a mazací přísady. Antistatika a nadouvadla. 11 .Mechanismus hoření polymerů. Retar-déry hoření. 12.Barviva, pigmenty, koloristika. 13.Plniva a výztuže pro polymery. 14.Strategie a aspekty aditivace polymerů. Úvod do oboru. Degradace polymerů v inertním prostředí. Mechanismus a kinetika řetězové oxidační degradace polymerů. Inhibovaná oxidace. Antioxidanty a mechanismy jejich působení. Aplikace antioxidantů v polymerech. Světelné stabilizátory, mechanismy jejich působení a aplikace. Speciální způsoby degradace polymerů. Plastifikátory a mazací přísady. Antistatika a nadouvadla. Retardéry hoření. Barviva, pigmenty, koloristika. Plniva a výztuže pro polymery. Strategie a aspekty aditivace polymerů. C7995 - Advanced Methods of Biomolecular zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim NMR RNDr. Radovan Fiala, CSc, Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D. Doporučení: Students should have good knowledge of NMR theory at the level of the courses C5320 and/or C6770. The students will get hands-on knowledge of sofisticated experiments used in modern NMR spectroscopy with an accent on techniques for spectroscopy of proteins and nucleic acids. All important exprimental issues from sample preparation and spectrometer setup and calibration trough data aquisition and processing up to spectra evaluation will be discussed as well as practically performed in the laboratory. C7999 - Pokročilé metody NMR spektroskopie z, 0/0/2, 2 kr., podzim Doporučení: Kurz je určen studentům kateder anorganické a organické chemie. 1. Základní ID spektra, pulzní sekvence, nastavení základních akvizičních parametrů, kalibrace pulzů (přímá i nepřímá), výměna sond 2. Zpracování spekter a procesní parametry, dekonvoluce, teplotní měření 3. Homonukleární 2D experimenty: 31P-3 IP COSY, MQF-COSY, NOESY 4. Heteronukleární 2D experimenty: 31P-19F HETCOR, COLOC 5. Inverzní detekce HSQC, HMQC, HMBC, pulzní gradienty 6. Měření jádra 15N, přímá i inverzní detekce, jádra se spinem £ 1/2 (14N, 170),29Si, 77Se, 111 all3Cd, 117all9Sn, 125Te, 195Pt 7. Selektivní a tvarované pulzy, selektivní NOE, kombinované (hybridní) experimenty HSQC-TOCSY Pokročilé metody ID i 2D NMR spektroskopie malých molekul. 268 3 Předměty chemické sekce C8000 - Oborový seminář II z, 0/2/0, 2 kr., jaro Doporučení: Studenti magisterských a doktorských studijních programů Zprávy o postupu a prezentace výsledků samostatných projektů, diplomových a disertačních prací. Informace z literatury o nejnovějších výsledcích a vývoji v oboru. Referátové zpracování přehledných článků. C8001 - Diplomová práce II kz, 0/0/10, 10 kr., jaro Předpoklady: C7001 A ^N0W(C6000) Doporučení: Úspěšný postup prací na vybraném tématu diplomové práce. Práce na vybraném tématu výzkumu pod vedením vedoucího diplomové práce. C8022 - Separační metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Jiří Pazourek, Dr. Předpoklady: C7021 Doporučení: C3100 + C4050 Analytická chemie (nebo alespoň C1660) C7021 Separační metody Kapalinová chromatografie Extrakce ve fázovém systému kapalina-kapalina, extrakce organických molekul, vliv vlastností koexistujících fází na extrakci, vztah mezi strukturou analytu a jeho rozdělovači konstantou Extrakce chelátů, extrakce iontových asociátů, extrakční činidla, vliv pH, synergismus, aplikace analytických extrakcí Extrakční průtoková analýza (FIA), vícestupňové extrakční systémy, přechod ke kontinuální extrakci a chromatografii Princip chromatografické separace, vztah k extrakci, pojem teoretického patra, pojem rozlišení, účinnost, selektivita a retence jako základy optimalizace chromatografické separace, vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) Klasifikace základních separačních mechanizmů v kapalinové chromatografii (LLC, LSC, IC, GPC) a jejich možné kombinace (např. iontová exkluze v IC, adsorpce v GPC a další). Kriteria výběru a optimalizace mobilní fáze, náplně kolon v LC, RPLC Instrumentace LC, čerpadla, dávkovače, detektory (fotomerické (DAD), fluorescenční, amperometrické, vodi-vostní, refraktometrické), význam miniaturizace v LC, příklady aplikací. Separace makromolekul Makromolekuly syntetické a biologické. Gyrační poloměr, relativní molekulová hmotnost, polydisperzita. Detekce optická, viskozimetrická. Ultracent-rifugace, elektroforéza (GCE). Hmotnostní spektrometrie (+ Matrix Assistant Laser Desorption Ionization, MALDI). Separační metody pro makromolekuly: GPC (Gel permeation chromatography), HDC (Hydrodynamic chromatography), FFF =Frak-cionace tokem v poli (Field-Flow Fractionation). Speciální detekční techniky. Rozptyl světla (statický) (Light scattering, LALLS, MALLS). Spojení separačních a detekčních technik. Elektroforetické metody Elektroforetické metody - teoretické základy Typy molekul, které lze analyzovat kapilární elektroforézou. Proteiny. Náboj polypeptidů. Elektroforetická titrační křivka. Fyzikální principy kapilární elek-troforézy: Elektroforetická pohyblivost. Elektroosmotický tok: elektroosmotická 269 3 Předměty chemické sekce pumpa, modifikátory elektroosmotického toku: tenzidy Elektroforetické metody -základní techniky kapilární elektroforézy Separační módy v kapilární elektroforéze: CZE (FSCE), CITP, CGE, MEKC (MECC), CEC, CIEF, diskontinuální elektrofo-réza Elektroforetické metody - instrumentace Základy instrumentace - experimentální parametry: kapilára, regulace teploty, detektory (nepřímá detekce), dávkování vzorku, Redukce rozmytí zón v kapilární elektroforéze. Optimalizace: odvod tepla, elektroosmotický tok, on-capillary detekce, molekulární difúze, rozmytí způsobené dávkováním. Hodnocení účinnosti: výhody kapilární elektroforézy. Vyhodnocování dat kapilární elektroforézy: kvalita a kvantita. Detekční limit. Validace metod CE. Elektroforetické metody - aplikace. SDS - Page Electrophoresis, CIE = kapilární iontová elektroforéza, nepřímá detekce, Chirální separace, CE v nevodném prostředí, analýza DNA, Laserem indukovaná fluorescence v kapilární elektroforéze, CE-MS Kapalinová chromatografie (LC), teorie a praxe. Separace makromolekul (GPC, light scattering, hydrodynamic chromatography (HDC), frakcionace tokem v poli (FFF)) + elektroforetické metody = kapilární zónová elektroforéza (CZE), izotacho-foréza (ITP), micelární elektrokinetická chromatografie (MEKC), gelová kapilární elektroforéza (GCE) C8030 - Analýza rizik zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. C8042 - Molekulová spektrometrie zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc. 1. Původ barevnosti sloučenin, absorpční spektra, vliv chemické a elektronové struktury sloučenin a iontů, isosbestický bod. 2. Bouguer-Lambert-Beerův zákon, zdánlivé a skutečné odchylky jeho platnosti. Vliv monochromatizace, rozptylu, fluorescence, chemických rovnováh, indexu lomu. 3. Instrumentace, spektrofotometr UV/Vis, zdroje, detektory, dispersní prvky. 4. Chyby ve spektrofotometru U V/Vis, chyby náhodné, systematické, přístrojové, chyby plynoucí z chemických rovnováh, kalibrace spektrofotometru. 5. Studium spektrofotometrických vlastností anorganického systému ve viditelné oblasti, solvatované ionty, komplexy s chro-mogenními činidly. 6. Studium komplexních rovnováh, metoda kontinuálních variací, met. poměru tangent, met. molárního poměru, interpretace absorbanční pH křivky. 7. Interference, prahová koncentrace rušící složky, pozitivní a negativní chyba, konstantní a proporcionální interference, konkurenční rovnováhy, překryvy absorpčních pásů, maskovací činidla. 8. Spektrofotometrie a organická analytická činidla, selektivita a citlivost. 9. Aplikace spektrofotometrie v anorganické prvkové analýze, příklady používaných metod. 10. Extrakční spektrofotometrie. 11. Spektrofotometrie a kinetické metody, diferenciální technika, metoda tangent, metoda fixního času, metoda fixní koncentrace reakčního produktu; integrální technika, 270 3 Předměty chemické sekce katalytické reakce, enzymově katalyzované reakce. 12. Vícesložková analýza. 13. Fotoakustická spektrometrie 14. Statistické hodnocení výsledků Bouguert-Lambert-Beerův zákon, absorpční spektra, instrumentace, chyby měření, kalibrace, optimalizace, diferenční spektrofotometrie, dvouvlnová spektrofo-tometrie,extrakční spektofotometrie, citlivost, mez detekce, komplexní rovnováhy v roztocích, spektrofotometrická činidla. C8050 - Chemické senzory zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Martin Muzikář, Ph.D. CHEMICKÉ SENZORY (sylabus přednášky) 1. Uvod Definice pojmů „senzor" (informační kanál: vstupní jednotka, procesor, výstupní jednotka) a „chemický senzor" (separátor, receptor, transducer). Rozdělení chemických senzorů (elektrochemické, optické, termometrické, hmotnostní). Historický vývoj. Společné vlastnosti a kriteria (citlivost, různé druhy šumu, mez detekce, přesnost a správnost měření, dynamický rozsah, selektivita měření, doba odezvy). Oblasti uplatnění chemických senzorů. 2.-5. Elektrochemické senzory Potenciometrické senzory Iontově selektivní elektrody Definice ISE, rozdělení. Vznik Donnanova potenciálu, odvození vztahu pro měřené elektromotorické napětí, dynamický model vzniku Donnanova potenciálu. Kalibrace ISE, mez detekce a její závislost na materiálu membrány, selektivita, Nikolslého rovnice, metody stanovení koeficientu selektivity, odezva ISE na cizí (interferující) ionty. Oblasti nestability potenciálu. Měření vnitřního odporu membrány. Různé typy konstrukce ISE (pevné, kapalné a ztužené membrány, coated-wire elektrody, mikroelektrody). Materiály membrán (pevné: sklovité, lisované, sintrované, lepené, monokrystaly; kapalné: s nabitým a nenabitým nosičem, PVC membrány). Plynové a enzymové ISE. Vysokoteplotní plynové senzory Iontová vodivost v pevných elektrolytech (Frenkelovy a Schottkyho poruchy). 02-sonda (konstrukce, vznik potenciálu, použití). 6.-8. CHEMFETs Zhodnocení předností a nedostatků. Historický vývoj. Polovodiče vlastní a směsné (pásová teorie pevného stavu), n- a p-polovodiče. Uspořádání a funkce MOSFETu (emitor, hradlo, kolektor). ISFET (konstrukce, elektrické obvody, teorie disociace ionexo-vých míst), složená hradla (příčiny nestability potenciálu). ENFETs (konstrukce a funkce). GASFETs (pC02-FET, plynové senzory na bázi MOSFETu). Referentní mikroelektrody. Příprava CHEMFETů (vysokovakuové naparování, katodové rozprašování, chemické naparování, výroba čipů). 9.-10. Amperometrické senzory Definice amperometrie. Materiál indikačních elektrod a použitelný potenciálový rozsah, pórovité elektrody, rotující disková elektroda, wall-jet uspořádání, mikroelektrody a jejich výhody. Schéma elektrického zapojení pro amperometrická měření ve dvou- a tříelektrodovém systému, princip potenciostatu. Clarkův kyslíkový senzor. Galvanické senzory. Vysokoteplotní 02-sonda v amperometrickém zapojení (porovnání vlastností potenciometrického a amperometrického zapojení). Enzymové amperometrické senzory, imobilizace enzymů. 11. Chemicky modifiko- 271 3 Předměty chemické sekce váné elektrody (CME) Obecná charakteristika a klasifikace, požadavky na ideální CME, příprava CME. Semipermeabilní membrány. Elektrokatalýza pomocí medi-átoru. Biosenzory na bázi CME. Elektricky vodivé polymerní filmy. Konduktome-trické senzory Chemirezistory. Figaro-senzory. 12. - 13. Optické senzory Definice a obecná charakteristika, použitelné optické metody. Optická vlákna (jádro, plášť, obal), numerická apertura, materiály vláken a jejich optická propustnost. Světelné zdroje. Fotodetektory. Výhody a nevýhody optrod. Pasivní a aktivní senzory. Měření pH, iontové a plynové senzory, biosenzory. Speciální senzory. 14. Termometrické a termokatalytické senzory Enzymový reaktor, termistory, princip měření termického zabarvení enzymové reakce. Princip funkce katalytického spalování hořlavých plynů (pellistory). Hmotnostní senzory Princip měření, piezoelektrický jev, piezoelektrické materiály. Senzory na bázi povrchových akustických vln, zapojení v rezonátoru. Definice pojmu „chemické senzory", jejich roztřídění na elektrochemické (po-tenciometrické, amperometrické a konduktometrické), optické (optrody), hmotnostní a termometrické, základní principy jejich funkce a jejich analytické využití. Zvláštní pozornost je věnována iontově selektivním elektrodám, CHEMFETům a biosenzorům. C8070 - Molekulová spektroskopie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Miloš Černík, CSc, doc. RNDr. Jiří Toužín, CSc. Předpoklady: C5880 Doporučení: Absolvování základních přednášek z anorganické, organické a fyzikální chemie, znalost teorie symetrie a teorie grup Elektronová spektra komplexních sloučenin: absorpční spektra komplexů v UV a VIS oblasti, typy elektronových přechodů, výběrová pravidla, intenzity a polo-šířky d-d-pásů, spin-orbitální interakce. Teorie ligandového pole (LP): interpretace absorpčních spekter komplexů, konstrukce a využití energetických diagramů podle Tanabeho a Sugana. Teorie molekulových orbitalů (MO): interpretace absorpčních spekter komplexů, spektra přenosu náboje, srovnání s přístupem teorie LP. ESCA spektroskopie. Molekulová vibrační spektroskopie: podstata normálních vibrací, translační, rotační a vibrační stupně volnosti, vibrační kvantová čísla, harmonické, „horké" a kombinační pásy, valenční a deformační vibrace, energetická degenerace vibrací. Infračervená a Ramanova spektroskopie: princip vzniku infračervených absorpčních a Ramanových spekter, vliv skupenství vzorku na charakter spekter, intenzita pásů v infračervených a Ramanových spektrech, polarizace Ramanových čar, aplikační možnosti obou metod při studiu struktury anorganických sloučenin, nelineární efekty rozptylu. Mikrovlnná spektroskopie. Využití teorie grup při analýze vibračních spekter: vibrační reprezentace, symetrické vlastnosti translač-ního a rotačního pohybu molekul, symetrické vlastnosti dipólového momentu a polarizovatelnos-ti, výběrová pravidla pro fundamentální, kombinační i harmonické 272 3 Předměty chemické sekce vibrace, pravidlo alternativního zákazu. Interpretace vibračních spekter: empirická pravidla pro interpretaci vibračních spekter, charakteristické frekvence, metoda izotopické substituce, součinové a součtové pravidlo, Fermiho rezonance, aproxi-mativní výpočet kvadratických potenciálních konstant a vazebných řádů, princip normální souřadnicové analýzy. Symetrie řetězovitých a vrstevnatých polymerů: šroubové osy a skluzné roviny, jednorozměrná mřížka, grupy translací a perioda identity, symetrie polymerních řetězců a přímkové grupy, rovinné mřížky, symetrie vrstevnatých polymerů a jiných plošných útvarů, rovinné a vrstvové grupy. Symetrie krystalů: prostorové mřížky a krystalografické soustavy, holoedrie a meroedrie, elementární, primitivní a symetrická primitivní buňka, 14 Bravaisových mřížek, 32 krystalografických tříd, prostorové grupy a jejich podgrupy, ekvivalentní místa a polohová symetrie, symbolika prostorových grup a mezinárodní tabulky pro krystalografii. Struktura reálných krystalů a symetrie: morfologie krystalu a bodová grupa symetrie, isostrukturnost a isomorfie, polymorfie a fázové přechody, rotace částic v krystalech a její vliv na strukturu, orientačně neuspořádané struktury, hyper-symetrie, četnost výskytu prostorových grup v reálných krystalových strukturách. Vibrační spektra krystalů: vliv skupenství na vibrační spektra, spektra matricově izolovaných specií, vnitřní a vnější vibrace, stanovení vibrační reprezentace krystalů prostřednictvím korelační analýzy, orientace grup polohové symetrie v základní buňce. Vibrační spektra řetězových, vrstvových a prostorových polymerů: vibrační reprezentace polymerních řetězců, korelační analýza a vibrační spektra krystalických polymerů, vibrační reprezentace krystalů tvořených atomy nebo jednoatomo-vými ionty. Přednáška je zaměřena na elektronovou spektroskopii komplexních sloučenin v UV/VIS oblasti a vibrační infračervenou a Ramanovu spektroskopii v MIR oblasti. Stručně jsou diskutována vibrační spektra krystalů a polymerů a principy MW a ESCA spektroskopie. C8102 - Speciální metody - laboratorní cvičení kz, 0/0/6, 6+2 kr., jaro Předpoklady: ^C6390 Doporučení: Je vhodné absolvovat před cvičením přednášky: Separační metody C7021, Atomová spektrometrie C7031, Molekulová spektrometrie C7041, Elek-troanalytické metody C7050. Vhodná je C7830 Kapilární elektroforéza a C7895 Analyt. hmotnostní spektrometrie. ČÁST ANALYTICKÁ CHEMIE 1) Úvod do laboratorního cvičení, klasifikované testy: spektroskopie, elektroanalytické metody, separační metody. 2) Fluorescenční spektroskopie. Excitační a fluorescenční spektra, fluorimetrické stanovení chininu, kalibrace, studium zhášení fluorescence, stanovení obsahu chininu v nápojích (TONIC). 3) Analýza archeologických materiálů(případně jiných reálných vzorků) atomovou emisní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem. Vypracování metody pro ICP spektrometr Pye Unicam - Philips PU 7000: výběr 273 3 Předměty chemické sekce analytických čar, určení kalibrovaných koncentračních rozsahů, naměření spekter v okolí čar, volba bodů pro korekci pozadí, analýza reálných vzorků. 4) Výpočet excitační teploty v ICP výboji z Boltzmannova zákona s použitím emisních intenzit čar železa. Výpočet excitační teploty v ICP výboji metodou 2 čar. Výpočet průměrné koncentrace elektronů v ICP výboji ze Stárkova rozšíření čáry H 486,1 nm. Měření se provádí na ICP spektrometru Jobin-Yvon 170 Ultrace. 5) Emisní plamenová spektrometrie. Měření samoabsorpce záření atomů sodíku v závislosti na koncentraci Na. Stanovení yttria a rubidia s použitím plamene acetylén-vzduch. Potlačení ionizace spektrálním tlumičem. Měření se provádí na spektrometru s vysokým rozlišením GDM-1000 Carl Zeiss Jena (dvojitý monochromátor). 6) Spektrofoto-metrieUV/Vis. Studium reakční kinetiky, vícesložková analýza. 7) Voltamperome-trická indikace. Záznam souboru polarizačních křivek jako průřez redoxní titrací zadaného systému, vyhodnocením tohoto souboru nalézt vhodné parametry pro amperometrickou, biamperometrickou a bipotenciometrickou indikaci a odhadnout průběh titrační křivky. 8) Coulometrická titrace.Jodometrické stanovení thiosíranu s biamperometrickou indikací. 9) Inverzní voltamperometrie. Stanovení stopových množství těžkých kovů. 10) Iontově selektivní elektrody. Měření základních parametrů dusičnanové ISE (směrnice kalibrační závislosti, mez detekce, koeficienty selektivity běžných interferujících aniontů, vnitřní odpor ISE), stanovení dusičnanů ve vodách. 11) Kapalinová chromatografie. HPLC analýza směsi izomerů guano-sinmonofosfátu. Separace a identifikace tří izomerů guanosinmonofosfátu v jejich směsi s použitím HPLC s obrácenou polaritou fází. Výpočet chromatografického rozlišení. Stanovení nečistot ve vzorku guanosin 5-monofosfátu metodou standardního přídavku. Určení stavu genetické informace ve vzorku zpracované DNA pomocí HPLC a stanovení rizika možného poškození pro případné potomky. Určení stavu demetylace genu FRM1 ve vzorku zpracované DNA na základě sledování poměru mezi metylovaným a nemetylovaným deoxycytosinmonofosfátem s použtím vnitřního standardu. 12) Izotachoforéza. Stanovení kyseliny glutamové v instantní polévce na přístroji EA 100 (Vila Labeco, SR) na dvoukolonovém systému (ITP-ITP) se zakoncentrováním. Stanovené množství je srovnáno s hygienickou normou. 13) Plynová chromatografie. Stanovení kofeinových derivátů v čaji pomocí plynové rozdělovači chromatografie (GLC) na přístroji Chrom 5.14) Kapilární zónová elektroforéza. Separace a stanovení organických kyselin v nápojích s nepřímou detekcí. Kyseliny: šťavelová, vinná (E334), jablečná (E296), mléčná (E270), citrónová (E330), jantarová (E363) a octová (E260). Stanovení se provádí v jablečném nápoji Fruiko. 15) MALDI TOF MS. Stanovení hmotových spekter matric: 3,4-dihydroxyskořicová kyselina C9H804, 2,5-dihydroxybenzoová kyselina C7H604. Rozbor vzorku kofeinu s matricí ( hodnota m/z). Purinové a pyrimidinové báze -měření hmotových spekter, stanovení metodou standardního přídavku. ČÁST ANALYTICKÁ CHEMIE Metody optické spektroskopie, hmotnostní spektroskopie, elektroanalytické metody a separační analytické metody, a) Mole- 274 3 Předměty chemické sekce kulová fluorescence, UV/Vis spektrofotometrie, atomová emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-AES), emisní plamenová spektrometrie (EFS). b) Voltamperometrometrická indikace, coulometrické titrace, inverzní voltampe-rometrie, iontově selektivní elektrody, c) Kapalinová chromatografie HPLC, izo-tachoforéza, plynová chromatografie, kapilární zónová elektroforéza, hmotnostní spektrometrie s průletovým analyzátorem a laserovou desorpcí/ionizací typu „mat-rix assisted" (MALDI-TOFMS). C8130 - Metody studia koloidních soustav zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Libor Kvítek 1. Základní popis koloidních soustav, jejich definice, charakteristika, příprava a stabilita. 2. Molekulárně kinetické vlastnosti koloidních soustav - Brownův pohyb, difúze, osmóza. 3. Sedimentační analýza, využití osmózy při čištění a analýze makromolekulárních látek 4. Optické vlastnosti koloidních soustav - rozptyl světla - statický a dynamický. 5. Metody studia koloidů založené na rozptylu světla. 6. Mikroskopické metody studia koloidů. 7. Elektrokinetické jevy - elektrokinetický potenciál a jeho měření, elektrokapilární jevy. 8. Elektroforéza a elektroosmóza, vliv el. vlastností na stabilitu koloidů. 9. Reologie koloidních soustav, viskozita a využití viskozitních měření ke studiu koloidů. 10. Povrchové napětí a jeho měření. 11. Povrchově aktivní látky v koloidní chemii, flotace. 12. Uplatnění koloidů a jejich specifických vlastností v průmyslové a výzkumné praxi. Přednáška se v převážné míře zabývá metodami studia fyzikálně chemických vlastností koloidních soustav. Hlavní pozornost je zaměřena na metody stanovení průměrné velikosti a velikostní distribuce částic disperzních soustav. Zmíněna je rovněž problematika adsorpčních a elektrokinetických jevů v koloidních systémech. C8140 - Bioenergetika zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc. Předpoklady: C4182 V C3580 Doporučení: Je doporučeno absolvování základních kurzů z biochemie a fyzikální chemie. 1) Historie rozvoje vědního oboru, náplň současné bioenergetiky. Přeměny energie v živých organismech: přehled, termodynamický popis. 2) Přehled makroerg-ních sloučenin. Příklady mechanismů konservace energie na úrovni substrátu. 3) Biomembrány: lipidy, bílkoviny a jejich vzájemné interakce. Zjišťování struktury membránově vázaných bílkovin. 4) Mechanismy membránového transportu. Přena-šeče, iontové kanály, ionofory. Membránové transportní ATPasy. Rotační katalysa u ATPasy translokující protony. 5) Enzymy, prostetické skupiny a elektronové pře-našeče v bioenergeticky významných redoxních reakcích. 6) Elektrontransportní řetězce vázané na membránu. Metody studia elektrontransportních řetězců. Umělé donory a akceptory. Spřažení redoxních reakcí se vznikem protonového gradientu. 275 3 Předměty chemické sekce 7) Isolace, ultrastruktura a metabolické aktivity mitochondrií. Transport proteinů, anorganických iontů a metabolitů přes mitochondriální membrány. 8) Mitochondri-ální respirace a oxidační fosforylace. 9) Aerobní respirace u chemoorganotrofních a chemolithotrofních bakterií. 10) Anaerobní respirace. Regulační mechanismy u fakultativních anaerobů. 11) Bakteriorhodopsinová fotosynthesa. Anoxygenní a oxygenní fotosynthesa závislá na (bakterio) chlorofylu, kooperace dvou fotosys-témů v oxygenní fotosynthese. 12) Vzájemná metabolická kooperace mitochondrií, chloroplastů a cytoplasmy. 13) Mechanochemické přeměny energie. Termogenese v hnědé tukové tkáni. Bioluminiscence. Bioenergetika sodného iontu. 14) Evoluce bioenergetických procesů. Bioenergetika a cykly biogenních prvků v přírodě. Pokročilá přednáška. Konzervace energie v živých systémech-přehled, termodynamika. Struktura a funkce membránových enzymů. Elektronový transport v re-spiračních řetězcích a při fotosyntéze. Evoluce bioenergetických procesů. Bioenergetika a ekologie. C8150 - Bioenergetika - seminář z, 0/2/0, 2 kr., jaro prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc. Předpoklady: N0W(C8140) Doporučení: Tento seminář probíhá paralelně s přednáškami z bioenergetiky. Řešení zadaných položek z obdržených souborů bioenergetických problémů: 1. Výměna energie mezi systémem a okolím 2. Energetický obsah živin 3. Termodynamika chemických reakcí 4. Termodynamika a kinetika membránového transportu 5. Protonmotivní napětí a jeho měření 6. Termodynamika a kinetika redoxních reakcí 7. Topologie respiračních řetězců 8. Energetické přeměny v buňkách Seminář má naučit studenty aplikovat fyzikálně chemické poznatky na kvantitativní problémy bioenergetiky. Zvýší si také svou zručnost při vědeckých výpočtech, zpracování a interpretaci experimentálních dat. C8155 - Biochemie buněčných signalizací zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Stanislav Pavelka, CSc. Doporučení: Lze zapsat v 6. nebo 8. semestru po absolvování Biochemie II a zejména v doktorském studiu biochemie, molekulární biologie nebo ostatních chemických a biologických oborů. 1. Typy signálních molekul a mezibuněčných signalizací u euharyot. (Hormony, růstové faktory, neurotransmitery, cytokiny. Endokrinní, neurokrinní, para-krinní a autokrinní komunikacece). 2. Rozdělení hormonů podle typu receptoru a mechanismu účinku. (Hierarchické uspořádání endokrinního systému. Zpětno-vazebná regulace sekrece hormonů). 3. Metabolismus hormonů a základní experimentální metody při studiu jejich účinku. (Biosyntéza peptidových a bílkovinných hormonů. Biosyntéza hormonů štítné žlázy a jejich metabolické přeměny ve tkáních. Stanovení koncentrace hormonů pomocí RIA nebo IRMA. Stanovení 276 3 Předměty chemické sekce parametrů receptoru). 4. Mechanismy přenosu signálu zprostředkované receptory v plasmatické membráně. (Základní typy receptoru, efektorů, druhých poslů a proteinových kinas. Zesilovací funkce kaskády receptor-efektor-druhý posel-protein kinasa). 5. Heterotrimerní G-proteiny a jejich funkce. (Mechanismus transdukce signálu zprostředkované G-proteiny. Základní typy G-proteinů, alfa-, beta- a gama-podjednotek. Mechanismus účinku cholera toxinu a pertussis toxinu. Užití nehy drolyzovatelných analogů GTP při studiu funkce G-proteinů). 6. Nejdůleiitější signální dráhy iniciované interakcí extracelulárních Ugandu s receptory spřaže-nými s G-proteiny. (Adenylylcyklasová kaskáda a mechanismus aktivace protein kinasy A. Fosfatidylinositolová kaskáda a aktivace protein kinasy C). 7. Vloha intracelulárního vápníku a kalmodulinu při přenosu signálu. (Inositoltrisfosfá-tové a ryanodinové receptory. Signální role cADP-ribosy. Mechanismy vápníkem indukovaného uvolňování vápníku). 8. Další signální dráhy - guanylylcyklasy a NO syntasy. 9. Receptorové tyrosin-specifické kinasy (RTK) a MAP kinasová kaskáda. (Mechanismus působení receptoru pro růstové faktory. Src a další cyto-solové tyrosin-specifické kinasy. SH2 a SH3 vazebné domény. MAP kinasová kaskáda). 10. Signalizace zprostředkované intracelulárními receptory. (Mechanismus účinku steroidních a thyroidálních hormonů). 11. Super-rodina GTPas a jejich buněčné funkce. (GTPasový cyklus, GNRF a GAP proteiny. Srovnání mechanismu působení elongačního faktoru EF-Tu a heterotrimerních G-proteinů. Protein Ras a produkty dalších proto-onkogenů). 12. Adaptace cílových buněk -desensitizace receptoru. „Receptorové nemoci" - choroby spojené s poruchami přenosu signálu. 13. Konvergence, divergence a „crosstalk" různých signálních drah. 14. Interakce různých signálních drah při regulaci komplexních fyziologických dějů. Pokročilá přednáška určená pro studenty magisterského a doktorského studia biochemie a molekulární biologie nebo chemie či obecné biologie. Přehled základních typů signálních molekul, receptoru, efektorů, druhých poslů a proteinových kinas. Mechanismy přenosu signálu zprostředkované povrchovými receptory a signalizace zprostředkované intracelulárními receptory. Interakce různých signálních drah při regulaci komplexních fyziologických dějů. C8156 - Biochemie buněčných signalizací-seminář z, 0/2/0, 2 kr., jaro Doporučení: Souběžné absolvování přednášky C8155 C8160 - Enzymologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc. Předpoklady: C4182 V C3580 277 3 Předměty chemické sekce Doporučení: Je doporučeno absolvování základních kurzů z biochemie, organické chemie a fyzikální chemie. ) Úvodní informace o enzymech Historie enzymologie. Stavba enzymů, pojmy holoenzym, apoenzym, kofaktor, koenzym, kosubstrát, prostetická skupina. Charakteristické rysy enzymové katalysy. Možnosti regulace enzymů in vivo. Mnohočetné formy enzymů (isoenzymy, konjugované enzymy, polymerní enzymy), multien-zymy (multienzymové komplexy, polypeptidy). Názvosloví enzymů. 2) Enzymová aktivita Závislost rychlosti enzymové reakce na koncentraci enzymu a substrátu. Aktivita, molekulová aktivita, aktivita katalytického místa, katalytická koncentrace, specifické aktivita. Používání konvenčních jednotek enzymové aktivity. Přímé a nepřímé měření aktivity; spřažené enzymové reakce. Možnosti monitorování průběhu enzymové reakce; příklady syntetických substrátů pro fotometrii, ŕluorimetrii a lu-minometrii. 3) Isolace enzymů Živočišné, rostlinné a mikrobiální zdroje enzymů. Uvolňování intracelulárních enzymů z buněk, zahušťování extraktu, výběr sepa-račních technik, konečné úpravy. Kvantitativní hodnocení purifikačního postupu. Krystalisace enzymů. Kriteria čistoty enzymových preparátů. Faktory ovlivňující stabilitu enzymových preparátů, možnosti stabilisace. 4) Chemické mechanismy enzymové katalysy Acidobasická katalysa, nukleofilní a elektrofilní katalysa. Ko-valentní katalysa. Příklady účasti konkrétních aminokyselinových zbytků a kofak-torů. Radikálové reakce enzymů. Konvergence, divergence, paralelismus a zvrat funkce v evoluci katalytického mechanismu. 5) Termodynamika a kinetika přeměny substrátu na produkt Tvorba komplexu enzymu se substrátem. Energetický profil nekatalysované a katalysované reakce, možnosti ovlivnění aktivační energie. Kinetika reakčního mechanismu Michaelise a Mentenové (prestacionární stadium, stacionární a rovnovážné přiblížení). Rovnice Michaelise a Mentenové v diferenciálním a v integrovaném tvaru. Význam kinetických parametrů vmax (vlim), Km a vmax / Km. Reversibilní forma mechanismu Michaelise a Mentenové. Haldanův vztah. 6) Teoretické základy enzymové kinetiky Použití teorie grafů při odvozování kinetických rovnic ve stacionárním, rovnovážném a blokově rovnovážném přiblížení. Grafické a výpočetní metody analysy experimentálních kinetických dat. Software pro enzymovou kinetiku. 7) Vliv faktorů prostředí na rychlost enzymové reakce Vliv teploty, pH, iontové síly a viskosity. 8) Inhibitory Typy reversibilní inhibice v Botts-Moralesově schématu a jejich diagnostika. Inhibice substrátem a produktem. Vysokoafinitní reversibilní inhibitory. Ireversibilní inhibice - afinitní značení, inaktivace závislá na reakčním mechanismu. Analoga přechodového stavu. Farmakologický význam inhibitorů. Návrh nových účinných inhibitorů. 9) Více-substrátové reakce Klasifikace kinetických mechanismů vícesubstratových reakcí. Clelandova symbolika. Kinetické rovnice. Experimentální rozlišení mezi jednotlivými mechanismy. Primární a sekundární grafy, inhibice produkty, analogy substrátů, isotopová výměna. 10) Kooperativitivní jevy při působení enzymů Definice kooperativity. Homeotropní a heterotropní kooperativita; allosterie. Určení 278 3 Předměty chemické sekce stupně kooperativity. Hillova rovnice, Hillův koeficient. Fenomenologický rovnovážný model; Adairova rovnice. Molekulové modely Monod-Wyman-Changeux a Koshland-Nemethy-Filmer a jejich zobecnění. Asociace-disociace oligomeru. Kinetická kooperativita a kooperativita v monomerních enzymech. Pseudokooperati-vita a její možné příčiny. 11) Enzymy na pevných površích a v micelách Metody imobilisace enzymů. Vliv imobilisace na kinetické parametry, pH optimum, teplotní závislost aktivity a stabilitu enzymu. Kinetické modely reaktorů s imobilisovaným enzymem. Micelární systémy - příprava, kinetické vlastnosti, možnosti použití. 12) Enzymy v biochemické analytice Stanovení analytů s použitím rozpustných enzymů. Nerovnovážné metody (měření počáteční rychlosti, konverze na produkt za fixní čas, dvouenzymové a jednoenzymové recyklizační systémy), rovnovážné metody (do konečného bodu, isotopová výměna za rovnováhy). Enzymové bio-sensory - rozdělení podle měřené elektrické veličiny, analytické charakteristiky, příklady použití. Enzymová imunoanalysa. Enzymy jako markery genové exprese. 13) Další oblasti použití enzymů, enzymové inženýrství Nej důležitější prakticky používané enzymy. Příklady uplatnění (potravinářství, krmivářství, výroba pracích prostředků, organická synthesa, medicína aj.). Extremofily jako zdroje enzymů. Využití strukturních dat k optimalisaci enzymové funkce. Cílená evoluce genů. Pokročilá přednáška. Názvosloví enzymů. Měření enzymové aktivity. Izolace a uchovávání enzymů. Mechanismy enzymové katalýzy. Enzymová kinetika. Vliv teploty, pH a inhibitorů. Techniky imobilizace enzymů, vlivy imobilizace na vlastnosti enzymů. Použití enzymů v biochemických analýzách, molekulární biologii, medicine a technologii. C8170 - Enzymologie - seminář z, 0/2/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Petr Skládal, CSc. Předpoklady: N0W(C8160) Doporučení: navazuje na přednášku Enzymologie 1. Názvosloví enzymů a enzymová aktivita. 2. Metody měření enzymová aktivity I - fotometrie. 3. Metody měření enzymové aktivity II - spotřeba kyslíku, pH stat, vývoj plynu, aj. 4. Purifikace enzymů a její hodnocení. 5. Kinetika j ednosub stratové enzymové reakce, rovnice Michaelise-Mentenové. 6. Zjišťování kinetických parametrů z experimentálních dat, integrovaná rovnice Michaelise-Mentenové. 7. Vliv pH na kinetiku enzymové reakce. 8. Inhibice. 9. Vícesubstratové reakce. 10. Kooperativní jevy při působení enzymů. 11. Imobilizované enzymy. 12. Bioanalytické aplikace enzymů. 13. Enzymy v imunochemických stanoveních. Praktické procvičování poznatků z enzymologie. Tvorba systémových názvů enzymů. Měření enzymové aktivity. Výpočty z oblasti enzymové kinetiky. Příklady bioanalytických aplikací enzymů a související výpočty. C8210 - Diplomová práce II (BC) kz, 0/0/10, 10 kr., jaro 279 3 Předměty chemické sekce C8292 - Aplikovaná termodynamika II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Michal Roth, CSc, prof. RNDr. Jan Vřešťál, DrSc. Aplikovaná termodynamika II1. Fugacita v kapalných směsích: teorie roztoků. Van Laarova teorie. Scatchardova-Hildebrandova teorie. Mřížková teorie. Roztoky polymerů. Floryho-Hugginsova rovnice. 2. Rozpustnost plynů v kapalinách. Ideální rozpustnost. Henryho zákon. Vliv tlaku a teploty na rozpustnost plynu. 3. Rozpustnost tuhých látek v kapalinách. Termodynamický rámec. Ideální rozpustnost. Ne-ideální roztok. Distribuce tuhé látky mezi dvě nemísitelné kapaliny. 4.Rovnováhy za vysokých tlaků. Fázové chování za vysokých tlaků. Termodynamická analýza. Superkritická fluidní extrakce. Wohlův rozvoj pro dodatkovou Gibbsovu energii. Fugacity v kapalných směsích, teorie roztoků. Flory-Hugginsova rovnice. Rozpustnost plynů v kapalinách. Rozpustnost pevných látek v kapalinách. Rozdělení pevné rozpuštěné látky mezi dvě nerozpustné kapaliny. Rovnováhy za vysokých tlaků. Superkritická fluidní extrakce. Numerická cvičení a třídy problémů, řešených v kurzu. C8380 - Kvantová chemie II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc. Doporučení: Pro úspěšné absolvování předmětu, jsou předpokládány znalosti v rozsahu základní přednášky C4060 Kvantová chemie I. 1. Charakteristika HMO metody, zanedbání v rámci HMO, přehled pokročilých metod M.0.2. SCF orbitaly a rovnice. Hartreeho rovnice. Hartree-Fockovy rovnice, Roothanovy rovnice. 3. Repulsní integrály, zanedbání diferenciálního překryvu. Po-plova metoda MO. Konfigurační interakce, metody LCI a SCFLCI (Pariserr, Parr, Pople). 4. Metody počítající se všemi valenčními elektrony. EHT metoda. Sla-terovy orbitaly. Mullikenova populační analýza. 5. CNDO metoda. Aproximace jednotlivých integrálů. 6. Metody INDO, MINDO, MNDO, AM1, PM3 a jejich parametrizace. 7. Neempirické metody (ab initio). 8. Perturbační teorie. Poruchový počet v rámci jednoduché teorie. 9. Využití kvantové chemie ke studiu průběhu reakcí. Indexy reaktivity, lokalizační energie. 10. Výpočet dipólových momentů metodami kvantové chemie na úrovni různých metod. 11. Mezimolekulové interakce. Typy interakcí, velikost příspěvků. Korelační energie. 12. Neempirické a se-miempirické metody výpočtu mezimolekulových interakcí. 13. Metoda hustotního funkcionálu(DFT). 14. Metody molekulové mechaniky. Tento kurz je pokročilou přednáškou zejména pro posluchače oboru fyzikální chemie. Přednáška je úvodem do pokročilých metod teoretické chemie a modelování molekul, především založených na kvantově mechanickém popisu, především teorii molekulových orbitalů. Struktura přednášky je následující: empirické metody (HMO, EHT), Hartree-Fockův model SCF, „all-valence" metody, metoda konfigurační interakce, semiempirické metody molekulových orbitalů, ab-initio výpočty, post-HF metody, molekulové modelování a metoda molekulové mechaniky. Před- 280 3 Předměty chemické sekce náška je doplněna praktickým cvičením posluchačů na PC a pracovních stanicích SGI. Tento kurz je rovněž vhodný pro strukturně orientované posluchače nechemických specializací mající předběžné vzdělání z oblasti principů kvantové mechaniky. C8390 - Kvantová chemie II - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro doc. RNDr. Pavel Janderka, CSc. Předpoklady: N0W(C8380) Praktické cvičení, které doprovází předmět C8380 Kvantová chemie II. C8432 - Heterocykly II zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. Doporučení: Znalost organické chemie 1.Šestičlenné heterocykly s jedním heteroatomem. Pyridin, jeho struktura, základní metody přípravy, chemické vlastnosti při reakcích s elektrofil., nukleofil. a radikál, reagenty. 2. Základní představitelé derivátů. N-Pyridinium oxid a jeho vlastnosti. 3.Chinolin, základní metody syntézy, chemické vlastnosti (srovnání s pyridinem), deriváty chinolinu. 4. Isochinolin, metody syntézy, chem.. vlastnosti, deriváty . 5. Pyrryliové soli, struktura a reaktivita, srovnáni s pyridinem. 6. Pyrony a jejich vlastnosti. Kumarin, chromon, flavony, jejich vlastnosti. 7.Benzopyryliové soli, flavyliové soli a rostlinná barviva. 8. Diaziny (pyrimidin. pyrazin. pyridazin), jejich základní metody syntézy, chemické vlastnosti. 9. Hydroxy a aminoderiváty pyrimidinu a jejich tautomerie, výskyt a vazba v nukleových kyselinách. 10. Kon-densované heterocykly. Puriny, hydroxy a aminoderiváty, jejich základní chem. vlastnosti. ll.Pteriny základní charakteristika a deriváty. 12., 13., 14. Inovace. Šestičlenné heterocyklické kruhy s jedním heteroatomem (dusíkem a kyslíkem) a jejich benzoderiváty. Diaziny. Kondenzované heterocyklcké sloučeniny (puriny, pteriny). Reaktivita a syntéza uvedených sloučenin. Představitelé uvedených druhů v přírodě a jejich funkce v živých organismech a praxi. C8500 - Mechanismy organických reakcí zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Petr Klán, Ph.D. Doporučení: organická chemie, fyzikální chemie 1. Jak správně psát reakční mechanismy. Zápis struktury a elektronových přesunů. 2. Jak studovat reakční mechanismy. Kinetické i nekinetické metody. Identifikace produktů. Křížové pokusy. Izotopické značení. Vliv rozpouštědla. Stere-ochemie. Izotopové efekty. 3. Reaktivní intermediáty. Radikály, karbeny, nitreny, karbokationty, karbanionty, aryny, elektronově excitované molekuly. 4. Pericyk-lické reakce. Výběrová pravidla. Cykloadice. Elektrocyklizace. Sigmatropní a ene reakce. Synchronní a nesynchronní součinné reakce. 5. Nukleofilní alifatická substituce. SNI a SN2. Substituce s přenosem elektronu. Nukleofilní aromatická a vinylická substituce. Iontové páry. 6. Eliminační reakce. Typy eleminačních reakcí 281 3 Předměty chemické sekce a jejich přechodový stav. Stereochemie. Pyrolitické eleminace. 7. Elektrofilní aromatická substituce. Kvantitativní měření SEAr rychlostí. Ipso-substituce. Reaktivita polycyklických aromatických sloučenin. 8. Adiční reakce na C=C vazbu. AdE, AdR, AdN. Hydroborace. Epoxydace. Oxymerkurace. 9. Reakce karbonylových sloučenin. Adice s následnou substitucí. Adice s následnou eliminací. Aldolizace. 10. Přesmyky. Inter- a intramolekulární; synchronní a nesynchronní přesmyky. 11. Reakce volných radikálů. Substituční a adiční reakce. Fragmentace. Reakce s přenosem elektronu. 12. Oxidace a redukce. Oxidace za účasti přechodných kovů. Reakce s přenosem elektronu. 13. Reakce katalyzované přechodnými kovy (Cu, Pd, Ni, Rh, Fe, Co atd.). 14. Fotochemické reakce. Reaktivita excitovaných stavů. Cykloadice. Fotoindukované odštěpení vodíku. Fotoeliminace. Fotofragmentace. Reakce singletového kyslíku. Kurs Mechanismy organických reakcí navazuje na předešlou přednášku Struktura a reaktivita. Diskutuje detaily chemických transformací organických sloučenin a zároveň i chemické a fyzikální metody, které se na objasnění mechanismů používají. C8510 - Mechanismy organických reakcí - seminář z, 0/1/0, 1 kr., jaro doc. RNDr. Petr Klán, Ph.D. Předpoklady: N0W(C8500) Doporučení: organická chemie; fyzikální chemie 1. Jak správně psát reakční mechanismy. Zápis struktury a elektronových přesunů. 2. Jak studovat reakční mechanismy. Kinetické i nekinetické metody. Identifikace produktů. Křížové pokusy. Izotopické značení. Vliv rozpouštědla. Stereochemie. Izotopové efekty. 3. Reaktivní intermediáty. Radikály, karbeny, nitreny, karbokationty, karbanionty, aryny, elektronově excitované molekuly. 4. Pericyk-lické reakce. Výběrová pravidla. Cykloadice. Elektrocyklizace. Sigmatropní a ene reakce. Synchronní a nesynchronní součinné reakce. 5. Nukleofilní alifatická substituce. SNI a SN2. Substituce s přenosem elektronu. Nukleofilní aromatická a vinylická substituce. Iontové páry. 6. Eliminační reakce. Typy eleminačních reakcí a jejich přechodový stav. Stereochemie. Pyrolitické eleminace. 7. Elektrofilní aromatická substituce. Kvantitativní měření SEAr rychlostí. Ipso-substituce. Reaktivita polycyklických aromatických sloučenin. 8. Adiční reakce na C=C vazbu. AdE, AdR, AdN. Hydroborace. Epoxydace. Oxymerkurace. 9. Reakce karbonylových sloučenin. Adice s následnou substitucí. Adice s následnou eliminací. Aldolizace. 10. Přesmyky. Inter- a intramolekulární; synchronní a nesynchronní přesmyky. 11. Reakce volných radikálů. Substituční a adiční reakce. Fragmentace. Reakce s přenosem elektronu. 12. Oxidace a redukce. Oxidace za účasti přechodných kovů. Reakce s přenosem elektronu. 13. Reakce katalyzované přechodnými kovy (Cu, Pd, Ni, Rh, Fe, Co atd.). 14. Fotochemické reakce. Reaktivita excitovaných stavů. 282 3 Předměty chemické sekce Cykloadice. Fotoindukované odštěpení vodíku. Fotoeliminace. Fotofragmentace. Reakce singletového kyslíku. Cvičení k přednášce C8500 Mechanismy organických reakcí. C8580 - Analýza rizik zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Doporučení: Přednášky z Chemie životního prostředí (I)II-IV, Toxikologie a Obecné ekotoxikologie Uvod, definice základních pojmů - nebezpečnost, riziko, hodnocení a kontrola rizik. Lokální, regionální a globální vlivy. Vnímání rizik. Přírodní katastrofy. Hodnocení humánních rizika. Identifikace nebezpečnosti. Expoziční analýza. Vztah mezi dávkou a odpovědí. Charakterizace rizik. Metody hodnocení rizik karcinogenních a nekarcinogenních látek Hodnocení environmentálních rizik. Hodnocení ekologických rizik. Případová studie - semestrální práce. Uvod, definice základních pojmů, nebezpečnost, riziko, hodnocení a kontrola rizik. Lokální, regionální a globální vlivy. Vnímání rizik. Přírodní katastrofy. Hodnocení humánních rizik. Metody hodnocení rizik karcinogenních a nekarcinogenních látek. Hodnocení environmentálních rizik. Hodnocení ekologických rizik. Případová studie - semestrální práce. C8610 - Environmentálni analytická chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Jana Klánová Doporučení: Znalosti z analytické chemie na úrovni základní přednášky I. Uvod do problematiky, techniky odběru vzorků. II. Odběry plynných vzorků, typy vzorkovačů. III. Odběry kapalných a tuhých vzorků, transport a skladování vzorků. IV. Techniky kontinuálního měření v ovzduší, vzorkování pomocí semiper-meabilních membrán. V. Metody extrakce tuhých vzorků. VI. Extrakce kapalných vzorků, techniky extrakce plynem Headspace a purge&trap, extrakce kapalina-kapalina, extrakce tuhou fází. Čištění a frakcionace vzorků. VII. Techniky analytického stanovení, Základy chromatografie. VIII. Plynová chromatografie GC. IX. Kapalinová chromatografie HPLC. X. Hmotnostní spektrometrie, princip a aplikace v environmentálni analýze. XI. Kvalita analytických dat , základy QA/QC. XII. Postupy stanovení polutantů ve složkách životního prostředí. Přednáška přináší přehled analytické chemie aplikované na vzorky životního prostředí se zaměřením na organické polutanty a stopovou analýzu pozaďových hodnot znečištění. Přednáška se zabývá celým postupem analýzy environmentálního vzorku. Diskutovány jsou odběry různých typů vzorků, jejich úprava a skladování, metody extrakcí a čistící kroky. Součástí přednášky je stručná charakteristika metod koncové analýzy, plynové a kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie. Diskutován je systém zabezpečení kvality analytických dat a základní pojmy ze správné laboratorní praxe. 283 3 Předměty chemické sekce C8620 - Environmentálni analytická chemie - cvičení z, 0/0/4, 4 kr., jaro Doporučení: Laboratorní cvičení navazuje na přednášku C8610 Environmentálni analytická chemie 1. Stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků PAHs ve vzorku ovzduší 2. Stanovení polychlorovaných bifenylů PCBs v půdě 3. Stanovení fenolů a chlor-fenolů v povrchové vodě 4. Čištění extraktu gelovou permeační chromatografií 5. Stanovení těkavých organických látek ve vodě metodou Head-Space 6. Analýza chlorovaných benzenů metodou GC-MS/MS C8640 - Základy studia environmentálních procesů z, 0/4/0, 4 kr., jaro Předpoklady: C5250 C8700 - Technologie chemických výrob zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Milan Alberti, CSc, doc. RNDr. Jiří Příhoda, CSc. Doporučení: Absolvování základních chemických dispciplin 1. Technologie odpadních vod, technické plyny, výroba vodíku a oxidu uhličitého. 2. Průmysl síry, výroba kyseliny sírové, sírouhlíku. Průmysl dusíku, výroba kyseliny dusičné, amoniaku a kyanovodíku. Výroba chlorovodíku a kyseliny chlorovodíkové. Výroba kyseliny fosforečné. 3. Výroba sody, výroba průmyslových hnojiv. Elektrotermické výroby, výroba karbidu vápenatého, karbidu křemíku a fosforu. Elektrochemické výroby, výroba hydroxidu sodného. 4. Stavební hmoty a silikáty, maltoviny, cementy, sádra, keramika, porcelán, sklo, výroba elementárního křemíku. 5. Metalurgické výroby - výroba železa a oceli, výroba hliníku, mědi, niklu a olova. Základní informace o výrobě uranu a jaderné technologii vyhořelého jaderného paliva. 6. Paliva, technologie paliv, úpravy paliv a jejich zušlechťování. 7. Zpracování uhlí, karbonizace, zplyňování, zpracování dehtu. 8. Chemické zpracování dřeva, celulóza, viskóza, papír, třísloviny, silice, glukóza, lignin. 9. Zpracování ropy. 10. Zpracování zemního plynu a jeho chemické využití. 11. Výroba základních alkoholů, ketonů, aldehydů, aromatických uhlovodíků, aminů, halogenderivátů uhlovodíků, etherů a jejich další využití. 12. Výroba základních druhů polymerů, technologie zpracování. 13. Výroba fullerenů, uhlíkových vláken, kevlaru apod. 14. Základní technologická zařízení využívaná ve výrobních procesech. Základy anorganických a organických výrob technologicky nej důležitějších sloučenin. Přehled jednoduchých technologických výrobních zařízení a aparátů. Jednoduché výpočty na základě materiálové bilance vybraných technologických procesů. C8715 - Didaktika chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc. Doporučení: Předpokládá se, že student absolvoval všechny základní chemické disciplíny (zejména chemii obecnou, fyzikální, organickou, anorganickou a biochemii) v rozsahu obvyklém pro studenty studia učitelství. Dále se předpokládá znalost 284 3 Předměty chemické sekce základů obecné pedagogiky, didaktiky a psychologie. Tato kategorie znalostí však není pro absolvování kursu nezbytná. A Obecná didaktika Pl Předmět didaktiky chemie. Její postavení v systému věd a interdisciplinární charakter. Metody výzkumu v didaktice. Obsah učiva chemie. Systémový přístup k jeho analýze a jeho logická struktura. Pojmy systém, graf logické struktury učiva, mikrostruktury a makrostruktury učiva. P2 Analýza struktury učiva z hlediska poznávací činnosti žáka. Poznatky dominantní, odvozené a neodvozené. Učivo algoritmického a heuristického charakteru. Myšlenkové, pojmotvorné a logické operace ve výuce chemie. P3 Vyučovací technologie. Přehled forem a metod výuky chemie s příklady jejich aplikace. Didaktický test jako diagnostická a klasifikační metoda. Fáze tvorby a realizace testu. Základní číselné charakteristiky didaktického testu a jeho jednotlivých položek. P4 Pomůcky a tech-nické prostředky ve výuce chemii. Úloha modelu ve výuce chemii.Videotechnika ve výuce chemii. Aplikace počítačů ve výuce chemii - současný stav, klasifikace, příklady. P5 Tvořivé řízení a rozhodování ve výuce chemii. Pedagogické klima a jeho tvorba. Plánování výuky, význam motivace ve výuce chemii. Psychologická charakteristika žáka, konvergentní a divergentní myšlení, tvořivost. B Speciální didaktika - logika a technologie výuky následujících kapitol ze středoškolské chemie se zaměřením na gymnázia. P6 Struktura atomu. Periodická soustava prvků P7 Chemická vazba, molekuly, krystaly P8 Kinetika chemické reakce P9 Chemická rovnováha, Energetika chemické reakce P10 Obecná organická chemie - úvod, izo-merie, typy vzorců. Vazebné poměry atomu uhlíku v organických sloučeninách. Konformace, konfigurace, optická aktivita. Reakční mechanismus (polarita vazby, indukční a mezomerní efekt,....). Pl 1 Didaktika jedné třídy organických sloučenin. P12 Didaktika jednoho z biochemicky důležitých témat. P13 Didaktika jednoho z prvků hlavních skupin periodické soustavy. Předmět se skládá ze dvou základních bloků-obecná didaktika chemie a speciální didaktika chemie. Obsahem první části je analýza obsahu učiva chemie a jeho struktury z hlediska systémového přístupu, matematické modely systémy učiva, algoritmické a heuristické učivo, myšlenkové, pojmotvorné a logické operace ve výuce chemie. Rozebírány jsou také formy a metody výuky chemie se zřetelem na metody diagnostické. Zvláštní pozornost je věnována didaktickým testům a technickým prostředkům ve výuce chemie, zejména počítačům. Pozornost je věnována také psychologickým aspektům, zejména tvořivosti. V části speciální jsou probírány didaktické postupy při výuce vybraných pasáží obecné, anorganické a organické chemie a biochemie na gymnáziu. K nim patří struktura atomu, periodická soustava prvků, chemická vazba, chemická energetika, rovnováha a kinetika, s- a p- prvky, obecná organická chemie, reakční mechanismy organických reakcí, základní třídy látek mající funkci v živých systémech. 285 3 Předměty chemické sekce C8720 - Didaktika chemie - seminář Předpoklady: N0W(C8715) z, 0/2/0, 2 kr., jaro Doporučení: Předpokládá se, že student absolvoval všechny základní chemické disciplíny a C8715 Didaktika chemie. Jednotlivá procvičovaná témata: - struktura atomu; periodická soustava prvků; chemická vazba; tvary molekul; kinetika chemické reakce; chemická rovnováha; pH; prvky 14. - 17. skupiny; alkany; alkeny; alkiny, aromáty; alkoholy; aldehydy a ketony, organické kyseliny; heterocykly; syntetické makromolekuly; sacharidy, lipidy, peptidy a bílkoviny; enzymy; nukleové kyseliny; metabolismus sacharidů, lipidů, bílkovin a nukleových kyselin; regulace metabolických dějů. Výuka je zaměřena na získání základních praktických návyků při výuce chemie s důrazem na aplikaci správných didaktických postupů. Praktická výuka bude prováděna na některých vybraných tématech z obecné, anorganické a organické chemie a biochemie vyučované na gymnáziu. Důraz bude kladen na praktické využití všech dostupných výukových prostředků. C8740 - Chemická exkurze z, 0/0/0, 0 kr., jaro Návštěva celkem 10 podniků se zaměřením na organickou, anorganickou a biochemickou výrobu. Exkurze do podniků s chemickou výrobou v České republice. C8750 - Technologie a zpracování polymerů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Ing. Tomáš Veselý, CSc. Doporučení: Znalost makromolekulami chemie 1. Vliv struktury na vlastnosti a zpracovatelnost plastů Úvod, rozdělení plastů , tvar makromolekul organických polymerů, lineární polymery a jejich rozdělení podle kryštalizační schopnosti, zesíťované polymery, fázový stav organických polymerů, struktura amorfního polymeru, struktura krystalického polymeru, vliv podmínek na krystalizaci polymerů, orientace krystalických polymerů, vliv relativní mol. hmotnosti na vlastnosti polymerů a zpracovatelnost plastů, vliv chemického složení na vlastnosti plastů, vliv struktury na užitné vlastnosti polymeru (životnost, změna vlastností apod.) 2. Vlastnosti a odolnosti plastů I Uvod - vliv technologie na konečné vlastnosti výrobků z plastů Polyolefiny - odolnost proti chemikáliím, povětrnostní stárnutí, tepelně oxidační degradace, fotochemická degradace, chlor-sulfonovaný PE, chlorované polyetylény. Polystyren - odolnost proti chemikáliím, tepelná a světelná degradace polystyrenu Fluoroplasty- PTFE - odolnost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, odolnost vůči povětr.stárnutí. PCTFE - odolnost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, účinek ionizujícího záření Akrylové a me-takrylové polymery - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu, světlu a atm.stárnutí, odolnost vůči ionizujícímu záření. Polyestery - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu, světlu a atm.stárnutí Poly karbonáty Polyamidy - odol- 286 3 Předměty chemické sekce nost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, odolnost vůči světlu a povětrnostnímu stárnutí. 3. Vlastnosti a odolnosti plastů II Polyuretany Polyvinylchlorid - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu a světlu, odolnost vůči atmosferickému stárnutí, odolnost vůči ionizujícímu záření. Polyvinylidenchlorid, poly viny lalkohol, povinylacetaly, polyepoxidy, polyoxymetylen, chlorovaný polyether, polyfenyleno-xid, polyfenylensulfid, polyketony, polysulfony, polyimidy 4. Modifikace polymerů Uvod, modifikace hnětením, homogenní systémy, mikroheterogenní systémy- vliv matričního polymeru, vliv kaučukové dispergované fáze, houževnatost dvoufázového systému, reologie polymerních slitin, příklady používaných dvoufázových systémů, mechanochemická modifikace-struktura a názvosloví kopolymerů, vznik aktivního centra mechanickým namáháním, mastikace směsi polymerů, chemické a fotochemické metody přípravy blokových a roubovaných kopolymerů, chemické modifikace polymerů - přeměny skupin polymeru, zavádění nových skupin do řetězce, přeměny spojené s změnou délky polymerního řetězce 5. Přísady a jejich vliv na vlastnosti a zpracovatelnost plastů I Uvod, změkčovadla - rozdělení podle účinku a chem.složení, použití pro různé polymery, změkčovadla pro PVC a pro ostatní polymery, maziva a separační činidla - rozdělení podle účinku, vysokomolekulárni modifikátory - poly merní modifikátory houževnatosti (CPE, EVA, MBS, ABS, kaučuky), modifikátory tekutosti, plniva, výztuže a vazebné prostředky - charakteristika, druhy výztuží a plniv, skleněná plniva, ostatní materiály 6. Přísady a jejich vliv na vlastnosti a zpracovatelnost plastů II Vliv obsahu a délky vláken na vlastnosti kompozitu, apretační vazebné prostředky - silany, organotitanáty, ostatní vaz. prostředky, způsoby apretace povrchu plniva, pigmenty - anorganické a organické, hodnocení pigmentů, barvení plastů, opticky zjasňijící látky, nadouvadla - chmické a fyzikální, antistatika - použití, mechanismus působení, rozdělení an-tistatik, stabilizátory oxidace plastů, tepelné stabilizátory PVC a jeho kopolymerů - kovové a organické stabilizátory, světelné stabilizátory, zhášedla (retardéry hoření), biocidy 7. Reologické chování tavenin plastů Viskozita tavenín, první rozdíl normálových napětí, praktické využití znalostí reol. chování tavenin, jiné reologické projevy tavenin polymerů, narůstání za hubicí a jiné projevy normálových napětí, poruchy toku při vytlačování. 8. Zpracovatelské technologie I Doprava a skladování surovin, přípravné zpracování plastů - míchání a hnětení (míchací stroje - horizontální a vertikální, hnětači stroje - diskontinuální a kontinuální), granulace, tabletování, linky přípravného zpracování plastů, mletí a zpracování odpadu plastů Lisování a přetlačování - konstrukce lisů, způsob vyvození lis.síly - mechanické a hydraulické lisy, lisy pro přetlačování reaktoplastů, pomocná zařízení pro lisovaní a přetlačování reaktoplastů, lisy pro lisování skelných laminátů, etážové lisy pro lisování plochých výlisků, rotační lisy 9. Zpracovatelské technologie II Lisovací formy - hlavní části lisovací formy, rozdělení podle počtu tvarových dutin, podle konstrukce, podle přetoku, přetlačovací formy, společné části lisovacích a přetlačovacích forem, vyhazování výlisků, vytápění forem, technologie lisování 287 3 Předměty chemické sekce Kalandrování (válcování) - typy kalandrů a jejich použití (konstrukce - válce, ložiska, stavění a křížení válců, vytápění válců, stojan kalandru, pohon), kalandrovací linky -výroba měkč.PVC fólií, tvrdých PVC fólií, nanášení poly merní fólie na podložku, ovládání kalandrovacích linek Vytlačování - pístové a šnekové vytlačovací stroje, jedno- a dvoušnekové vytlačovací stroje, hlavy vytlačovacího stroje - přímé, nepřímé, širokoštěrbinové, hlavy pro vytlačování sítí 10. Zpracovatelké technologie III Technologie s využitím vyti. strojů - vytlačování tribek a profilů, oplášťování, vytlačování desek a pásů, vytlačování plochých fólií, výroba pásků a vláken z fólií, vyfukované fólie, napěněné desky a fólie, nanášení taveniny plastu na papír širokoštěrbinovou hlavou, vliv technologických podmínek na vlastnosti vytlačovaných výrobků Vstřikování - stroje, plastikační a vstřikovací jednotka, uzavírací jednotka (vzájemná poloha vstřik, a uzavírací jednotky), pohonná, ovládací a regulační technika, řízení a regulace vstřikovacích strojů Vstřikovací formy - určení násobnosti, vtoková soustava, odvzdušnení forem, základní způsoby vyhazování výstřiků z formy, temperování vstřik, forem, zásady navrhování výstřiků 11. Zpracovatelské technologie IV Technologie vstřikování - obecné zásady, vliv technol. podmínek na vlastnosti výstřiků, vstřikování plněných termoplastů, strukturních pěn, reaktoplastů, vícesložkové vstřikování, vstřikování sendvičů Výroba forem Vyfukování dutých těles - vytlačováním a vstřikováním, vyfukování s dloužením Tvarování za tepla - stroje, technologie, srovnání technologie tvarování a vstřikování 12. Zpracovatelské technologie V Zpracování kapalných systémů -máčení, natírání, odlévání a lití Lepení a lepidla - teorie adheze, příprava lepeného materiálu, nanášení lepidel, tvorba spoje, lepidla Kašírování, lakování a nátěrové hmoty - nanášecí techniky, typy nátěrových hmot Reakční vstřikování, zvlákňovaní - příprava hmoty, tvorba vlákna, fyzikální úpravy vlákna, nej známější typy chemických vláken Výroba skelných laminátů - diskontinuální a kontinuální postupy 13. Zpracovatelské technologie VI Lehčení a lenčené hmoty na bázi plastů - úvod, rozdělení lehč.hmot, vznik lehčených struktur, lehčený PVC - lehčení chem.nadouvadly, fyzikálně-mechanické lehčení, lehčení plynnými reakčními zplodinami, lehčený PVC ze suchých směsí a z předpěněného kopolymeru, lehčený PS -předpěňování, napěňování, lehčené PUR - suroviny, měkký a tvrdý lehčený PUR, lehčené polyo-lefiny - suroviny, postupy, další lehčené plasty - fenoplasty, aminoplasty, polyimidy, polyestery Strukturní pěny , syntaktické pěny, vlastnosti lehčených plastů - mechanické, tepelné a další 14. Zpracovatelské technologie VII Doplňkové technologie - svařování (kontaktní, přídavným materiálem, vysokofrekvenční, ultazvukem, třením, zářením), povrchové úpravy ( potiskování, dezénování, leštění, pokovování, ochrana práškovými plasty, sametování), obrábění plastů Přednáška se zabývá rozdělením plastů podle vlastností do tříd pro zpracování, jejich úpravou a přísadami ke zpracování. Dále rozebírá reologické vlastnosti tavenín plastů a použité technologie na zpracování: lisování, kalandrování, vytlačování, vstřikování, vyfukování, máčení, natírání, odlévání a lití, zvlákňovaní, laminace. 288 3 Předměty chemické sekce Lehčené a tenčené hmoty a jejich zpracování. Svařování a povrchové úpravy, obrábění. RNDr. Vladimír Kysílka, CSc. Doporučení: Obecné znalosti chemie, zejména organické chemie Systém výzkumu léčiv ve farmaceutické společnosti Systém práce organického chemika ve výzkumu léčiv Výzkum a vývoj nových cytostatik přírodního původu Vybrané příklady řešení syntézy léčiv I Vybrané příklady řešení syntézy léčiv II Léčiva pro fotodynamickou terapii nádor.onemocnění Platinové komplexy v terapii nádor.onemocnění Taxol- historie, syntéza a postavení v terapii nádorových onemocnění Nové směry a molekuly v terapii nádorových onemocnění Vybrané příklady vývoje léčiv ve VUFB Praha Adamantan- základní charakteristiky a využití v praxi Adamantan- příklady syntézy a využití v léčebné praxi Exkurse, beseda, vyhodnocení přednášek Cílem přednášky je úvod do systému výzkumu ve farmaceutické společnosti s poukazem na úkoly organického chemika v tomto systému, ukázky příkladů řešení některých syntetických problémů spojených s přípravou léčiv a s podmínkami realizace syntézy v praxi ve spojení s exkurzí do provozu. C8800 - Rtg strukturní analýza zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Jaromír Marek, Ph.D. Symetrie látek -o- Interakce rtg. záření s látkou -o- Difrakce na kry stalu ^-Zdroje a detektory rtg. záření -o- Difraktometry -o- Fázový problém -o- Pattersonovské a přímé metody -o- Upřesňování modelu, R-faktory, metoda nej menších čtverců, -o- Programy SHELXS a SHELXL -o- Příprava proteinových krystalů -o- Proteiny a metody kovových derivátů -o- Upřesňování proteinových strukturních modelů ■> Krystalografické databáze Symetrie látek, bodové grupy, symetrie difrakčního obrazu, Laueho třídy, primitivní a Bravaisova buňka, prostorové grupy, -o- Difrakce rtg. záření, Thompson, rozptyl, interference rozptýlených vln, atomový a strukturní faktor, Braggova a Laueho rovnice, Ewald. koule, intenzita difraktovaného záření, Fourierova syntéza, -o- Difrakční experiment, zdroje rtg. záření, synchrotrony, detektory, difraktometry, kryokrystalografie. Indexace reflexí, integrální intenzita, redukce dat, Loren-zova, polarizační a absorpční korekce, -o- Fázový problém, Pattersonova funkce a Patterson. techniky. Pravděpodobnostní rozložení strukturních faktorů, přímé metody. R-faktory. Metoda nejm. čtverců. SHELXS a SHELXL. -o- Makromolekulami kryštalizační techniky, metoda sedící a visící kapky, očkování. Metody řešení fázového problému u proteinů, metoda molekulárního přemístění, metody kovových C8780 - Organic Photochemistry doc. RNDr. Petr Klán, Ph.D. C8790 - Organická chemie ve farmacii zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro 289 3 Předměty chemické sekce derivátů (SIR, MIR, MIRAS), MAD a selenoproteiny. Mapy elektronové hustoty, Four. transformace, výstavba strukturního modelu. Zpřesňování makromolekulár-ního strukturního modelu, metoda nejm. čtverců a „constrains+restrains". Protein, krystalografie v „postgenomické" éře. ■> Krystalografické databáze. C8801 - Krystalografie biomakromolekul zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Jitka Vévodova, Ph.D. Předpoklady: C9530 Doporučení: Pro praktické využití získaných znalostí je vhodná základní zkušenost s operačním systémem UNIX (obsažena v předmětu C2110). 1. Krystaly Symetrie krystalů, bodové a prostorové grupy, základní buňka. 2. Příprava a purifikace proteinů, kryštalizační experiment, posuzování kvality krystalů. 3. Geometrické principy difrakce I. Braggův zákon, reciproká mřížka, Ewaldova konstrukce. 4. Geometrické principy difrakce II. Teplotní faktor, symetrie základní buňky, intenzita difrakce. 5. Sběr difrakčních dat I. Zdroje rtg záření, detektory. 6. Sběr difrakčních dat II. Difrakční experiment, zpracování difrakčních snímků. 7. Získávání map elektronových hustot z difrakčních dat Atomový rozptylový faktor, strukturní faktory a jejich 2D reprezentace, amplituda a fáze strukturního faktoru, Fourierova transformace strukturních dat do elektronové hustoty. 8. Řešení fázového problému I. Metoda molekulárního nahrazení (rotační a translační funkce), metoda izomorfního nahrazení, příprava derivátů s atomy těžkých kovů, Pattersonovy mapy. 9. Řešení fázového problému II. Metoda anomálního rozptylu, upřesňování map elektronových hustot (vyhlazování solventu, průměrování molekul, použití histogramů). 10. Získávání a upřesňování strukturního modelu I. Upřesňování rigidní struktury (rigid body refinement), metoda nejmenších čtverců (energetické a stere-ochemické vazné podmínky). 11. Získávání a upřesňování strukturního modelu II. Teplotní faktory, molekulová dynamika a simulované žíhání. 12. Stavba modelu, diferenční hustotní mapy, OMIT mapy. 13. Kontrola správnosti strukturního modelu R-faktory, Ramachandranův graf, B-faktory, Luzzatiho diagram. 14. Praktická část Předmět je zaměřen na 3D strukturu biomakromolekul (proteinů a nukleových kyselin) a její studium pomocí rentgenové krystalografie. Část přednášky je věnována popisu symetrie a přípravy krystalů. Další část principům difrakce rtg. záření a sběru a zpracování difrakčních dat. Poslední část zahrnuje metody řešení a upřesňování 3D struktury biomakromolekul. V závěru budou zahrnuty praktické ukázky krystalizace proteinu a práce s krystalografickým software. 290 3 Předměty chemické sekce C8810 - Chemie přechodných prvků zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Josef Novosad, CSc. Doporučení: Obecná chemie, Anorganická chemie I a II 1. Koordinační sloučeniny, typy ligandy a jejich klasifikace, koordinační čísla. 2. Vazba v koordinačních sloučeninách, teorie ligandového pole. 3. Stereochemie koordinačních sloučenin. 4. Izomerie koordinačních sloučenin, stereochemicky ne-rigidní molekuly a ionty. 5. Obecné periodické trendy u přechodných kovů. Skupina 11-mincovní kovy. 6. 12. skupina periodického systému (zinek, kadmium, rtuť). 7. Přechodné kovy 3. skupiny a vzácné zeminy, lanthanoidová kontrakce. 8. Přechodné kovy 4. skupiny (titan, zirkonium, hafnium) 9. Přechodné kovy 5. skupiny (vanad niob, tantal). 10. Přechodné kovy 6. skupiny (chrom, molybden, wolfram) a 7. skupiny (mangan, technecium, rhenium. 11. Isopoly- a heteropolyanionty. 12. Triáda železa. 13. Platinové kovy. 14. Dvojjaderné komplexy s násobnými vazbami kov-kov. 15. Klastry s vazbami kov-kov. Přednáška podává přehled obecných zákonitostí, které tvoří základ systematické chemie d- a f-prvků. Těžiště spočívá v diskusi struktury, vazebných poměrů, termodynamiky a spektrálních údajů a nalezení souvislostí s chemickým chováním přechodných prvků. C8820 - Metody studia rovnováh a kinetiky reakcí zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. C8840 - Chemie makrocyklických sloučenin zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022), Analytické chemie I (C3100) a Analytické chemie II (C4050). Je výhodné navštěvovat kurs C8885 Supramolekulární chemie (není podmínkou). 1. Uvod do chemie makrocyklů (nomenklatura, přírodní makrocykly, význam), -o- 2. Typy makrocyklických ligandů a jejich komplexů, cyklické polyaminy a por-fyriny, cyklické poly ethery (crowny, polyethery, kryptandy, kavitandy, kalixareny), cyklické ligandy s jinými donorovými atomy než O nebo N, polyjaderné a poly-merní makrocykly, katenany a katenandy, makrocyklické cukry, robustní makrocykly (sepulchuráty), stereoizomerie makrocyklů, „hole-size" koncept, -o- 3. Aspekty syntézy makrocyklů. Volné ligandy - netemplátová syntéza, reakce vzniku kruhu (syntéza při vysokém a nízkém zředoování). -o- 4. Komplexy - netemplátová syntéza, templátová syntéza (vliv fyzikálních a chemických podmínek na druh a výtěžek reakce - druhy templátových efektů, „in situ" reakce. Derivatizace makrocyklů -zavádění funkčních skupin na cyklický skelet a chránění cyklického skeletu, -o- 5. Chelátový a makrocyklický efekt - původ a kvantifikace. Experimentální techniky 291 3 Předměty chemické sekce vhodné pro studium reaktivity makrocyklických sloučenin, -o- 6. Termodynamický aspekt - selektivita pro ionty. Kinetický aspekt - formační a disociační kinetika. -o- 7. Reaktivita komplexů a jejich redoxní vlastnosti. Stabilizace méně obvyklých oxidačních stavů - „metal-centred", „ligand-centred" oxidace a redukce. Substituční reakce v axiální poloze, reakce koordinovaného makrocyklického ligandu, reakce demetalační a reakce výměny iontů, -o- 8. Makrocyklické systémy. Komplexace iontů kovů (cyklické polyethery, poly aminy a polyiminy; kryptandy, kalixareny, aj.). -o- 9. „Host-guest" chemie - komplexace organických kationtů. -o- 10. Komplexace organických aniontů. -o- 11. Komplexace neutrálních látek - cyklodex-triny. -o- 12. Využití makrocyklických ligandů a jejich komplexů v chemii, biologii, medicíně - příklady. Hlavním úkolem předmětu je seznámit se s reaktivitou a vlastnostmi makrocyklických sloučenin. Výklad je doprovázen příklady převzatými jak z literatury, tak z pracoviště přednášejícího. Je také poukázáno na potenciální využití makrocyklických komplexů v praxi. C8845 - Modelování chemických systémů v zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim roztocích prof. RNDr. Josef Havel, DrSc, Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Fyzikální chemie I (C3140), Fyzikální chemie II (C4020), Analytické chemie I (C3100) a Analytické chemie II (C4050). Je vhodné (není nutné) navštěvovat kurs přednášek „Metody studia rovnováh a kinetiky reakcí" (C8820). 1 .Uvod. Význam modelování pro výzkum a praxi. Speciace - definice, příklady použití. 2. Teoretický základ pro modelování chemických dějů ve vodných roztocích. 3. Popis chemických dějů v roztocích (acidobazické, srážecí, komplexotvorné a redoxní rovnováhy a kinetika). 4. Ionty kovů v roztocích. 5. Použití termodynamických a kinetických dat pro modelování. Seznámení se s termodynamickými databázemi. 6. Vliv vnějších podmínek na termodynamická a kinetická data (teplota, iontová síla, tlak, aj.) 7. Rovnováhy v roztocích polyelektrolytů. Příklady (modely protonizace a komplexace iontů kovů pro bioligandy, např. cukry, ligniny, fulvové a huminové kyseliny). 8. Rovnováhy na mezifázi kapalina-plyn, roztok-pevná fáze. Příklady (kremičitany, uhličitany, aj.). 9. Experimentální metody pro stanovení rovnovážných koncentrací různých forem prvků (speciace). 10. Numerické metody pro výpočet rovnovážných koncentrací a jejich aplikace pro výpočet speciace za rovnovážných a nerovnovážných podmínek. 11. Demonstrace software pro výpočty. Hlavním úkolem předmětu je, aby se studenti seznámili s významem speciač-ního modelování, s vyhledáváním v příslušných databázích a obsluhou jednotlivých programů pro speciační výpočty. Cílem přednášky je taktéž zpřístupnění studijní literatury, databází a software pro široké použití ve výzkumu a praxi nových rychle 292 3 Předměty chemické sekce se rozvíjejících oborů chemie (např. bioanalytická chemie, materiálová chemie, chemie životního prostředí, aj.). C8850 - Struktura a funkce biomembrán zk, 3/0/0, 3+2 kr., jaro prof. RNDr. Arnošt Kotyk, DrSc, doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. Předpoklady: C4182 V C3580 V C6030 Doporučení: Základní znalosti z biochemie 1. Čtyři principy strukturní a funkční organizace buňky: (a) chromosomy a ri-bosomy; (b) membrány; (c) cytoskelet; (d) buněčné obaly. 2. Složky buněčných membrán, jejich hierarchická organizace. Lipidy a proteiny, cukerné složky. Pohyb membránových složek. Fyzikálně-chemické základy interakcí uvnitř membrán a mezi nimi. 3. Syntéza a skladba mebránových lipidů a proteinů, jejich pohyb na místo určení v buňce. 4. Tři kategorie membránových funkcí: tok hmoty, tok energie a tok informace. 5. Fyzikálně-chemické základy pohybů přes membrány, jejich kinetika a energetika. 6. Nespecifická permeace látek. Rozpouštění v lipidech a pohyb stálými a přechodnými póry. 7. Teorie specifického transportu. Příklady pohybu kanály, pomocí přenášečů a skupi-novou translokací. Endocytoza a exo-cytoza. 8. Přeměny energie v membránbách. Fyzikální reakce fotosyntézy. Struktura chloro-plastů, anténové systémy, fotosyntetická reakční centra. 9. Struktura a funkce mitochondrií. Tvorba gradientů membránového potenciálu a pH. Syntéza ATP. 10. Přeměny mechanické a elektrické energie. 11. Tok informačních signálů přes membrány. Molekulová podstata jejich transdukce. 12. Fyzikální signály a jejich zpracování zrak, sluch, hmat, vnímání teploty, magne-tického a elektrického pole. 13. Chemické signály vnější; čich, chuť; bakteriální chemotaxe. 14. Chemické signály nitrotělní. Základy neurochemie, účinek hormonů a cytokinů. Zá-klady imunochemie. Základní složky biomembrán a jejich biosyntéza, membránové funkce, transport, přeměna energie, tok informačních signálů. Struktura a funkce mitochodriální membrány. Fyzikální a chemické signály, neurochemie. C8855 - Počítačová chemie a molekulové modelování k, 1/0/0, 1 kr., jaro II prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Zdeněk Kříž Doporučení: Předpokládají se základní znalosti obecné a fyzikální chemie. Znalost základů kvantové chemie je výhodou. Je velmi žádoucí, aby student měl absolvovaný kurs C7790/C7800. Kurs je typicky směřován do doktorského studia. 1. Hyperplochy potenciální energie (PES). Význam a charakteristika stacionárních bodů. Základní algoritmy pro jejich vyhledávání. 2. Simulace chování molekulárního systému. Molekulová dynamika a metody Monte Carlo. 3. Kon-formační změny a jejich počítačové studium. Řešení problému mnohonásobných minim v konformační analýze. Energetické bariery konformačních interkonverzí. 293 3 Předměty chemické sekce 4. Úvod do počítačového studia supramolekul , molekulárních komplexů a bio-molekul. Dokování molekul. Design nových molekul. 5. Modelování solventu. 6. Modelování chemických reakcí. 7. Programové systémy Insight II, AMBER, DIS-COVER, Oxford Molecular, WHATIF, AUTODOCK. Kurs je zaměřen na získání pokročilých znalostí v oblasti výpočetní chemie. Jeho orientace je výrazně aplikační. Student získá přehled o metodách analýzy komplikovaných energetických prostorů, metodách simulujících dynamiku molekul, metodách umožňujících studovat molekulární komplexy a chemické reakce. V neposlední řadě se student seznámí s různými způsoby, jak do výpočtu zahrnout solvent. V závěru se studenti seznámí s některým uživatelsky příjemným programovým balíkem pro počítačové modelování molekul a molekulárních systémů. C8856 - Počítačová chemie a molekulové modelování z, 0/1/0, 1 kr., jaro II cvičení prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Zdeněk Kříž C8860 - Moderní syntetické metody zk, 2/0/0, 2+2 kr., j aro, jednou za dva roky doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Katalýza fázovým přenosem (PTC). Principy, PTC katalyzátory, lipofilita iontů. Dvoufázové PTC systémy s-1,1-1, g-1, třífázové PTC systémy. Inverzní PTC. Aplikace v syntéze. Micelární katalýza. Tenzidy a syntéza ve vodném prostředí. Princip, materiály, aplikace. Použití ultrazvuku (US) v syntéze, principy, srovnání s PTC, aparatura. Aplikace. Vliv US na heterogenní (s-1,1-1, g-1) a homogenní reakce. Aktivace heterogenních katalyzátorů (kovů). Mikrovlny a syntéza. Principy, aparatury-metodiky, aplikace. Reakce na tuhých nosičích. Princip, materiály, aplikace. Srovnání výsledků aplikace „klasických" postupů s aplikací moderních metod syntézy. C8880 - Vybrané metody analýzy pevných látek zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc, doc. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc. C8885 - Supramolekulární chemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. 1. Vymezení předmětu supramolekulární chemie, základní pojmy a principy. Povaha supramolekulárních interakcí. (Iontové interakce, dipolární interakce, vodíková vazba, kation-pí interakce, pí-pí stacking, van der Waalsovy síly, Hydrofobní efekt, -o- 2. Rozpoznávaní molekul. Rozpoznávání a selektivita. Termodynamická a kinetická selektivita. Molekulární receptory. Chelátový a makrocyklický efekt. Pre-organizace a komplementarita. Základní typy rozpoznávání, kationty, anionty, neutrální molekuly, -o- 3. Rozpoznávání kationtů. Crown ethery. Cryptandy. Sferandy. Selektivita komplexace kationtů. Komplexace organických kationtů, vazba amonio-vého kationtů. -o- 4. Calix[n]arény. Struktura a konformace kalixarenů, jednoduché chemické transformace kalixarenů. Komplexace kationtů, aniontů a neutrálních 294 3 Předměty chemické sekce molekul kalixareny. -o- 5. Rozpoznávání aniontů. Biologické receptory aniontů. Rozpoznávání aniontů a kationtu v závislosti na pH. Guadiniové, organometalické a neutrální receptory. Komplexace hydridového aniontů. -o- 6. Rozpoznávání neutrálních molekul. Anorganické a organické klatráty (zeolity, močovina, dianin ad.). Cyklodextriny. Supramolekulární chemie fullerenů. -o- 7. Struktura a stabilita molekulárních komplexů. Definice komplexační konstanty. Určení stechiometrie komplexu. Nejčastěji používané metody studia komplexů, -o- 8. Dendrimery. Příprava a vlastnosti dendrimerů. Supramolekulární aplikace dendrimerů. -o- 9. Supramolekulární syntéza, krystalové inženýrství. Mezimolekulové interakce. Růst krystalu. Strategie designu. Využití H-vazby, pí-pí stackingu a dalších interakcí. ■> 10. Samovolná organizace (self-assembly, SA). Biochemická SA. SA v syntéze. Ka-tenany a rotaxany. Helikáty, Programované supramolekulární syntézy. Uspořádávání ■> 11. Supramolekulární reaktivita a katalýza. Příklady receptoru uplatňujících se v katalýze. Biologická mimika. Různé modely enzymových systémů. -0-12. Supramolekulární interakce v transportních procesech. Nosiče využívané v jednotlivých typech transportů. Povrchově aktivní látky. Micely, vesikuly. Preorganizace surfaktantů. -0-13. Supramolekulární „zařízení". Přenos informace, semiochemie. Supramolekulární fotochemie. Fotonická zařízení. Supramolekulární elektronická zařízení - přepínače, vodiče a polovodiče, usměrňovače. Nelineární optické materiály, -o- 14. Kapalné krystaly. Povaha a struktura kapalných krystalů. Chemické struktury uplatňující se při konstruci kapalných krystalů. Aplikace kapalných krystalů. Úvod do supramolekulární chemie, který je zaměřen na základní pojmy předmětu. Studenti se seznámí s významými typy mezimolekulových interakcí a sloučeninami uplatňujícími se při studiu rozpoznávaní iontů a neutrálních molekul. Základní principy supramolekulární chemie jsou demonstrovány v oblastech jako reaktivita a katalýza, studium transportních dějů, samoorganizace systémů (self assembly), vytváření supramolekulárních zařízení, studium kapalných krystalů a v neposlední řadě i design molekul žádaných supramolekulárních vlastností. C8890 - Diplomová práce II (UC) kz, 0/0/5, 5 kr., jaro Předpoklady: C7590 A ^N0W(C6000) C8950 - NMR - Strukturní analýza zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Radek Marek, Ph.D. Doporučení: absolvování předmětů fyzikální a organická chemie, fyzika 1. Některé aspekty NMR - úvod, metody magnetické rezonance, vznik NMR signálu, chemický posun, interakční konstanta, příklady, Fourierova transformace -relaxace jader (inversion recovery), selektivní excitace, potlačení signálu rozpouštědla, NOE; 2. Konstrukce spektrometrů, magnety, sondy, kyvety a propojení s HPLC, MS; 3. Editační techniky -spinové echo, APT -přenos polarizace, INEPT, DEPT; 295 3 Předměty chemické sekce 4. NMR spektroskopie ve více dimenzích Homonukleární korelace -korelační spektroskopie (COSY) -interakce dalekého dosahu (LR-COSY, Relayed COSY) -TOCSY; 5. Heteronukleární korelace -jednovazebné (HETCOR) -dalekého dosahu (LR-HETCOR, COLOC); 6. Měření J konstant -J spektroskopie -jiné techniky-korelace chemických posunů, časová doména; 7. Dipolární interakce -selektivní NOE -2D NOESY; 8. Vícekvantová spektroskopie - MQF-COSY -INADEQUATE; 9. NMR spektroskopie jiných jader než 1H a 13C -15N, 31P, 77Se (19F, 29Si, , lila 113Cd, 117 a 119Sn, 125Te, 195Pt a 207Pb); 10. Inverzní experimenty -jednovazebné (HMQC, HSQC) -dalekého dosahu (HMBC, HSQC) -kombinované techniky (HMQC-TOCSY, HSQC-TOCSY, HSQC-NOESY; 11. Gradientní NMR spektroskopie -homokorelační spektroskopie -NOESY -heterokorelační inverzní metodiky; 12. Skalární a dipolární interakce - informace pro řešení prostorové struktury molekul -J konstanty a informace o dihedrálních úhlech -NOE a meziato-mové vzdálenosti -vstupní data pro molekulovou mechaniku; 13. Praktické aspekty -typy sond, logická struktura analýzy, citlivost experimentů; 14. Praktické příklady a interpretace spekter. NMR spektroskopie jako jedna z nej důležitějších strukturně-analytických metod zaujímá významné místo ve výzbroji každého chemika. Předmět NMR strukturní analýza by měl absolventovi umožnit základní orientaci v problematice řešení struktury přírodních produktů a organických sloučenin pomocí vysokorozlišovací NMR spektroskopie. Hlavní důraz je kladen na interpretaci a extrakci informací ze základních typů 2D spekter (COSY, NOESY, HSQC, HMBC). C8960 - Atmospheric Chemistry and k, 0/0/0, 3 kr., jaro, jednorázově Photochemistry Doc. Sarka Langer, Dr. C8970 - Zpracování a prezentace vědeckých dat II k, 0/6/0, 6 kr., jaro C9000 - Oborový seminář III z, 0/2/0, 2 kr., podzim Doporučení: Studenti magisterských a doktorských studijních programů Zprávy o postupu a prezentace výsledků samostatných projektů, diplomových a disertačních prací. Informace z literatury o nejnovějších výsledcích a vývoji v oboru. Referátové zpracování přehledných článků. C9001 - Diplomová práce III kz, 0/0/15, 15 kr., podzim Předpoklady: C8001 A ^N0W(C5000) Doporučení: Úspěšný postup prací na vybraném tématu diplomové práce. Práce na vybraném tématu výzkumu pod vedením vedoucího diplomové práce. C9010 - Pedagogická praxe z chemie z, 0/0/3, 2 kr., podzim 296 3 Předměty chemické sekce C9060 - Analytická chemie materiálů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Lumír Sommer, DrSc. Doporučení: Znalosti odpovídající kurzu Analytická chemie II 1. Specifika analytické chemie při aplikaci na objekty reálného světa. Problematika analytického vzorku a vyhodnocení výsledků analytických metod. Zvláštní zřetel je věnován metodám přípravy vzorku k analýze, rozkladům vzorku při použití destruktivních metod a použití soudobých analytických metod. 2. Analýza kovů a slitin 3. Stanovení nekovových inkluzí (vměstků) v kovech 4. Analýza plynů v kovech 5. Analýza silikátů, skel, strusek a cementů 6. Analýza půd 7. Analýza keramických a speciálních materiálů 8. Analýza polovodičů 9. Analýza povrchů a tenkých vrstev 10. Ultrastopová analýza anorganických materiálů. Problémy mineralizace vzorků 11. Meze analytických metod 12. Specifika analýzy organických materiálů. Problematika mineralizace vzorků. 13. Analýza drog 14. Kombinované (hybridizované) postupy u instrumentálních a separačních metod (hyphenated methods). Moderní přístupy při analýze speciací. Specifika analytické chemie pro objekty reálného světa, matrix vzorku a koncentrace komponent jako určující faktory pro analytický postup. Charakteristika vybraných soudobých analytických metod ve vztahu ke charakteru vzorku v praxi. Principy analytických postupů pro vybrané materiály praxe. C9080 - Bioinformatics zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Jiří Damborský, Dr. Doporučení: ability to study in English OPENING what is it Bioinformatics? study material organization lectures examination I. INTRODUCTION history of sequencing what is it Bioinformatics? sequence to structure deficit genome projects why is Bioinformatics important? patter recognition and prediction folding problem sequence analysis homo/analogy and ortho/paralogy II. INFORMATION NETWORKS what is the Internet? how do computers find each other? FTP and Telnet what is the Worl Wide Web? HTTP, HTML and URL EMBnet, EBI, NCBI SRS and ENTREZ III. PROTEIN INFORMATION RESOURCES biological databases - introduction primary protein sequence databases composite protein sequence databases secondary databases composite secondary databases protein structure databases protein structure classification databases IV. GENOME INFORMATION RESOURCES primary DNA sequence databases specialised DNA sequence databases V. DNA SEQUENCE ANALYSIS why to analyse DNA? gene structure gene sequence analysis expression profile, cDNA, EST EST sequences analysis VI. PAIRWISE SEQUENCE ALIGNMENT database searching alphabets and complexity algorithms and programs sequences and sub-sequences identity and similarity dotplot local and global similarity pairwise database searching VII. MULTIPLE SEQUENCE ALIGNMENT multiple sequence alignment consensus sequence manual methods simultaneous 297 3 Předměty chemické sekce and progressive methods databases of multiple sequence alignments hybrid approach for database searching VIII. SECONDARY DATABASE SEARCHING why search secondary databases? secondary databases regular expressions fingerprints blocks profiles Hidden Markov Models IX. ANALYSIS PACKAGES commercial databases commercial software comprehensive packages packages for DNA analysis intranet packages Internet packages X. PROTEIN STRUCTURE MODELLING protein structure protein structure databases prediction of secondary structure prediction of protein fold prediction of tertiary structure modelling of protein-ligand complexes The aim of this course is to give an introduction to Bioinformatics. Bioinforma-tics covers different computer applications in biological sciences and in its broadest sense the Bioinformatics means information technology applied to the management and analysis of biological data. The course will consist of theoretical part followed by practical training using computers and Internet. An introduction will be given to the theory of genome and protein information resources, to the DNA and protein sequence analysis, to the organization and searching of primary and secondary databases, etc. In its practical part, the course will demonstrate a number of the programs on the Internet that are used most commonly in DNA and proteomic research. C9090 - Sekundární metabolity zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Ivo Pluháček Doporučení: Základní znalost biochemie a organické chemie. Sekundární metabolismus, metodika jeho studia -o- neproteinogenní aminokyseliny -o- biologicky aktivní peptidy -o- antibiotika -o- aminy -o- alkaloidy -o- glyko-sidy -o- šikimátová cesta a polyketidy -o- terpenoidy -o- vonné látky -o- halucino-geny -o- chemická komunikace hmyzu. Přednášky pro studenty postgraduálního a magisterského studia. Sekundární metabolismus, metodika jeho studia. Třídy metabolitů, jejich struktura a funkce: Neproteinogenní aminokyseliny, biologicky aktivní peptidy, antibiotika, aminy, alkaloidy, toxiny, glykosidy, biosythesa aromatických látek, polyketidy, terpenoidy, vonné látky, halucinogeny, chemická komunikace, rostlinné složky v lékařství. C9100 - Biosenzory zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Petr Skládal, CSc. Doporučení: základní znalosti biochemie 1. Definice biosensoru. Historický přehled. Charakteristiky ideálního biosen-soru. Základní měřící přístupy. 2. Elektrochemické biosensory, enzymové elektrody. Potenciometrické systémy a ISFETy. Referenční elektrody. 3. Amperometrické měření kyslíku, peroxidu vodíku a NADH, biosensory s oxidázami a dehydrogená-zami. 4. Přenos elektronů z enzymů na elektrodu pomocí mediátorů. Kompozitní a organokovové molekuly. 5. Měření impedance a konduktometrické biosensory. 298 3 Předměty chemické sekce Voltametrické techniky. 6. Spektrofotometrické, fluorimetrické a chemiluminis-cenční sensory, optická vlákna. Optické biokatalytické sensory. Bioluminiscence. 7. Biosensory pro detekci inhibitorů. Recyklační enzymové systémy. Mikrobiální, tkáňové a receptorové sensory. 8. Afinitní biosensory s nepřímou detekcí pomocí značek. Imunosensory. 9. Hybridizační biosensory pro stanovení nukleových kyselin a detekci sekvencí oligonukleotidů. 10. Přímé optické afinitní sensory. Využití exponenciální vlny a resonance povrchových plasmonů ke sledování bioafinitních interakcí v reálné čase. Integrované optické systémy, interferometry a podobné techniky. 11. Imobilizace biomolekul při konstrukci biosensorů. Membránové techniky. Elektropolymerace. 12. Aktivace povrchu sensorů. Kovalentní vazba biomolekul. 13. Miniaturizace a masová produkce biosensorů. Sítotisk, litografie, biosensory jako součást integrovaných analytických systémů, biočipy. 14. Komerční biosensory. Perspektivy biosensorů, oblasti uplatnění v medicíně, potravinářství, ochraně životního prostředí, vojenství. Přednáška pro studenty magisterského a doktorantského studia, -o- Definice, přehled a charakteristiky biosensorů. -o- Elektrochemické a optické biosensory. -o- Sensory založené na afinitních interakcích, -o- Piezoelektrické a kalorimetrické sensory. -o- Technologie biosensorů, imobilizační postupy, -o- Problémy miniaturizace a masové produkce biosensorů. -o- Aplikace biosensorů v klinické analýze, životním prostředí. C9220 - Seminář k diplomové práci I z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(C900l) Doporučení: Zadání diplomové práce 1.-7. Referáty na volné téma 8.-14.- Úvod k diplomové práci, literatura Referát na volné téma 16 studentů Referáty k úvodu diplomových prací C9270 - Diplomová práce III (UC) Předpoklady: C8890 A ^N0W(C5000) C9280 - Diplomový seminář I (UC) Předpoklady: C8890 C9300 - Diplomová práce I (BC) C9310 - Diplomová práce III (BC) kz, 0/0/8, 8 kr., podzim z, 0/2/0, 2 kr., podzim kz, 0/0/5, 5 kr., podzim kz, 0/0/10, 10 kr., podzim C9500 - Užitá chemie k, 2/0/0, 2 kr., podzim doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Doporučení: Znalost chemie na úrovni gymnázia. Surovinová základna chemie. Materiály (keramika, sklo, stavební materiály, hutní materiály a materiály pro elektrotechniku). Plasty, výroba monomerů, typy polymerací, druhy plastů, aplikace. Ochrana proti korozi, koroze kovů, stárnutí 299 3 Předměty chemické sekce plastů, stabilizace. Paliva, výroba tuhých, kapalných a plynných paliv, jejich aplikace. Maziva. Výbušiny. Základní pojmy, typy, aplikace. Tenzidy, principy účinku, základní typy, ionogenní a neionogenní tenzidy. Jejich výroba. Prací a mycí proces. Pomocné prostředky, detergenty, solubilizátory, smáčedla, emulgátory, stabilizátory. Leštidla a pasty. Kosmetické prostředky. Barviva a pigmenty, strukturní principy, typy, barvící procesy, výroba základních typů, optická bělidla a zjasňovače. Nátěrové hmoty, laky, barvy, emaily, tmely, fermeže. Léčiva, rozdělení, struktura a účinek, přehled léčiv. Fytoefektory, pesticidy, růstové stimulátory, výživa rostlin. Aplikace prvků, chemických sloučenin a jejich směsí lidskou populací. C9520 - Historie chemie k, 1/0/0, 1 kr., podzim doc. Ing. Jiří Pichler, CSc. Doporučení: Znalosti ze základních chemických disciplin. 1. Význam chemie pro společnost jako jednoho ze základních oborů lidské činnosti, který slouží jednak k uspokojování nezbytných životních potřeb člověka a také k úpravě požadovaného prostředí pro jeho život 1.1. Počátky civilizace, vznik a vývoj člověka a lidské společnosti 1.2. Předmět a místo chemie ve společnosti 1.3. Vznik a vývoj specializované výroby, chemické aspekty a jejich užití 1.4. Počátky teoretického zobecňování, vznik filozofie 1.5. Vznik chemie jako vědecké discipliny 1.6. Vztahy mezi čistou a užitou chemií 1.7. Vstupní informace, jejich zdroje a jejich zpracování 2. Chemie v pravěku, její aspekty a dovednosti u pravěkých lidí 3. Vznik kořenů chemie ve starověku, užité chemické obory jako ukazatelé technologického rozvoje, které určují etapy vývoje civilizace (keramika a písmo, metalurgie a éra bronzová nebo železná) 3.1. Chemie ve starém Egyptě 3.2. Chemie v Chetitské říši 3.3. Chemie v antickém Řecku 3.4. Chemie v antickém Římě 4. Období alchymie, středověk, kořeny hermetického umění, postupné přesuny kulturních center ve světě v závislosti na společenských změnách a související modifikace chemických ideí 4.1. Orientální kultury a utváření středověké chemie 4.2. Podíl arabské kultury na středověké chemii 4.3. Chemie v Evropě během středověku 5. Období přechodu alchymie v chemii, novověk. Evropská renesance a počátky vědeckého přístupu zkoumání přírodních zákonitostí. Paracelsova iatrochemie, pneumatická chemie a Boylova kritika poznatků alchymie, období flogistonové teorie 6. Rozvoj chemie v období vědy, význam kvality a kvantity, stechiometrie a struktury 6.1. Zakladatelé vědecké chemie 6.2. Rozvoj chemické teorie 6.3. Vývoj užité chemie 7. Současný stav ve vývoji chemie, její úkoly a výhled Vývoj chemie jako oboru lidské činnosti je diskutován od nejstarších souvisejících aspektů v pravěku, přes období empirického vývoje přinášející tak významné zlomy etap starověké civilizace, jakými byly pokroky keramické výroby spojené se vznikem písma či počátky metalurgie datující nástup doby bronzové a železné, souvislosti s počátky antické filosofie, vliv orientálních kultur Arábie a Cíny, vývoj chemie od sklonku starověku po celý středověk a počátek novověku (alchymie) 300 3 Předměty chemické sekce s jeho projevy a s důsledky na počátky a vývoj chemie v období vědy s akcelerací v posledních dvou stoletích. C9530 - Strukturní biochemie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D., Mgr. Eva Fadrná, Ph.D., RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc, doc. RNDr. Jaromír Marek, Ph.D., Mgr. Jiří Damborský, Dr. Doporučení: Kurz je určen studentům biochemie a příbuzných oborů (molekulární biologie, bifyzika) a všem zájemcům o moderní metody určování struktur biomakromolekul. 1. Pojem struktury makromolekul, základní strukturní motivy proteinů, nukleových kyselin, struktura sacharidů a membrán. 2. Základní charakterizace proteinů, metody optické a hmotnostní spektroskopie, sekvenace proteinů. 3. Sekvenace nukleových kyselin, metody genového inženýrství, exprese rekombinantních proteinů. 4-6. Rentgenová struktrurní analýza. Příprava krystalů, difrakční experiment, metody řešení fázového problému, mapy elektronové hustoty, výstavba strukturního modelu. 7-9. Nukleární magnetická rezonance. Izotopové značení, NMR experiment, přiřazení frekvencí ve spektrech, určení geometrie (NOE, interakční konstanty), dynamika proteinů. 10-11. Molekulová mechanika a dynamika, simulované žíhání, zahrnutí experimentálních dat. 12. Databáze struktur, bioinformatika, počítačové předpovídání a modelování. Cílem přednášky je poskytnout základní informace o určování struktury biomakromolekul (zejména proteinů a nukleových kyselin). Je koncipována jako obecný přehled určený studentům, kteří se nechtějí v tomto oboru specializovat, ale může posloužit i jako úvod k pokročilým kurzům strukturní analýzy. Po úvodním přehledu základních strukturních motivů budou probírány metody určování trojrozměrné struktury makromolekul. Těžištěm kurzu bude výklad dvou základních technik - rentgenové strukturní analýzy a nukleární magnetické spektroskopie. Budou popsány metody molekulové mechaniky a dynamiky používané k výpočtu struktur na základě experimentálních dat. Dále boudou probrány molekulárně-bilogické techniky používané při určování struktur proteinů. Posluchači budou též seznámeni s využitím databází struktur. Jednotlivé části kurzu budou přednášeny odborníky aktivně pracujícími v příslušné oblasti. C9531 - Strukturní biochemie z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(c9530) Doporučení: Cvičení je určeno studentům navštěvujícím přednášku C9530 (strukturní biochemie). 1. Pojem struktury makromolekul, základní strukturní motivy proteinů, nukleových kyselin, struktura sacharidů a membrán. 2. Základní charakterizace proteinů, metody optické a hmotnostní spektroskopie, sekvenace proteinů. 3. Sekvenace nukleových kyselin, metody genového inženýrství, exprese rekombinantních proteinů. 301 3 Předměty chemické sekce 4-6. Rentgenová struktrurní analýza. Příprava krystalů, difrakční experiment, metody řešení fázového problému, mapy elektronové hustoty, výstavba strukturního modelu. 7-9. Nukleární magnetická rezonance. Izotopové značení, NMR experiment, přiřazení frekvencí ve spektrech, určení geometrie (NOE, interakční konstanty), dynamika proteinů. 10-11. Molekulová mechanika a dynamika, simulované žíhání, zahrnutí experimentálních dat. 12. Databáze struktur, bioinformatika, počítačové předpovídání a modelování. Cílem cvičení je poskytnout možnost prakticky procvičit znalosti získané v přednášce C9530 (strukturní biochemie) a připravit studenty na zkoušku kurzu C9530. C9870 - Zpracování a prezentace vědeckých dat I k, 0/6/0, 6 kr., podzim C9901 - Chemistry of Sol-Gel zk, 0/0/0, 1+2 kr., podzim, jednorázově Processing Prof. Aivaras Kareiva, doc. RNDr. Jiří Pinkas, Ph.D. 1. Introduction to the chemistry of sol-gel processing. 2. Hydrolysis and condensation reactions in the aqueous solutions of inorganic salts of transition metals. 3. Role of the anion on the hydrolysis and condensation reactions in the aqueous solutions of inorganic salts of transition metals. 4. Indirect characterization of sol-gel processing of transition metal oxides. 5. Sol-gel synthesis and characterization of high-TC superconductors. 6. Solution chemistry of transition metal alkoxide precursors. 7. Sol-gel chemistry route to the preparation of doped-alumina and different aluminates. 1. Introduction to the chemistry of sol-gel processing. 2. Hydrolysis and condensation reactions in the aqueous solutions of inorganic salts of transition metals. 3. Role of the anion on the hydrolysis and condensation reactions in the aqueous solutions of inorganic salts of transition metals. 4. Indirect characterization of sol-gel processing of transition metal oxides. 5. Sol-gel synthesis and characterization of high-TC superconductors. 6. Solution chemistry of transition metal alkoxide precursors. 7. Sol-gel chemistry route to the preparation of doped-alumina and different aluminates. C9910 - Molekulová kvantová mechanika: zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Principy a aplikace v chemii Mgr. Markéta Munzarová, Dr. 302 4 Predmety biologické sekce 4 Předměty vypisované biologickou sekcí BiOOOO - Věda a management z, 2/0/0, 0 kr., jaro 1) VEDA a VĚDECKÉ INSTITUCE - proč se lidé zabývají vědou a výzkumem, poslání vědy a její postavení ve společnosti - možnosti pro začínající vědce v ČR -státní (a nestátní) vědecké instituce v ČR i v zahraničí, právní statut těchto institucí a způsob jejich řízení - nadnárodní organizace a podpůrné programy vědecké spo- \s _ \ŕ y y lupráce mezi laboratořemi i mezi univerzitami v CR a v zahraničí 2) VZDELANÍ V PŘÍRODOVĚDECKÝCH OBORECH - rozvoj vědy na MU, srovnání s ostatními VŠ s přírodovědeckým zaměřením v ČR a v zahraničí - nabídka studijních programů (bakalářské, magisterské, postgraduální), organizace studia na vysoké škole - akre-ditace studijních programů 3) STUDIUM V ZAHRANIČÍ - studijní a pracovní v y _ pobyty v zahraničí (Erasmus) 4) INFORMAČNÍ ZDROJE - možnosti samostudia - knihovny, studovny - zveřejňování a sdílení informací na internetu, přehled vědeckých časopisů a databází - předplacené zdroje na MU 5) FINANCOVANÍ •y y y _ \s VEDECKÉHO VÝZKUMU - financování výzkumu - systém grantů v CR, možnosti zahraničních grantů, nadace a jiné finanční zdroje, jak žádat o grant - přehled vědeckých záměrů v ČR, státní výdaje na vědu a výzkum + porovnání se zahraničím 6) PRACOVNĚ PRÁVNÍ MINIMUM - pracovní smlouva, podmínky přijímacího řízení (psaní životopisu, vystupování, komunikace) - vědecký tým,skupina - řízení, rozdělení zodpovědnosti, pracovní zařazení vědce, profesní růst, vědecké hodnosti, finanční ohodnocení - možnosti zproštění od cla a DPH, limity investičních prostředků atd. - přehled zákonů, vyhlášek a nařízení určujících podmínky vědeckého výzkumu 7) APLIKACE VĚDY - zkušenosti soukromé firmy - podnikání v biotechnologiích, komunikace s dodavatelskými firmami a úřady - aplikace nových objevů, podávání patentů 8) JAK SROZUMITELNĚ PSÁT A PŘEDNÁŠET O VĚDĚ - prezentace výsledků na přednáškách, konferencích, seminářích, workshopech - kde a jak publikovat; zásady psaní odborných i popularizačních publikací, komentářů, recenzí, tvorba posterů 9) HODNOCENÍ KVALITY VĚDECKÉ PRÁCE - citační index, impact faktor, patentová aktivita, HDP; Web of Science, Journal citation index - etika spoluautorství, scientometrie (měření příspěvku do celosvětového fondu vědy) - udílení cen (Nobelova, cena, Baderova cena, cena prof. I. Babušky, cena Alberta Laskera, cena Praemium Bohemie) 10) ETICKÉ OTÁZKY VĚDECKÉHO VÝZKUMU, PODVODY Cyklus besed je určen celé akademické obci fakulty - studentům, PGS i pedagogům. Důraz je kladen především na řešení praktických problémů a otázek, se kterými se vědci během své práce potýkají. Cílem je též vyvolat živou diskusi se zajímavými osobnostmi na danou problematiku vědy, všichni budou mít dostatečnou příležitost pro položení svých dotazů. Tento předmět by měl zaštítit a volně doplnit a rozšířit specializovanou výuku na jednotlivých katedrách. Podle zájmu lze vytvořit internetové stránky, kde by se po celý rok shromažďovaly podkladové 303 4 Predmety biologické sekce materiály, kam by se mohly zasílat vaše dotazy a kde by se daly najít všechny důležité odkazy i odpovědi na položené otázky. zk, 1/0/0, 1+2 kr., jaro z, 0/3/0, 3 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ0007 - Ekofyziologie fotosyntézy vyšších rostlin doc. Ing. Miloš Barták, CSc. Bi0007c - Ekofyziologie fotosyntézy vyšších rostlin -cvičení Předpoklady: N0W(Bi0007) BiOOlO - Seminář X prof. PhDr. Jaroslav Malina, DrSc. Předpoklady: BÍ7711 A BÍ8712 A BÍ9713 BÍ0020 - Cvičení k diplomové práci IV BÍ0030 - Diplomová práce z mikrobiologie - IV. BÍ0040 - Seminář z ekotoxikologie VI Mgr. Jakub Hofman, Ph.D. BÍ0050 - Diplomová práce IV BÍ0060 - Seminář (podle zaměření) IV. BÍ0061 - Diplomová práce IV. BÍ0086 - Diplomová práce KGMB IV Předpoklady: BÍ9015 V souhlas Osnova je daná zadáním diplomové práce. Diplomovou práci vypracuje student z oboru molekulární biologie nebo genetika pod vedením školitele. Téma diplomové práce navrhuje školitel a schvaluje katedra. O postupu a výsledcích diplomové práce podává student pravidelně zprávu na seminářích katedry. BÍ0090 - Užitkové rostliny zk, 2/0/0, 2+2 kr., j aro, jednou za dva roky doc. RNDr. Vít Grulich, CSc. Předpoklady: (BÍ1090 V B1090 V B2060) A (BÍ2030 V B2030 V B3090) A (^BA090) Doporučení: Omezení zápisu do předmětu: 0. Předmět je nabízen i studentům mimo mateřský obor. 1) Historie poznávání, využívání a pěstování kulturních rostlin. 2-3) Vývojová centra kulturních rostlin a nej důležitější druhy v nich šlechtěné. 4) U nás pěstované obiloviny, historie jejich šlechtění, nej důležitější typy, ekologické nároky, význam. z, 0/2/0, 2 kr., jaro z, 0/8/0, 8 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro z, 0/15/0, 15 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro z, 0/15/0, 15 kr., jaro z, 0/5/0, 14 kr., jaro 304 4 Predmety biologické sekce 5) Exotické obiloviny, původ, rozšíření, ekologické nároky, význam z hlediska regionálního i celosvětového. 6) Rostliny skýtající jedlé oddenky a hlízy, ságotvorné dřeviny. 7)Středoevropské ovoce (výchozí druhy, bohatství kultivarů, význam z hlediska využití i z hlediska zachování genofondu. 8) Citrusové plody Starého i Nového světa. 9) Banánovník, fíkovník, kokosovník, mangovník, aktinidie, rajčenka, kaki. 10) Granátovník, pistacie, olivovník, kaštanovník, rakytník. 11) Kávovník, kaka-ovník, čajovník, kolovník. 12) U nás pěstované druhy koření 13) Exotické druhy koření. Vývoj vztahů mezi lidstvem a rostlinstvem, počátky pěstování rostlin. Vývojová centra kulturních rostlin na Zemi a druhy v nich šlechtěné. Záklasdní obilninny (Triticum, Hordeum, Secale, Avena, Oryza, Panicům, Sorghum). Rostliny skýtající jedlé hlízy (Solanum tuberosum, Manihot palmata, Ipomoea batatas, Dioscorea, Colocasia). Ovocné stromy a keře (Malus, Pyrus, Cydonia, Mespilus, Sorbus, Aro-nia, Prunus, Cerasus, Citrus, Ficus, Musa, Ananas, Pistacia, Cyphomandra). Coffea, Theobroma, Thea. Zeleniny. Koření. Rostliny cukrodárné a olejodárné. Druhy skýtající textilní vlákna a dřevo. BÍ0113 - Diplomová práce z biologie IV. z, 0/8/0, 8 kr., jaro Předpoklady: BÍ9112 A BÍ8111 A BÍ7110 Bi0250c - Diagnostické metody v z, 0/2/0, 2 kr., jaro, jednou za dva roky parazitológii - cvičení RNDr. Oleg Ditrich, CSc. Předpoklady: souhlas 1: Kultivace parazitických prvoků, kultury krevních bičíkovců. Krevní nátěr, barvení dle Pappenheima. 2: Mikrobiální obraz poševní. Diagnostika trichomonád. Kultivace trichomonád. Demonstrace prvoků z ústní dutiny. 3: Kultivace amfi-zoických améb Serologické vyšetřovací metody: IFAT 4: Stříbření dle Grocotta. Serologické vyšetřovací metody: ELISA, imunoblot 5: Izolace DNA z oocyst kryp-tosporidií. PCR, identifikace kmene. 6.: Kultivace mikrosporidií na TK. Příprava médií, typy kultur, práce s inverzním mikroskopem, preočkovaní kultur, hodnocení calcofluorem barvených preparátů fluorescenčním mikroskopem 7.: Histologické vyšetřovací metody: fixace a příprava materiálu pro krájení. 8: Histologické vyšetřovací metody: krájení, barvení HE 9. :determinační praktikum - naši nej významnější parazitičtí členovci parazitující u člověka. Metodika vyšetřování svrabu. 10.: Dokumentace v parazitologické laboratoři. Kreslení objektů, fotodokumentace. 11.: Kultivace parazitů in vivo: Schistosoma mansoni - infekce plžů miracidii, infekce myší cerkariemi, perfuse vrátnicového oběhu a získání dospělců 12.: Vyšetřování kožních seškrabu. Kultivace a determinace dermatofytů a kvasinkovitých organismů. 13. Exkurse do parazitologické laboratoře Nemocnice České Budějovice Vyšetření MOP, vyšetření na leptospirózu, sérologie toxoplasmózy, nátěry dle Kato. Doporučená literatura: GarciaL.S., BrucknerD.A., 1993: Diagnostic Medical 305 4 Predmety biologické sekce Parasitology. II. vydání, ASM Washington, 1 - 764 Jírovec O. a kol., 1977: Parasi-tologie pro lékaře, III. vydání, AVICENUM Praha, 1 - 798 Ash L.R., Orihel T.C., 1990: Atlas of human Parasitology. III. vydání, ASCP Chicago, 1 - 262 Orihel T.C., Ash L.R., 1995: Parasites in human tissues. ASCP Chicago, 1 - 386 Schmidt G.D., Roberts L. Foundations of Parasitology. Fifth Edition. Wm. C. Brown Publishers. 1996 Skripta: Horák P, Scholz T. Biologie helmintů. Univerzita Karlova. 1998 Peter W., Giles H.M. Color Atlas of Tropical Medicíne and Parasitology. Fourth Edition. Mosby - Wolfe. 1995 Halton D.W., Behnke J.M., Marshall I.: Practical exercises in parasitology. Cambridge 2000, 1 -461 Bednář a kol., 1994: Lékařská mikrobiologie, (část věnovaná parazitózám) Ryšavý B. a kol., 1988: Základy parazitológie. SPN Praha, 1 - 205 Seznámení se základními údaji o parazitech člověka (prvoci, helminti, členovci) a o nemocech těmito parazity přenášených. Kurz vychází z předpokladu, že studenti již minimálně 1 x absolvovali během studia kurz živočišného systému a zařazení parazitických organismů v něm. Není proto uspořádána tradičně podle systematických skupin, ale spíše z praktického hlediska, podle prazitů jednotlivých orgánů, tkání apod. Těžiště je kladeno na autochtónni parazity, zařazeni jsou pochopitelně i významní původci tropických parazitóz. BÍ0260 - Taxonomie a nomenklatura k, 2/0/0, 2 kr., jaro Mgr. Karel Brabec, Ph.D. Předpoklady: ^BA260 Zoologická taxonomie a nomenklatura 1. Taxonomie jako součást systematiky. Úkoly systematiky, její členění a hlavní metoda. Předmět studia taxonomie, praktické úkoly, úrovně taxonomie, rozdíl mezi určováním a klasifikací. 2. Historie taxonomie. Studium lokální fauny a flóry, antika, sestupná a vzestupná klasifikace, populační systematika, vývoj po r. 1950. 3. Základní pojmy. Problém druhu, fenon, taxon, kategorie, znak, příbuznost genealogická a genetická, příbuznost a podobnost, taxony monofyletické, parafyletické a polyfyletické. 4. Kategorie druhu. Koncepce druhu (typologická, nominalistická a biologická), definice druhu, jeho jedinečnost, ohraničení a vztah k vyšším kategoriím, obtíže při aplikaci biologické koncepce. 5. Druh jako taxon. Poly typický druh a jeho aplikace, vnitrodruhové kategorie, varieta, poddruh a jeho taxonomický význam, časový poddruh, rasa, dem, forma, skupina. 6. Populační taxonomie. Populační struktura a populační kontinuum, zásady Nové systematiky, superspecies, fylogenetická taxonomie, vývojové línie, anageneze a kladogeneze, homologie a homoplázie, paralelismus, konvergence, analogie. 7. Numerická taxonomie. Kritika fylogenetické taxonomie, východiska a principy NT, metodický postup, vyjádření výsledků, fenogram. 8. Kritika numerické taxonomie. Poznatelnost fylogeneze, genotyp a fenotyp, vážení znaků, odlišení znaků homologických a homoplastických, přínos NT. 9. Klasická kladistická teorie. Východiska, principy, metodický postup, analýza znaků (plesi- 306 4 Predmety biologické sekce omorfie, apomorfie, autapomorfie, polarita), vývojové trendy a sesterské skupiny, sestavování kladogramu. 10. Kritika kladistické teorie. Kladistika a fylogenetická systematika, kladogeneze a anageneze, tempa evoluce, míra zjednodušení, technické problémy. Přínos kladistiky. 11. Evoluční systematika. Model fylogeneze a možnosti jeho klasifikace, substrát fylogeneze, vývojové tendence, dělení vývojového kontinua, grády a klády, vývojová schémata. 12. Zoologická nomenklatura. Kritéria platnosti jmen, princip koordinace, homonymie a synonymie, typy ve skupině druhu, rodu a čeledi, designace typového materiálu, typového druhu a rodu. Taxonomické sbírky a proces určování. Taxonomie, systematika a nomenklatura. Typologická, nominalistická a biologická koncepce druhu. Biologická klasifikace, taxonomické znaky, jejich třídění, hodnocení a kódování. Polarita znaků, synapomorfie a symplesiomorfie, konstrukce kladogramů. Vážení znaků, optimalizace, efekt chybějících hodnot a parsimonie. Podobnost a příbuznost. Pravidla zoologické nomenklatury. BÍ0270 - Ornitológie k, 2/0/0, 2 kr., jaro Ing. Miroslav Čapek, CSc. Předpoklady: (BÍ2090 V B2090 V B5060 V Ex_3927) A (^BA270) Ornitológie jako věda. Výzkum ptáků - ČR & svět. Společnosti. Literatura. Aplik. ornitológie. Ptáci, indikátoři změn ZP. Ochrana ptáků. Ohroz.a vyhub.druhy, příčiny. Migrace: sev. a již. polokoule. Znaky migrace. Systém ptáků: stav, změny, trendy. Ptáci světa: zoogeogr. oblasti. Ptáci ČR: stav, změny, ochrana. Identifikace ptáků v terénu, v ruce. Výbava. BÍ0280 - Patologie parazitóz zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro, jednou za dva roky doc. MVDr. Iva Dyková, DrSc. Předpoklady: souhlas Uvod: Definice předmětu, patologické změny ve tkáních a orgánech jako kriterium patogenního působení parazitů. Základní pojmy, názvosloví Odběr a zpracování materiálu pro histologické vyšetření. Obecná patologie: Postmortální změny ve tkáních a orgánech, rozdíly ve změnách vzniklých intravitálně a postmortálně, patologicky vzniklé dutiny. Popis, označení a hodnocení makroskopických změn. Rekapitulace obecné histologie (diapozitivy, histologické řezy). Základní patologické procesy (hypobiotické) - nekróza, atrofie, dystrofie Rekapitulace histologie oběhového systému, trávicí soustavy, dýchacího systému (diapozitivy, histologické řezy) Dy strofické změny, cirkulační poruchy, hyperbiotické procesy. Základní patologické procesy: Hypobiotické změny (diapozitivy, histologické řezy) Zánět (hlavní složky zánětu, klasifikace zánětů, typy exsudátů, granulačnáí tkáň a hojení ran. Základní patologické procesy: Hyperbiotické změny (diapozitivy, histologické řezy). Poruchy zákonitostí růstu a vývoje, vývojové anomálie, nádory a jejich klasifikace, nomenklatura. Základní patologické procesy: záněty (diapozitivy, histolo- 307 4 Predmety biologické sekce gické řezy). Vzájemné vztahy parazitů a hostitelů. Patogeneze onemocnění působených různými etiologickými agens (bakterie, viry, cizopasníci, houbové organismy, toxiny) Determinace parazitů v histologických řezech (diapozitivy, histologické řezy). Speciální patologie: Svalová soustava - parazitární afekce ve svalovine His-topatologie trichinelózy, cysticerkózy, sarkosporidiózy (diapozitivy, histologické řezy). Speciální patologie: Zažívací trakt - parazitární afekce Histopatologie kok-cidiózy u kuřat, králíků a ryb (diapozitivy , histologické řezy). Speciální patologie: Dýchací aparát - parazitární afekce v plicích Histopatologie parazitárních afekcí v plicích a játrech hospodářských zvířat (diapozitivy, histologické řezy). Speciální patologie: Centrální nervový systém - parazitární afekce v CNS Histopatologie primární amébové meningoencephalitidy a toxoplasmózy (diapozitivy, histologické řezy). Speciální patologie: Vylučovací systém - parazitární afekce v ledvinách. Histopatologie stefanurózy prasat (diapozitivy, histologické řezy). Speciální patologie: Kožní leze působené cizopasníky. Histopatologie filarióz a demodikózy. Individuálních studijní témata: Krátké, kritické referáty o obsahu vybraných publikací. Individuální určovací praktikum (obecná a speciální patologie). Miřejovský P, Bednář B. Obecná patologie. Karolinum, Praha, 1994 Bednář B. Patologie. Avicenum, Praha, 1982 Zendulka M., Groch L., Pivník L. Atlas veterinární patologické anatomie. SZN, Praha, 1988 Thomson R. G. General veterinary pathology.W. B. Saunders Company, Philadelphia, 1984 Sun Tsieh. Color Atlas and textbook of diagnostic parasitology. Igaku-Shoin, New York, Tokyo, 1988 Přednáška podává základní informace o patologenním působení cizopasníků na organismus hostitele včetně přehledu typických histopatologických nálezů vybraných parazitárních onemocnění. BÍ0290 - Bioremediace zk, 2/0/0, 2+2 kr., j aro RNDr. Danuška Horáková, CSc. Doporučení: Předpokladem pro zapsání předmětu je složená zkouška z obecné mikrobiologie a základní kurs z chemie. Uvod. Biodegradace vázaná na růst. Aklimatizace. Detoxikace.Aktivace. Ki-netiky biodegradace. Prahové koncentrace.Sorpce. Degradace látek v nevodné fázi a látek slabě rozpustných.Biologická dosažitelnost.Vliv chemické struktury po-lutantu na biodegradaci. Predikce produktů biodegradace.Kometabolismus. Vliv prostředí.Zaočkování.GMO. Bioremediační technologie. Využití biotechnologických procesů v kontrole znečišťování životního prostředí a eliminaci toxických látek se jeví jako jedna z možných metod, která je alternativně využívána s fyzikálně-chemickými technologiemi. 308 4 Predmety biologické sekce BÍ0300 - Epidemiologie parazitárních k, 2/0/0, 2 kr., jaro, jednou za dva roky onemocnění RNDr. Libuše Kolářová, CSc. Předpoklady: souhlas Epidemiologická klasifikace parazitóz typy přenosu parazitárních agens ekologické a sociálně ekonomické faktory přenosu vliv urbanizace příkladové studie: Toxoplasma Entamoeba Crytosporidium Taenia Echinococcus Ascaris Toxocara Enterobius Trichuris Trichinella Schistosoma cerkariová dermatitis Ancylostoma Strongyloides Plasmodium Filaria Microsporidia Pneumocystis Cílem kurzu je seznámení s epidemiologií přenosu parazitárních agens včetně demostrace různých epidemiologických modelů a typů přenosu na četných příkladových studiích. Bi0300c - Epidemiologie parazitárních z, 0/2/0, 2 kr., jaro, jednou za dva roky onemocnění - cvičení RNDr. Libuše Kolářová, CSc. Předpoklady: souhlas BÍ0301 - Metodologie biologických věd zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. MUDr. Oldřich Nečas, DrSc. BÍ0324 - Seminář KGMB VI. z, 0/2/0, 2 kr., jaro Výuka v rámci semináře neprobíhá podle pevné osnovy, ale přizpůsobuje se novinkám v rámci oboru molekulární biologie a genetika, se kterými jsou posluchači seznamováni přednáškami renomovaných tuzemských nebo zahraničních expertů. Podobně není dána přesná osnova vystoupení samotných studentů. Jejich přednášky vyplývají ze zadání diplomových a doktorských prací. Hlavní náplní semináře jsou referáty studentů oboru Molekulární biologie a genetika, ve kterých prezentují problematiku, cíle a postup řešení svých diplomových prací. Vystoupení studentů jsou doplňována přednáškami mimofakultních odborníků pracujících v tomto oboru. BÍ0334 - Diplomový seminář z biologie IV z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ0436 - Seminář z rostlinné fyziologie VI. z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ0442 - Diplomová práce z rostlinné fyziologie IV. z, 0/16/0, 16 kr., jaro BÍ0573 - Diplomová práce z mikrobiologie - IV. z, 0/16/0, 16 kr., jaro Diplomovou práci vypracuje student z oboru mikrobiologie pod vedením školitele. Téma diplomové práce navrhuje školitel a schvaluje katedra. O postupu a výsledcích diplomové práce podává student pravidelně zprávu na seminářích katedry. 309 4 Predmety biologické sekce BÍ0580 - Vývojová genetika zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Boris Vyskot, DrSc. Předpoklady: (souhlas V Ex_3162 V Imp_9126 V B1900 V BMB32 V B6730 V B8470 V B3060 V BÍ3060) A (Ex_3065 V Imp_9115 V B3120 V B4030 V B5740 V B6130 V B7940 V B4020 V BÍ4020) Doporučení: Předpokladem pro úspěšné absolvování předmětu „Vývojová genetika" jsou alespoň základní znalosti z biologie (zoologie a botaniky) a genetiky (včetně molekulární biologie). VÝVOJOVÁ GENETIKA: 1 Obecné zákonitosti vývoje organizmů 1.1 Historie vývojové biologie 1.2 Základní procesy vývoje 1.3 Epigenetická tvorba tvarů 1.4 Modely tvorby biologických tvarů 1.5 Vznik uspořádání 1.6 Homeóza a homeotické geny 1.7 Modelové organizmy vývojové biologie a genetiky 2 Vývojové procesy u modelových živočichů 2.1 Hlenka, Dictyostelium discoideum 2.2 Nezmar, Hydra 2.3 Hlístice, Caenorhabditis elegans 2.4 Octomilka, Drosophila melanogaster 2.5 Ježovka, Lytechinus variegatus 2.6 Obojživelníci, Amphibia 2.7 Savci, Mammalia 3 Vývojová genetika rostlin 3.1 Nižší rostliny 3.2 Krytosemenné rostliny, Angiosper-mophyta 3.2.1 Gametofyt a gametofytické mutace 3.2.2 Oplození, embryogenéze a tvorba semene 3.2.3 Geny řídící růst meristému a morfologii stonku a listů 3.2.4 Genetické řízení procesů kvetení 3.2.5 Modulace rostlinného vývoje transgenozí 4 Determinace a vývoj pohlavnosti 4.1 Zárodečná dráha a tvorba pohlavních buněk 4.2 Mechanizmy determinace pohlaví 4.3 Kompenzace dávky genů 4.4 Úloha po-hlavnosti 5 Epigenetické procesy 5.1 Úloha metylací DNA 5.2 Struktura chromatinu a acetylace histonů 5.3 Genomový imprinting 5.4 Jiné epigenetické jevy Cílem semestrálního kurzu je seznámit studenty s obecnými i specifickými zákonitostmi ontogeneze rostlin, živočichů i člověka. Zvláštní důraz je kladen na molekulární mechanizmy vývojových procesů včetně genomového imprintingu. BÍ0606 - Seminář z živočišné fyziologie IV. z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ0626 - Seminář z mikrobiologie V. z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ0630 - Okrasné zahradní rostliny zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Vladimír Řehořek, CSc. Předpoklady: ^BA630 Doporučení: Zvládnutí systému cévnatých rostlin, zájem o znalosti o okrasných zahradních rostlinách (letničkách, trvalkách, polokeřících, cibulovinách, hlíznatých rostlinách). 1. Pteridophyta Spermatophyta, Angiospermae: 2. Polygonaceae, Phytolacca-ceae, Nyctaginaceae, Aizoaceae, Portulacaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Amaranthaceae 3. Helleboraceae, Ranunculaceae, Berberidaceae, Nymphaeaceae, 310 4 Predmety biologické sekce Paeoniaceae, Guttiferae, Papaveraceae, Fumariaceae 4. Capparidaceae, Brassica-ceae, Resedaceae, Crassulaceae, Saxifragaceae, Spiraeaceae, Rosaceae 5. Fabaceae, Limnanthaceae, Oxalidaceae, Geraniaceae, Tropaeolaceae, Linaceae, Euphorbia-ceae, Rutaceae, Polygalaceae, Balsaminaceae 6. Malvaceae, Violaceae, Cistaceae, Begoniaceae, Cucurbitaceae, Lythraceae, Trapaceae, Onagraceae, Haloragaceae, Hippuridaceae 7. Cornaceae, Araliaceae, Umbelliferae, Pyrolaceae, Ericaceae 8. Primulaceae, Plumbaginaceae, Gentianaceae, Apocynaceae, Asclepiadaceae 9. So-lanaceae, Convolvulaceae, Polemoniaceae, Hydrophyllaceae, Boraginaceae, Ver-benaceae 10. Labiatae, Plantaginaceae, Globulariaceae, Scrophulariaceae, Campa-nulaceae, Rubiaceae, Dipsacaceae, Valerianaceae 11. Compositae 12. Alismata-ceae, Butomaceae, Potamogetonaceae, Acoraceae, Araceae 13. Commelinaceae, Juncaceae, Cyperaceae, Gramineae, Typhaceae, Sparganiaceae 14. Liliaceae (s.l.), Amaryllidaceae, Iridaceae, Orchidaceae Okrasné zahradní rostliny vhodné pro pěstování v temperátním klimatickém pásu střední Evropy. Přehled podle fylogenetického systému, morfologické znaky jednotlivých zástupců, původ, ekologické nároky. Okrasná hodnota, možnosti použití ve výsadbách. Způsoby vegetativního a generativního množení. Možné negativní vlastnosti. BÍ0655 - Botanický seminář VI. z, 0/2/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D. Předpoklady: ^BA655 BÍ0662 - Vybrané problémy z botaniky z, 1/0/0, 1 kr., jaro, každý semestr VEGETACE KONTINENTÁLNÍ EUROAZIE A HISTORICKÁ INTERPRETACE VEGETACE STŘEDNÍ EVROPY (RNDr. Vlasta Jankovská, CSc.) 1. Současná vegetace kontinentální Euroazie 2. Moderní pylová spektra a paleoekologická interpretace spekter fosilních 3. Aplikace studia vegetace kontinentální Euroazie pro historickou interpretaci vegetace střední Evropy V předmětu Vybrané problémy z botaniky přednášejí většinou blokovou formou zvaní externí přednášející o svém výzkumu. Každý semestr je zván jiný přednášející. Smyslem není probírání ucelené látky z nějakého předmětu, ale spíše definování vědeckých problémů ve zvoleném užším tématu, diskuse o metodických postupech vedoucích k řešení těchto problémů a prezentace výsledků konkrétních projektů. Předmět je vhodný zejména pro studenty magisterského studijního oboru Systematická biologie a ekologie - směr botanika, doktorských studijních oborů Biologie v oborech Botanika a Ekologie a pro vyšší ročníky bakalářského studijního oboru Systematická biologie a ekologie. Předmět Vybrané problémy z botaniky lze absolvovat i vícekrát během studia. BÍ0667 - Doktorandský seminář z geobotaniky z, 0/1/0, 1 kr., jaro doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D. 311 4 Predmety biologické sekce BÍ0792 - Diplomová práce z botaniky IV. Předpoklady: ^BA792 BÍ0805 - Zoologický seminář VI. z, 0/8/0, 12 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro prof. RNDr. Jaromír Vaňhara, CSc, RNDr. Světlana Zahrádková, Ph.D. Předpoklady: ^BA805 Prezentace výsledků vlastního výzkumu, pokroky v řešení diplomních úkolů. Aktuality ze zoologického výzkumu, přednášky domácích a zahraničních specialistů. Prezentace výsledků vlastního výzkumu, pokroky v řešení diplomních úkolů. Aktuality ze zoologického výzkumu, přednášky domácích a zahraničních specialistů. BÍ0808 - Hydrobiologický seminář IV z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: (B6360 V BÍ6360) A (^BA808) Doporučení: Seminář určen pro všechny diplomatny specializace hydrobiologie a zájemnce z nižších ročníků. Novinky v odborné litaratuře, informace o výzkumech a řešených projektch, presentace dizertačních, diplomových a semninárních prací, prací, Seminář hydrobiologického oddělení - laboratoře biologie tekoucích vod. Novinky v odborné litaratuře, informace o výzkumech a řešených projektch, presentace dizertačních, diplomových a semninárních prací, prací, BÍ0810 - Biologie lovné zvěře k, 2/0/0, 2 kr., jaro, jednou za dva roky Dr. Petr Koubek Defince oboru, historický přehled, současný stupeň úrovně a zaměření výzkumu, legislativní vymezení (zákon o ochraně přírody, zákon o myslivosti atp.). Lovné druhy ptáků a savců fauny ČR , jejich původ a stupeň obhospodařování. Statistika výkazu početnosti a úlovků lovné zvěře a její využití. Introdukce a reintrodukce. Umělé chovy a vypouštění uměle odchovaných jedinců. Záchranné chovy kriticky ohrožených druhů lovné zvěře. Základní principy hospodaření s populacemi lovných druhů ptáků a savců. Věková struktura populace, metody určování věku, metody zjišťování početnosti. Poměr pohlaví a koeficient přírůstku. Hospodaření s populacemi kopytníku a šelem. Potravní kompetice, kapacita prostředí, destrukce biotopu, ochrana. Bažantnictví, obornictví, sokolnictví, farmové chovy. Výzkum lovné zvěře současnost a historie, legislativní vymezení.Lovné druhy ptáků a savců v ČR, jejich původ, početnost, stupeň obhospodařování a ekonomický význam. Základní principa obhospodařování populací lovné zvěře. Managenent populací velkých savců. Intenzivní chovy lovné zvěře. 312 4 Predmety biologické sekce BÍ0834 - Diplomová práce ze zoologie IV. z, 0/8/0, 10 kr., jaro Předpoklady: (BÍ7831 V B7831) A (BÍ8832 V B8832) A (BÍ9833 V B9833) A (^BA834) Studium literárních pramenů, odběr zoologických vzorků, zpracování dat, vědecká prezentace. Studium literárních pramenů, odběr zoologických vzorků, zpracování dat, vědecká prezentace. BÍ0844 - Diplomová práce ze živočišné fyziologie IV z, 0/11/0, 11 kr., jaro BÍ1010 - Systém a evoluce rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Vít Grulich, CSc, Mgr. Petr Hrouda, Ph.D. Předpoklady: (^B1090) A (^B2030) A (^B2060) A (^B3090) A (^Bil090) A (^Bi2030) Doporučení: Základní znalost systému organismů. 1. Uvod, literatura. Sinice, ruduchy, obrněnky, skrytěnky. 2. Heterokontophyta, Haptophyta, krásnoočka. 3. Zelené řasy, hlenky. 4. Nádorovky, Oomycota, Chytri-diomycota, vlastní houby, spájivé houby. 5. Vřeckaté houby, imperfektní houby. 6. Stopkovýtrusné houby, lišejníky. 7. Tělo cévnatých rostlin, morfologie, organologie. 8. Mechorosty, Rhyniophyta, plavuně. 9. Přesličky, kapradiny, nahosemenné: Cyca-dophyta, Pinophyta, Gnetophyta. 10.-13. Krytosemenné rostliny: jedno- a dvoudě-ložné, významné řády a čeledi. Systém a evoluce rostlin je jednou z úvodních disciplin studia biologie. Předmět představuje skupiny organismů historicky řazené mezi rostliny. „Nižší rostliny": Prokaryota - zařazení sinic v současném systému. Eukaryota - endosymbiotický původ semiautonomních organel, přehled oddělení řas, hub a „houbových organismů" s členěním do tříd a řádů. Současné názory na postavení v systému organismů (příslušnost k různým říším). „Vyšší rostliny": přehled jednotlivých oddělení od me-chorostů po krytosemenné, nej významnější řády a čeledi krytosemenných. Základy morfologie, klasifikace cévnatých rostlin, základní mechanizmy evoluce rostlin. Diverzita taxonů cévnatých rostlin s přihlédnutím ke středoevropskému prostoru. BilOlOc - Systém a evoluce rostlin - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: (^B1090c) A (^B2030c) A (^B2060c) A (^B3090c) A (-. Bil090c) A (-.Bi2030c) A (N0W(Bil010)) Doporučení: Základní znalost systému organismů. 1. Uvod, literatura. Sinice, ruduchy, obrněnky, skrytěnky. 2. Heterokontophyta, Haptophyta, krásnoočka. 3. Zelené řasy, hlenky. 4. Nádorovky, Oomycota, Chytri-diomycota, vlastní houby, spájivé houby. 5. Vřeckaté houby, imperfektní houby. 6. Stopkovýtrusné houby, lišejníky. 7. Tělo cévnatých rostlin, morfologie, organologie. 313 4 Predmety biologické sekce 8. Mechorosty, Rhyniophyta, plavíme. 9. Přesličky, kapradiny, nahosemenné: Cyca-dophyta, Pinophyta, Gnetophyta. 10.-13. Krytosemenné rostliny: jedno- a dvoudě-ložné, významné řády a čeledi. Systém a evoluce rostlin je jednou z úvodních disciplin studia biologie. Předmět představuj e skupiny organismů historicky řazené mezi rostliny. „Nižší rostliny": Prokaryota - zařazení sinic v současném systému. Eukaryota - endosymbiotický původ semiautonomních organel, přehled oddělení řas, hub a „houbových organismů" s členěním do tříd a řádů. Současné názory na postavení v systému organismů (příslušnost k různým říším). „Vyšší rostliny": přehled jednotlivých oddělení od me-chorostů po krytosemenné, nej významnější řády a čeledi krytosemenných. Základy morfologie, klasifikace cévnatých rostlin, základní mechanizmy evoluce rostlin. Diverzita taxonů cévnatých rostlin s přihlédnutím ke středoevropskému prostoru. BÍ1030 - Systém a evoluce bezobratlých zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Edmund Sedlák, CSc. Předpoklady: (now(Bil030c) V Bil030c) A (^B1030) 1. Protista - základní charakteristika. Říše Archezoa, Protozoa. 2. Protozoa -pokrač. 3. Říše Animalia: Kmeny Porifera, Placozoa, Cnidaria - part. 4. Kmeny Cnidaria, Ctenophora, Myxozoa, Mesozoa. 5. Kmeny Platyhelminthes, Chaeto-gnatha, Gnathostomulida. 6. Kmeny Rotifera, Acanthocephala, Micrognathozoa, Gastrotricha, Cephalorhyncha, Nematoda. 7. Kmeny Nematomorpha, Mollusca, Sipunculida, Echiurida. 8. Kmeny Annelida, Nemertea, Pogonophora. 9. Kmeny Tardigrada, Onychophora, Arthropoda - úvod, podkmeny: Pycnogonida, Chelice-rata. 10. Podkmen Crustacea - part. 11. Podkmeny Myriapoda, Hexapoda - part. 12. Podkmen Hexapoda. 13. Kmeny Entoprocta, Cycliophorida, Bryozoa, Phoronidea, Brachiopoda. 14. Kmeny Echinodermata, Hemichordata. Morfologie, anatomie, biologie a ekologie jednotlivých kmenů živočichů a významných nižších systematických skupin. Fylogeneze bezobratlých. Rozšíření a praktický význam vybraných živočichů s ohledem na faunu České republiky. Bil030c - Systém a evoluce bezobratlých - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: (now(Bil030)) A (^B1030) BÍ1050 - Biologická technika z, 0/2/0, 2 kr., podzim Úvod do praktika, stavba mikroskopu Olympus CX31, Laboval 3, Kóhlerův princip. Botanická technika: Mikroreliéfová metoda, průduchy a jejich uspořádání. Projasňování rostlinného materiálu, vývoj embrya, optické řezy, šikmé osvětlení. Rychlé cytologické metody, roztlaky, buněčný cyklus, mitóza, předpůsobení. Histologické techniky, typy mikrotomů, zalévací média, barvení řezů. Fázový kontrast. Dokumentace mikroskopických objektů: kreslení, měření, mikrofotografie. Zoologická technika: Nativní preparáty, vitální barvení. Trvalé preparáty - totální, řezy, roztěry, roztlaky, suché a trvalé preparáty. Fixační metody. Barvení (vlhké roztěry, 314 4 Predmety biologické sekce suché roztěry, totální preparáty). Uzavírací média mísitelná s vodou. Uzavírací média nemísitelná s vodou. Základní informace o stavbě a funkci světelného mikroskopu a různých technikách přípravy mikroskopických preparátů a jejich hodnocení. Botanická technika: Otisky. Projasňování. Roztlaky. Histologické techniky. Fázový kontrast. Dokumentace mikroskopických objektů. Zoologická technika: Nativní preparáty, vitální barvení. Trvalé preparáty. Fixační metody. Barvení (vlhké roztěry, suché roztěry, totální preparáty). Typy uzavíracích médií. BÍ1060 - Cytologie a anatomie rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Marie Kummerová, CSc. Cytologie: Prokaryotníaeukaryotníbuňka. Rostlinná buňka, struktura a funkce. Kompartmentace buněčného metabolismu. Protoplazmatické a neprotoplazmatické komponenty rostlinné buňky. Jádro, plastidy, mitochondrie. Cytoplazma. Endo-membránový systém: endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozómy, mi-krotělíska (glyoxizómy, peroxizómy), vakuola. Membrány, membránové komponenty rostlinné buňky. Vztah endomembrán. Semiautonomní organely: mitochondrie - místa respirace, chloroplasty - místa fotosyntézy. Vznik eukaryt: endo-symbiotická hypotéza. Ribozómy. Cytoskelet: mikrotubuly, mikrofilamenta. Pohyb v buňce. Buněčný povrch: buněčná stěna, apoplastický volný prostor. Intercelu-láry. Plazmodezmy a symplast. Buněčný cyklus. Fáze mitózy a interfáze. Dělení buněčného jádra - amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělící vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Buněčné dělení - cytokineze, kontrola buněčného dělení. Elongace a diferenciace buňky, -o- Histologie: Typy rostlinných buněk a pletiv. Jednoduchá a složená pletiva. Systémy pletiv: meristémy, krycí, vodivá a základní pletiva, jejich struktura a funkce, -o- Organologie: kořen, stonek, list. Primární pletiva kořene. Primární růst kořene, růstový vrchol a kořenová čepička. Pericykl a tvorba laterálních kořenů. Kořenové vlášení. Primární pletiva stonku, primární růst stonku. Stavba vzrostného vrcholu. Transformace vodivého systému v hypo-kotylu. Anatomie listu. Srovnání dvou- a jednoděložných rostlin. Sekundární růst: laterální meristémy, kambium, felogén. Sekundární pletiva stonku, sekundární xy-lém a floém. Felogén, felém a feloderma. Sekundární pletiva kořene. Lokalizace primárního a sekundárního xylému. Bil060c - Cytologie a anatomie rostlin - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: now(Bil060) BÍ1071 - Seminář I z, 0/2/0, 2 kr., podzim prof. PhDr. Jaroslav Malina, DrSc. Je zaměřen na jednorázové přednášky odborníků z naší republiky i zahraničí, které se vztahují k problematice antropologického a archeologického výzkumu. 315 4 Predmety biologické sekce BÍ1090 - Systém a evoluce nižších rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Petr Hrouda, Ph.D., RNDr. Ondřej Komárek, Ph.D. Předpoklady: (^B1090) V (^B2060) Doporučení: Základní znalost systému organismů. 1. Uvod, literatura. Sinice. Rasy - obecný základ. 2. Ruduchy, obrněnky. 3. Skrytěnky, Heterokontophyta, zlativky. 4. Rozsivky, chaluhy. 5. Různobrvky, Hap-tophyta, krásnoočka. 6. Zelené řasy, Chlamydophyceae, zelenivky. 7. Ulvophyceae, spájivky, parožnatky. 8. Hlenky, akrasie, nádorovky. 9. Oomycota, Chytridiomy-cota. 10. Vlastní houby - obecný základ, spájivé houby. 11. Vřeckaté houby, He-miascomycetes, úvod k Ascomycetes. 12. Ascomycetes - přehled. 13. Imperfektní houby, stopkovýtrusné houby. 14. Heterobasidiomycetes, Homobasidiomycetes. 15. Lišejníky. Souhrnný přehled systému, vývojové vztahy. Základní přehled skupin organismů historicky řazených mezi „nižší rostliny". Taxonomické jednotky, klasifikace. Prokaryota: zařazení sinic v současném systému. Eukaryota: endosymbiotický původ semiautonomních organel. Přehled oddělení řas, hub a „houbových organismů" s členěním do tříd a řádů. Základní charakteristiky, funkce v ekosystémech, význam pro člověka. Současné názory na postavení v systému organismů (příslušnost k různým říším). Bil090c - Systém a evoluce nižších rostlin - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: (N0W(Bil090)) A (^B2060c V ^B1090c) Doporučení: Základní znalost systému organismů. 1. Uvod, literatura. Sinice. Rasy - obecný základ. 2. Ruduchy, obrněnky. 3. Skrytěnky, Heterokontophyta, zlativky. 4. Rozsivky, chaluhy. 5. Různobrvky, Hap-tophyta, krásnoočka. 6. Zelené řasy, Chlamydophyceae, zeleni vky. 7. Ulvophyceae, spájivky, parožnatky. 8. Hlenky, akrasie, nádorovky. 9. Oomycota, Chytridiomy-cota. 10. Vlastní houby - obecný základ, spájivé houby. 11. Vřeckaté houby, He-miascomycetes, úvod k Ascomycetes. 12. Ascomycetes - přehled. 13. Imperfektní houby, stopkovýtrusné houby. 14. Heterobasidiomycetes, Homobasidiomycetes. 15. Lišejníky. Souhrnný přehled systému, vývojové vztahy. Základní přehled skupin organismů historicky řazených mezi „nižší rostliny". Taxonomické jednotky, klasifikace. Prokaryota: zařazení sinic v současném systému. Eukaryota: endosymbiotický původ semiautonomních organel. Přehled oddělení řas, hub a „houbových organismů" s členěním do tříd a řádů. Základní charakteristiky, funkce v ekosystémech, význam pro člověka. Současné názory na postavení v systému organismů (příslušnost k různým říším). BÍ1221 - Občanská společnost zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Ing. Marie Dohnalová 316 4 Predmety biologické sekce BÍ1231 - Anatomie I. -, 2/0/0, 0 kr., podzim doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc, prof. MUDr. Libor Páč, CSc. Anatomie člověka v rozsahu pro studenty lékařské fakulty. Studenti navštěvují přednášky a cvičení na lékařské fakultě společně s mediky. Bil231c - Anatomie I cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim BÍ1251 - Úvod k antropologii zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D., prof. PhDr. Jaroslav Malina, DrSc, doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc, doc. PhDr. Josef Unger, CSc. V úvodu do antropologie se studenti ve stručnosti seznámí s průřezem antropologie. A to z fyzické i sociokulturní. Na přednáškách se podílejí všichni učitelé katedry antropologie. BÍ1301 - Botanická mikrotechnika z, 0/2/0, 2 kr., podzim Uvod, stavba mikroskopu Olympus CX31, Laboval 3, Kóhlerův princip. Mikro-reliéfová metoda, průduchy a jejich uspořádání. Projasňování rostlinného materiálu, vývoj embrya, optické řezy, šikmé osvětlení. Roztlakové preparáty, buněčný cyklus, mitóza, barvení chromozómů. Histologické techniky: fixace a fixační směsi, odvodňování, infiltrace a zalévání do parafínu, řezání na mikrotomu, barvení řezů, uzavírání. Interferenční kontrasty: Fázový kontrast, Nomarského diferenciální interferenční kontrast. Fluorescenční mikroskopie, barvení jader DAPI. Dokumentace mikroskopických objektů: měření, kreslení, mikrofotografie, videozáznam. Vývoj světelné mikroskopie a různé techniky přípravy mikroskopických preparátů a jejich hodnocení: Otisky. Projasňování rostlinného materiálu. Rychlé cytologické metody. Histologie a histochemie. Interferenční kontrasty. Fluorescenční mikroskopie. Dokumentace mikroskopických objektů. BÍ1321 - Humanitní a společenskovědní aspoekty z, 2/0/0, 3 kr., podzim environmentálních problémů I Ing. Zbyněk Ulčák Uvádíme pouze obsahovou náplň tematických celků, bez povinné a doporučené literatury ke studiu a bez organizačních pokynů, v sylabech jinak běžných. Rovněž neuvádíme personální obsazení jednotlivých celků. Podzimní semestr Týden 1. Uvod do kurzu Přednáška 1. Vysvětlení vnitřní logiky celého kurzu, souvislosti mezi jednotlivými bloky curricula. Na příkladech sdělí studentům ve stručné zkratce, co mohou čekat ve stěžejních blocích. Týden 2. Historické kořeny environmentálních problémů a pokusy o jejich řešení Přednáška 1: Životní hodnoty starověkého a středověkého člověka: základní přehled názorů na vztah člověka k přírodě ve světle dobových náboženství a filozofií/náboženství starověkého Předního východu, náboženství a filozofie klasického starověku, judaismus, islám, křesťanství, hinduismus, buddhismus, džinismus, konfucianismus, hodnoty úcty k životu, sociální solidarity, dobrovolné skromnosti, pojetí světa jako řádu a z něj vycházející etika, etika vztahu 317 4 Predmety biologické sekce ke zvířatům, vegetarianismus, estetické vnímání přírody a krajiny a jeho odraz v dobovém umění Týden 3. Historické kořeny environmentálních problémů a pokusy o jejich řešení Přednáška 2: Životní styl a environmentálni problémy starověkých civilizací a středověké Evropy Každodenní život a sociální struktury starověkých civilizací a z nich vyvěrající environmentálni problémy. Vztah populace a prostředí, migrace a její vliv na životní prostředí. Přírodní katastrofy, antropogenní environmentálni problémy, úpadek a zánik velkých civilizací starověku - degradace a zasolení půdy, deforestace, klimatické změny. Charakteristické rysy životního stylu pozdně antického a středověkého člověka, konzumní životní styl dobových elit a jeho kritika, sociální a environmentálni problémy z něho vyvěrající, pokusy o jejich řešení /dobové snahy o ochranu přírody/. Rozvoj dálkového obchodu ve středověku a jeho environmentálni důsledky. Fenomén středověkého mnišství a jeho podíl na utváření tehdejší krajiny. Ekologické a sociální jevy analogické s dnešní dobou. Týden 4. Venkov a krajina Přednáška 1. Kulturní krajina Úvodní vstup do problematiky související s historií a současností venkova a krajiny. Pozornost je věnována současným trendům vývoje především českého a moravského venkova, aktuálnímu ohrožení, revitalizaci a vnímání kulturní krajiny. 1) Toulky kulturní krajinou Příroda - divočina - krajina - kulturní krajina - zahrada - historie krajiny - paměť krajiny - krajina jako příběh - sociální percepce krajiny - mentální mapy krajiny - krajina a identita - krajina jako symbol - archetypy krajiny - genius loci. Týden 5. Venkov a krajina Přednáška 2. Sny o venkově - vize a realita Venkov a město - tradice a modernita - komunita - ekologie venkova - kult venkova - víkendoví venkované - migrace na venkov - decentralizace osídlení - tvrdý a měkký turismus - obnova venkova a krajiny. Týden 6. Společnost a příroda Přednáška 1. Kdo ničí přírodu - člověk nebo společnost? - člověk jako tvůrce i výtvor společnosti - homo psychologicus a economicus - komplexita světa a odpovědnost člověka Týden 7. Společnost a příroda Přednáška 2. Typologie společnosti - tradiční společnost a její vztah k přírodě - moderní a postmoderní společnosti a jejich vztah k přírodě Týden 8. Společnost a příroda Přednáška 3. Globalizace a lokalizace -charakteristika globalizace a lokalizace - riziková společnost - návrat do lokality: k jistotě, průhlednosti a udržitelnosti Týden 9. Environmentálni etika Přednáška 1. Uvod do environmentálni etiky a současné směry environmentálni etiky - co to je a čím se zabývá environmentálni etika. Základní směry environmentálni etiky -antropocentrismus a neantropocentrismus - Annie Dillard, J. Baird Callicott, Hol-mes Rolston, biocentrismus - etika úcty k životu - Albert Schweitzer, Paul Taylor, ekocentrismus - etika země - Aido Leopold, Ráchel Carson, teocentrismus - etika posvátného - Henryk Skolimowski, Lynn White, Patrick Dobel, hlubinná a hluboká ekologie - Arne Naess, Fritjof Capra, ekofeminismus - Karen J. Waren, Vandana Shiva Týden 10. Environmentálni etika Přednáška 2. Aplikovaná a environmentálni etika Aplikace teorie na konkrétní problémy, kterými se zabývá environmentálni etika: biodiverzita, práva zvířat, pokusy na zvířatech, lov divoké zvěře, vegetarián- 318 4 Predmety biologické sekce ství, přelidněnost světa, antikoncepce, hlad, zodpovědnost k budoucím generacím, genetické inženýrství, automobilismus, odpadové hospodářství, jaderné elektrárny, skleníkový efekt, etická otázka existence zoologických zahrad Týden 11. Bioetika Přednáška 1. Chov a „welfare" zvířat, Zvíře jako stroj, „welfare" přístup ke zvířatům - východiska a argumenty, práva zvířat - východiska a argumenty, film „Zvíře jako zboží", diskuse nad příklady: chov masného dobytka, chov slepic Týden 12. Bioetika Přednáška 2. Zemědělství a biotechnologie Geneticky modifikované plodiny - nástin situace, postavení expertů a veřejnosti, expertní hodnocení rizik, genetické modifikace a zvířata - nástin situace, vnímání veřejností, etické aspekty situace. Týden 13. Panelová diskuse Absolvování umožňuje základní orientaci v humanitních aspektech environmentálni problematiky (filosofie, environmentálni a aplikovaná etika, teologie, historie, uměnovědy) a ve vybraných otázkách společenskovědních (sociologie, ekonomie). Na výuce se budou podílet všichni kmenoví učitelé katedry environ-mentálních studií FSS a někteří doktorandi. BÍ1322 - Humanitní a společenskovědní aspekty z, 2/0/0, 3 kr., jaro environmentálních problémů II Ing. Zbyněk Ulčák BÍ1950 - Obecná biologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Monika Dušková, Dr. Doporučení: Zvládnutí požadavků předmětů biologie na středoškolské (nejlépe gymnaziální) úrovni. 1. Definice, předmět a metody studia biologie, charakteristika živých soustav, úrovně biologické integrace, soustava biologických věd, stručné dějiny biologie. 2. Chemické složení živých soustav, biogenní prvky, voda, minerální látky, aminokyseliny, bílkoviny, peptidy, sacharidy, nukleové kyseliny, lipidy, enzymy, základy enzymatické kinetiky. 3. Cytologie: nebuněčné formy, stavba a funkce buňky, rostlinné a živočišné buňky, buněčná teorie. 4. Buněčné struktury a jejich funkce: membránový princip, plazmatická membrána, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lysosomy, peroxisomy, mitochondrie, chloroplasty, cytoskelet. 5. Životní cyklus buňky a jeho regulace, pohlavní a nepohlavní rozmnožování mitoza, mei-oza. 6. Paměťový systém buňky: základní genetické pojmy, replikace, transkripce, translace, regulace exprese genetické informace, šum v genetické informaci, humánní cytogenetika. 7. Bioenergetika: termodynamické zákony, energetické zdroje, uvolňování energie v buňce, anaerobní glykolýza, oxidatívni fosforylace. 8. Mnohobuněčné organismy: pletiva a orgány rostlin, tkáně živočichů, základní fyziologické procesy v rostlinných a živočišných organismech. 9. Ekologie: základní pojmy, evoluční principy, taxonomie, potravní vztahy, vztah člověk - příroda. Předmět je koncipován jako základní kurs obecné biologie, navazující na stře-doěkolské vzdělání, určen především posluchačům biochemických a chemických 319 4 Predmety biologické sekce oborů. Jeho absolvování umožňuje základní orientaci v oblasti molekulární biologie, cytologie, histologie, genetiky, a ekologie a pomáhá vytvořit základnu pro pochopení molekulární a biochemické úrovně existence živých soustav. BÍ2000 - Systém a evoluce živočichů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Arnošt Krška, Ph.D., Dipl. Biol. Jiří Schlaghamerský, Ph.D. Předpoklady: (^Bi2090 A ^Bil030) A (^N0W(Bi2090) A ^N0W(Bil030)) A (^B2090 A ^B1030 A ^B5060 A ^B4150) Doporučení: žádné Principy zoologické systematiky - různé koncepce, základy fylogenetické systematiky. Archezoa, Protozoa (samostatné říše): stručný přehled hlavních skupin. Animalia (Metazoa) - fylogeneze a charakteristika hlavních taxonů na úrovni kmene a vybraných taxonů subordinovaných úrovní: Porifera; Cnidaria; Ctenophora; Pla-tyhelminthes; Nemathelminthes: Rotifera, Acanthocephala, Gastrotricha, Cepha-lorhyncha, Nematoda, Nematomorpha; Mollusca; Sipunculida; Echiurida, Anne-lida; Nemertea; Tardigrada; Onychophora; (Eu)Arthropoda: Chelicerata, Crusta-cea, Tracheata: Myriapoda, Hexapoda; Entoprocta=Kamptozoa; Bryozoa; Brachio-poda; Echinodermata. Kmen Strunatci, charakteristika, původ a evoluce strunatců. Podkmen Pláštěnci, podkmen Bezlebeční - základní charakteristika a morfologie. Podkmen Obratlovci - charakteristika a systém. Nadtřída Bezčelistnatci - charakteristika, mihule a sliznatky. Nadtřída Celistnatců - charakteristika; primárně vodní čelistnatci, paryby, ryby - morfologie, ekologie a systém. Obojživelníci, Plazi -morfologie, ekologie a systém, adaptace k suzochemskému způsobu života. Ptáci - morfologie a systém, adaptace k letu. Savci - morfologie, ekologie, etologie a systém. Principy zoologické systematiky. Hlavní taxony bezobratlých: fylogeneze, morfologie, způsob života. Morfologie, ontogeneze, způsob života a systém strunatců. Klasifikace, srovnávací morfologie a fylogenetický vývoj obratlovců (Vertebrata) se zaměřením na recentní skupiny. Bi2000c - Systém a evoluce živočichů - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: N0W(Bi2000) A (^Bi2090c V ^Bil030c) A (^B2090 V ^B5060 V ^B1030 V ^B4150) A (^N0W(Bi2090c) V ^N0W(Bil030c)) 8. Primárně vodní obratlovci, morfologie, systém, determinační znaky, mihule a jeseteři, 9. „Nekaprovité" ryby, kaprovité ryby, 10. Obojživelníci, plazi, 11. Ptáci, morfologie, systém; vodní ptáci (potáplice, potápky, veslonozí, brodiví, vrubozobí, další skupiny „nepěvců", 12. Ptáci III: pěvci, 13. Savci, morfologie, systém; hmy-zožravci, letouni, 14. Savci II: hlodavci, zajíci, šelmy a kopytníci 320 4 Predmety biologické sekce BÍ2030 - Systém a evoluce vyšších rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Petr Bureš, Ph.D. Předpoklady: ^B2030 1. Rostlinné tělo: kormus, polykormony, klasifikace růstových a životních forem. Vznik orgánů: telomová teorie, vznik květů. 2. Organologie: kořen, stonek, list, květ (+ opylení), plod, šíření diaspor. 3. Přehled historie systematické botaniky a klasifikačních metod: od Theophrasta k APG klasifikaci, základní pojny (taxon, druh etc); 4. základní principy botanické nomenklatury, evoluční mechanizmy. 5. Oddělení Bryophyta (Marchantiopsida, Anthoceropsida, Bryopsida), Rhyniophyta (Rhy-niopsida: Cooksoniidae and Rhyniidae, Zosterophyllopsida: Zosterophyllales and Asteroxylales, Trimerophytopsida), 6. Oddělení Lycopodiophyta (Lycopodiopsida, Selaginellopsida, Isoětopsida) a Psilotophyta; 7. Oddělení Equisetophyta (Clado-xylopsida, Hyenopsida, Pseudoborniopsida, Sphenophyllopsida, Equisetopsida) a Polypodiophyta (Ophioglossidae, Zygopteridiidae, Maratiidae, Polypodiidae, Mar-sileidae, Salviniidae); 8. Nahosemenné: oddělení Progymnospermophyta, Pterido-spermophyta, Cycadophyta (Cycadopsida, Cycadeideopsida), Pinophyta (Cordai-topsida, Gingkoopsida, Pinopsida), Gnetophyta (Gnetidae, Ephedridae, Welwit-schiidae); 9. Fylogenetický bazálni krytosemenné: Amborellaceae, Nymphaeaceae, Illiciaceae, Rafflesiaceae, Laurales, Magnoliales and Piperales; 10. Jednoděložné: Acorales, Alismatales, Liliales, Asparagales, Dioscoreales, Zingiberales and Com-melinoids (Arecales, Commelinales, Zingiberales, Bromeliales and Poales); 11. Fylogenetický bazálni eudikoty: Ranunculales, Proteales, Dilleniaceae, Vitaceae, Caryophyllales, Santalales and Saxifragales; 12. Rosidi: Geraniales, Malpighiales, Oxalidales, Rosales, Fabales, Cucurbitales, Fagales, Myrtales, Brassicales, Malva-les and Sapindales); 13. Asteridi (Cornales, Ericales, Boraginaceae, Gentianales, Lamiales, Solanales, Apiales, Asterales, Dipsacales); 14. Vývoj rostlin a vegetace v geohistorickém přehledu. Systém a evoluce rostlin je jednou z úvodních disciplin studia biologie. Předmět je určen studentům oboru systematická biologie a učitelství biologie a sleduje především tyto cíle: Seznámit studenty se základy morfologie vyšších rostlin, s metodami klasifikace vyšších rostlin, se základními principy botanické nomenklatury a se základními mechanizmy evoluce rostlin. S přihlédnutím k hlavním morfologickým znakům podává přehled jednotlivých oddělení vyšších rostlin. Podrobněji je probrána APG klasifikace krytosemenných rostlin. Dle potřeby je obsah doplněn o poznatky, zajímavé z hlediska užité botaniky, či vazby k jiným oborům biologickým. Součástí úvodních kapitol je samozřejmě také stručný nástin historie systematické botaniky. V závěrečném shrnutí je pojednán geohistorický přehled vývoje rostlin od měřítka celosvětového, přes poměry evropské a středoevropské až k podmínkám České republiky. 321 4 Predmety biologické sekce Bi2030c - Systém a evoluce vyšších rostlin - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: (N0W(Bi2030)) A (^B2030c V ^B3090c) 1. a 2: Organologie: kořen, stonek, list, květ (+ opylení), plod, šíření diaspor; 3. Bryophyta; 4. Lycopodiophyta; 5. Psilotophyta a Equisetophyta; 5. Polypodiophyta 6. Nahosemenné 1: Cycadophyta a Pinophyta (Gingkoopsida); 7. Nahosemenné 2: Pinophyta (Pinopsida), Gnetophyta; 8-14. Vybrané významné čeledi krytosemen-ných v závislosti na fenologické situaci. Systém a evoluce rostlin je jednou z úvodních disciplin studia biologie. Předmět je určen studentům oboru systematická biologie a učitelství biologie. Cvičení tvoří nedílnou součást přednášky a jejich hlavním cílem je znalosti nabyté studiem spojit s konkrétní představou vytvořenou během pozorování živých nebo preparovaných modelových objektů a fixovanou nákresem s vysvětlivkami. Důraz je při tom kladen na srovnávací morfologii tj. zejména u čeledí kvetoucích rostlin jsou tyto prezentovány na základě jednoho „modelového druhu". BÍ2050 - Základy obecné mikrobiologie zk, 3/0/0, 3+2 kr., jaro doc. RNDr. Zdeněk Hubálek, DrSc. Doporučení: Výuka je určena posluchačům bakalářského studia buněčné a molekulární diagnostiky. Předpokládá se úspěšné absolvování předmětů Základy chemie a Mikroskopická technika (1. semestr). Struktura a funkce mikrobiální buňky. Vliv vnějších faktorů na mikrobiální buňku. Buněčný cyklus a růst mikroorganismů. Výživa a metabolismus, regulace metabolismu. Základy dědičnosti mikroorganismů. Mutace a mutageny. Genetická rekombinace. Plazmidy. Půda a voda jako stanoviště mikrobů. Vztahy mezi mik-roorganismy. Onemocnění vyvolaná mikroorganismy. Uvod do obecné virológie. Struktura virové částice (morfologie, chemické složení). Reprodukce virů živočišných, rostlinných a mikrobiálních. Virová onemocnění. Praktická cvičení: 1. Bezpečnost práce v mikrobiologické laboratoři. 2.Příprava živných médií. 3.Sterilní práce, očkování a uchovávání mikroorganismů. 4.Mikroskopické pozorování bakterií, Gramovo barvení. 5.Stanovení počtu bakteriálních buněk plotnovou metodou. ó.Bakterie ve vodě. 7.Uvod do identifikace bakterií 8.Stanovení biologicky aktivních látek, stanovení citlivosti k antibiotikům. 9.Stanovení titru fágového lyzátu. lO.Mikroorganismy v půdě. 11 .Mikroskopie půdních mikroorganismů. Očkování mikromycet. 12.Morfologie mikromycet. 13.Kvasinky,vitální test. Bi2050c - Základy obecné mikrobiologie - cvičení z, 0/4/0, 4 kr., jaro l.Uvod, organizace cvičení, bezpečnost práce 2.Příprava živných medií a jejich sterilizace 3.Izolace, očkování a uchovávání mikroorganismů 4.Mikroskopické pozorování bakterií (fixovaný preparát, Gramovo barvení, práce s mikroskopem a analýzou obrazu) 5.Stanovení celkového počtu životaschopných bakteriálních buněk plotnovou metodou ó.Bakterie ve vodě - základní mikrobiologický rozbor 322 4 Predmety biologické sekce vody 7.Rozbor vody - hodnocení Stanovení koncentrace vitamínů a antibiotik mikrobiologickými metodami Stanovení citlivosti bakterií k antibiotikům 8.Základy identifikace bakterií, využití biochemických testů a standardizovaných identifikačních systémů 9. Stanovení počtu virionů ve fágovém lyzátu 10. Kvasinky, nativní preparát, vitální test, sklíčkové kultury, měření velikosti buněk 11. Průkaz a izolace některých půdních mikroorganismů (celulolytických, Azotobacter, Clostridium ),očkování mikroskopických vláknitých hub 12. Hodnocení zastoupení mikroorganismů v půdě. Negativní barvení. Barvení pouzder Azotobacter sp. Pozorování spor - nativní preparát, fázový a Nomarského kontrast 13. Mikroskopické vláknité houby - pozorování v polotrvalém a nativním preparátu 14. Zápočtový preparát, PROTOKOLY, závěrečný test Cílem praktických cvičení z obecné mikrobiologie je seznámit studenty se základními metodami práce v mikrobiologické laboratoři (metody sterilní práce, očkování a kultivace mikroorganismů, příprava mikroskopických preparátů a práce s mikroskopem, stanovení počtu bakterií v různých typech vzorků, práce s bakteri-ofágem, kvasinkami a mikroskopickými houbami). BÍ2072 - Seminář II z, 0/2/0, 2 kr., jaro prof. PhDr. Jaroslav Malina, DrSc. Je zaměřen na jednorázové přednášky odborníků z naší republiky i zahraničí, které se vztahují k problematice antropologického a archeologického výzkumu. BÍ2080 - Obecná zoologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Vladimír Ptáček, CSc. Doporučení: Ke zkoušce se lze přihlásit pouze po získání zápočtu z praktického cvičení Obecná zoologie, přednáška, cvičení podle oborů, obsah dle osnovy: Základní pojmy. Charakteristika vědy, členění zoologie a její vztah k ostatním vědám, hraniční vědní obory, předmět studia obecné zoologie. Chemické složení organizmů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbu a funkce živočišných těl. Život a živočich. Názory na podstatu a vznik života, charakteristika živočicha, vymezení pojmu živočišného druhu, podvojné názvosloví. Metabolismus, růst vývoj, rozmnožování, dráždivost a pohyb. Ontogeneze a fylo-geneze, živočich jako součást biosféry. Živočišné buňky. Tvar a stavba živočišných buněk, srovnání s buňkami prokaryotickými a jinými eukaryotickými, buněčné or-ganoidy a jejich funkce, segregační a endo-symbiotická teorie, DNA, RNA, přepis informace, sekreční dráha, buněčný cyklus., chromozómy, amitóza, mitóza a její modifikace, meióza, význam jednotlivých typů dělení. Jednobuněčné organizmy a přechod k mnohobuněčnosti. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, rezorbční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná, včetně modifikací a vzájemných 323 4 Predmety biologické sekce přechodů), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky. Modifikace v rámci hlavních živočišných taxonů. Živočišné orgány. Základní pojmy organologie, třídění a anatomie orgánových soustav (včetně mikroskopické anatomie zúčastněných tkání): krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací a osmoregulační, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů. Životní cyklus. Základní typy rozmnožování živočichů na jednobuněčné i mnohobuněčné úrovni, embryonální fáze života (diferenciace tkání a orgánů), postembryonální fáze života (příklady vývoje přímého a nepřímého), stárnutí a smrt. Člověk a jeho vztah k živočišné říši, etické otázky některých směrů aplikované zoologie. Obecná zoologie, přednáška 2 hod.,zk. Základní pojmy. Charakteristika vědy, členění zoologie a její vztah k ostatním vědám, hraniční vědní obory, předmět studia obecné zoologie. Chemické složení organizmů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbua funkce živočišných těl. Život a živočich. Názory na podstatu a vznik života, charakteristika živočicha, vymezení pojmu živočišného druhu, podvojné názvosloví. Metabolismus, růst vývoj, rozmnožování, dráždivost a pohyb. Ontogeneze a fylogeneze, živočich jako součást biosféry. Živočišné buňky. Tvar a stavba živočišných buněk, srovnání s buňkami prokaryotickými a jinými eukaryotickými, buněčné organoidy a jejich funkce, segregační a endo-symbiotická teorie, DNA, RNA, přepis informace, sekreční dráha, buněčný cyklus., chromozómy, amitóza, mitóza a její modifikace, meióza, význam jednotlivých typů dělení. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, rezorbční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná, včetně modifikací a vzájemných přechodů), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky. Modifikace v rámci hlavních živočišných taxonů. Živočišné orgány. Základní pojmy organologie, třídění a anatomie orgánových soustav (včetně mikroskopické anatomie zúčastněných tkání): krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací a osmoregulační, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů. Životní cyklus. Základní typy rozmnožování živočichů na jednobuněčné i mnohobuněčné úrovni, embryonální fáze života (diferenciace tkání a orgánů), postembryonální fáze života (příklady vývoje přímého a nepřímého), stárnutí a smrt. Člověk a jeho vztah k živočišné říši, etické otázky některých směrů aplikované zoologie. Bi2080c - Obecná zoologie - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: now(Bi2080) Doporučení: přednáška z obecné zoologie, nejlépe paralelně. 1. Základy mikroskopování, princip a části optického mikroskopu. 2. Modifikace světelné mikroskopie, elektronová a konfokální mikroskopie 3. Cytologie: jednobuněčné organismy a morfologie živočišných buněk. 4. Epitely 5. Pojiva vý- 324 4 Predmety biologické sekce pinová a oporná 6. Pojiva trofická 7. Tkáně nervové 8. Tkáň svalová 9. Orgánové soustavy Cvičení je zaměřeno na získání základních dovedností při práci se světelným mikroskopem, dále na praktické procvičování cytologických a histologických poznatků formou individuálního mikroskopování trvalých a nativních praparátů. BÍ2090 - Systém a evoluce obratlovců zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Zdeněk Řehák, Ph.D. Předpoklady: (BI2090c V N0W(BI2090c)) A (^B2090) A (^B5060) A (^NOW (BÍ2000)) V souhlas - Kmen Strunatci, charakteristika, postavení v systému, příbuzenské vztahy k jiným kmenům, původ a evoluce strunatců. - Podkmen Pláštěnci, morfologie larvy a dospělce, systém - sumky, salpy, vršenky. - Podkmen Bezlebeční - morfologie, onto-genze a ekologie kopinatce, ancestrální bezlebeční z kambria. - Podkmen Obratlovci - charakteristika, systém, srovnávací morfologie, ekologie, etologie a fylogeneze obratlovců. - Nadtřída Bezčelistnatci - charakteristika, vymřelé skupiny, mihule a sliznatky. - Nadtřída Celistnatců - charakteristika; primárně vodní čelistnatci -vymřelé skupiny, paryby. - Ryby - morfologie, ekologie, etologie a systém - Obojživelníci - morfologie, ekologie, etologie a systém, přechod obratlovců na souš. -Plazi - morfologie, ekologie, etologie a systém, adaptace k suzochemskému způsobu života. - Ptáci - morfologie, ekologie, etologie a systém, domestikovaní ptáci, adaptace k letu. - Savci - morfologie, ekologie, etologie a systém, domestikovaní a laboratorní savci, předkové člověka. Postavení strunatců (Chordata) v zoologickém systému, pravděpodobný vznik a vývoj. Morfologie, ontogeneze, způsob života a systém nižších strunatců (Urochor-data, Cephalochordata). Klasifikace obratlovců (Vertebrata). Srovnávací morfologie a fylogenetický vývoj obratlovců, velké vymřelé skupiny. Recentní skupiny obratlovců: Cyclostomata (Petromyzontes & Myxini), Chondrichthyes, Osteichthyes, Amphibia, Reptilia, Aves, Mammalia. U recentních skupin morfologie, ekologie, chování, systém. Bi2090c - Systém a evoluce obratlovců - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: N0W(BI2090) A ^B2090 A ^B5060 1. Primárně vodní obratlovci, morfologie, systém, determinační znaky 2. Mihule a jeseteři 3. „Nekaprovité" ryby 4. Kaprovité ryby 5. Morfologie a anatomie ryby 6. Obojživelníci 7. Plazi 8. Ptáci, morfologie, systém; vodní ptáci (potáplice, potápky, veslonozí, brodiví, vrubozobí. 9. Ptáci II: další skupiny „nepěvců". 10. Ptáci III: pěvci 111. ptáci IV: pěvci II 12. Savci, morfologie, systém; hmyzožravci, letouni 13. Savci II: hlodavci a zajíci 14. Savci III: šelmy a kopytníci Determinace význačných druhů jednotlivých skupin obratlovců se zaměřením na faunu stredni Evropy. 325 4 Predmety biologické sekce BÍ2120 - Cytologie, histologie, embryológie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. MUDr. RNDr. Svatopluk Čech, DrSc, prof. MUDr. Drahomír Horký, DrSc. V kurzu Histologie studenti absolvují přednášku a cvičení Uvod do Histologie a embryológie na Lékařské fakultě MU a to v rozsahu přednášeném medikům. Bi2120c - Cytologie, histologie, embryológie cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ2121 - Terénní cvičení z, 0/0/0, 4 kr., jaro BÍ2122 - Filosofická antropolgie z, 0/2/0, 2 kr., jaro PhDr. Erika Vonková 1. Diferenciace přístupů k „filosofické antropologii". Výběr jednoho z nich. Výběr aktuálních témat na jeden semestr. 2. Problém poznání. Co je Já? Co je svět? 3. Člověk ve světě. Člověk a svět. Věda a svět vědy. 4. Vědění a věda. Pravda a platnost. 5. Nutnost a náhoda. 6. Jednání svoboda. 7. Masmedia a člověk. Člověk a masmedia. 8. Hodnoty a peníze. 9. Mrav, morálka a etika. lO.Tolerance a pluralismus. Jednosemestrální kurs FA je založen na jednom z možných chápání filosofické antropologie jako způsobu filosofického myšlení, který proniká různými fil. obory s cílem jejich sjednocení v uchopení existence člověka, jeho podstaty a místa v kosmu. BÍ2130 - Terénní cvičení k systematické botanice z, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: ^B2130 Terénní práce v různých přírodních podmínkách: stepní vegetace, skály, lesy, pobřežní porosty, mezofilní a vlhké louky, plevele, ruderální vegetace. Kontrast vegetace (a druhového spektra) na bazických a kyselých substrátech. Metody sběru a konservace rostlinného materiálu. Terénní práce v Národním parku Podyjí. Determinace cévnatých rostlin v přírodních podmínkách. Rozlišování blízce příbuzných druhů, ekologické a fytogeografické charakteristiky. BÍ2140 - Terénní cvičení ze zoologie z, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: (((BI1030 V N0W(BI1030) V N0W(Bi2000) V B1030) A (BI2090 V N0W(BI2090) V B2090)) V (BÍ2000 V N0W(Bi2000))) A (^B2140 A B4360) Terénní studium různých ekosystémů, terestrická a vodní fauna, druhy vázané na půdu, stojící a tekoucí vody a speciální ecosystémy. Organizace druhů do společenstev, mezidruhové vztahy. Terénní práce v Brancouzích na Jihlavsku. Determinace bezobratlých a obratlovců v přírodních podmínkách. Rozlišovací znaky jednotlivých druhů a jejich vývojových stádií, ekologické a potravní nároky. 326 4 Predmety biologické sekce BÍ2160 - Terénní cvičení z botaniky z, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: ^B2160 1. den: Brno, Hády; 2. den: Pavlovské kopce; 3. den: Brno-Obřany (-Bílovice); 4. den: Moravský Krumlov; 5. den: Brno, údolí Říčky (zkoušení, udělení zápočtů) Pět dní exkurzí do okolí Brna má dva hlavní cíle: provést studenty významnými lokalitami v této oblasti a seznámit je s běžnými i vzácnými druhy jihomoravské květeny. BÍ2210 - Uvod do botanické literatury z, 0/1/0, 1 kr., jaro RNDr. Petr Bureš, Ph.D. Předpoklady: ^B2210 1. Základní pojmy: rešerše literatury, citace literatury a její formy; 2-3. Mezinárodní všeobecné botanické nebo biologické bibliografie (Current Contents; Web of Science; Excerpta botanica; Bibliographia Phytosociologica Syntaxonomica; Kew Record of Taxonomie Literature; AGRICultural OnLine Access; w3Tropicos; Taxonomie Literature; Thesaurus literaturae botanicae); 4. České botanické bibliografie: Futák & Domin; Bibliographia botanica čechoslovaca; Bibliographia syntaxonomica čechoslovaca, Bibliografie chráněných částí přírody v ČR, regionální botanické bibliografie); 5-7. Evropská a česká flórová díla (Flora europaea; Illustrierte Flora von Mitteleuropa; Hejny et Slavík; Dostál; Polívka, Domin a Podpěra; Podpěra; Polívka; Formánek; Oborny; Čelakovský; Rohrer & Mayer; bratři Preslove; Pohl; Schmidt; současné flóry okolních zemí); 8. Celosvětové přehledy rostlin (Die Natürlichen Pflanzen-Familien; Das Pflanzenreich; Watson and M. J. Dallwitz -The Families of Flowering Plants on line; Projekt Species Plantarum - Flora of the World); 9. Nomenklatorické katalogy (Index Kewensis - knižní a internetová verze,; w3Tropicos, projekt Global plant checklist, Gray Card Index; Index of Fungi; Index muscorum; Index of New Names of Syntaxa; Species 2000 - Indexing the Worlds known species; Names in Current Use for Extant Plant Genera); 10. Celosvětové a regionální přehledy botaniků (Authors of plant names; Taxonomie Literature ...); 11. Karyologické přehledy, genomové a sekvenční databáze rostlin (Index to plant chromosome numbers; IOPB Chromosome reports; C-value database; GenBank NCBI ...); 12. Fytokartografické příručky (Vergleichende Chorologie der Zentraleuropaischen Flora; Atlas Florae Europaeae; Index holmiensis; Fytokartografické syntézy...) 13. Ostatní univerzální botanické příručky (Hegnauer: Chemotaxonomie der Pflanzen; Metcalfe: Anatomy of monocotyledons; Walters & al.: The european garden flora) Uvod do botanické literatury si klade za cíl naučit studenty efektivněji provádět literární rešerši. V průběhu přednášky se seznamují s užíváním základních botanických příruček, zejména těch, které mají víceméně charakter standardních norem. Vedle klasické knižní formy je přitom akcentována dostupnost těchto příruček prostřednictvím internetu. Vzhledem k charakteru botaniky jako vědní discipliny je 327 4 Predmety biologické sekce vedle univerzálního přístupu k rešerši v patřičné míře zdůrazněn i aspekt regionální. Formou praktických domácích úkolů se studenti učí samostatně standardní příručky využívat. BÍ2230 - Terénní cvičení z botaniky kz, 0/0/0, 3+1 kr., jaro 1. den: Brno-Obřany (-Bílovice); 2. den: Česká - údolí Ponávky 3. den: Moravský kras 4. den: Pouzdřanská step 5. den: Moravský Krumlov; 6. den: Brno, Hády; 7. den: Brno, Kamenný vrch 8. den: Brno, údolí Říčky (zkoušení, udělení zápočtů) Osm dní exkurzí do okolí Brna má dva hlavní cíle: provést studenty významnými lokalitami v této oblasti a seznámit je s běžnými i vzácnými druhy jihomoravské květeny. BÍ2232 - Anatomie II -, 2/0/0, 0 kr., jaro prof. MUDr. Libor Páč, CSc. Předpoklady: BÍ1231 A Bil231c Anatomie člověka v rozsahu pro studenty lékařské fakulty. Studenti navštěvují přednášky a cvičení na lékařské fakultě společně s mediky. Bi2232c - Anatomie II cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: BÍ1231 A Bil231c BÍ2302 - Zoologická mikrotechnika z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: ^B2302 Základy světelné mikroskopie,temné pole, fázový kontrast, diferenciální interferenční kontrast, fluorescence, konfokální mikroskopie, měření, mikrofotografie, kreslení. Základy zoologické techniky - nativní preparát, vitální barvení (neutrální červeň, Kongo červeň, metylenová zeleň, Janusova zeleň B)trvalé preparáty, rámování, Du Noyerův tmel, fixace, barvení - karmínová barviva, hematoxylinová barviva; uzavírací média mísitelná s vodou - glycerol, glycerol-želatina, Liquido-Faure, PVA; uzavírací média nemísitelná - kanadský balsám, odvodňování, projasňování; histologické preparáty, postup při zalévání, řezání a barvení. Základy světelné mikroskopie se zaměřením na metody, používané v zoologii (temné pole, fázový kontrast, diferenciální interferenční kontrast, fluorescence, konfokální mikroskopie, měření, mikrofotografie, kreslení). Základy zoologické techniky - nativní a trvalé preparáty, fixace, barvení, uzavírací média, zalévání a řezové preparáty. BÍ3010 - Elektronová mikroskopie z, 0/2/0, 2 kr., podzim Mgr. Monika Dušková, Dr. Předpoklady: B1050 A B1301 A B2110 A B2302 A B6660 Teoretická část: Historie oboru, základní pojmy (urychlené el., rozlišovací schopnost, interakce el. s preparátem, zobrazovací systémy v el. mikroskopii, elek- 328 4 Predmety biologické sekce tromagnetické čočky, vady čoček a jejich korekce) Transmisní el. mikroskop: konstrukce a princip tvorby obzazu (pružný a nepružný rozptyl, interference, kontrast Příprava preparátů pro TEM: fixace, odvodNování, zalévání, řezání na ultramik-rotomu, další metody: mrazové lámání a mrazové leptání, repliky. Rastrovací el. mikroskop: konstrukce zařízení, princip tvorby obrazu, zvětšení, rozlišení, hloubka ostrosti Příprava materiálu pro SEM: vlastnosti preparátu, sběr, fixace, odvodňování, sušení (metoda kritického bodu), pokovování (metoda iontového naprašování a vakuového naparování) Fotografická technika v el. mikroskopii Praktická část: Příprava skleněných nožů - lámání nožů na Knife-makeru, hodnocení kvality ostří, výroba vaničky na skleněný nůž Příprava formvarové fólie - potahování měděných sítek a jejich sběr s vodní hladiny Práce na ultramikrotomu - samostatná příprava polotenkých řezů, jejich sběr na sklíčka, barvení a hodnocení. Demonstrace a samostatná obsluha TEM Demonstrace a samostatná obsluha SEM Předmětu je koncipován jako základní kurs seznamující posluchače s historií vývoje, základními konstrukčními principy a mechanismy tvorby obrazu v pro-zařovacím a rastrovacím elektronovém mikroskopu. Dále je pozornost věnována principům a nej důležitějším zásadám přípravy preparátu pro oba typy mikroskopu. BÍ3030 - Fyziologie živočichů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Vladimír Šimek, CSc. Předpoklady: ^B3030 A ^B5130 A (Bi3030c V now(Bi3030c)) Historie fyziologie, evoluce fyziologických funkcí -o- Tělní tekutiny a jejich funkce, oběh tělních tekutin, -o- Homeostatické mechanizmy, exkrece a osmo-regulace. <*■ Výměna plynů, dýchání. 1. Kurz 1. MS Office v analýze ekologických dat- databáze, algoritmo-vání ■> 2. Kurz 2. Algoritmy pro ekologická data I. Charakteristika společenstev, diverzita -o- 3. Kurz 3. Algoritmy pro ekologická data II. Metriky podobností a vzdáleností -o- 4. Kurz 4. Algoritmy pro ekologická data III. Valence, nika -o- 5. Kurz 5. Algoritmy pro ekologická data IV. „Species-abundance" modely, interpretace ■> 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody v ekologii - shluková, ordinační analýza -o- 7. Kurz 7. Užití diferenciálních rovnic v deterministických modelech v biologii a ekologii -o- Tématický okruh č. 2 pro školní rok 2002/2003: Statistický minor v predik-tivní medicíně -o- 1. Kurz 1. Prediktivní analýzy u klinických dat - přehled -o- 2. Kurz 2. Analýza přežití I. Základy -o- 3. Kurz 3. Analýza přežití II. Prediktivní modely -o- 4. Kurz 4. Specifita a sensitivita diagnostických testů, ROC křivky -o- 5. 341 4 Predmety biologické sekce Kurz 5. Jak definovat „cut-off" hodnoty parametrů? -o- 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody - aplikace u klinických dat Prakticky orientovaný intenzivní kurz realizovaný formou specializovaných tematických okruhů z oblasti aplikované analýzy biologických, ekologických, bio-medicínských nebo klinických dat. Seminář je zaměřován na posluchače s ruznou úrovní základních znalostí a nemá žádné požadavky na dříve dosažené vzdělání nebo absolvované kurzy. Pro řádné studenty oboru biologie je však vhodné jej zapisovat v návaznosti na základní kurz Biostatistika (BÍ5040). Výuka je prakticky orientovaná a probíhá přímo výcvikem na počítačích. Seminář lze zakončit zápočtem na základě absolvování 6 tematických okruhů dle výběru posluchače, posluchači mohou i navrhovat vlastní témata. Pro školní rok 2002/2003 jsou jako nosná témata vypsána témata (1) Biodiverzita a ekologická diverzita a (2) Statistický minor v prediktivní medicíně. Tato témata jsou nabídnuta v celkem 13 samostatných kurzech. V případě zájmu o větší počet nabízených kurzů je možno toto vzdělávání dále registrovat v předmětech Biostatistický seminář II a III. Předmět je vypisován každý rok s jinými nosnými tématy. BÍ5042 - Biostatistický seminář II kz, 0/2/0, 2+1 kr., podzim, každý semestr Doporučení: Doporučeno absolvování předmětu BÍ5040 Biostatistika - základní kurz. Tématický okruh č. 1 pro školní rok 2002/2003: Biodiverzita a ekologická diverzita ■> 1. Kurz 1. MS Office v analýze ekologických dat- databáze, algoritmo-vání -o- 2. Kurz 2. Algoritmy pro ekologická data I. Charakteristika společenstev, diverzita -o- 3. Kurz 3. Algoritmy pro ekologická data II. Metriky podobností a vzdáleností -o- 4. Kurz 4. Algoritmy pro ekologická data III. Valence, nika -o- 5. Kurz 5. Algoritmy pro ekologická data IV. „Species-abundance" modely, interpretace ■> 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody v ekologii - shluková, ordinační analýza -o- 7. Kurz 7. Užití diferenciálních rovnic v deterministických modelech v biologii a ekologii -o- Tématický okruh č. 2 pro školní rok 2002/2003: Statistický minor v prediktivní medicíně -o- 1. Kurz 1. Prediktivní analýzy u klinických dat - přehled -o- 2. Kurz 2. Analýza přežití I. Základy -o- 3. Kurz 3. Analýza přežití II. Prediktivní modely -o- 4. Kurz 4. Specifita a sensitivita diagnostických testů, ROC křivky -o- 5. Kurz 5. Jak definovat „cut-off" hodnoty parametrů? -o- 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody - aplikace u klinických dat Prakticky orientovaný kurz aplikované analýzy dat navazující na Biostatistický seminář I a nabízený studentům, kteří navštíví během 1 - 3 let studia více tematických okruhů. Seminář je součástí řady praktických kurzů Biostatistický seminář I-III a pro plné absolvování je celkově třeba navštívit 18 intenzivních lekcí (rožně obměňovaná témata). Charakteristika výuky odpovídá biostatistickému semináři I, liší se tematickým zaměřením: Seminář je zaměřován na posluchače s různou úrovní základních znalostí a nemá žádné požadavky na dříve dosažené vzdělání nebo ab- 342 4 Predmety biologické sekce solvované kurzy. Pro řádné studenty oboru biologie je však vhodné jej zapisovat v návaznosti na základní kurz Biostatistika (BÍ5040). Výuka je prakticky orientovaná a probíhá přímo výcvikem na počítacích. Seminář lze zakončit zápočtem na základě absolvování 6 tematických okruhů dle výběru posluchače, posluchači mohou i navrhovat vlastní témata. Pro školní rok 2002/2003 jsou jako nosná témata vypsána témata (1) Biodiverzita a ekologická diverzita a (2) Statistický minor v pre-diktivní medicíně. Tato témata jsou nabídnuta v celkem 13 samostatných kurzech. Předmět je vypisován každý rok s jinými nosnými tématy. BÍ5043 - Biostatistický seminář III kz, 0/2/0, 2+1 kr., podzim, každý semestr Doporučení: Doporučeno absolvování předmětu BÍ5040 Biostatistika - základní kurz. Tématický okruh č. 1 pro školní rok 2002/2003: Biodiverzita a ekologická diverzita ■> 1. Kurz 1. MS Office v analýze ekologických dat- databáze, algoritmo-vání ■> 2. Kurz 2. Algoritmy pro ekologická data I. Charakteristika společenstev, diverzita -o- 3. Kurz 3. Algoritmy pro ekologická data II. Metriky podobností a vzdáleností -o- 4. Kurz 4. Algoritmy pro ekologická data III. Valence, nika -o- 5. Kurz 5. Algoritmy pro ekologická data IV. „Species-abundance" modely, interpretace ^ 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody v ekologii - shluková, ordinační analýza -o- 7. Kurz 7. Užití diferenciálních rovnic v deterministických modelech v biologii a ekologii -o- Tématický okruh č. 2 pro školní rok 2002/2003: Statistický minor v predik-tivní medicíně -o- 1. Kurz 1. Prediktivní analýzy u klinických dat - přehled -o- 2. Kurz 2. Analýza přežití I. Základy -o- 3. Kurz 3. Analýza přežití II. Prediktivní modely -o- 4. Kurz 4. Specifita a sensitivita diagnostických testů, ROC křivky -o- 5. Kurz 5. Jak definovat „cut-off" hodnoty parametrů? -o- 6. Kurz 6. Vícerozměrné metody - aplikace u klinických dat Prakticky orientovaný kurz aplikované analýzy dat navazující na Biostatistický seminář I a nabízený studentům, kteří navštíví během 1 - 3 let studia více tematických okruhů. Seminář je součástí řady praktických kurzů Biostatistický seminář I-III a pro plné absolvování je celkově třeba navštívit 18 intenzivních lekcí (rožně obměňovaná témata). Charakteristika výuky odpovídá biostatistickému semináři I, liší se tematickým zaměřením: Prakticky orientovaný intenzivní kurz realizovaný formou specializovaných tematických okruhů z oblasti aplikované analýzy biologických, ekologických, biomedicínských nebo klinických dat Seminář je zaměřován na posluchače s různou úrovní základních znalostí a nemá žádné požadavky na dříve dosažené vzdělání nebo absolvované kurzy. Pro řádné studenty oboru biologie je však vhodné jej zapisovat v návaznosti na základní kurz Biostatistika (BÍ5040). Výuka je prakticky orientovaná a probíhá přímo výcvikem na počítačích. Seminář lze zakončit zápočtem na základě absolvování 6 tematických okruhů dle výběru posluchače, posluchači mohou i navrhovat vlastní témata. Pro školní rok 2002/2003 jsou jako nosná témata vypsána témata (1) Biodiverzita a ekologická diverzita a (2) 343 4 Predmety biologické sekce Statistický minor v prediktivní medicíně. Tato témata jsou nabídnuta v celkem 13 samostatných kurzech. Předmět je vypisován každý rok s jinými nosnými tématy. BÍ5080 - Základy ekologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Michal Hájek, Ph.D., RNDr. Světlana Zahrádková, Ph.D. Předpoklady: ^B5080 Obsah pojmu ekologie, její hraniční obory a členění, ekologické faktory, organismy a jejich prostředí, biosféra a její členění. Sluneční záření a jeho změny v atmosféře, využití záření v procesu fotosyntézy, adaptace organismů na sezónní a diurnální variabilitu záření, teplotní gradienty v přírodě, ektotermní a endotermní organismy, adaptace k nízkým a vysokým teplotám, teplota a zeměpisné rozšíření druhů. Složení půdy, diferenciační pedogenetické procesy, humus, edafon, diagnostické půdní horizonty, hlavní typy půd ČR. Význam vody, chemismus vody, její druhy a zdroje, základní ekologické faktory vodního prostředí, moře a brakické vody, adaptace organismů na vodní prostředí a vlhkost. Organismus jako prostředí, parazit a hostitel, typy cizopasníků a jaj ich význam, buňky, tkáně a orgány jako ekologické niky, základní parazito-hostitelské systémy, koncepce prostředí parazitů. Definice populací a jejich základní atributy, růst populací, vnitrodruhové vztahy, dynamika populací, životní strategie. Behaviorální ekologie a potravní vztahy, ekologický význam komunikace, základní způsoby výživy, ekologický význam potravy, teritorium. Definice společenstva, prostorové vztahy společenstva ke gradientům prostředí, sukcese, význam r- a K- strategie v sukcesi, klimax, pojem niky, diferenciace nik ve společenstvu, vliv kompetice na strukturu společenstva, diverzita a druhová bohatost. Ekosystémy, biomasa, primární produktivita a její ovlivnění faktory prostředí, sekundární produktivita, toky energie v potravních řetězcích, tok látek, bilance živin v terastrických a akvatických ekosystémech, globální biochemické cykly a jejich ovlivnění činností člověka (fosfor, dusík, síra, uhlík). Základní biomy Země, definice pojmu biom, tropický deštný les, savana, polopošť, poušť, step, vždyzelené lesy a kroviny mediteránníhop typu, opadavý listnatý les, bo-reální jehličnatý les, tundra. Přehled ekosystémů Evropy: opadavé listnaté lesy, horské jehličnaté lesy, kosodřevina, křoviny, ekosystémy sladkých vod a jejich lito-rálu, skalní ekosystémy, ekosystémy písečných dun, mořského pobřeží, rašeliniště, louky, primární alpinské bezlesí, kulturní step, synantropní (ruderální a segetální) ekosystémy. Aplikovaná ekologie: destrukce životního prostředí, populační exploze lidstva, ekotoxikologie a chemie životního prostředí, znečištění biosféry, biomoni-toruing a bioindikace, ochrana životního prostředí. Obsah, hraniční obory a členění ekologie, ekologické faktory, světlo a teplota, vlastnosti půdy, vzduchu, vody a její ekologický význam, organismus jako prostředí, populační ekologie, ekologie potravy, vnitro a mezidruhové vztahy, společenstva, diverzita, sukcese, nika, ekosystémy, biomasa, produkce, tok látek a energie, bioge- 344 4 Predmety biologické sekce ochemické cykly, biomy, ekosytémy střední Evropy, aplikovaná ekologie, znečistení biosféry, biomonitoring, bioindikace. BÍ5090 - Meteorologie a klimatologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim prof. RNDr. Rudolf Brázdil, DrSc, prof. RNDr. Pavel Prošek, CSc. Předpoklady: ^B5090 Bi5090c - Meteorologie a klimatologie cvičení z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: ^B5090 BÍ5110 - Antropologie středověku zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. PhDr. Josef Unger, CSc. Předpoklady: BÍ3170 A BÍ4260 Doporučení: Předpokladem je absolvování předmětů B3170 Antropologie pravěku a B4260 Antropologie starověku. 1. Počátky a periodisace středověku. Středověký člověk a jeho chápání světa. Prostor a čas. Pohanství a křesťanství. 2. Počátky slovanského osídlení. Avaři a Slované. Sámova říše. Sídliště a hmotná kultura v 6. až 8. stol. Pohřební ritus. 3. Velkomoravská říše. Politické dějiny. Hospodářská úroveň. Venkovská sídliště a mocenská centra. Hradská soustava. Církevní architektura. Pohřební ritus. 4. Morava v 11. až 12. stol. Politické dějiny. Hospodářská úroveň. Venkovská sídliště a mocenská centra. Hradská soustava. Architektura, pohřební ritus. 5. Venkov ve 13. až 15. stol. Zemědělství a jeho proměny. Kolonizace. Vesnice, useldost, dům. Způsob života venkovského obyvatelstva. Zaniklé vesnice. 6. Město ve 13. až 15. stol. města a jejich vznik. Obchod, řemeslo a těžba surovin. Vztah domácího a německého obyvatelstva. Způsob života městského obyvatelstva. 7. Panovník a šlechta ve 13. až 15. stol. Sociální rozvrstvení. Sídla šlechty. Způsob života šlechty. 8. Církevní instituce ve 13. až 15. stol. Organizace. Farní správa. Kostely. Kláštery. Způsob života řeholníků. 9. Exkurze do Moravsského zemského muzea - starší a střendí doba hradištní. 10. Exkurze do Moravsského zemského muzea - středověk. 11. Exkurze do historického jádra města Brna - hradby, radnice, nej starší církevní stavby (Petrov), brněnský hrad (Spilberk). 12. až 14. Kolokvium o esejích studentů. Literatura: Petráň J. a kol.: Dějiny hmotné kultury 1/1-2, Praha 1985. Galuska L.: Velká Morava, Brno 1991. Válka J.: Dějiny Moravy I, Brno 1991. Nekuda V.- Unger J.: Hrádky a tvrze na Moravě, brno 1981. Unger J.: Život na hradě Lelekovice ve 14. stol. Antropologická sociokulturní studie, Brno 1999. Klíma B. (red.): Staroslovanská Morava, Brno 2000. Klíma B. (red.): Morava v 10.- 13. století, Brno 2000. Nekuda V.: Morava ve středověku, brno 1997. V kurzu se studenti seznámí s dějinami od príchodu Slovanů do konce 15. století na Moravě s přihlédnutím k okolním zemím. Seznámí se s periodizací a proměnou jednotlivých jevů a odrazem pohřebního ritu v archeologických pramenech.Důraz 345 4 Predmety biologické sekce kladen na způsob života lidí v různých obdobích a různých sociálních skupinách. Součástí kurzu je vypracování semestrové práce v rozsahu 8 až 10 stran. BÍ5120 - Antropologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D. Přednáška je průřezem antropologií. Studenti se seznámí s oblastí biologické antropologie (evoluce člověka, variabilita a adaptabilita lidských populací) a antropologie kulturní (vznik prvních civilizací, zemědělství, předpoklady vzniku a vývoje kultury, náboženství). BÍ5180 - Genetika kvantitativních znaků zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Ing. Karel Chroust, Ph.D. Předpoklady: (Ex_3162 V Imp_9126 V B1900 V BMB32 V B6730 V B8470 V B3060 V BÍ3060) A N0W(Bi5040) A N0W(Bi5180c) Historie genetiky kvantitativních znaků. Plynulá variabilita, populační průměr a průměrný účinek genu, kvantitativní proměnlivost, užitkovost, Pascalův trojúhelník, odhad počtu genů v polygenním systému. Složky fenotypové variance a jejich odchylky, genetická a environmentálni kovariance, opakovatelnost, predikce užitkovosti. Regrese potomků na rodiče. Příbuznost a inbreeding, koeficient příbuznosti, inbrední koeficient, dráhové diagramy a rodokmeny, inbrední deprese, heteroze. Heritabilita, odhad heritability z variance, korelace u dvojčat, jednoduché a dvojné třídění, hierarchické třídění, faktorové třídění, přesnost odhadů heritability. Selekce mezi populacemi, uvnitř populací, reakce na selekci, selekční index. Se-gregační analýza. Metody přenosu a mapování genů kvantitativních znaků. Kvantitativní znaky u člověka, dědičné defekty polygenní povahy. Praktické aplikace genetiky kvantitativních znaků u živočichů (prasata, skot a ovce), rostlin (rýže, kukuřice, řepka, topol, smrk) a u laboratorních zvířat. Přednášky obsahují přehled historických a prehistorických záznamů z oblasti šlechtění zvířat a rostlin. Popis kvantitativní proměnlivosti, plynulé variability, populačního průměru, užitkovosti a matematických přístupů k výpočtu základních parametrů. Další výklad je zaměřen na složky fenotypové variance a jejich odchylky, genetickou a environmentálni kovarianci a opakovatelnost. Příbuznost a inbríding, výpočet koeficientu příbuznosti a inbredního koeficientu, dráhové diagramy a rodokmeny, inbrední depresi a heterozi. Heritabilita a její odhady z variance, korelace a regrese, pomocí jednoduchých a vícerozměrných třídění. Selekce mezi a uvnitř populací, reakce na selekci, selekční index. Segregační analýza. Metody mapování polygenů a jejich přenosu. Praktické aplikace genetiky kvantitativních znaků u rostlin (rýže, kukuřice, pšenice, řepka, topol a smrk) a živočichů (prasata, skot, myši, krysy, drozofila). Součástí kurzu je exkurse ve šlechtitelské stanici prasat a drůbeže v Zabčicích a semestrální selekční experiment u Drosophila melanogaster. 346 4 Predmety biologické sekce Bi5180c - Genetika kvantitativních znaků - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(Bi5180) Historie genetiky kvantitativních znaků. Plynulá variabilita, populační průměr a průměrný účinek genu, kvantitativní proměnlivost, užitkovost, Pascalův trojúhelník, odhad počtu genů v polygenním systému. Složky fenotypové variance a jejich odchylky, genetická a environmentálni kovariance, opakovatelnost, predikce užitkovosti. Regrese potomků na rodiče. Příbuznost a inbreeding, koeficient příbuznosti, inbrední koeficient, dráhové diagramy a rodokmeny, inbrední deprese, heteroze. Heritabilita, odhad heritability z variance, korelace u dvojčat, jednoduché a dvojné třídění, hierarchické třídění, faktorové třídění, přesnost odhadů heritability. Selekce mezi populacemi, uvnitř populací, reakce na selekci, selekční index. Se-gregační analýza. Metody přenosu a mapování genů kvantitativních znaků. Kvantitativní znaky u člověka, dědičné defekty polygenní povahy. Praktické aplikace genetiky kvantitativních znaků u živočichů (prasata, skot a ovce), rostlin (rýže, kukuřice, řepka, topol, smrk) a u laboratorních zvířat. Přednášky obsahují přehled historických a prehistorických záznamů z oblasti šlechtění zvířat a rostlin. Popis kvantitativní proměnlivosti, plynulé variability, populačního průměru, užitkovosti a matematických přístupů k výpočtu základních parametrů. Další výklad je zaměřen na složky fenotypové variance a jejich odchylky, genetickou a environmentálni kovarianci a opakovatelnost. Příbuznost a inbríding, výpočet koeficientu příbuznosti a inbredního koeficientu, dráhové diagramy a rodokmeny, inbrední depresi a heterozi. Heritabilita a její odhady z variance, korelace a regrese, pomocí jednoduchých a vícerozměrných třídění. Selekce mezi a uvnitř populací, reakce na selekci, selekční index. Segregační analýza. Metody mapování polygenů a jejich přenosu. Praktické aplikace genetiky kvantitativních znaků u rostlin (rýže, kukuřice, pšenice, řepka, topol a smrk) a živočichů (prasata, skot, myši, krysy, drozofila). Součástí kurzu je exkurse ve šlechtitelské stanici prasat a drůbeže v Zabčicích a semestrální selekční experiment u Drosophila melanogaster. BÍ5200 - Bakalářská (ročníková) práce z botaniky z, 0/2/0, 5 kr., podzim a ekologie I. BÍ5201 - Humánní osteologie I -, 2/0/0, 0 kr., podzim doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc. Předpoklady: BÍ1231 A BÍ2232 A BÍ3233 Humánní osteologie doplňuje studium anatomie z antropologického hlediska. Připravuje teoretická a prakticky na terénní a laboratorní ostaeologickou praxi pro účely paleoantropologie, prehistorické a historické antropologie, forenzní antropologie a kriminalistiky. Studium je velmi detailní, zaměřeno na variabilitu v prostoru a čase a techniku zpracování nálezů. Absolvent je schopen posuzovat rutinně populace i solitérní případy. 347 4 Predmety biologické sekce Bi5201c - Humánní osteologie I cvičení doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc. BÍ5210 - Ekologie rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., podzim doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D., Mgr. Lubomír Tichý, Ph.D. Předpoklady: ^B5210 Doporučení: Pro zápis je vyžadováno ukončení předmětu B5080 Základy ekologie a v přednášce jsou předpokládány znalosti látky tohoto předmětu, zejména vztah rostlin k hlavním ekologickým faktorům (světlo, teplo, voda, živiny) a základní mechanismy toků živin a energie v ekosystémech. 1. Základní definice populace, demografie. 2. Životní formy a cykly jednoletých, dvouletých, vytrvalých a klonálních druhů. 3. Koncepce C-R-S a r-K strategií. 4. Způsoby opylování, tvorba semen, způsoby jejich disperze, tvorba semenné banky, dormance semen. 5. Kolonizace, expanze a invaze rostlin, alelopatie. 6. Vnitrodru-hová a mezidruhová kompetice, parazitismus, mutualismus, herbivorie, karnivorie. 7. Metapopulace. 8. Pojem společenstva, individualistické a organismální pojetí společenstva, prostorová struktura společenstva, klasifikace a gradientova analýza. 9. Změny rostlinných společenstev v čase, typy a mechanismy sukcese. 10. Diverzita a ekvitabilita, typy diverzity a její měření. 11. Teorie niky, princip kompetitivního vyloučení. 12. Globální a regionální gradienty druhové bohatosti, ostrovní fenomén. 13. Lokální versus regionální procesy a j ej ich vliv na diverzitu společenstev, species pool, vliv stanovištní heterogenity, disturbance a produktivity. 14. Vegetace v současné krajině, eutrofizace, opouštění pozemků, fragmentace krajiny, ochranářský management. Předmět se zabývá populační biologií rostlin a ekologií rostlinných společenstev. Hlavní důraz je kladen na popis obecných zákonitostí variability populací a společenstev v čase a prostoru a teoretické modely mechanismů, které tuto variabilitu vytvářejí. Zákonitosti a mechanismy jsou vysvětlovány na konkrétních příkladech zejména z evropské flóry a vegetace. BÍ5220 - Imunologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Monika Dušková, Dr., RNDr. Alena Žákovská, Ph.D. Doporučení: Přednáška zahrnuje přehled anatomie a funkce lymfoidních orgánů a buněčných prvků imunitního systému. Studium imunitní odpovědi se zaměřuje na antigény, protilátky, hlavní hiskompatibilní systém, reakci fagocytózy, receptoru buněk, interakci receptoru s ligandy a mechanismy nespecifické imunity. Pozornost bude věnována mechanismům přecitlivělosti, cytokinům, imunomodulátorům, imu-norelgulačním procesům, transplantační imunologii, imunotoxikologii a imunologii nádorů Specifické a nespecifické mechanismy imunity Anatomie a buněčné prvky imunitního systému Imunitní odpověď Mechanizmy přecitlivělosti Cytokiny a imuno- 348 4 Predmety biologické sekce modulátory Imunoregulace Transplantační imunologie Imunologie nádorů Imuno-terapie Základní metody imunologie přehled literatury pro bc. studium ZNALOST O IMUNITNÍM SYSTÉMU - sylabus Úvod: imunita, specifické a nespecifické mechanismy imunity 1. Anatomie a buněčné prvky imunitního systému a) Primární a sekundární lymfoidní orgány, anatomie a funkce včetně slizničního imunitního systému b) Specifické buňky: ontogeneze, struktura, fenotyp, funkce a aktivace znaky/receptory 2. Imunitní odpověď a) Antigény: typy, struktura, zpracování, prezentace b) Hlavní histokompatibilitní systém: Struktura, funkce a regulace c) Imunogenetika: polymorfismus, vznik diversity a přeskupování genů d) Imu-noglobuliny: struktura, funkce a vazba antigénu e) Receptory T-buněk: struktura, funkce a vazba antigénu f) Interakce receptoru s ligandy: adhesivní molekuly, kom-plementové receptory, Fc receptory a přenos signálu g) Struktura a funkce kom-plementu h) Nespecifická imunita: reaktanty akutní fáze a zánět 3. Mechanismy přecitlivělosti a) Zprostředkování IgE: časné a pozdní reakce b) Zprostředkovaná IgG, IgA a IgM: opsonizace, vazba komplementu, protilátkami zprostředkovaná buněčná cytotoxicita, stimulace a blokáda c) Zprostředkovaná imunitními komplexy: fyzikálněchemické vlastnosti a clearance d) Zprostředkovaná buňkami: zúčastněné buňky, efektorové mechanismy, tvorba granulomu e) Jiné: NK buňky, zabíječské buňky aktivované lymfokiny, kožní basofilní přecitlivělost 4. Cytokiny a imunomodulátory a) Cytokiny: původ, struktura, účinek, místo působení /receptor), metabolismus, regulace a aktivace genů b) Mediátory zánětu (např. leukotrieny, prostaglandiny, PAF): původ, struktura, účinek, místo působení (receptor), metabolismus a regulace 5. Imunoregulace a) Tolerance: klonální selekce, útlum, antigenní paralýza b) Mezibuněčné interakce: pomoc a útlum (suprese) c) Idiotypová sít: inhibice a stimulace d) Mechanismy autoimunity 6. Transplantační imunologie a) Histokompatibilita: hlavní a vedlejší antigény a zásady křížení b) Odvrhovaní štěpu: mechanismy c) Reakce štěpu proti hostiteli: mechanismy 7. Imunologie nádorů a) Nádorové znaky: leukémie, lymfomy b) Zásady protinádorové imunoterapie c) Onkogeny: translokace a místa zlomu 8. Imunotoxikologie a) Mechanismy a nežádoucí účinky xenobiotik b) Hodnocení in vivo a in vitro imunotoxických látek c) Klinické aspekty poruch imunity vyvolaných léky a chemickými látkami z prostředí 9. Imunomodulace a) Vakcinace b) Stimulátory buněčné imunity c) Látky získané z bezobratlých d) Látky získané z rostlin e) Enzymoterapie f) Polynukleotidy Základní metody imunologie přehled literatury pro bc. studium Bi5220c - Imunologie - cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Doporučení: cvičení z imunologie logicky navazuje na přednášku imunologie a je s přednáškou spjaté, nelze je absolvovat bez přednášky Seznam praktických cvičení, teoretický výklad jednotlivých imunologických metodik 1. Histologie imunitních preparátů, imunitní orgány 2. Stanovení mikro-bicidní aktivity hemocytů. Roztěry hemolymfy. Metodyfagocytózy,hemocyty. 3. 349 4 Predmety biologické sekce Izolace lymfocytů. Imunohistochemie, RIA metoda 4. Stanovení fagocytární aktivity leukocytu u člověka a myši, příprava krevních roztěrů,roztěry hemolymfy. FIA metoda 5. Flowcytometrie, promítání filmů o imunologii. Flowcytometrie. 6. Krevní diferenciál leukocytu, vyhodnocení fagocytózy - člověk, myš. El A metoda. 7. Ne-felometrické stanovení lidského Ig. Serologické, precipitační, aglutinační metody. Nefelometrie turbidimetrie 8. Imunochromatografické metody,PCR 9. Stanovení lysozymu ve slinách , slzách, hemolymfě. Lysozym, příprava mono a polyklo-nálních Ab, imunizace. 10. Imunodifúze (Ouchterlony, Manciniová), pozorování hemocytů. RID - imunodifuzní metody Oxidatívni vzplanutí. Oxidatívni vzplanutí. 11. Imunoelektroforéza. Elektroforetické metody v imunologii 12. Stanovení hladiny komplementu. Metody využívající vazbu komplementu, KFR, stanovení komplementu v praxi. 13 Oxidatívni vzplanutí. Oxidatívni vzplanutí 14. Zápočtový týden 1. Histologie imunitních preparátů, imunitní orgány 2. Stanovení mikrobicidní aktivity hemocytů. Roztěry hemolymfy. Metody fagocytózy, hemocyty. 3. Izolace lymfocytů. Imunohistochemie, RIA metoda4. Stanovení fagocytární aktivity leukocytu u člověka a myši, příprava krevních roztěrů, roztěry hemolymfy. FIA metoda 5. Flowcytometrie, promítání filmů o imunologii. Flowcytometrie. 6. Krevní diferenciál leukocytu, vyhodnocení fagocytózy - člověk, myš. El A metoda. 7. Ne-felometrické stanovení lidského Ig. Serologické, precipitační, aglutinační metody. Nefelometrie a turbidimetrie 8. Imunochromatografické metody. PCR 9. Stanovení lysozymu ve slinách , slzách, hemolymfě. Lysozym, příprava mono a polyklo-nálních Ab, imunizace. 10. Imunodifúze (Ouchterlony, Manciniová), pozorování hemocytů. RID - imunodifuzní metody Oxidatívni vzplanutí. Oxidatívni vzplanutí. 11. Imunoelektroforéza. Elektroforetické metody v imunologii 12. Stanovení hladiny komplementu. Metody využívající vazbu komplementu, KFR, stanovení komplementu v praxi. 13. Oxidatívni vzplanutí. Oxidatívni vzplanutí 14. Zápočtový týden BÍ5301 - Seminář V z, 0/2/0, 2 kr., podzim prof. PhDr. Jaroslav Malina, DrSc. Je zaměřen na jednorázové přednášky odborníků z naší republiky i zahraničí, které se vztahují k problematice antropologického a archeologického výzkumu. BÍ5311 - Seminář KGMB I. z, 0/2/0, 2 kr., podzim Program semináře je vypracován na začátku semestru podle témat diplomových prací a podle možností externích přednášejících. Hlavní náplní semináře jsou referáty studentů oboru Molekulární biologie a genetika, ve kterých prezentují problematiku, cíle a postup řešení svých diplomových prací. Vystoupení studentů jsou doplňována přednáškami mimofakultních odborníků pracujících v tomto oboru. 350 4 Predmety biologické sekce BÍ5381 - Metody živočišné fyziologie kz, 2/0/0, 2+1 kr., podzim prof. RNDr. Richard Petrásek, CSc. Metody používané při metabolickcých studiích - obecný přehled. Použití stabilních a radioaktivních izotopů při metabolických studiích. Struktura atomu, typy radioaktivního záření, typy jaderných přeměn (přirozené a umělé), hlavní používané izotopy. Metody manipulace s radiaktivními izotopy, hygienická ochrana. Příprava izotopů a značených sloučenin. Měření radioaktivity (při různých typech záření), Použití RIA izotopů pro studie orgánových funkcí. Monitorování biologických objemů a metabolických rezerv. Metody při použití RIA a další in vitro metody. Metody in vivo při studiu metabolických procesů Závěry. BÍ5385 - Příprava biologického materiálu z, 0/2/0, 2 kr., podzim RNDr. Ivan Koláčný BÍ5401 - Bakalářská (ročníková) práce KGMB I z, 0/2/0, 4 kr., podzim Doporučení: Molekulární biologie a genetika živých systémů Základní metody molekulární biologie Molekulární biologie prokaryot Molekulární biologie eukaryot Molekulární biologie virů Priony Genetika člověka Lékařská genetika Genetika rostlin Genetika živočichů Genové inženýrství Bioinformatika Studenti vypracují rešeršní práci dle zadaného tématu s problematikou z oblasti molekulární biologie a genetiky člověka, živočichů, rostlin, bezobratlých, virů a prokaryot. BÍ5420 - Obecná virológie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Danuška Horáková, CSc. Doporučení: Přednáška je určena studujícím obecné biologie a dalším zájemcům o obor virológie. Předpokladem pro zápis tohoto předmětu je složení zkoušek z obecné biologie, z obecné mikrobiologie Uvod.Historie virologie.Evoluce virů.Viry jako živé systémy?Struktura virových částic, chemické složení. Inaktivace virů fyzikálními a chemickými faktory, využití v praxi.Klasifikace virů, hlediska pro klasifikaci. Živočišné viry, rostlinné viry, viry infikující hmyz, viry infikující houby, řasy a prvoky, viry závislé na přítomnosti reverzní transkriptázy, bakteriofágy. Životní cyklus zástupců jednotlivých skupin virů.Morfologické a fyziologické změny infikované buňky. Typy infekce buňky.Studium a stanovení aktivity virů.Patogeneza virových ná-kaz.Imunizace,chemoterapie. Závažná virová onemocnění (výběr).Viry a biotechnologie; Uvod.Historie virologie.Evoluce virů.Viry jako živé systémy?Struktura virových částic, chemické složení. Inaktivace virů fyzikálními a chemickými faktory, využití v praxi.Klasifikace virů, hlediska pro klasifikaci. Živočišné viry, 351 4 Predmety biologické sekce rostlinné viry, viry infikující hmyz, viry infikující houby, řasy a prvoky, viry závislé na přítomnosti reverzní transkriptázy, bakteriofágy. Životní cyklus zástupců jednotlivých skupin virů.Morfologické a fyziologické změny infikované buňky. Typy infekce buňky.Studium a stanovení aktivity virů.Patogeneza virových ná-kaz.Imunizace,chemoterapie. Závažná virová onemocnění (výběr).Viry a biotechnologie; BÍ5431 - Seminář z rostlinné fyziologie I. z, 0/2/0, 2 kr., podzim Vědecká prezentace v rostlinné fyziologii, přednáška, poster, krátké sdělení, článek. Seminární práce. BÍ5491 - Praktikum z molekulární diagnostiky kz, 0/3/0, 3+1 kr., podzim Předpoklady: souhlas V B4070 V B4090 V B4090p V Bi4090c V BX090 V BMB22 V B2050 V Bi2050c Doporučení: Molekulární struktura reprodukce a funkce prokaryotického a eukaryo-tického genomu. Kultivace bakterií, stanovení titru bakteriální suspenze. Chemické roztoky, molarita, molalita, procenta. Příprava roztoků používaných v molekulární biologii. Izolace spontánních mutant Staphylococcus aureus rezistentních ke streptomycínu; Jednostupňová růstová křivka bakteriofága; Fluktuační test; Razítkování kolonií a plak Izolace plazmidové DNA; Stanovení čistoty a koncentrace DNA. Štěpení DNA restrikčními endonukle-ázami, Elektroforéza v agarózovém gelu, Kultivace eukaryotických buněčných linií. Cytocentrifugace ovlivněných eukaryotických buněk. Izolace proteinů, SDS-page metody. Předmět patří k základnímu kurzu Molekulární biologie pro studenty oboru Buněčná a molekulární diagnostika. Obsahuje praktické úlohy, sloužící k osvojení si základních metodických postupů v molekulární biologii bakterií a jejich virů. BÍ5497 - Bakalářská práce BMD I z, 0/4/0, 4 kr., podzim Doporučení: Molekulární biologie a genetika živých systémů Základní metody molekulární biologie Molekulární biologie prokaryot Molekulární biologie eukaryot Molekulární biologie virů Priony Genetika člověka Lékařská genetika Genetika rostlin Genetika živočichů Genové inženýrství Bioinformatika Studenti vypracují rešeršní práci dle zadaného tématu s problematikou z oblasti molekulární biologie a genetiky člověka, živočichů, rostlin, bezobratlých, virů a prokaryot. BÍ5500 - Ochrana životního prostředí Dipl. Biol. Jiří Schlaghamerský, Ph.D. Předpoklady: ^B5500 zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim 352 4 Predmety biologické sekce Doporučení: žádné Historie ochrany životního prostředí; vývoj lidské populace a čerpání zdrojů; ochrana ovzduší, ozonová díra, globální změna klimatu; ochrana vod (voda jako zdroj, znečištění povrchových a podzemních vod, čištění odpadních vod), ochrana půdy a vliv zemědělství a lesnictví na životní postředí (půda jako zdroj, eroze, meliorace, hnojení, kontaminace a asanace půdy); problematika (tuhých) odpadů (způsoby zneškodňování, minimalizace, recyklace, čistší produkce, analýza životních cyklů); vliv energetiky; vliv dopravy; nástroje ochrany životního prostředí (posouzení vlivu na životní prostředí - EIA, riziková analýza, ekologický audit - Environmental Audit, Due Diligence Assessment, Environmental Management Systems); orgány státní správy ČR; legislativní rámec v ČR. Přednáška má za cíl podat ucelený přehled základů problematiky ohrožení a ochrany životního prostředí jak z pohledu globálního tak se zřetelem na situaci v České republice. Důraz je kladen na propojení přírodovědných základů s informacemi o aktuálním stavu, problémech a vývoji na poli politickém, legislativním a technickém. BÍ5580 - Obecná ekotoxikologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim Mgr. Luděk Bláha, Ph.D. Předpoklady: N0W(Bi5580c) 1 - historie a postavení ekotoxikologie ekotoxikologie jako věda o působení stresom na ekosystémy a jejich živé složky; vědomostní předpoklady ekotoxikologa; ekotoxikologie vs. toxikologie humánní a veterinární, ekotoxikologie a ekologie; pojmy a principy toxikologie a ekologie; vztahy a propojení ekotoxikologie s dalšími biologickými vědami a vědami o životním prostředí; ekotoxikologie retrospektivní a prospektivní; členění ekosystémů a studium ekotoxikologie (akvatická a terestrická ekotoxikologie); terminologie ekologie a environmentálni toxikologie. 2 -chemické látky v ekosystémech parametry chemických látek významných pro eko-toxikologii (obecné a specifické parametry - rozdělovači koeficienty, sorpční konstanty, lipofilita); základní osud chemických látek v prostředí - transport, distribuce, transformace; biokoncentrace a biodostupnost - specifika akvatického a terestrického ekosystému; biotické transformace - biodegradace, metabolismus toxických látek. 3 - základní ekotoxikologie přírodních organismů koncept expozice-dávka-odpověď, toxokinetika a toxodynamika; akutní vs. chronická toxicita; genotoxicita vs. karcinogenita; biomarkery; hierarchie biologických systémů - specifika a efekty (chemických) stresorů na různých úrovních: 4 - efekty na různých úrovních živého organismu subbuněčné a buněčné úrovně - biochemické a molekulární mechanismy toxicity, mutagenita, genotoxicita; orgánové efekty (u vyšších auto- i heterotrofních organismů) - poškození metabolismu, neurotoxicita, endokrinní a reprodukční toxicita, imunotoxicita a další poškození zdraví; organismální efekty (u vyšších auto-i heterotrofních organismů) - poškození zdraví, růstu a vývoje, letální efekty, karci- 353 4 Predmety biologické sekce nogeneze, teratogenita; 5 - efekty u různých typů živých organismů ekotoxikologie producentů - sinice, řasy a vyšší rostliny ekotoxikologie konzumentů - bezobratlí, obratlovci, člověk jako součást ekosystémů ekotoxikologie destruentů - bakterie, houby 6 - (chemický) stres na úrovni společenstev a ekosystémů společenstva -změny druhového složení, indexy biodiverzity vlastnosti, stavba, funkce ekosystémů, prostorové a časové členění a změny ekosystémů, vazby mezi složkami ekosystémů, úrovně trofie; působení chemického stresu na ekosystémové úrovni -odpověď a zotavení; akvatické a terestrické prostředí, ukázky případových studií, indikátory zdraví ekosystému; saprobita vs. toxicita; 7 - experimenty v ekotoxikologii laboratorní testování vs. přírodní studie in situ a biomonitoring; design a uspořádání experimentů různé složitosti; standardizovatelnost, opakovatelnost, ekologická interpretace výsledků; biologické faktory ovlivňující toxicitu (výživa, pohlaví, věk, roční a životní cykly) 8 - metody studia ekotoxikologie (I) - laboratorní biotesty hierarchie a baterie podle trofických úrovní; sledování efektů a jejich parametrizace, odvození a interpretace hodnot ECx, LCx, LO(A)EL, NO(A)EL metody studia efektů pro akvatické a terestrické organismy - zástupci a příklady; vícedruhové testování - laboratorní mikrokosmy; mikrobiální ekotoxikologie 9 - metody studia ekotoxikologie (II) - ekologické studie metody studia ekotoxikologie in situ - typy a výběr organismů a expozice (kontrolovaná vs. přírodní), negativní-pozaďové kontrolní hodnoty; mikro a mezokosmy. biomonitoring - přírodní sledování, základní koncepty hodnocení biotické integrity, charakteristiky a parametrizace složení společenstev; problematika a specifika biomarkerů a bioindikátorů 10 - hlavní třídy toxických látek v životního prostředí čisté látky vs. směsi; průmyslové a komunální odpady, látky záměrně vnášené do ekosystémů; stručné charakteristiky hlavních skupin - vstupy do prostředí, osud a toxické efekty: anorganické látky (kovy, plyny, anorganické nutrienty- fosfor, dusík); organické polutanty (organické plyny, rozpouštědla, pesticidy, produkty a meziprodukty průmyslových činností a produkty spalování). 11 - aplikace ekotoxikologie principy a význam modelování vztahů mezi strukturou a biologickou aktivitou (QSAR) matematické modely pro osud a transport látek v prostředí a potravních řetězcích hodnocení rizik - základní koncept a realizační schéma, nebezpečnost vs. riziko, analýza osudu, analýza efektů, přístupy k syntéze - posouzení rizika; humánní vs. ekologická rizika národní a mezinárodní standardy pro ekotoxikologii, právní využití poznatků ekotoxikologie, související praktické aspekty, normy; hygienické hodnocení kvality prostředí -odvození a problematika bezpečných limitů. V přednáškách kurzu jsou studenti uvedeni do předmětu studia vědního oboru ekotoxikologie. Koncepce ekotoxikologie vychází z následujícího schématu: stre-sory (tj. cizorodé chemické látky nebo fyzikální faktory) působí na organismy a vyvolávají v nich škodlivé efekty (biologické systémy jsou chápány jako receptory působení stresu); ekotoxikologie studuje efekty na organismech žijících v přirozeném prostředí, v ekosystémech (od bakterií, přes rostliny a bezobratlé po 354 4 Predmety biologické sekce obratlovce, včetně člověka). Kurz je členěn do obsahových bloků zaměřených na i) obecné principy ekotoxikologie, ii) metodické postupy v ekotoxikologii, iii) aplikace a využití poznatků ekotoxikologie. Úvod: náplň oboru ekotoxikologie, pojmy a propojení toxikologie a ekologie, začlenění ekotoxikologie mezi vědní obory; základní terminologie oboru (expozice, toxokinetika, toxodynamika; mechanismy a typy ekologických účinků). Obecné principy: 1) stresory - chemické látky, fyzikální a biologické stresory, specifika a osud v prostředí; 2) biologické systémy (= živé organismy, receptory) - působení stresu na různých úrovních organismu, v různých trofických a taxonomických skupinách, škodlivé efekty v populacích a společenstvech; 3) ekosystémy - významné parametry pro ekotoxikologii, akvatické a terestrické prostředí, vzduch; Metodické postupy 1) stresory - třídy chemických polutantů, chemické a ekotoxikologické vlastnosti, chemické monitorování; 2) biologické systémy - studium efektů - laboratorní biotesty, testy in situ, studium populačních parametrů v ekosystémech, mikrobiální ekotoxikologie; parametrizace a interpretace výsledků testování toxicity; 3) ekosystémy - metody studia poškození společenstev a ekosystémů působením stresu, biomonitoring. Aplikace výsledků ekotoxikologie: prediktivní modely (QSAR, matematické modelování osudu a efektů), hodnocení ekologických a humánních rizik; národní a mezinárodní standardy, právní a praktické aspekty ekotoxikologie. Bi5580c - Obecná ekotoxikologie - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(Bi5580) 1. Principy ekotoxikologie - vztahy s ostatními vědními obory, zejména s environmentálni chemií. Studa osudu a efektů chemických látek, využití v analýze rizik. 2. Získávání, analýzy a interpretace toxikologických dat, toxicita individuálních chemikálií a chemických směsí. 3. Příklady experimentálních výsledků (vědecké práce z environmentálni chemie a ekotoxikologie), příklady a diskuse o metodách v ekotoxikologii. 4. Základní principy čtení a užívání vědecké literatury. Samostatné zpracování vybraných textů do krátkých přednášek, vedení k přehledné prezentaci výsledků ostatním studentům. 5. Samostatná příprava úvahové eseje zaměřené na rozvíjení samostatného přemýšlení o problémech životního prostředí. 6. Exkurze na špičkově vybavené výzkumné pracoviště. Prezentace současných přístrojů, jejich aplikace a možnosti v ekotoxikologii. Jednoduché ilustrační experimenty (stanovení cytotoxicity a dioxinové toxicity). Zpracování získaných výsledků a příprava protokolů. Seminář rozšiřující a doplňující přednášku z obecné ekotoxikologie. Ukázky reálných experimentálních výsledků, vybraných metod v ekotoxikologii. Základy práce s vědeckou literaturou, samostatné zpracování textu do přednáškové formy. Vypracování úvahové eseje z oblastí blízkých ekotoxikologii. Exkurze na špičkově vybavené výzkumné pracoviště. 355 4 Predmety biologické sekce BÍ5601 - Seminář z živočišné fyziologie I. z, 0/2/0, 2 kr., podzim, každý semestr Zásady experimentální vědecké práce zejména ve fyziologii, imunologii a obecné zoologii, příprava a obhajoba seminárních prací, informace o postupu řešení prací diplomových, aktuální přednášky domácích a zahraničních ocborníků. BÍ5610 - Práce s PC z, 0/3/0, 3 kr., jaro Kurz seznamující studenty se základy využití práce na počítači v biologické praxi. Důraz je kladen na získávání literárních zdrojů z internetu a jejich archivace. Dále na využití textového a tabulkového softwaru včetně základů statistického vyhodnocení dat. Příprava sdělení a prezentace pomocí počítače. BÍ5611 - Speciální metody fyziologie živočichů I kz, 2/0/0, 2+1 kr., podzim prof. RNDr. Vladimír Šimek, CSc. Bi5611c - Speciální metody fyziologie živočichů I - z, 0/3/0, 3 kr., podzim cvičení BÍ5620 - Ekotoxikologické biotesty zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. Ing. Blahoslav Maršálek, CSc. Předpoklady: N0W(Bi5620c) 1. Rozdělení ekotoxikologických biotestů, charakteristika, kultury pro biotesty, limitace, interpretace a reprezentativnost. 2. Ekotoxikologické biotesty s konzumenty (ryby, bezobratlí) 3. Ekotoxikologické biotesty s producenty (rostliny, řasy) 4. Testy ekotoxicity s destruenty (bakterie a mikromycety) 5. Ekotoxikologické biotesty pro testování kvality ovzduší (mechy a lišejníky) 6. Biokoncentrace, expoziční testy. 7. Základy ekotoxikologických biotestů pro hodnocení půdy 8. Prodloužené a chronické biotesty. Testy trofie. Speciální ekotoxikologické biotesty. 9. Zdroje variability. 10. Testy povinné, doporučené a alternativní. Baterie testů. Bi5620c - Ekotoxikologické biotesty - cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Předpoklady: N0W(Bi5620) BÍ5690 - Botanický seminář I. z, 0/2/0, 2 kr., podzim doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D. Předpoklady: ^B5690 Doporučení: Botanický seminář je nutno zapisovat postupně s čísly I az VI, přičemž první seminář zapisují studenti v 5. semestru. Studenti 1 .-4. semestru mohou seminář neformálně navštěvovat, v tom případě však po nich není vyžadována aktivní účast a nejsou za návštěvu ani kreditově hodnoceni. Cílem semináře je kritická diskuse témat a postupu práce na bakalářských, diplomových a disertačních pracích studentů katedry botaniky, vystoupení studentů na různá témata, přednášky zvaných hostů a diskuse organizačních záležitostí spojených se studiem na katedře botaniky. Nepovinným doplňkem semináře jsou odborné 356 4 Predmety biologické sekce botanické přednášky z cyklu pořádaného katedrou botaniky ve spolupráci s Českou botanickou společností, které na seminář navazují vždy od 16 hodin. BÍ5710 - Mikrobiologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Miroslav Němec, CSc. Doporučení: Zkouška z organické chemie a biochemie nebo základní kurz chemie, který obsahuje organickou chemii a biochemii. Struktura mikrobiální buňky.Výživa mikroorganizmů. Vnější prostředí a mik-roorganizmy.Růst a množení mikroorganizmů.Energetický metabolizmus mikroor-ganizmů.Fototrofní mikroorganizmy.Biosyntéza. Regulace metabolizmu.Genetická informace. Mutace. Genetická informace u mikroorganizmů. Typy symbiózy. Mikroorganizmy a vnější prostředí. Klasifikace bakterií, kvasinek a mikromycet. Mikrobiální onemocnění. Struktura a funkce mikrobiální buňky. Buňka a její životní cyklus. Výživa mikroorganismů. Růst a množení mikroorganismů. Vliv prostředí na růst mikroorganismů. Energetický metabolismus chemoorganotrofů a chemolitotrofů.Energetický metabolismus fotosyntetisujících bakterií. Biosyntesa. Regulace metabolismu. Genetická informace. Mutace a mutageny. Genetická rekombinace u mikroorganismů. Půda a voda jako stanoviště mikroorganismů. Typy symbiosy. Onemocnění vyvolaná mikroorganismy. Klasifikace bakterií, kvasinek a mikromycet. Bi5710c - Mikrobiologie - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(Bi5710) BÍ5785 - Bakalářská (ročníková) práce ze zoologie z, 0/2/0, 5 kr., podzim a ekologie I. Předpoklady: BÍ1030 A BÍ2090 A BÍ5080 A B1030 A B2090 A B5080 Příprava bakalářské práce podle pokynů stanoveného školitele na základě témat vypsaných katedrou. Příprava bakalářské práce podle pokynů stanoveného školitele na základě témat vypsaných katedrou. BÍ5800 - Buněčná biologie kz, 2/0/0, 2+1 kr., jaro doc. RNDr. Vladimír Ptáček, CSc. Doporučení: Předmět je určen pro studenty oboru biofyzika. Sylabus přednášky z buněčné biologie pro biofyziku (Doc. RNDr. Vladimír Ptáček, CSc) 1. Předmět studia buněčné biologie, vymezení pojmů, život, organismy, rozdělení živé přírody, nebuněční - priony, viroidy, viry; buněční - Pro-karyota, Eukaryota; způsoby studia buněk, buněčná teorie. 2. Chemická podstata organismů, biogenní prvky, anorganické látky, organické látky - cukry, tuky, bílkoviny, nukleové kyseliny, organická barviva, struktura molekul a makromolekul, kombinované sloučeniny, principy vzájemných interakcí. Fyzikální jevy v živé 357 4 Predmety biologické sekce hmotě. 3. Nebuněční, chemická podstata, složení a tvar částic, principy reprodukce, hlavní typy RNK a DNK virů. 4. Buňky Prokaryot. - chemické složení, struktura a principy funkce biomembrán; cytoplasmatická membrána, mesosomy, tylakoidy, cytoplasma, nukleové kyseliny a jejich úloha, princip genetického kódu a jeho přepisu, ribosomy, metaplasma, fimbrie, bakteriální bičík, povrchové obaly, typy metabolismu, reprodukce, základní klasifikace (proběhne asi ve dvou přednáškách). 5. Obecná struktura eukaryotické buňky, cytoplasmatická membrána, mitochondrie, plastidy endoplasmatické retikulum, Golgiho komplex, lysosomy, jiné druhy váčků, sekreční dráha, jádro, jadérko, ribosomy, cytoplasma, cytoskelet, principy pohybu, cytocentrum, centriol, vakuoly, metaplasma, mezibuněčné kontakty, příjem infor-mace buňkou. 6. Reprodukce eukaryotických buněk. Úloha nukleových kyselin a bílkovin, genetický kód, základní informace o replikaci, transkribci a translacci, chromosomy, jejich struktura a typy. Dělení buněk - pučení, amitosa, mitosa, mei-osa a jejich modifikace. (Odst. 5 a 6 budou probrány ve 3 přednáškách.) 7. Rozdíly mezi jednotlivými říšemi Eukaryot ve stavbě buněk a typech metabolismu (Arche-zoa, Protozoa, Chromista, Fungi, Plantae, Animalia). Zejména podrobně: Buňky prvoků, metabolismus, organely, reprodukce. 8. Buňky rostlin - jednobuněčné rostliny, základní pletiva mnohobuněčných rostlin, kořen, stonek, list, jejich struktura a funkce. 9. Základní charakteristika živočicha, vznik, hlavní fáze života. Podstata diferenciace buněk ve tkáně mnohobuněčného organismu, teorie zárodečných listů, embryonální indukce, morfogenetických polí. 10. Základní a doprovodné buňky a jejich morfogenetická a fyziologická úloha ve tkáních epitelových, pojivových, tělních tekutinách, tkáních svalových a nervových. Pohlavní buňky, jejich vznik, diferenciace a úloha v živočišné reprodukci. 11. Buňky a tkáně imunitního systému živočichů, jejich vznik a úloha. 12. Homeostáza a její neurohumorální regulace. Regenerace a reparace. Apoptosa. 13. Organismus jako harmonický celek orgánů. Etické otázky aplikované buněčné biologie. Bi5800c - Buněčná biologie - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: BÍ5800 Doporučení: Přednáška BÍ5800 Buněčná biologie Sylabus praktika z buněčné biologie pro studenty biofyziky - --1. Bezpečnost práce v laboratoři. 2. Základy práce s tradičním světelným mikroskopem, ukázka elektronového mikroskopu. 3. Nácvik pozorování různého biologického materiálu, tvorba nativních preparátů, jednoduché řezy tkáněmi rostlin. 4. Buňka bezjaderných (protocyt - velikost, metabolismus, příklady - bakterie, sinice), elektr-nově mikroskopické snímky, video. 5. Buňka eukaryot, (eucyt - velikost, základní vlastnosti, specifické vlastnosti, včetně chemického a fyzikálního hlediska, struktura, organelli, organoidy, též materiály z elektronové mikroskopie). 5.1. Jednobuněční (Chromista, Fungi, Algae a.j.) 5.2. Jednobuněční (Protozoa) 5.3. Mnohobuněční (Plantae) 5.4. Mnoho- 358 4 Predmety biologické sekce buněční (Animalia) 5. Metabolismus buňky (zdroje energie v buňce, rozdíly mezi buňkou rostlinnou a živočišnou, význam nukleových kyselin v metabolismu buňky - euchromatin, heterochromatin, polytenní chromozomy, vícenásobná jádra, mno-hočetná jadérka atp) 6. Vznik mnohobuněčného organizmu v procesu ontogeneze (princip diferenciace buněk, mitóza, meióza, jiné typy dělení, růst a vývoj). 7. Buňky rostlinných pletiv (kořen, stonek, list). 8. Buňky vytvářející základní živočišné tkáně (epitely, pojiva, tělní tekutiny, svalovina, nervová tkáň). 9. Specializované buňky živočišných orgánů (pokryv, opora, pohyb, sekrece, resorpce, respirace, exkrece, přesun živin, kyslíku, odpadních látek, receptory, nervový systém). 10. Rozmnožování živočichů (nepohlavní, pohlavní, primordiární gonocyty, jejich zrání a tvorba pohlavních buněk). Základní znalosti z biologie buněk od primitivních jednobuněčných po buňky živočišné. BÍ5901 - Cvičení k ročníkové práci II z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ5980 - Statistické hodnocení biodiverzity k, 2/0/0, 2 kr., podzim Mgr. Jiří Jarkovský, doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr. Doporučení: Vzhledem k unikátnosti většiny metod v této oblasti není nezbytné vzdělávání v biostatistických metodách, předpokladem je pouze základní znalost principů statistických testů a provádění odhadů a znalost matematiky v rozsahu střední školy. Naopak nutným předpokladem je znalost populační biologie a ekologie. 1. Biodiverzita jako pojem. Duální koncept hodnocení biodiverzity. Funkční, genetická, strukturní a taxonomická biodiverzita. Biodiverzita v datech. Biodiverzita v grafech. Publikační možnosti analýzy dat týkajících se diverzity na různých úrovních organizace biologických systémů, -o- 2. Indexy Diverzity. Druhová bohatost, heterogenita rozložení abundancí v rámci biologických společenstev, -o- 3. Ekvitabilita a její hodnocení. Intervaly spolehlivosti pro různé indexy diverzity, aproximace možných maximálních a minimálních hodnot. Rarefaction jako využitelná technika. Numerická realizace výpočtu rarefaction křivek, variabilita ve výpočtu této metody, -o- 4. Analýza kumulativních „species-abundance" křivek, hodnocení tzv. Q statistiky. Srovnání se standardními technikami hodnocení biodiversity. Testy biodegradace organických látek - OECD, ISO. -o- Mikrobiální společenstva reálného prostředí, obecná ekologie, -o- Významné fyziologické skupiny mikroorganismů, fyziologie, ekologické funkce, -o- Význam mikrobiálních společenstev reálného prostředí pro hodnocení ekologických rizik, -o- Mikrobiální ekotoxikologie půdy. Obsah mikrobiální bio-masy v půdě, její potenciální a bazálni respirační aktivita. Kinetika substrátem indukované respirace. Testy mineralizace dusíku, -o- Biodiversita mikrobiálních společenstev reálného prostředí. Předmět je orientován jako základní kurz ekotoxikologie mikroorganismů zahrnující především doplňující výklad o ekotoxikologických biostestech s využitím mikroorganismů, dále výklad o bioindikaci stresu na přirozená mikrobiální společenstva v půdě, sedimentech a vodě. Samostatnou část tvoří výklad o aplikaci růstových modelů v ekotoxikologii mikroorganismů a dále o technikách, standardních testech a kinetice biodegradace persistentních organických polutantů. Latka je vysvětlovaná s ohledem na aplikace v procesu hodnoceni ekologických rizik. 375 4 Predmety biologické sekce Bi6420c - Ekotoxikologie mikroorganismů - cvičení Předpoklady: N0W(Bi6420) BÍ6432 - Seminář z rostlinné fyziologie II. BÍ6450 - Metody floristického výzkumu z, 0/2/0, 2 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro z, 0/2/0, 2 kr., jaro Ing. Jiří Danihelka, Ph.D. Předpoklady: ^B6450 Doporučení: Znalost práce s literaturou, určovacími příručkami a mapovými podklady Přednáška: 1-2) Výběr území, jeho velikost a hranice, charakteristiky přírodních poměrů. 3-4) Excerpce literatury, zakládání kartotéky nebo databáze v PC. 5-6) Nomenklatura a synonymika. 7-8) Organizace terénního výzkumu, trasy, pomůcky, opakování. 9-10) Dokumentace pozoruhodnějších názezů (dokladový herbář). 11-12) Srovnání současného stavu (kvantitativně i kvalitativně) se staršími prameny (druny chráněné, ohrožené, fytogeograficky zajímané, expanzivní). 13-14 Příprava florografické publikace do tisku. Cvičení: V průběhu celodenního cvičení v terénu a následného zpracování získaného floristického materiálu si posluchači ověří poznatky získané v přednášce. Výsledný elaborát slouží jako podklad pro udělení zápočtu. V přednášce jsou probírány postupně všechny etapy práce na florografické studii - od výběru a vymezení hranic studovaného území, přes problémy spojené s excerpcí starší literatury, organizaci terénních výzkumů, určování materiálu, úpravu nomenklatury - až k definitivní podobě floristické publikace. Cvičení slouží k praktickému ověření získaných znalostí. BÍ6460 - Antropologie novověku zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro PhDr. Jiří Pernes, CSc. Předpoklady: BÍ3170 A BÍ4260 A BÍ5110 Kapitoly z českých dějin od roku 1526 do současnosti navazují na odborně zaměřenou přednášku, kterou v zimním semestru přednáší PhDr. J. Unger, CSc. Zaměřuje se nejen na politické dějiny, ale seznámí posluchače s významem studia tzv. každodennosti. BÍ6473 - Parazitologicky seminář z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: (BÍ6330 V B6330) A (^B6473) Zásady pro práci v parazitologické laboratoři Základní metody zpracování para-zitologického materiálu Základy diagnostiky modelových skupin cizopasníků Speciální mikroskopická technika Využití PC v parazitologickém výzkumu Digitální analýza obrazu Klasická a digitální mikrofotografie Prezentace a grafické zpracování výsledků Doporučená literatura: Cmejrková S., Daneš F., Světlá J., 1999: Jak 376 4 Predmety biologické sekce napsat odborný text. LEDA, 255str. Matthews J.R., Bowen J.M. and Matthews R.W. 1997: Succesful scientific writing. Cambridge University Press, 197pp. Cílem tohoto semináře je seznámit studenty se zásadami vědecké práce v oboru parazitológie s důrazem na metody a přístupy používané na pracovišti katedry zoologie a ekologie. BÍ6497 - Bakalářská práce BMD II z, 0/4/0, 6 kr., jaro Předpoklady: BÍ5497 Doporučení: Molekulární biologie a genetika živých systémů Základní metody molekulární biologie Molekulární biologie prokaryot Molekulární biologie eukaryot Molekulární biologie virů Priony Genetika člověka Lékařská genetika Genetika rostlin Genetika živočichů Genové inženýrství Bioinformatika Studenti vypracují rešeršní práci dle zadaného tématu s problematikou z oblasti molekulární biologie a genetiky člověka, živočichů, rostlin, bezobratlých, virů a prokaryot. BÍ6502 - Terénní cvičení z, 0/0/0, 4 kr., jaro BÍ6540 - Vegetace ČR zk, 3/0/0, 3+2 kr., jaro doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D. Předpoklady: ((BÍ2130 V B2130) A (BÍ2030 V B2030)) V (B3090 A (B4230 V (BÍ2230 V B2230))) A (^B6540) 1. Základní pojmy: flóra, vegetace, rostlinné společenstvo, porost; jednotky hierarchické klasifikace vegetace. 2. Opadavé listnaté lesy: hlavní lesní dřeviny, jejich stanovištní nároky a konkurenční vztahy, dynamika přírodního lesa, využívání lesů člověkem, modifikace stanovištních poměrů stromovým patrem. 3-4. Typy opadavých listnatých lesů: bučiny, dubohabřiny, suťové lesy, lužní lesy, acidofilní doubravy, acidofilní bučiny, teplomilné doubravy, slatinné olšiny. 5. Jehličnaté lesy: smrčiny, boreokontinentální bory, perialpidské bory, kosodřevina. 6. Alpínská vegetace: alpínská lesní hranice, anemo-orografické systémy; alpínské trávníky, vysokobylinné nivy, vegetace sněhových vyležisk. 7. Vegetace skalních stěn, nelesních sutí a primitivních půd. 8. Vodní vegetace, vegetace rákosin, vysokých ostřic a obnažených den. 9. Halofilní vegetace. Adaptace rostlin na růst ve slaných půdách, hlavní typy halofilní vegetace. 10. Rašeliniště: kalcitrofní, minerot-rofní a přechodová rašeliniště, vrchoviště, vrchovištní bory, subalpínská rašeliniště, rašelinné louky. Vegetace pramenišť. 11. Louky a pastviny: historie luční vegetace, stanoviště, dynamika, obhospodařování; hlavní typy vegetace luk a pastvin. 12. Smilkové trávníky a vřesoviště. 13. Suché trávníky: vztahy ke stepní vegetaci, sta- 377 4 Predmety biologické sekce noviště, hlavní typy suchých trávniku. 14. Synantropní vegetace: původ synantropní flóry, ekologie polních plevelů, hlavní typy synantropní vegetace. Předmět podává informace o hlavních typech přirozené, polopřirozené a synantropní vegetace České republiky. Základní osnova sleduje fytocenologický systém klasifikace vegetace. Hlavní pozornost je věnována druhovému složení, stanovišt-ním podmínkám, rozšíření a dynamice jednotlivých vegetačních typů. BÍ6549 - Metody fytocenologie z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: ^B6549 1. Základní cíle popisu a klasifikace vegetace fytocenologickou metodou, historie fytocenologie, základní literatura. 2. Podklady a vybavení pro fytocenologickou práci v terénu. 3. Terénní sběr dat o vegetaci: metodika fytocenologického snímkování. 4.-5. Databázový systém TURBOVEG: ukládání a výběr fytoceno-logických dat. 5. Analýza fytocenologického materiálu pomocí programu JUICE: základní funkce 6. Klasifikace vegetace pomocí programu TWINSPAN, stanovení diagnostických druhů. 7. Bioindikace pomocí Ellenbergových indikačních hodnot. 8. Klasifikační metoda COCKTAIL, statistické odvození druhových skupin, expertní systémy pro klasifikaci vegetace. 9. Základní principy fytocenologické nomenklatury. 10. Mapování vegetace, koncepce potenciální přirozené a aktuální vegetace 11. Publikace výsledků fytocenologických studií. 12.-14. Zápis fytoceno-logických snímků v travinné a lesní vegetaci (půldenní terénní exkurze) Cílem předmětu je teoretické a praktické seznámení studentů se základními pracovními metodami popisu vegetace a klasifikace rostlinných společenstev. Důraz je kladen zejména na metodiku popisu vegetace v terénu pomocí fytocenologických metod curyšsko-montpellierské školy, na zpracování dat pomocí elektronických databází a standardních počítačových programů pro numerickou klasifikaci a editaci fytocenologických tabulek. BÍ6580 - Taxonomie rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro doc. RNDr. Marie Dvořáková, CSc. Předpoklady: ^B6580 1. Náplň a cíl taxonomie. Taxon. Taxonomické (klasifikační) kategorie. 2-3. Klasifikační kriteria a pracovní metody fytotaxonomie (morfologická, morfologicko-geografická, karyologická, genetická, reprodukčně-biologická, biochemická, evo-lučně-biologická, chorologická a ekocenotická). 4-5. Variabilita a její hodnocení. Polyploidi, hybridi, hybridogenní druhy. Populace a prostředí; ekotypová diferenciace; paralelní variabilita. 6. Klasifikační schémata v těchto skupinách. 7-8. Taxonomické kategorie, jejich pojetí. Druh, subspecie a nižší (infraspecifické) klasifikační kategorie. 9. Rod, infragenerické kategorie. 10. Základy mikroevoluce a speciace. Evoluční mechanismy, reproduktivní izolace. 11. Speciace geografická. Speciace založená na mezidruhové hybridizaci. 12-13. Nej důležitější principy mezinárodní 378 4 Predmety biologické sekce botanické nomenklatury. 14. Fytografie: popis, diagnóza, synonymika, protolog, exsikáty. Díla s taxonomickou tématikou. Taxonomie rostlin je speciální přednáškou studia biologie (specializace systematická botanika a geobotanika) zaměřenou na výklad o náplni a cílech fytota-xonomického zaměření. Výuka tohoto předmětu si klade za cíl seznámit studenty s problematikou a důležitějšími principy klasifikace a pojmenování rostlinných organismů. Hlavní pozornost je věnována klasifikačním kriteriím (jejich výběru, hodnotě a použití), metodám studia těchto kriterií, důležitějším klasifikačním schématům a zásadám botanické nomenklatury. BÍ6589 - Metody rostlinné taxonomie z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: ^B6589 1 .Taxonomická revize; podrobná osnova, komentáře. 2. Morfometrická analýza populací. 3. Kvantitativní znak, jeho analýza a hodnocení. 4. Klinální variabilita znaků. 5. Určovací klíče a jejich konstrukce. 6. Chromozómy, jejich počet a morfologie. 7. Polyploidi. polyploidní řady. 8-9. Molekulární metody v taxonomii a biosystematice. Izoenzymy. Chloroplastová DNA. 10-11. Úlohy z nomenklatoriky. 12. Popis, diagnóza, protolog. 13. Exsikáty, jejich význam v taxonomických revizích. 14. Grafická dokumentace v taxonomických pracích.v Předmět je pojat jako praktické cvičení k přednášce Taxonomie rostlin. Studenti budou uvedeni do problematiky fytotaxonomie a nomenklatoriky jednak formou demonstrace publikovaných témat (s podrobným výkladem pracovních postupů a ukázkami výsledků), jednak budou - a to větším časovým podílem v rámci semestrálního rozvrhu tohoto cvičení - jednodušší úlohy samostatně řešit. BÍ6602 - Seminář z živočišné fyziologie II. z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ6620 - Mikroskopické houby zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Božena Jandová, CSc. Bi6620c - Mikroskopické houby - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., jaro Předpoklady: N0W(Bi6620) BÍ6631 - Floristický kurs České botanické společnosti z, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: BÍ2160 V B2160 V BÍ2130 V B2130 V B4230 V BÍ2230 V B2230 Přírodní podmínky zkoumaného území. Historie výzkumů. Základní botanická bibliografie k území. Terénní práce. Přednášky a diskuse nad zajímavými nálezy. Seznámení s flórou a vegetací vybraného území České republiky. Terénní práce s externími lektory. 379 4 Predmety biologické sekce BÍ6640 - Bryologické praktikum z, 0/3/0, 3 kr., jaro Předpoklady: (BÍ2030 V B2030 V B3090) A (^B6640) Základní bryologické určovací příručky, anatomické a morfologické znaky. Frondózní játrovky. Foliózní játrovky. Akrokarpní mechy. Pleurokarpní mechy. Rod Sphagnum. Časté druhy ráznych stanovišť. Cílem je seznámit posluchače se základními anatomickými a morfologickými znaky využívanými při determinaci mechorostů a podat přehled nejčastějších zástupců naší bryoflóry. Demonstrované mechorosty budou probírané podle skupin a prostředí, ve kterém se vyskytují. BÍ6651 - Botanický seminář II. z, 0/2/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Milan Chytrý, Ph.D. Předpoklady: ^B6651 BÍ6661 - Terénní cvičení z geobotaniky z, 0/0/0, 3 kr., jaro, jednou za dva roky Předpoklady: (BÍ2160 V B2160 V B2130 V BÍ2130 V B4230 V B2230 V BÍ2230) A (^B666l) Během pětidenního výukového bloku jsou studenti seznámeni se základními geobotanickými terénními technikami, zejména se zápisem fytocenologických snímků, analýzou vegetace na transektech, vegetačním mapováním, měřením vlastností půdy a mikroklimatickým měřením. BÍ6691 - Zahraniční botanická exkurze z, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: (BÍ2160 V B2160 V BÍ2130 V B2130 V B4230 V BÍ2230 V B2230) A (souhlas) Během pětidenní autobusové exkurze je navštívena některá oblast Evropy, kde jsou demonstrovány hlavní rostlinné druhy a vegetační typy, jejich fytogeografické a ekologické vazby. BÍ6700 - Taxonomie bakterií zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Ivo Sedláček, CSc. Doporučení: Zkouška z mikrobiologie, biochemie. Bakteriální taxonomie shrnuje fylogenetické postavení mikroorganismů domény Prokaryotae a vytyčuje pojem systematiky. Archaea jsou zmíněna jen v základních rysech čeledí a rodů a podstatná část pozornosti je věnována doméně Bacteria, která je v této přednášce dělena do tří částí. V první jsou podrobně zmíněny gramnegativní koky a tyčky, a to jak rovné, tak i zakřivené nebo s klouzavým pohybem; dle vztahu ke kyslíku jsou zde taxony aerobní, fakultativně anaerobní i anaerobní. Druhá část se týká grampozitivních koků a tyček - aerobní, fakultativně anaerobní, obligátně anaerobní; pravidelné i nepravidelné; sporulující i nesporulu-jící. Poslední třetí část přednášky tvoří morfologicky odlišné skupiny bakterií, jako 380 4 Predmety biologické sekce jsou mykoplasmata, mykobakteria, nokardioformní či mycélium tvořící bakterie nebo intracelulární paraziti ze skupiny rikétsií. Bakteriální taxonomie shrnuje fylogenetické postavení mikroorganismů domény Prokaryotae a vytyčuje pojem systematiky. Archaea jsou zmíněna jen v základních rysech čeledí a rodů a podstatná část pozornosti je věnována doméně Bacteria, která je v této přednášce dělena do tří částí. V první jsou podrobně zmíněny gramnegativní koky a tyčky, a to jak rovné, tak i zakřivené nebo s klouzavým pohybem; dle vztahu ke kyslíku jsou zde taxony aerobní, fakultativně anaerobní i anaerobní. Druhá část se týká grampozitivních koků a tyček - aerobní, fakultativně anaerobní, obligátně anaerobní; pravidelné i nepravidelné; sporulující i nesporulu-jící. Poslední třetí část přednášky tvoří morfologicky odlišné skupiny bakterií, jako jsou mykoplasmata, mykobakteria, nokardioformní či mycélium tvořící bakterie nebo intracelulární paraziti ze skupiny rikétsií. Bi6700c - Taxonomie bakterií - cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Doporučení: Zkouška z mikrobioloige, taxonomie bakterií I.,fyziologie bakterií, biochemie, molekulární biologie. Diagnostika Thermoproteales, Pyrodictiales, Sulfolobales, Desulfurococcales, Thermococcales, Archaeoglobales, Methanomicrobiales, Methanopyrales, Halo-bacteriales.Analýza G- bakterií-lipopolysacharidy, lipidy, GLC profily. Analýza g+ bakterií- peptidoglykan, teichoové kyseliny. Analýza buněk Archaea. Detekce strukturálních lipidů. Elektroforetická analýza celých buněk. Základní testy na diagnostiku Archaea. Analýza G+ a G- bakterií. Fingerprints. BÍ6721 - Speciální metody analýzy kz, 2/0/0, 2+1 kr., jaro mikroorganizmů I. doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc, RNDr. Alena Španová, CSc. Doporučení: Výuka je určena studentům mikrobiologie, případně studentům jiných oborů. Maximální počet studentů v praktiku je 12 (přednost mají posluchači mikrobiologie). Předpokladem zapsání předmětu je zkouška z molekulární biolo-gie(Bi4020). Metody analýzy mikroorganismů. Izolace nukleových kyselin. Fragmentace molekul DNA, reštrikční enzymy. Analýza nukleových kyselin pomocí elektromi-gračních metod. Využití chromatografických metod při analýze nukleových kyselin. Sekvenční analýza. Spektrofotometrická analýzy nukleových kyselin. Hybridizace. Polymerázová řetězová reakce (PCR). Metody analýzy proteinů. Chromatografické stanovení mikrobiálních metabolitů a složek bakteriálních stěn. Principy kvantitativní analýzy. Imunomagnetické a afinitní separarční techniky v diagnostice mikroorganismů. Metody analýzy mikroorganismů. Izolace nukleových kyselin. Fragmentace molekul DNA, reštrikční enzymy. Analýza nukleových kyselin pomocí elektromi-gračních metod. Využití chromatografických metod při analýze nukleových kyselin. 381 4 Predmety biologické sekce Sekvenční analýza. Spektrofotometrická analýza nukleových kyselin. Hybridizace. Polymerázová řetězová reakce (PCR). Metody analýzy proteinů. Chromatografické stanovení mikrobiálních metabolitů a složek bakteriálních stěn. Principy kvantitativní analýzy. Imunomagnetické a afinitní separační techniky v diagnostice mikroorganismů. Bi6721c - Speciální metody analýzy mikroorganizmů z, 0/3/0, 3 kr., jaro I. - cvičení doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc, RNDr. Alena Španová, CSc. Předpoklady: N0W(Bi672l) 1. Bezpečnost práce v mikrobiologické laboratoři. Pipetování malých objemů roztoků automatickými pipetami. 2. Příprava buněk Salmonella Typhimurium LB5000 pro izolaci bakteriální DNA. Lyže buněk. 3. Deproteinace DNA pomocí fenolu. Přesrážení DNA ethanolem. 4. Spektrofotometrické stanovení koncentrace a čistoty DNA. Ověření intaktnosti DNA pomocí gelové elektroforézy na agaróze. Vizualizace DNA a dokumentace gelu. 5. Zásady provozu PCR laboratoře. Příprava PCR směsi pro amplifikaci specifického úseku DNA izolované z buněk Salmonella. Příprava purifikované DNA matrice. Negativní kontroly. Provedení PCR reakce. 6. Detekce PCR produktu pomocí gelové elektroforézy. 7. Stanovení velikosti am-plifikovaného produktu s použitím standardů o známé velikosti.Použití programu Anagel. 8. Příprava PCR směsi z hrubého lyzátu buněk. Pozitivní a negativní kontroly. Provedení PCR a detekce PCR produktu. 9. Příprava DNA matrice pro provedení PCR z jedné kolonie buněk. 10. PCR z jedné kolonie buněk. 11. Imu-nomagnetická separace (IMS) buněk Salmonella. IMS-kultivace (IMS-CM) buněk Salmonella. IMS-polymerázová řetězová reakce (IMS-PCR). 12. Kultivace anaerobních G+ baktérií Bifidobacterium longum. 13. Identifikace baktérií B. longum pomocí PCR s rodově specifickými primery. 14. Navrhování primerů s využitím databází nukleotidových sekvencí. 15. Zápočtová úloha - identifikace baktérií Salmonella v neznámém vzorku pomocí PCR. Vyhodnocení protokolů. Bezpečnost práce v mikrobiologické laboratoři. Příprava buněk Salmonella typhimurium LB5000 pro izolaci bakteriální DNA. Deproteinace DNA pomocí fenolu. Přesrážení DNA ethanolem. Spektrofotometrické stanovení koncentrace a čistoty DNA. Ověření intaktnosti DNA pomocí gelové elektroforézy na agaróze. Vizualizace DNA a okumentace gelu. Příprava PCR směsi pro amplifikaci specifického úseku DNA buněk Salmonella s použitím purifikované DNA matrice. Negativní kontroly. Provedení PCR reakce. Detekce PCR produktu pomocí gelové elektroforézy na agaróze a výpočet délky amplifikovaného fragmentu. Příprava PCR směsi z hrubého lyzátu buněk. PCR z jedné kolonie. Imunomagnetická separace (IMS) buněk Salmonella. IMS-kultivace (IMS-CM) buněk Salmonella. IMS-polymerázová řetězová reakce (IMS-PCR). Kultivace anaerobních G+ baktérií Bi- 382 4 Predmety biologické sekce fidobacterium longum. Identifikace B. longum pomocí PCR s rodově specifickými primery.navrhování primerů s využitím databází nukleotidových sekvencí. BÍ6725 - Moderní metody buněčné biologie z, 0/2/0, 2 kr., jaro Doporučení: Nutné základní znalosti z biochemie, buněčné a molekulární biologie 1. Metody in vivo Využití laboratorních zvířat - zásady chovu a práce Základní hematologické metody Využití ionizujícího záření Testy toxicity 2. Metody in vitro Buněčné kultury - laboratoř a vybavení, zásady práce 3. Měření biochemických markerů Aktivity enzymů Oxidatívni stres 4. Vybrané molekulárně biologické metody Flowcytometrie Mikroskopické metody 5. Metody studia účinků škodlivých látek a farmak Testy cytotoxicity Analýza cytokinetiky 6. Pracovní hypotézy a jejich ověřování 7. Využití metod v experimentální ekotoxikologii a prediktivní onkológii Teoreticko-praktický předmět seznamující studenty s celou řadou metodických přístupů využitelných v ekotoxikologii. Je podán teoretický výklad a praktické ukázky (případně konkrétní procvičení) metod in vivo (práce s laboratorními a volně odchycenými zvířaty) a in vitro (práce s využitím tkáňových kultur). Studenti se seznámí s vědeckou metodologií, s principy a využitím složitých moderních přístrojů (např. flowcytometrií nebo konfokální laserovou mikroskopií atd.), škálou metodik využívaj ich molekulárně biologické přístupy a dále s plynovou a kapalinovou chromatografií, fluorimetrií, spektrofotometru a luminometrií. BÍ6750 - Základní limnologické metody z, 0/2/0, 2 kr., jaro RNDr. Ondřej Komárek, Ph.D. Předpoklady: BÍ6360 V now(Bi6360) Doporučení: Bil030&&Bi7451&&(Bi6360c-now(Bi6360c)) 1. Zdroje informací: vodohospodářské mapy, ročenky, příručky, GIS. 2. Metody měření a zjišťování proměnných prostředí. 3. Metody odběru vzorků. 4. Analýza vzorků fytoplanktonu. 5. Analýza vzorků perifytonu. 6. Exkurze: měření a zjišťování proměnných prostředí v terénu, odběr vzorků - vody tekoucí. 7. Exkurze: měření a zjišťování proměnných prostředí v terénu, odběr vzorků - vody stojaté. 8. Analýza vzorků makrozoobentosu I. 9. Analýza vzorků makrozoobentosu II. 10. Analýza vzorků hyporeálu. 11. Analýza vzorků zooplanktonu I. 12. Analýza vzorků zooplanktonu II. 13. Metody hodnocení výsledků I. 14. Metody hodnocení výsledků II. Cvičení k základnímu kurzu ekologie vodních ekosystémů. BÍ6760 - Entomologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Rudolf Rozkošný, DrSc. Předpoklady: (BÍ1030 V B1030) A (^B6760) Obecná entomologie 1. Postavení hmyzu v systému živočichů, ideální schéma hmyzího těla (protentomon), vznik a vývoj hmyzu, habitus, velikost a počet. 2. Segmentace hmyzího těla, integument a jeho sklerotizace, zbarvení. Hlava, hlavová 383 4 Predmety biologické sekce schránka a tentorium, zvláštní případy utváření hlavy. 3. Tykadla, ústní ústroji, zvláštní případy utváření ústního ústrojí. Postavení ústního ústrojí a typ hlavové schránky, cervix. 4. Hruď, její stavba a členění. Vývoj neokřídleného segmentu, vývoj okřídleného segmentu, vnitřní kostra hrudi, velikostní poměr hradních článků. Hmyzí noha a její vývoj, úpravy praetarsu. Zvláštní případy utváření končetin. 5. Křídlo, stavba, pole a základní žilky. Bazálni elementy křídla, zakloubení. Úpravy křídel, spojení obou párů, redukce, polymorfie. Mechanika letu, rychlost, frekvence kmitů, složení křídel. 6. Zadeček, stavba, segmentace a přívěsky. Styly, koxální váčky, cerky a paštět. Zadečkové končetiny larev. Zevní pohlavní orgány samců a samic. Typy kladélek a jejich přeměna. Zvukotvorné orgány. 7. Žlázy, žlaznatá buňka, kožní žlázy, žahadlo, slinné žlázy. Svalovina, fyziologie svalové aktivity. 8. Zažívací soustava, trávící trubice a její části, stomodeum, mezenteron, proktodeum, histologie střeva a fyziologie trávení. Filtrační komora. Příjem potravy a její zdroje. 9. Dýchací orgány, stavba tracheálního systému, stigma, trachea a tracheola. Vývoj tracheálního systému, počet a uspořádání stigmat. Dýchání vnější a vnitřní, dýchání ve vodě. 10. Tělní dutina, tělní tekutiny, cirkulační orgány a krevní oběh. Tukové těleso, perikardiální buňky a oenocyty. Světélkování. 11. Centrální nervový systém, mozek a břišní nervová páska, viscerální nervový systém, histologie nervové soustavy. Endokrinní systém. 12. Smyslové orgány, smyslová seta, skolopidium. Složené smyslové orgány, sluchové a zrakové orgány. Chování. 13. Vnitřní pohlavní orgány samců a spermatogeneze. Vnitřní pohlavní orgány samic, oogeneze a oplození. Pohlavní dimorfismus. 14. Embryonální vývoj. Rýhování, tvorba zárodečných listů, základy končetin, zárodečné obaly a blastokineze. Organogeneze, kritéria pravosti segmentů a podmínky zárodečného vývoje. 15. Postembryonální vývoj, způsoby metamorfózy, typy larev a kukel. Struktura, funkce a systematické postavení hmyzu. Kutikula a svlékání. Seg-mentální plán a modifikace přívěsků. Základní orgánové soustavy (svalovina, zažívací trakt, respirační orgány a dýchání, circulace hemolymfy, nervový systém a smyslové orgány, reprodukce. Embryológie a vývoj. Současný systém hmyzu a hlavní zástupci jednotlivých systematických skupin, jejich význam. Bi6760c - Entomologie cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: (B1030 V BI1030) A (N0W(BI6760)) A (^B6760) Entognatha: Diplura, Protura, Collembolla) Actognatha: Archeognatha, Zygen-toma, Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Grylloblattodea, Orthoptera, Phasmida, Dermaptera, Embioptera, Dictyoptera, Isoptera, Zoraptera, Psocoptera, Mallo-phaga, Siphunculata, Hemiptera, Thysanoptera, Neuroptera, Coleoptera, Strep-siptera, Mecoptera, Siphonaptera, Diptera, Lepidoptera, Trichoptera, Hymenoptera. Přehled řádů recentního hmyzu, u každého základní diagnostické znaky, biologie, ekologie a vývoj, rozšíření, hlavní zástupci a ekonomický význam. 384 4 Predmety biologické sekce BÍ6790 - Biologie živočichů zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro prof. RNDr. Vladimír Šimek, CSc, RNDr. Martin Vácha, Ph.D. Bi6790c - Biologie živočichů - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro BÍ6800 - Zoologický seminář I. z, 0/2/0, 2 kr., podzim prof. RNDr. Jaromír Vaňhara, CSc. Předpoklady: (B1030 V BÍ1030) A (B2090 V BÍ2090) Postavení zoologie v systému biologických věd a její členění, zoologická pracoviště na fakultě, hlavní zaměření výzkumné a vzdělávací činnosti. Informační zdroje, české a zahraniční odborné časopisy, current contents, internet, služby Univerzitní knihovny a fakultní knihovny a studovny. Postavení zoologie v systému biologických věd a její členění, zoologická pracoviště na fakultě, hlavní zaměření výzkumné a vzdělávací činnosti. Informační zdroje, české a zahraniční odborné časopisy, current contents, internet, služby Univerzitní knihovny a fakultní knihovny a studovny. BÍ6801 - Zoologický seminář II. z, 0/2/0, 2 kr., jaro prof. RNDr. Jaromír Vaňhara, CSc. Předpoklady: (B6800 V BÍ6800) A (^B680l) Zásady vědecké práce v zoologii, příprava a obhajoba seminárních prací, informace o postupu řešení diplomových a doktorských prací, aktuální přednášky domácích a zahraničních odborníků. Zásady vědecké práce v zoologii, příprava a obhajoba seminárních prací, informace o postupu řešení diplomových a doktorských prací, aktuální přednášky domácích a zahraničních odborníků. BÍ6811 - Odborná praxe I z, 0/0/0, 5 kr., podzim Předpoklady: ^B6811 BÍ6871 - Zdravotní rizika k, 2/0/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc, doc. RNDr. Alois Kozubík, CSc. Doporučení: Navazuje na přednášky Fyziologie buněčných systémů a Genotoxicita a karcinogeneze 1. Škodlivé faktory vnějšího prostředí Životní styl Dieta 2. Homeostáza, zdraví a nemoc Příčiny a důsledky stresu Nemoc z ozáření 3. Předcházení nemocem a poškození funkcí organismu vs. terapeutické možnosti 4. Příčiny vzniku a rozvoje nádorových onemocnění. Experimentální, epidemiologické a klinické studie Populační screening 5. Diagnostické markery Prevence, diagnostika, terapie 6. Pre-diktivní onkológie Detekce specifických parametrů Srovnání metod a interpretace naměřených parametrů Zpracování dat a jejich interpretace Přednáška podává přehled o nej důležitějších škodlivých faktorech vnějšího prostředí a jejich dopadech na zdraví člověka. Objasňuje podstatu a příčiny vzniku 385 4 Predmety biologické sekce nej závažnějších (tzv. civilizačních) chorob jako jsou kardiovaskulární a nádorová onemocnění, příčiny alergií a zánětu, důsledky stresu apod. a způsoby jak těmto chorobám předcházet. Na organismus je nahlíženo jako na hierarchický systém a jsou objasňovány zásadní procesy nutné pro udržení jeho normálních funkcí. BÍ6881 - Biochemie xenobiotik zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Miroslav Machala, CSc. Klasifikace xenobiotik. Regulační mechanismy, modulace xenobiotiky. Metabolismus xenobiotik: monooxygenázy, konjugační enzymy, MDR. Mechanismy toxicity cizorodých látek: recepor-dependentní mechanismy, metabolická aktivace xenobiotik, oxidatívni stres, inhibice mitochondriálních funkcí, hlavní mechanismy neurotoxicity, modulace buněčné kinetiky, poruchy metabolismu endogenních látek po expozici cizorodými látkami. Chemická karcinogeneze, chemoprotektivní látky. BÍ6882 - Biomarkery a mechanismy toxicity zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Miroslav Machala, CSc. 1. Mechanismy toxicity a biomarkery - úvod do problematiky působení cizorodých látek v organismech, toxokinetika a toxodynamika. Působení cizorodých látek na různých úrovních organismu - význam biochemických procesů. 2. Hlavní skupiny a třídění procesů působení cizorodých látek (genotoxicita vs. negenoto-xické mechanismy, typy orgánově specifické toxicity). Hlavní principy a přístupy ke studiu mechanismů toxicity in vitro a in vivo. 3. Procesy metabolismu xenobiotik. Enzymy metabolismu, aktivace a detoxikace xenobiotik. Cytochromy P450 -třídy, indukce, toxikologický význam. Enzymy druhé fáze biotransformace. Procesy zajišťující redoxní rovnováhu, antioxidační mechanismy. Využití jako biomarkery expozice a susceptibility. 4. Procesy genotoxického poškození. Význam DNA, mutace, další genotoxické efekty. Strategie, možnosti a metody testování genotoxicity. Genotoxicita cizorodých látek a hodnocení rizik. Využití jako biomarkery expozice a efektů. 5. Obecná cytotoxicita - buněčná nekroza. Obecné mechanismy poškození vitality buněk, poškození energetického metabolismu, narušení biomembrán, specifické mechanismy působení cizorodých látek. Metody detekce a studia cyto-toxicity in vitro. 7. Řízená buněčná smrt - apoptosa. Význam apoptozy, principy řízení buněné smrti, možnosti modelových modulací apoptozy. Inhibice apoptozy jako významný mechanismus působení toxických a karcinogeních látek. 8. Buněčná proliferace, modulace signální transdukce, buněčný cyklus. Hlavní známé procesy negenotoxické karcinogeneze, transformace a klonální expanze, inhibice mezibuněčné komunikace (GJIC). Chemická karcinogeneze. 9. Metody detekce a studia negenotoxických mechanismů toxicity. Dioxinová toxicita, estrogenita, další mechanismy endokrinní disrupce, aktivace signálních drah, oxidatívni stres, modulace buněčného dělení. Využití - biomarkery expozice a efektů. 10. Neurotoxicita, imunotoxicita. Příklady a význam toxických efektů, vztah orgánové toxicity k obecným biochemickým mechanismům působení cizorodých látek. Příkladové studie a 386 4 Predmety biologické sekce metody studia, specifické biomarkery in vivo. 11. Mechanismy toxického působení hlavních tříd xenobiotik: PAHs, PCBs, PCDD/Fs, organochlorové kontaminanty, detergenty, anorganické polutanty, cytostatika a chemoprotektiva. Během přednášek kurzu jsou studenti seznámeni s hlavními známými efekty a mechanismy působení cizorodých látek v organismu a s aspekty praktického využití znalostí o mechanismech působení (biomarkery). Shrnuty jsou biochemické a celulární procesy genotoxického i negenotoxického působení. V rámci diskutovaných xenobiotik je důraz kladen na významné třídy environmentálních kon-taminantů a významných farmak včetně látek s protinádorovou aktivitou a léčiv chemoprotektivních. Pozornost je věnována biomarkerům expozice, efektů i bio-markerů individuální odpovídavosti (susceptibility). Shrnuty jsou metody detekce a využití biomarkerů in vivo a in vitro v toxikologii, ekotoxikologii a molekulární epidemiologii. BÍ6885 - Environmentálni aspekty biotoxinů k, 2/0/0, 2+1 kr., jaro doc. Ing. Blahoslav Maršálek, CSc. BÍ6920 - Praktické aspekty EIA k, 2/0/0, 2+1 kr., jaro RNDr. Petr Anděl, CSc. Seznámení s procesem posuzování vlivů na životní prostředí - metody hodnocení velikosti a významnosti vlivů, screening proces, scoping proces, vyhodnocení rozsahu a významnosti vlivů na vybrané složky životního prostředí. Metodika zpracování dokumentace (hranice zadání, vstupní data, zdroje a správnost dat, popis technologie a stavby, vymezení zájmového území, stanovení dotčených obcí v procesu posuzování, varianty - povinné i nepovinné varianty stavby nebo záměru, posouzení významu očekávaných vlivů a objektivita získaných výsledků). Posudek na dokumentaci hodnocení vlivů na životní prostředí (účel a cíl posudku, metodické zásady, návrh stanoviska), veřejného projednání posudku. Strategické posuzování vlivů na životní prostředí (SEA). BÍ6930 - Imunotoxikologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Luděk Bláha, Ph.D. 1. Definice imunotoxikologie. Uvod, historie oboru, zaměření a cíle, rozdělení směrů v rámci imunotoxikologie (humánní imunotoxikologie, ekologická imunotoxikologie). 2. Imunitní systém. Přehled stavby imunitního systému, jednotlivé složky a jejich funkce, komunikace složek imunitního systému, působení xenobiotik na imunitní systém. Imunitní systém jako součást organismu - interakce a řízení, rovnováha, (xeno-)estrogeny. 3. Přístupy v imunotoxikologii. Experimentální design, expozice, odpověď. Metody prvního a druhého sledu, zvířecí modely v imunotoxikologii, baterie imunotoxikologických testů. 4. Laboratorní metody stanovení imunotoxicity. Sledování funkcí složek specifické imunitní odpovědi. Funkce fagocytů. Rezistence k infekci. Protinádorová imunita. Hypersensitivita, 387 4 Predmety biologické sekce autoimimita. 5. Speciální imimotoxikologie 1 - úvod. Faktory prostředí ovlivňující funkce imunitního systému (klima, zeměpisná poloha, nadmořská výška, biorytmy, stres, sociální návyky, chemické látky, záření a další fyzikálně-chemické faktory). 6. Speciální imunotoxikologie 2 - imunotoxikologie léčiv (antibiotika, důležitá léčiva chorob jednotlivých orgánů, imunosupresiva a imunomodulátory, protinádorová terapie). 7. Speciální imunotoxikologie 3 - imunotoxikologie polutantů (kovy, pesticidy, průmyslové chemikálie - PCBs, PAHs, PCDD(F)s, další organické polutanty, azbestoza, silikóza). 8. Ekologická imunotoxikologie. Imunitní systém zvířat a interakce s xenobiotiky. Bezobratlí, ryby, obojživelníci, ptáci, savci. Markery poškození imunitního systému. Ekologické důsledky poškození imunitního systému. Případové studie. 9. Analýza rizik. Obecná toxikologie a imunotoxikologie, identifikace rizik, nejistoty. Imunotoxikologie - vědní obor studující vliv stresom (zejména chemických látek) na imunitní systém organismů a význam poškození imunitního systému pro celkové zdraví. Imunitní systém, složky a funkce, komunikace, interakce a řízení. Přístupy v imunotoxikologii. Metody prvního a druhého sledu. Laboratorní metody stanovení imunotoxicity. Faktory prostředí ovlivňující funkce imunitního systému. Speciální imunotoxikologie - léčiva, polutanty. Ekologická imunotoxikologie - ryby, obojživelníci, ptáci, savci. Analýza rizik v imunotoxikologii. BÍ7000 - Diplomová práce z mikrobiologie -1. z, 0/6/0, 6 kr., podzim BÍ7002 - Seminář z ekotoxikologie III z, 0/2/0, 2 kr., podzim Mgr. Jakub Hofman, Ph.D. BÍ7003 - Diplomová práce I z, 0/4/0, 4 kr., podzim BÍ7010 - Speciální metody analýzy zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro mikroorganizmů II. doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc, RNDr. Alena Španová, CSc, RNDr. Marie Vojtíškova, CSc. Předpoklady: B4020 BÍ7012 - Seminář (podle zaměření) z, 0/2/0, 2 kr., podzim BÍ7013 - Diplomová práce z, 0/5/0, 5 kr., podzim doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr. BÍ7015 - Chemické vlastnosti, struktura a zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim interakce nukleových kyselin RNDr. Miroslav Fojta, CSc, prof. RNDr. Emil Paleček, DrSc. 1. Uvod. Nukleové kyseliny - historie. 2. Dvojitá šroubovice DNA. Fyzikální vlastnosti a konformace DNA. Izolace a charakterizace nukleových kyselin. 3. Nadšroubovicová DNA. Lokální struktury DNA stabilizované nadšroubovicovým 388 4 Predmety biologické sekce vinutím. 4. Kovalentní interakce DNA s malými molekulami. Poškození DNA. Chemické strukturní sondy. 5. Reversibilní interakce DNA s malými molekulami. 6. Struktura RNA. 7. Oligonukleotidy a jejich analoga. 8. Interakce DNA s bílkovinami. 9. Nukleázy, topoizomerázy, helikázy, ligázy. 10. Bílkovina p53 a její interakce s DNA. 11. Struktura a interakce DNA v biomedicíně. Genová terapie. Imunologie nukleových kyselin. 12. Metody analýzy nukleových kyselin. 13. Interakce nukleových kyselin a bílkovin s povrchy a zvláště s elektrodami; využití v elektrochemické analýze. DNA biosenzory. Struktura a interakce nukleových kyselin a jejich chemická reaktivita hrají důležitou roli při uchovávání a expresi genetické informace i při vzniku mutací. Chemické, biochemické a fyzikálně chemické vlastnosti nukleových kyselin se mění v závislosti na jejich struktuře; toho lze analyticky využít. Předmět sleduje především tyto cíle: *Seznámit studenty se vztahy mezi strukturou, interakcemi nukleových kyselin s malými molekulami a s proteiny, s jejich reaktivitou vůči chemikáliím a enzymům a s jejich elektrochemickým chováním *Diskutovat výše zmíněnou problematiku jednak z hlediska biologických důsledků těchto vztahů, jednak z hlediska jejich analytického využití. BÍ7016 - Chemie nukleových kyselin - cvičení z, 0/1/0, 1 kr., podzim Předpoklady: N0W(B7015) 1. Gelová elektroforéza nukleových kyselin, proteinů a jejich komplexů, dvourozměrná elektroforéza. 2. Blotting, imunodetekce bílkovin. 3. Magnetoseparační metody, imunoprecipitace. 4. Centrifugační metody, srážení DNA, extrakce organickými činidly, gradientova centrifugace, ultrafiltrace. 5. Chromatografické metody, FPLC proteinů na ionexových, afinitních a gelově-filtračních kolonách. 6. Sekvencování DNA, „footprinting". 7. Elektrochemické metody, stanovení DNA a proteinů, detekce poškození DNA a jejích interakcí. Cílem předmětu je - formou praktických ukázek jednoduchých experimentů, případně výkladu s ukázkami přístrojů a skutečných výsledků - seznámit studenty s experimentálními metodami, k nimž se odvolává výklad v přednášce B7015. BÍ7018 - Diplomová práce KGMB I z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: B6390 V B6400 V BÍ6400 V souhlas Program semináře je vypracován na začátku semestru podle témat diplomových prací a podle možností externích přednášejících. Hlavní náplní semináře jsou referáty studentů oboru Molekulární biologie a genetika, ve kterých prezentují problematiku, cíle a postup řešení svých diplomových prací. Vystoupení studentů jsou doplňována přednáškami mimofakultních odborníků pracujících v tomto oboru. Cílem je umožnit studentům získat zkušenosti s ústní prezentací vlastní vědecké práce a vědeckou diskusí v oboru moelkulární biologie a genetika. 389 4 Predmety biologické sekce BÍ7030 - Fyziologie bakterií zk, 3/0/0, 3+2 kr., podzim doc. RNDr. Miroslav Němec, CSc. Doporučení: Zkouška z organické chemie, biochemie, mikrobiologie. Charakteristika bakteriální buňky. Organizace a funkce struktur bakteriální buňky. Růst a množení bakteriálních buněk. Růst a množení buněk v podmínkách statické a kontinuální kultury. Výživa bakterií. Energetický metabolizmus bakterií. Biosyntéza malých molekul a makromolekul. Regulace metabolizmu u bakterií. Bakteriální buňka jako forma existence živé hmoty. Struktura bakteriální buňky. Funkcer struktur v bakteriální buňce. Růst a množení bakterií. Bakteriální populace. Bust bakterií v podmínkách statické kultivace. Růst buněk v podmínkách kontinuální kultivace. Energetický metabolizmus chemoorganotrofů. Energetický metabolizmus chemolitotrof. Fototrofní bakterie. Biosyntéza malých molekul. Biosyntéza makromolekul. Regulace metabolizmu. Regulace některých metabolických drah bakterií. Enzymy jako represory. Bi7030c - Fyziologie bakterií - cvičení z, 0/5/0, 5 kr., podzim Stanovení bakteriálních bílkovin. Stanovení bakteriální sušiny.Růst bakterií ve statické kultuře (misky, Bioscreen).Sledování množení viruletního a polyvalent-ního stafylofága .Stanovení dehydrogenázové aktivity intaktních bakteriálních bu-něk.Příprava acetonového prášku (HEP)s vysokou fosfatázovou aktivitou. Stanovení fosfatázové aktivity acetonového prášku a nativních buněk. Kinetika indukce beta-galaktosidasy.Metoda Oxi-Top pro stanovení spotřeby kyslíku.Degradace po-lutantů. BÍ7040 - Fyziologie rostlin pro pokročilé I. zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim RNDr. Milan Baláž, Ph.D., doc. Ing. Miloš Barták, CSc, RNDr. Jaroslava Dubová, CSc, RNDr. Vít Gloser, Ph.D., doc. RNDr. Marie Kummerová, CSc. Doporučení: žádné MINERÁLNÍ SLOŽENÍ ROSTLINNÉHO TĚLA 1) Mineralizace rostlinného těla suchou cestou 2) Mineralizace rostlinného těla mokrou cestou 3) Stanovení celkového obsahu fosforu 4) Stanovení celkového obsahu dusíku - Kjeldahlova metoda 5) Stanovení amoniakálního dusíku podle Conwaye a iontově selektivní elektrodou 6) Stanovení nitrátového dusíku iontově selektivní elektrodou 7) Sta-novení těžkých kovů polarograficky BÍLKOVINY 1) Stanovení celkového obsahu bílkovin podle Lowryho 2) Stanovení rozpustných bílkovin 3) Dělení bílkovin ELFO 4) Dělení bílkovin IEF 5) Dělení bílkovin 2D - ELFO AMINOKYSELINY 1) Extrakce AK z rostlinného materiálu 2) Stanovení celkového obsahu volných AK 3) Dělení volných AK dvousměrnou papírovou chromatografií SACHARIDY 1) Extrakce volných sacharidů 2) Kvantitativní stanovení rozpustných cukrů podle Bertranda 3) Stanovení nestrukturálních sacharidů podle Nelsona 4) Stanovení celkového obsahu cukrů anthronem PLASTIDOVÁ BARVIVA 1) Extrakce barviv 2) 390 4 Predmety biologické sekce Kolorimetrické stanovení obsahu chlorofylů a, b 3) Dělení barviv jednorozměrnou chromatografií 4) Absorbční křivky chlorofylů a, b 5) Kvantitativní stanovení karotenoidů 6) Absorbční křivky karotenoidů Kurs je určen studujícím odborné biologie, může být však i vhodnou pomůckou pro pracovníky fyziologických laboratoří. Nutným předpokladem úspěšného zvládnutí fyziologie rostlin je zvládnutí experimentálních metod, používaných při sledování procesů v rostlině. V tomto kursu se účastník seznámí s metodami používanými při analýze těla vyšších rostlin. Pozornost je věnována především látkám obsahujícím dusík, tj. aminokselinám, bílkovinám a chlorofylům. Kratší část kursu je věnována sacharidům jakožto důležitým stavebním a zásobním látkám. Bi7040c - Fyziologie rostlin pro pokročilé I. - z, 0/6/0, 6 kr., podzim cvičení BÍ7070 - Fyziologie buněčných systémů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc, doc. RNDr. Alois Kozubík, CSc. Doporučení: Nutné základní znalosti z biochemie, buněčné a molekulární biologie 1. Uvod do teorie systémů 2. Typy buněčných populací 3. Cytokinetika a její regulace Buněčný cyklus a jeho regulace Stimulátory a inhibitory růstu 4. Struktura a funkce plasmatické membrány Lipidové mediátory a cytokiny Transdukce signálů růst modulujících molekul a exprese genetické informace 5. Krvetvorný systém a jeho funkce Membránové rozpoznávací systémy a imunitní soustava 6. Homeostáza, zdraví a nemoc Organismus jako hierarchický systém Spolupůsobení nervové, endokrinní a humorální soustavy Systémové reakce (stres, zánět) 7. Škodlivé faktory vnějšího prostředí a jejich vliv na zdraví lidské populace Komplexně pojatý výklad je zaměřen na hlubší pochopení buněčných funkcí, otázek vývoje, kontroly cytokinetiky (dělení buněk, diferenciace a apoptózy). Cílem je přispět k rozšíření poznatků o mechanismech účinků hormonů, cytokinů a tkáňových mediátorů. Značná pozornost je věnována, dějům na úrovni plasmatické membrány, cytosolu a jádra, tj. přenosu signálů regulátorů buněčných funkcí na molekulové úrovni. Tyto informace a způsob výkladu, zdůrazňující pochopení zpětnoSvazebných vztahů, by měly umožnit samostatně odvozovat důsledky odchylek v buněčných regulacích pro fyziologii a patofyziologii celého organismu - v reakcích jako je stres, zánět či v procesech vedoucích k nádorovému bujení. Jde o poznání vzájemných souvislostí na jednotlivých úrovních regulací savčího organismu (molekulové až systémové). BÍ7080 - Laboratorní imunologie z, 1/0/0, 1 kr., podzim RNDr. Pavel Racek Předpoklady: B5220 Přehled nej významnějších současných imunologických metod používaných v imunologických laboratořích (imunodifúzní metody, imunoelektroforetické me- 391 4 Predmety biologické sekce tody, radioimimologické metody, imimoenzymové metody, fluorescenční analýza, některé nej významnější metody molekulární biologie používané v imunologických laboratořích. BÍ7090 - Molekulární biologie eukaryot zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jan Šmarda, CSc. Předpoklady: Ex_3065 V Imp_9115 V B3120 V B4030 V B5740 V B6130 V B7940 V B4020 V BÍ4020 Doporučení: Základní přednáška z molekulární biologie. 1. Molekulární podstata řízení buněčného cyklu (fáze cyklu, kontrolní body, úloha cyklinů, metodické přístupy k analýze buněčného cyklu, principy řízení buněčného cyklu, regulace cyklin-dependentních kináz, deregulace buněčného cyklu u nádorových onemocnění). 2. Buněčná signalizace I: (podstata, typy signálů, typy receptoru). 3. Buněčná signalizace II: (doména SH2, sekundární messengery, kinázy JAK/STAT, MAP, Ras, Raf, protein G,cAMP, vápenaté ionty v signalizacích, PKA, PKC, PKCa, signály a buněčný cytoskeleton). 4. Mezibuněčné interakce a interakce mezi buňkou a mimobuněčnou matrix: (typy matrix, struktura, funkce, kolagen, kyselina hyaluronová, proteoglykany, kadheriny,laminin, fibronektin, selektiny, in-tegriny, typy mezibuněčných interakcí a jejich charakteristika). 5. Molekulární podstata dráždivosti & struktura a funkce svalových buněk (nervové buňky, synapse, akční potenciál, struktura kanálkových proteinů řídících propustnost membrán, podstata nervo-svalového spojení, struktura tenkých a tlustých filament, molekulární podstata svalové kontrakce, diferenciace svalových buněk in vitro, protein MyoD). 6. Molekulární imunologie: (diferenciace buněk krvetvorného systému, růstové faktory zapojené do krvetvorby, lymfokiny, monokiny, interferony,TNF, monoklonální protilátky, zpracování antigénu, struktura a fukce molekul MHC I a MHC II). 7. Molekulární podstata nádorotvorných procesů I: (vlastnosti nádorových buněk, podstata maligní transformace, význam onkogenů, nádorových supresorů a regulátorů buněčné smrti při vzniku nádorů). 8. Molekulární podstata nádorotvorných procesů II: (protoonkogeny a jejich produkty, kooperace onkogenů při transformaci, apoptóza, klinické souvislosti, úloha virů při maligní transformaci). 9.Chromatin: zákonitosti usazování nukleozomů na DNA, techniky analýzy chromatinu, vyšší úrovně struktury chromatinu, význam změn v uspořádání chromatinu. lO.Kvasin-kový modelový systém: životní cyklus, určení párovacího typu, podstata přepínání párovacího typu, umělé kvasinkové chromozomy. 11. Řízená degradace proteinů v buňce: značení proteinů ubikvitinem, proteasom, jiné způsoby značení proteinů určených k degradaci, účast ubikvitinového systému v patogenezi nemocí. 12. Translokace proteinů přes membrány: přechod proteinů do endoplazmatického re-tikula, signální sekvence, skládání a zpracování proteinů uvnitř ER, chaperony, chaperoniny, hladké ER a syntéza lipidů, Golgiho aparát - organizace, funkce, 392 4 Predmety biologické sekce metabolismus lipidů v GA, export proteinů z GA, mechanismus vezikulárního transportu, fagocytóza. 13. Kurz je koncipován tak, aby posluchačům poskytl nejnovější poznatky o eukary-otické buňce a to z hlediska moderních molekulárně biologických přístupů. Nej větší pozornost je věnována těm oblastem výzkumu, které se v posledních letech velmi intenzivně rozvíjejí: analýze molekulární podstaty řízení buněčného cyklu, studiu buněčných signalizačních systémů a molekulární podstaty nádorotvorných procesů. Vedle těchto dominantních oblastí je součástí kurzu výklad o molekulární podstatě nervového, svalového a imunitního systému, přičemž značná pozornost je věnována např. principům regulace buněčné diferenciace, zákonitostem regulace krvetvorby, poznání funkce lymfokinů a molekul hlavního histokompatibilního komplexu, principům translokace proteinů přes membrány, atd. BÍ7110 - Diplomová práce z biologie I. z, 0/5/0, 5 kr., podzim BÍ7120 - Molekulární biologie prokaryot zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Jiří Doškář, CSc. Předpoklady: Ex_3065 V Imp_9115 V B3120 V B4030 V B5740 V B6130 V B7940 V B4020 V BÍ4020 Doporučení: Absolvování základní přednášky z Molekulární biologie nebo Buněčné a molekulární biologie 1. Struktura prokaryotického genomu, jeho základní složky a jejich vzájemné interakce. 2. Bakteriální chromozom, základní typy plazmidů 3. Mobilní elementy prokaryot 4. Mutace 5. TRanspozonová mutageneze 6. Restrikce a modifikace 7. Konjugace 8. Tranformace 9. Trandukce 10. Metody analýzy genomu 11. Plasticita prokaryotického genomu 12. Regulace genové exprese Cílem přednášky je seznámit posluchače se strukturou prokaryotického genomu, jeho plasticitou a expresí. BÍ7140 - Molekulární biologie virů zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Vladislava Růžičková, CSc. Předpoklady: B4030 V B5740 V B6130 V B7940 V B4020 V BÍ4020 Doporučení: 1. Molekulární struktura reprodukce a funkce prokaryotického a eu-karyotického genomu. 2. Základní metody molekulární biologie 3. Molekulární podstata získané imunity. Molekulární podstata kancerogeneze. 1. Molekulární charakterizace živých nebuněčných soustav, termíny a definice vysvětlující podstatu molekulární biologie virů 2. Vlastnosti virů mající význam v jejich molekulární klasifikaci.3. Životní cyklus virů a typy virové infekce hostitelského organizmu, molekulární podstata mechanizmů perzistence a latence 4. Molekulární charakteristika virů prokaryot 5. Molekulární charakteristika virů eu-karyí, tj. obratlovců, bezobratlých a rostlin 6. Molekulární charakteristika onkogen- 393 4 Predmety biologické sekce nich virů 7. Molekulárni podstata vzniku transmisibilních encefalopatií (TSE) 8. Molekulárni diagnostika a evoluce virů. Předmět molekulární biologie virů obsahuje teorii molekulární genetiky virů prokaryot a eukaryí. U bakteriálních virů definuje genomy a morfologii virionů, infekci a lýzu bakteriálních buněk způsobenou fágovými viriony, syntézu bakteriálních virů v hostitelské buňce, mutace a rekombinace bakteriofága, lyzogenie a genetiku mírného fága. Podrobněji charakterizuje genetiku mírných fágů. U virů obratlovců a bezobratlých je zaměřen na papovaviry, adenoviry, herpesviry, poxviry, parvoviry, reoviry, flaviviry, pikornaviry, togaviry, arteriviry, rabdoviry, paramy-xoviry, filoviry, ortomyxoviry, bunyaviry, retro viry a hepadnaviry a viry zejména retro viry (HIV; HTLV) způsobující nádorová onemocnění u lidí a zvířat. Molekulární biologie rostlinných virů obsahuje např. viry způsobující mozaiky, skvrnitost, kroužkovitost, nekrózu, svinutku, kadeřavost a bronzovitost, tj. kaulimoviry, ge-miniviry, bromoviry, nepoviry, tymoviry, tombusviry, luteoviry, hordeiviry, toba-moviry, potexviry, apod. Je přednášená problematika prionů a viroidů, molekulární taxonomie a evoluce virů, molekulární diagnostika virů a virových klonovacích vektorů. BÍ7160 - Minerální výživa rostlin zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim RNDr. Vít Gloser, Ph.D. Doporučení: Posluchač by měl mít dobré znalosti rostlinné fyziologie. Předpokládá se také základní znalost fyziky, chemie a biochemie. Předmět seznamuje posluchače s mechanismy příjmu a transportu všech prvků důležitých pro růst rostlin a také s jejich funkcemi v rostlinách. Zabývá se také problematikou dostupnosti živin pro rostliny, rozdíly mezi přirozenými ekosystémy a agroekosystémy a možnými poruchami vznikajícími vlivem nedostatku nebo nadbytku živin v prostředí. Bi7160c - Minerální výživa rostlin - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: N0W(bi7160) BÍ7170 - Lékařská mikrobiologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. MUDr. Miroslav Votava, CSc. Doporučení: Zkouška z obecné mikrobiologie, biochemie, taxonomie bakterií. Úvod. Patogenita a virulence bakterií. Běžná mikroflóra. Vylučování bakterií z těla. Enterobakterie-diagnostika, střevní onemocnění. Respirační infekce-virové a bakteriální. Etiologie a diagnostika septických stavů. Původci onemocnění močového ústrojí-diagnostika, terapie. Viry-diagnostika virových infekcí, základy sérologie. Původci neuroinfekcí. Původci mykotických a parazitálních nákaz a jejich 394 4 Predmety biologické sekce diagnostika.Původci sexuálně přenosných onemocnění. Antibiotika-testování citlivosti, MIC, racionální terapie. Uvod do studia lékařské mikrobiologie. Patogenita a virulence bakterií Vylučování mikrobů z těla, běžná flóra. Enterobakterie, střevní infekce, jejich diagnostika. Respiračních infekce- virové i bakteriální. Etiologie a diagnostika septických stavů. Původci onemocnění močového traktu, diagnostika a therapie. Viry - diagnostika virových infekcí, základy sérologie. Původci neuroinfekcí. Původci mykotických nákaz a jejich diagnostika. Původci parazitárních nákaz a jejich diagnostika. Původci sexuálně přenosných onemocnění. Antibiotika, testování citlivosti, MIC, racionální terapie. Nemocniční infekce a jejich původci. Bi7170c - Lékařská mikrobiologie - cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim doc. MUDr. Miroslav Votava, CSc. Předpoklady: N0W(Bi7170) Doporučení: Zkouška z biochemie, mikrobiologie. Mikroskopický preparát. Biochemické testy. Kvalitativní a kvantitativní testy na stanovení citlivosti k antibiotikům. Průkaz bakteriálních antigénu přímo ve vzorku. G-nefermetující bakterie. Campylobacter. Spirochety. Enterobacteriaceae. Bacillus. Clostridium. Staphylococcus. Mycobacterium. Mycoplasmataceae. Diagnostika virů. Diagnostika prvoků. Mykologické infekce. Obecné schéma mikrobiologické diagnostiky. Stanovení citlivosti k antimikro-biálním látkám. Průkaz mikrobiálních složek v klinickém materiálu. Diagnostika nej důležitějších bakteriálních skupin. Virologické laboratorní metody. Parazitolo-gické vyšetřovací metody. Mykologické vyšetřovací metody. BÍ7201 - Kurz základů genomiky z, 1/2/0, 3 kr., podzim RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc. Doporučení: Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů biochemie nebo molekulární biologie. Uvod do genomiky. Metody funkční genomiky. Genomické databáze. Sbírky inzerčních mutant - účinný nástroj funkční genomiky rostlin. Fragmentační analýza DNA - automatický genetický analyzátor ABIPRISM 310. Oligonukleotidy - navrhování, syntéza a purifikace - EXPEDITE 8909 Nucleic Acid Synthesizer. Izolace genomové DNA Arabidopsis thaliana. PCR, elektroforéza DNA v agarózových gelech. Southern blot a DNA molekulární hybridizace. Identifikace a charakterizace inzerční mutace ve vybraném členu komplexní genové rodiny u Arabidopsis thaliana s využitím vyhledávání založeném na PCR. Studenti si osvojí znalost práce s genomickými databázemi a jejich využití při experimentální analýze biologické funkce genů a genomů. Bude analyzována biologická funkce konkrétního člena komplexní genové rodiny cestou identifikace inzerční mutace v analyzovaném genu a analýzy fenotypových změn u mutanta. 395 4 Predmety biologické sekce BÍ7221 - Didaktika biologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro Mgr. Olga Rotreklová Doporučení: Obecná didaktika. 1. Obsah a rozsah výuky biologie na střední škole (učební osnovy). 2. Vytváření biologických pojmů. 3. Názornost, vědeckost, soustavnost, postupnost výuky biologii. 4. Výklad, vysvětlování, přednáška. Heuristická metoda. 5. Pozorování a pokus ve výuce biologii. 6. Práce s učebnicí, pracovním listem. 7. Projektové vyučování. Didaktická hra. 8. Hodina základního typu. Písemná příprava na hodinu. 9. Laboratorní práce. Terénní exkurze. 10. Názorné pomůcky (příprava, demonstrace). 11. Učebnice biologie pro střední školy, rozšiřující literatura pro výuku biologie na střední škole (určovací klíče, atlasy přírodnin, populárně naučné časopisy, Internet, didaktické časopisy). 12. Prověřování vědomostí: písemný test, ústní zkoušení. 13. Beseda s pedagogy středních škol. Obsah a rozsah výuky biologie na střední škole. Vyučovací zásady ve výuce biologii. Metody výuky biologie. Vyučovací formy ve výuce biologie. Učebnice biologie pro střední školy, rozšiřující literatura pro výuku biologie na střední škole. Sběr a preparace rostlinného a živočišného materiálu, údržba sbírek. Beseda s pedagogy středních škol. BÍ7222 - Cvičení z didaktiky biologie z, 0/2/0, 2 kr., podzim Předpoklady: B7221 Doporučení: Obecná didaktika a didaktika biologie. 1., 2. Náslechy v hodinách biologie na středních školách. 3., 4. Rozbory navštívených vyučovacích hodin. 5. - 11. Referáty o učebnicích a doplňující litertatuře. Simulované výstupy studentů s následným rozborem. Cvičení zčásti probíhá na středních školách, zčásti je představováno simulovanými výstupy studentů. Referáty o středoškolských učebnicích biologie a doplňující literatuře. BÍ7250 - Lékařská genetika a genetické zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro poradenství RNDr. Alexandra Oltová, MUDr. Renata Gaillyová Předpoklady: (Ex_3162 V Imp_9126 V B1900 V BMB32 V B6730 V B8470 V B3060 V BÍ3060) A (Ex_3065 V Imp_9115 V B3120 V B4030 V B5740 V B6130 V B7940 V B4020 V BÍ4020) A (Ex_2315 V BMB41 V B6270 V BÍ6270 V N0W(Bi6270)) Klinická cytogenetika, aberace chromosomů vrozené a získané, výskyt v populaci a ve spontánních abortech, indikace ke stanovení kary otypu. Prenatální diagnostika, neinvazivní a invazivní metody, indikace k vyšetření, detekce fetálních buněk v mateřské krvi, preimplantační diagnostika. Molekulární klinická genetika, lidský genom, choroboplodný stav genů, polymorfismus DNA a jeho uplatnění v genetice 396 4 Predmety biologické sekce člověka;, uplatnění metod molekulární biologie v diagnostice patologických stavů s uvedením principů s příslušnou recentní modifikací (odběry a izolace biologického materiálu, reštrikční analýza, hybridizace, PCR a její modifikace, elektroforetická separace, metody SSCP, DSCA, ARMS, sekvenční,atd.). Prenatální a postnatální dg. dědičných chorob mutační a segregační analýzou, neurologické choroby podmíněné expanzí trinukleotidů, využitelnost polymorfních sekvencí ve forensní medicíně. Klinická genetika, zákl. rozdělení dědičných chorob, klinické příznaky, diagnostika a prenatální diagnostika u vrozených chromosomálních aberací, možnosti genetického poradenství, genetická prognóza, možnosti DNA analýzy v prenatální diagnostice monogenně podmíněných onemocnění, zákony užívané v genetice, etické aspekty klinické genetiky. Klinická cytogenetika, aberace chromosomů vrozené a získané, výskyt v populaci a ve spontánních abortech, indikace ke stanovení karyotypu. Prenatální diagnostika, neinvazivní a invazivní metody, indikace k vyšetření, detekce fetálních buněk v mateřské krvi, preimplantační diagnostika. Molekulární klinická genetika, lidský genom, choroboplodný stav genů, polymorfismus DNA a jeho uplatnění v genetice člověka;, uplatnění metod molekulární biologie v diagnostice patologických stavů s uvedením principů s příslušnou recentní modifikací (odběry a izolace biologického materiálu, reštrikční analýza, hybridizace, PCR a její modifikace, elektroforetická separace, metody SSCP, DSCA, ARMS, sekvenční,atd.). Prenatální a postnatální dg. dědičných chorob mutační a segregační analýzou, neurologické choroby podmíněné expanzí trinukleotidů, využitelnost polymorfních sekvencí ve forensní medicíně. Klinická genetika, zákl. rozdělení dědičných chorob, klinické příznaky, diagnostika a prenatální diagnostika u vrozených chromosomálních aberací, možnosti genetického poradenství, genetická prognóza, možnosti DNA analýzy v prenatální diagnostice monogenně podmíněných onemocnění, zákony užívané v genetice, etické aspekty klinické genetiky. BÍ7270 - Cytologie a anatomie rostlin pro zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim pokročilé RNDr. Jaroslava Dubová, CSc. 1. Vývoj stavby mikroskopů (Plosi, Reichert, Zeiss , PZO , Meopta , Olympus), mikroskopie v procházejícím a dopadajícím světle, Kóhlerův princip, Abbeův kondenzor, pankratický kondenzor, mikroskopické desatero. 2. Studium neprůhledných objektů - mikroreliéfová metoda, primární krycí pletiva, epidermální buňky, svěrací buňky průduchů, vedlejší buňky, typy uspořádání průduchů a vedlejších buněk. 3. Cytologické metody: meristémy, buněčné jádro a jeho dělení, změny uspořádání mikrotubulů během buněčného cyklu - typy barviv pro barvení roztla-kových preparátů (acetokarmín, laktopropionový orcein, Cajal-Brožkovo barvení), předpůsobení pro karyologická studia. 4. Androeceum, tyčinka, vývoj a stavba praš-níku, mikrosporogeneze, meioze, tetrády, mikrogametogeneze, typy pylových zrn, 397 4 Predmety biologické sekce stavba stěny pylového zrna, barvení pylových zrn, viabilita pylu a její určování, klíčení pylu. 5. Gynaeceum a jeho typy, stavba vajíčka krytosemenných rostlin, makrosporogeneze, meioze, makrogametogeneze = vývoj zárodečného vaku, typy zárodečných vaků, oplození, polarita. 6. Vývoj embrya krytosemenných rostlin, vývoj endospermu, projasňování rostlinného materiálu, stavba semene krytosemenných rostlin, význam šikmého osvětlení, rozlišovací schopnost, numerická apertura. 7. Interferenční kontrasty, fázový kontrast, stavba fázového kondenzoru a fázových objektivů, amplitudové a fázové objekty, pozorování živých (fázových) objektů, interferenční mikroskop (Peraval), Nomarského diferenciální interferenční kontrast. 8. Histologické techniky - fixace, fixační látky a fixační směsi, jejich vlastnosti a použití, odvodňování, zalévání do parafínu a do pryskyřice, typy mikrotomů, řezání na mikrotomu a ultramikrotomu, žehlení a lepení řezů, odparafínování, barvení řezů, montáž, uzavírací média. 9. Barviva užívaná v mikroskopické technice - klasifikace a příklady použití. 10. Fluorescenční mikroskopie, autofluorescence, primární a sekundární fluorescence, fluorochromy, imunohistochemie. 11. Kryosta-tové techniky - fixace, kryoprotekce, řezání na zmrazovacím mikrotomu, histoche-mie enzymů, vybrané histochemické reakce. 12. Dokumentace mikroskopických objektů - kreslení, kreslící přístroje, měření klasické (mikrometrický okulár, mi-krometrobjektivní měřítko), mikrofotografie analogová a digitální, videozáznam, analýza obrazu. Stavba a funkce světelného mikroskopu. Metody studia neprůhledných objektů: mikroreliéfová metoda, projasňování. Cytologické metody: buněčný cyklus, buněčné jádro a jeho dělení - barvení. Základy embryológie: makrosporogeneze, makrogametogeneze, zárodečný vak, mikrosporogeneze, mikrogametoge-neze, oplození, zygota a vývoj embrya krytosemenných rostlin, endosperm, semeno. Histologické techniky: fixace, odvodňování, zalévání, řezání na mikrotomu a ultramikrotomu, barviva a barvení řezů. Fluorescenční mikroskopie. Kryostatové techniky a histochemie. Dokumentace. Bi7270c - Cytologie a anatomie rostlin pro z, 0/3/0, 3 kr., podzim pokročilé - cvičení Předpoklady: N0W(Bi7270) BÍ7300 - Mikroskopická anatomie bezobratlých zk, 1/0/0, 1+2 kr., podzim prof. RNDr. Jan Knoz, CSc. Mikroskopická anatomie bezobratlých (Učební osnova) Přednáška v rozsahu 1 hodiny týdně v zimním semestru 1. Vymezení pojmu bezobratlí, jejich charakteristické znaky, odlišující je od prvoků a obratlovců 2. Buněčné systémy bezobratlých 2.1. Primární parenchym 2.2. Smíšený parenchym 2.3. Tkáně bezobratlých 2.3.1. Symetrie tkáňových buněk 2.3.2. Uspořádanost buněk ve tkáních 3. Evoluce zárodečných listů a tělních dutin bezobratlých, vysvětlení pojmů mesenchym a mesoderm 4. Symetrie těl bezobratlých, monomérní (neseggmentovaní), a polymérní 398 4 Predmety biologické sekce (segmentovaní) bezobratlí 5. Funkční a morfologická diferenciace ektoderrmu (kí-nodermu) 5.1. podíl ektodermu na pohybových funkcích 5.2. Ektoderm ve funkci ochrany a obrany těla 5.3. Podíl ektodermu na utváření dýchacích orgánů 5.4. Podíl ektodermu na příjmu potravy a exkreci 5.5. Podíl ektodermu na utváření informačních systémů (smyslové, nervové soustavy) bezobratlých 5.6. Podíl ektodermu na pohybových funkcích bezobratlých 5.7. Podíl ektodermu na oporných systémech (skeletu) bezobratlých 6. Funkční a morfologická diferenciace mesenchymu, me-sodermu a entodermu (fagodermu) 6.1. Typy trávicího ústrají bezobratlých 6.2. pohybová ústrojí a oporné systémy odvozující původ od entodermu, mesenchymu nebo mesodermu 6.3. Typy exkrečních soustav bezobratlých 6.4. Typy cévních aj. rozvodných soustav 6.5. Dýchací orgány odvozující původ od entodermu 6.6. Rozmnožovací aparát a pohlavní orgány bezobratlých 7. Mikroskopická anatomie nesegmentovaných (monomérních) bezobratlých 8. Mikroskopická anatomie prvo-ústých, segmentovaných (polymérních) bezobratlých 9. Mikroskopická anatomie druhoústých, segmentovaných bezobratlých 10. Příčiny diversity a kontinuity ve vývoji orgánových soustav bezobratlých, analogické a homologické orgány, princip konvergence a divergence Bi7300c - Mikroskopická anatomie bezobratlých - z, 0/2/0, 2 kr., podzim cvičení Doporučení: Ukončený Bc stupeň studia. Specifické vlastnosti epitelů bezobratlých: řasinkové, kutikulární, žlaznaté, smyslové, hladká a žíhaná svalovina,pojiva, nervová tkáň. Orgány bezobratlých obecně: integument, kostra, pohyb, trávení, dýchání, vylučování, reprodukce, orgány rtecepce a regulace, analogické a homologické orgány. Mikroskopická anatomie nesegmentovaných bezobratlých: Spongilla lacustris, Hydra, sp., Planaria sp., Fasciola hepatica, Taenia solium,Parascaris megalocephala. Mikroskopická anatomie segmentovaných bezobratlých: s výjimkou Arthropod: Lumbricus, sladkovodní Bivalvia, Helix pomatia, sladkovodní Bryozoa. Mikroskopická anatomie členovců: Ascacus sp., buchanky, hrotnatky, Gamarus pulex, Apis mellifera, Bla-tatta orientalis, galéria mellonella,... Buněčné systémy bezobratlých, vznik tkání ze zárodečných listů a jejich definitivní struktura, tělní pokryv, pohyb, dýchání, příjem potravy a trávení, tělní tekutiny, smyslové a nervové orgány BÍ7311 - Praktikum z molekulární biologie z, 0/2/0, 2 kr., podzim prokaryot Předpoklady: (B2050 V Bi2050c V B4070 V B4090 V Bi4090c) A N0W (BÍ7120) 399 4 Predmety biologické sekce Doporučení: Předpokladem je absolvování přednášky z molekulární biologie pro-karyot, praktické úlohy vyžadují znalost mikrobiologických technik. Pulzní gelová elektroforéza genomové DNA baktérií. Příprava vzorků, štěpení vzorků reštrikční endonukleázou, pulzní elektroforéza. Izolace spontánních mutant Staphylococcus aureus rezistentních k antibiotikům metodou gradientních ploten. Fluktuační test a stanovení mutační rychlosti. Konjugace E. coli. Razítkování. Izolace auxotrofních mutant. Cílem pragtika je absolvování základních molekulárně biologických metod používaných pro analýzu prokaryotického genomu a metod z genetiky bakterií. BÍ7312 - Praktikum z molekulární biologie z, 0/2/0, 2 kr., podzim eukaryot Předpoklady: N0W(Bi7090) Doporučení: Kurz vyžaduje znalost základních praktických návyků z oblasti mikrobiologie, biochemie a molekulární biologie, jako např. přípravu roztoků a kultivačních půd, sterilní manipulace s tekutinami, inokulace, centrifugace, atd. 1. Pasážováni linií BM2 a QT6.2. Přechodná transfekce buněk BM2 plazmidem cmvGFP elektroporací a analýza účinnosti transfekce fluorescenční mikroskopií. 3. Přechodná transfekce buněk QT6 plazmidy cmvbeta-gal, NdGE a Ew51uc a analýza: a) fyzické přítomnosti produktu genu v-myb, neseného plazmidem NdGE v transfekovaných buňkách (SDS-PAGE, elektrobloting, protilátková detekce proteinu Myb), b) aktivity proteinu v-Myb v transfekovaných buňkách (měření lucife-rázové aktivity v buněčných extraktech), c) stanovení účinnosti transfekce měřením aktivity beta-galaktozidázy v extraktech transfekovaných buněk 4. Studium morfologických vlastností monoblastů a makrofágů (cytocentrifugace, fixace a barvení buněk, světelná mikroskopie). Studenti v rámci tohoto kurzu získávají zkušenosti s manipulacemi s živočišnými a lidskými buňkami in vitro. Smyslem kurzu je vedle pasážováni adherentních a suspenzních buněčných linií také jejich úprava přechodnou transfekcí (eletkro-porace, transfekce precipitací fosforečnanem vápenatým) a analýza přítomnosti a aktivity produktů cizorodých genů v těchto buňkách (westernová přesávka, test aktivity luciferázy a beta-galaktozidázy, fluorescenční mikroskopie). BÍ7321 - Seminář KGMB III. z, 0/2/0, 2 kr., podzim Program semináře je vypracován na začátku semestru podle témat diplomových prací a podle možností externích přednášejících. Hlavní náplní semináře jsou referáty studentů oboru Molekulární biologie a genetika, ve kterých prezentují problematiku, cíle a postup řešení svých diplomových prací. Vystoupení studentů jsou doplňována přednáškami mimofakultních odborníků pracujících v tomto oboru. Cílem je umožnit studentům získat zkušenosti s ústní prezentací vlastní vědecké práce a vědeckou diskusí v oboru moelkulární biologie a genetika. 400 4 Predmety biologické sekce BÍ7330 - Cytologie a morfologie bakterií kz, 1/0/0, 1+1 kr., jaro Mgr. Ludmila Kotoučková, Dr. Doporučení: absolvování předmětu obecná mikrobiologie 1. Mikroskopická technika, světelná, fluorescenční a elektronová mikroskopie. 2. Pořizování a zpracování obrazové dokumentace. Mikrofotografie, konvenční a digitální fotoaparáty, analogové a digitální kamery. 3. Software pro zpracování a analýzu obrazu. 4. Bakteriální buněčná stěna, Gramovo barvení. 5. Acidorezistence bakterií, Ziehl- Neelsenovo barvení. 6. Klidová stadia bakterií. Endospory a proces sporulace. Exospory, cysty. 7. Povrchové struktury bakteriální buňky. Pouzdra, pochvy a slizy u bakterií. 8. Pohyb bakteriálních buněk. 9. Růstové cykly bakterií. 10. Aktinomycety, prostékaté bakterie, myxobakterie. 11. Sinice Obsahem přednášky je základní přehled morfologie bakterií, jejich kolonií a buněk, charakteristika cytologických struktur. Vedle stavby bakteriální buňky a di-versity specifických buněčných struktur jsou tématem předmětu také metody studia cytologie a morfologie bakterií - mikroskopie, archivace, zpracování a analýzy obrazu. BÍ7331 - Diplomový seminář z biologie I z, 0/2/0, 2 kr., podzim BÍ7340 - Cytologie a morfologie bakterií - cvičení z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: N0W(Bi7330) Doporučení: absolvování předmětu obecná mikrobiologie Základní morfologická charakteristika a barvitelnost bakteriálních buněk. Hodnocení morfologie bakteriálních kolonií. Práce se světelným mikroskopem, seřizování, údržba, odstranění drobných vad. Pořizování, archivace, editace a analýza obrazu v mikrobiologii. Mikrofotografie, práce s digitálním fotoaparátem, využití analogové kamery k pořizování makro- i mikrosnímků v mikrobiologické laboratoři. Měření velikosti bakteriálních buněk a jejich morfologických struktur (využití okulárového mikrometru a software pro analýzu obrazu). Tvary a shluky bakteriálních buněk (morfologická diverzita bakterií). Gramovo barvení. Acidorezistence bakterií, Ziehl-Neelsenovo barvení, mykobakteria. Giemsovo barvení. Spory a sporulace u bakterií. Fázový a Nomarského kontrast. Pouzdra, pochvy a slizy bakteriálních buněk. Pohyb bakteriálních buněk. Příprava sklíčkových kultur. Aktinomycety a metody pozorování jejich morfologie. Měření a srovnání rozměrů jednotlivých skupin mikroorganismů. Barvení buněčné stěny, jaderného materiálu a zásobních látek v buňkách bakterií. Zpracování obrazové dokumentace - digitální protokol. Předmět je vyučován formou praktických laboratorních cvičení a jeho cílem je umožnit přímé pozorování morfologické diverzity bakteriálních buněk a studium některých základních struktur bakteriální buňky. Součástí cvičení jsou techniky a organismy důležité jak pro klinickou praxi, tak pro environmentálni mikrobiologii a biotechnologie. V průběhu kurzu by účastníci měli zvládnout základní techniky 401 4 Predmety biologické sekce přípravy mikroskopických preparátů pro světelnou mikroskopii (barvené, nativní preparáty, sklíčkové kultury), mikroskopickou techniku, pořizování obrazového záznamu z mikroskopu i obrazu makroskopického, digitalizaci obrazu a jeho následné zpracování, příp. analýzu. Bi7340c - Cytologie a morfologie bakterií - cvičení z, 0/3/0, 3 kr., podzim Předpoklady: B4090 A N0W(B7330) Doporučení: absolvování předmětu obecná mikrobiologie přednáška z cytologie a morfologie bakterií Základní morfologická charakteristika a barvitelnost bakteriálních buněk. Hodnocení morfologie bakteriálních kolonií. Práce se světelným mikroskopem, seřizování, údržba, odstranění drobných vad. Pořizování, archivace, editace a analýza obrazu v mikrobiologii. Mikrofotografie, práce s digitálním fotoaparátem, využití analogové kamery k pořizování makro- i mikrosnímků v mikrobiologické laboratoři. Měření velikosti bakteriálních buněk a jejich morfologických struktur (využití okulárového mikrometru a software pro analýzu obrazu). Tvary a shluky bakteriálních buněk (morfologická diverzita bakterií). Gramovo barvení. Acidorezistence bakterií, Ziehl-Neelsenovo barvení, mykobakteria. Giemsovo barvení. Spory a spo-rulace u bakterií. Fázový a Nomarského kontrast. Pouzdra, pochvy a slizy bakteriálních buněk. Pohyb bakteriálních buněk. Příprava sklíčkových kultur. Aktinomycety a metody pozorování jejich morfologie. Měření a srovnání rozměrů jednotlivých skupin mikroorganismů. Barvení buněčné stěny, jaderného materiálu a zásobních látek v buňkách bakterií. Zpracování obrazové dokumentace - digitální protokol. Předmět je vyučován formou praktických laboratorních cvičení a jeho cílem je umožnit přímé pozorování morfologické diverzity bakteriálních buněk a studium některých základních struktur bakteriální buňky. Součástí cvičení jsou techniky a organismy důležité jak pro klinickou praxi, tak pro environmentálni mikrobiologii a biotechnologie. V průběhu kurzu by účastníci měli zvládnout základní techniky přípravy mikroskopických preparátů pro světelnou mikroskopii (barvené, nativní preparáty, sklíčkové kultury), mikroskopickou techniku, pořizování obrazového záznamu z mikroskopu i obrazu makroskopického, digitalizaci obrazu a jeho následné zpracování, příp. analýzu. BÍ7351 - Metody antropologie I. z, 0/3/0, 3 kr., podzim doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D. V kurzu se student seznámí s postupy a metodami při studiu kosterních pozůstatků /základy osteometrie, určování pohlaví, věku a výšky postavy, základy dentální antropologie, metodika zpracování žárových hrobů, rekonstrukce podoby podle lebky, studium nemetrických znaků skeletu) a metodikou studia živého člověka (složení těla, studium barvy očí, vlasů, základy dermatoglyfiky apod.). 402 4 Predmety biologické sekce BÍ7352 - Forenzní antropologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc. Připravuje antropologa na řešení identifikace kostrových nálezů neznámého původu od „antropologa na místě činu" po přípravu k expertizní praxi jako soudního znalce. Určování pohlaví, dožitého věku , velikosti těla, etnické příslušnosti, manifestace porodů, známky profesní zátěže, životního stylu apod. u případů indovodu-álních i hromadných. Metody klasické a moderní (co mohou kostrové pozůstatky vypovědět o životní dráze mrtvého). Bi7352c - Forenzní antropologie cvičení z, 0/2/0, 2 kr., podzim doc. MUDr. Vladimír Novotný, CSc. BÍ7430 - Molekulární biotechnologie zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc, RNDr. Alena Španová, CSc. Doporučení: Výuka je určena zájemcům o obor molekulární biotechnologie. Předpokladem zapsání předmětu je zkouška z předmětu Molekulární biologie(Bi4020) a Obecná mikrobiologie (BÍ4090). Vztah mezi chemickou výrobou a biotechnologiemi. Molekulární biotechnologie. Příprava rekombinantních DNA molekul. Použití klonovacích vektorů. Umělý přenos genů. Selekce buněk nesoucích rekombinantní DNA. Pomnožení cizorodé DNA. Konstrukce genomových knihoven. Vyhledávání vhodných genů. Chemická syntéza DNA a peptidů. Příprava DNA čipů. Ovlivňování genové exprese. Izolace funkčních promotorů. Regulovatelné promotory. Fuzní proteiny. Translační expresní vektory. Zvyšování stability proteinů. Charakterizace mikroorganismů používaných při produkci heterologních proteinů. Řízená mutageneze a proteinové inženýrství. Produkce látek pomocí geneticky modifikovaných mikroorganismů (GMO). Enzymová katalýza v nevodných systémech. Stanovení identity a čistoty rekombinantních proteinů. Regulace využívání GMO. Vztah mezi chemickou výrobou a biotechnologiemi. Molekulární biotechnologie. Příprava rekombinantních DNA molekul. Použití klonovacích vektorů. Umělý přenos genů. Selekce buněk nesoucích rekombinantní DNA. Pomnožení cizorodé DNA. Konstrukce genomových knihoven. Vyhledávání vhodných genů. Chemická syntéza DNA a peptidů. Příprava DNA čipů. Ovlivňování genové exprese. Izolace funkčních promotorů. Regulovatelné promotory. Fúzní proteiny. Translační expresní vektory. Zvyšování stability proteinů. Charakterizace mikroorganismů používaných při produkci heterologních proteinů. Řízená mutageneze a proteinové inženýrství. Produkce látek pomocí geneticky modifikovaných mikroorganismů (GMO).Enzymová katalýza v nevodných systémech. Stanovení identity a čistoty rekombinantních proteinů. Regulace využívání GMO. 403 4 Predmety biologické sekce Bi7430c - Molekulární biotechnologie - cvičení z, 0/4/0, 4 kr., podzim Předpoklady: N0W(Bi7430) 1. Bezpečnost práce v molekulárně biotechnologické laboratoři. Práce s GMO. 2. Kultivace bakteriálních buněk E. coli JM 109 (pUC19). 3. Mikroizolace plazmi-dové DNA pU19. 4. Kultivace bakteriálních buněk E. coli JM109 (pUC19::diml). 5. Izolace rekombinantní DNA pUC19::diml. 6. Linearizace plazmidových DNA reštrikční endonukleázou EcoRI. Gelová elektroforéza DNA a stanovení velikosti restrikčních fragmentů. 7. Přenos rekombinantní a nerekombinantní plazmidové DNA do bakteriálních buněk E. coli JM109 metodou elektrotransformace. 8. Výsev a selekce elektrotransformantů nesoucích rekombinantní a nerekombinantní DNA. Vyhodnocení elektrotransformace. 9. Příprava plazmidové DNA sondy - neradio-aktivní značení digoxigeninem. 10. Tečková hybridizace. 11. Southernův přenos. 12. Provedení DNA/DNA hybridizace při vysoké přísnosti (stringenci). 13. Imunologická detekce hybridizačních produktů. 14. Vyhodnocení hybridizace.Zápočtový test. 15. Závěrečné vyhodnocení protokolů a testu. Bezpečnost práce v molekulárně biotechnologické laboratoři. Práce s GMO. Kultivace bakteriálních buněk E. coli JM 109 (pUC19). Mikroizolace plazmidové DNA pU19. Kultivace bakteriálních buněk E. coli JM109 (pUC19::diml). Izolace rekombinantní DNA pUC19::diml. Linearizace plazmidových DNA reštrikční endonukleázou EcoRI. Gelová elektroforéza DNA a stanovení velikosti restrikčních fragmentů. Přenos rekombinantní a nerekombinantní plazmidové DNA do bakteriálních buněk E. coli JM109 metodou elektrotransformace. Výsev a selekce elektrotransformantů. Vyhodnocení elektrotransformace. Příprava plazmidové DNA sondy - neradioaktivní značení digoxigeninem. Tečkové hybridizace. Southernův přenos. Provedení DNA/DNA hybridizace při vysoké přísnosti (stringenci).Imunologická detekce hybridizačních produktů. Vyhodnocení hybridizace. BÍ7433 - Seminář z rostlinné fyziologie III. z, 0/2/0, 2 kr., podzim Vědecká prezentace v rostlinné fyziologii, přednáška, poster, krátké sdělení, článek. Seminární práce. BÍ7450 - Speciální parazitológie zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Božena Koubková, Ph.D. Uvod do speciální parazitológie, adaptace k parazitismu, základní definice a pojmy, terminologie. Rozšíření parazitismu v živočišné říši, diverzita cizopasníků, význam parazitů v přírodě. Subregnum: Protozoa - obecná charakteristika a hlavní adaptace k parazitismu, klasifikace. Phyllum: Sarcomastigophora - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Apicom-plexa - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Microspora - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Myxozoa - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Ciliophora - morfologie, biologie, 404 4 Predmety biologické sekce klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phylla: Porifera, Coelenter-ata, Ctenophora and Mesozoa - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Platyhelminthes - obecná morfologie, adaptace k parazitismu, klasifikace. - Class: Monogenea - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. - Class: Digenea - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. - Class: Cestoda - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Ne-matoda - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Acanthocephala - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Pentastomida - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Mollusca - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Annelida - Hirudinea - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Phyllum: Arthropoda - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. - Class: Crustacea - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. - Class: Arachnida - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. - Class: Insecta -morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Miscellaneous groups: Nemertea, Rotifera, Nematomorpha, Sipuncula, Echinodermata - morfologie, biologie, klasifikace, typiční zástupci, onemocnění a dignostika. Doporučená literaura: Noble E. R. et al.: Parasitology - the biology of animal parasites, London, 1989, 574 pp. Schmidt G. D., Roberts L. S.: Foundations of parasitology. The C.V. Mosby Company, St. Louis-Toronto-London, 1981, 795 pp. Smyth J. D.: Introduction to Animal Parasitology, Cambridge University Press, 1994, 549 pp. Ryšavý B.: Základy parazitologie, SPN Praha, 1988, 215 pp. Parazito-hostitelské systémy, diverzity cizopasníků, Protozoa - morfologie, biologie, klasifikace, Parasitiční helminti - morfologie, biologie, klasifikace, parazitičtí členovci - morfologie, biologie, klasifikace. BÍ7451 - Biologie vodních bezobratlých zk, 2/0/0, 2+2 kr., jaro RNDr. Světlana Zahrádková, Ph.D. Předpoklady: (B1030 V BI1030 V BÍ2140) A (^B745l) 1. Porifera 2. Cnidaria 3. Catenulida, Rhabditophora 4. Rotifera, Nematoda, Nematomorpha 5. Mollusca 6. Annelida 7. Nemertea, Tardigrada, Acarina 8. Crustacea 9. Ephemeroptera, Odonata 10. Plecoptera, Hemiptera, Megaloptera, Planipennia 11. Coleoptera, Lepidoptera 12. Trichoptera 13. Diptera - Nematocera 14. Diptera - Brachycera 15. Entoprocta, Bryozoa Biologie sladkovodních bezobratlých se zaměřením na faunu ČR. V návaznosti na přednášku „Systém a fylogeneze bezobratlých" bude podrobněji probírána biologie jednotlivých skupin organismů - rozmnožování a ontogeneze, potravní biologie, pohyb, dýchání, bionomie jednotlivých taxonů. 405 4 Predmety biologické sekce BÍ7461 - Diplomová práce z rostlinné fyziologie I. BÍ7474 - Parazitologicky seminář II z, 0/6/0, 6 kr., podzim z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: (BÍ6330 V B6330) A (^B7474) Co je hlavním cílem přípravy diplomovépráce Jak psát první verzi práce Tabulky, grafy, a další obrazové prostředky Tvorba druhé verze práce Konečný formát práce Korektury a opravy práce Příprava prezentace formou přednášky Doporučená literatura: Cmejrková S., Daneš F., Světlá J., 1999: Jak napsat odborný text. LEDA, 255str. Matthews J.R., Bowen J.M. and Matthews R.W. 1997: Succesful scientific writing. Cambridge University Press, 197pp. Cílem tohoto semináře je seznámit studenty se zásadami přípravy diplomové práce a vystoupení na semináři katedry zoologie a ekologie BÍ7490 - Základy stochastického modelování zk, 2/0/0, 2+2 kr., podzim doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr. Doporučení: Nutným předpokladem je dobrá znalost základní metodologie biosta-tistiky, základů plánování experimentů a základní znalost regresních analýz (přímka, polynomiální regrese). 1. Základní matematické operace s vektory a maticemi, řešení soustavy lineár-nich rovnic. Uvod do modelování. Modely vycházející z experimentálních dat. -o- 2. Markovovy řetězy. Aplikace při modelování sukcese ekosystému, struktury biologických populací. Homogenní a nehomogenní Markovovy řetězy v ekologii, ekoto-xikologii a medicíně. Leslieho matice, -o- 3. Jednoduché aplikace regresní analýzy v různých biologických vědách. Stabilita modelů, redundance proměnných. Analýza reziduí modelů, -o- 4. Regresní analýza v ekologii. Binární data jako nezávislé proměnné. Modelování nominálních dat analýzou rozptylu. Odhad vlivu environmen-tálních parametrů na biologické populace. Gaussovské křivky, indikátorové druhy. Modelování využívající kontingenční tabulky v ekologii, -o- 5. Logistická regrese -jednorozměrný a vícerozměrný model. Srovnání logistické regrese a diskriminační analýzy, -o- 6. Vícerozměrná lineární regrese - úvod a experimentální přístupy. Metoda nejmenších čtverců. Metoda maximální věrohodnosti. Vícerozměrná lineární regrese - výstavba modelu, hodnocení modelu. Předpoklady metody nejmenších čtverců. 2) Metody výzkumu -0-3) Optická identifikace minerálů -o- 4) RTG identifikace minerálů -o- 5) DTA identifikace minerálů -o- 6) Využití elektronové mikroskopie a 479 5.1 Predmety geologických věd mikroanalýzy -o- 7) Katodoluminiscence -o- 8) Prevence vzniku biolitů 9) Antro-pogenní minerály: produkty kalcifikace plynových zásobníků, eflorescenty -o- 10) Antropogenní minerály: Minerály krystalizující z vodných roztoků ^11) Antro-pogenní minerály: Minerály hald - produkty zvetrávaní (oxidace) sulfidických ložisek -0-12) Antropogenní minerály: Minerály kaustické metamorfózy Produkty biosféry se mezi minerály zařazují jen ojediněle a zpravidla tehdy, jsou-li svým chemismem blízké minerálům vznikajícím v přírodě i mimo antropogenní oblast. Biolitologie se zabývá studiem močových a ledvinových kameny popřípadě dalších konkrementů vytvářejících se ve zvířecím nebo lidském těle. Sledování chemismu, struktury a textury močových a ledvinových kamenuje z hlediska etiopatogeneze urolitiázy jednou z cest jak lze získat podklady pro preventivní léčbu. K biogenním minerálům jsou volně přiřazeny antropogenní minerály tj. v důsledku činností člověka v přírodě vznikající minerální asociace, které jsou často svým chemismem a genezí velmi specifické. GA571 - GemolOgíe Z, 1/0/0, 1 kr., jaro, jednou za dva roky Jaroslav Hyšl ) Historie využití drahokamù 2) Metody a pøístroje na urèování drahokamù 3) Geologie ložisek drahokamù 4) Systematická ge-mologie a) diamanty (včetně oceňování) b) korundy c) beryl d) křemen + opál e) granáty + turmalíny f) zirkon + chryzoberyl + topaz + spinel + olivín g) živce + jadeit + nefrit + tyrkis 5) Organické drahokamy - perly, korál, jantar 6) Syntetické materiály a jejich určování 1) Historie využití drahokamù 2) Metody a pøístroje na urèování drahokamù 3) Geologie ložisek drahokamù 4) Systematická ge-mologie a) diamanty (včetně oceňování) b) korundy c) beryl d) křemen + opál e) granáty + turmalíny f) zirkon + chryzoberyl + topaz + spinel + olivín g) živce + jadeit + nefrit + tyrkis 5) Organické drahokamy - perly, korál, jantar 6) Syntetické materiály a jejich určování GA581 - Impaktní proces a šoková z, 1/0/0, 1 kr., jaro, jednou za dva roky metamorfóza Skála GA591 - Supergenní mineralogie z, 1/0/0, 1 kr., jaro Mgr. Jiří Sejkora, Ph.D. a) Uvod, základní definice - co je supergenní zóna rudních ložisek, rozlišení základních typù supergenních minerálních asociací b) minerogenetické procesy v supergenních zónách (pùvod chemických prvkù, jejich uvolnìní z primární vazby, migrace a depozice) c) metody studia pro-cesù supergenních zón (pøehled metodických pøístupù: geologický, geochemický - modelování na základì termodynamických dat, 480 5 Predmety sekce věd o Zemi mineralogický), d) morfologický charakter a hloubkový rozsah supergenních zón in-situ, hranice supergenní a primární mineralizace e) rychlost vzniku supergenních zón a jejich absolutní stáøí f) faktory ovlivòující charakter supergenní zóny a jejich promìnlivost v èase g) supergenní minerální asociace jako produkt supergenních procesù h) typy supergenních minerálních asociací a jejich pøíklady pro rùzné zdrojové materiály a podmínky i) obdobné pøírodní procesy a jejich minerální asociace j) význam studia supergenních minerálních asociací, možnosti aplikace zjištìných vý-sledkù a) Úvod, základní definice - co je supergenní zóna rudních ložisek, rozlišení základních typù supergenních minerálních asociací b) minerogenetické procesy v supergenních zónách (pùvod chemických prvkù, jejich uvolnìní z primární vazby, migrace a depozice) c) metody studia procesù supergenních zón (pøehled metodických pøístupù: geologický, geochemický - modelování na základì termodynamických dat, mineralogický), d) morfologický charakter a hloubkový rozsah supergenních zón in-situ, hranice supergenní a primární mineralizace e) rychlost vzniku supergenních zón a jejich absolutní stáøí f) faktory ovlivòující charakter supergenní zóny a jejich promìnlivost v èase g) supergenní minerální asociace jako produkt supergenních procesù h) typy supergenních minerálních asociací a jejich pøíklady pro rùzné zdrojové materiály a podmínky i) obdobné pøírodní procesy a jejich minerální asociace j) význam studia supergenních minerálních asociací, možnosti aplikace zjištìných vý-sledkù GA601 - Neogén na Moravě kz, 2/0/0, 2+1 kr., jaro prof. RNDr. Rostislav Brzobohatý, CSc. Doporučení: Doporučen je předmět G9600 Paratethys Moravský neogén a jeho postavení v Paratethdě (stratigrafie, paleogeografie, sedimentologie, tektonika) -o- Zbytkové trogy flyšových pánví v miocénu -o- Vídeňská pánev -o- Karpatská předhlubeň -o- Pliocén Hornomoravského úvalu -o- Relikty neogénu na Českém masivu Předmět je určen především studentům magisterského studia oboru geologie. Jeho cílem je prohloubit speciální znalosti geologických jednotek moravského regionu. GA611 - Statistické metody v paleontologii z, 1/0/0, 1 kr., jaro doc. Ing. Šárka Hladilová, CSc. Doporučení: Úspěšné absolvování základního kurzu z paleontologie. Obecné principy využití matematické statistiky v paleontologii & Kvantifikace paleontologických údajů & Jednorozměrné statistické metody & Grafické znázor- 481 5.1 Predmety geologických věd není výsledků & Vztahy mezi veličinami & Vícerozměrné statistické metody & Trendy změn v čase & Využití matematické statistiky v biostratigrafii & Využití matematické statistiky v paleoekologii & Analýza správnosti výsledků & Možné chyby a jejich eliminace Předmět je určen posluchačům navazujícího magisterského studia oboru Geologie. Jeho cílem je seznámit studenty se základními metodami statistického zpracování paleontologického materiálu. GA621 - Vybrané problémy tektoniky z, 1/0/0, 1 kr., jaro, jednou za dva roky Českého masivu RNDr. Rostislav Melichar, Dr. Doporučení: Posluchač by měl být seznámen s regionální geologií Českého masivu. Hlavní tektonické jednotky Českého masivu. Moldanubikum, kutnohorikum-saxothuringikum, bohemikum, brněnská jednotka, moravskoslezské paleozoikum Hlavní tektonické jednotky Českého masivu. Moldanubikum, kutnohorikum-saxothuringikum, bohemikum, brněnská jednotka, moravskoslezské paleozoikum GA631 - Osteologie pro archeology kz, 2/0/0, 3 kr., podzim prof. RNDr. Rudolf Musil, DrSc. Předpoklady: ^GA630 Doporučení: pasivně angličtina a doporučuje se němčina 1. Uvedení do problematiky 2. dosavadní stav poznatků 3. Determinace kostí a názvy jednotlivých částí 4. Aplikace v archeologické praxi Komplexní pojetí práce. Význam osteologických nálezů pro archeology. Příčiny nahromadění osteologického materiálu a jeho rozlišení. Důležitost jednotlivých kostí. Změny přírodního prostředí v posledníledové době a v holocénu. Faunistická společenstva koncem pleistocénu a začátkem holocénu. Lovná zvěř. Rozeznání intencionálních a anorganických pochodů u fragmentů kostí. Taxonomická pravidla. Ekonomické aspekty lovu lidí. GA641 - Terénní práce z kvartérní geologie kz, 2/0/0, 2+1 kr., jaro prof. RNDr. Rudolf Musil, DrSc. Lokality brněnského okolí Seznámení s hlavními typy sedimentů v brněnském okolí a s jejich stratigrafic-kým zařazováním GA651 - Moravská naleziště pleistocénních obratlovců z, 1/0/0, 1 kr., jaro prof. RNDr. Rudolf Musil, DrSc. 1. Úvod do problematiky 2. Dosavadní stav poznatků 3. Naleziště v krasových oblastech 4. Naleziště v eolických a fluviálních sedimentech Moravská hlavní naleziště pleistocénních obratlovců.Nalezená společenstva, stratigrafické zařazení. 482 5 Predmety sekce věd o Zemi GA661 - Exkurze po kvartérních lokalitách II z, 0/2/0, 2 kr., jaro prof. RNDr. Rudolf Musil, DrSc. Lokality brněnského okolí Seznámení s hlavními typy sedimentů v brněnském okolí a s jejich stratigrafic-kým zařazováním GA671 - Technika kz, 1/1/0, 2+1 kr. , jaro, jednou za dva roky hydrogeologických prací Ing. RNDr. Vladimír Pelikán, DrSc, Mgr. Tomáš Kuchovský, Ph.D. Doporučení: G2100, doporučen předmět G7401 Hloubení a výstroj hydrogeologických vrtů; úpravy zhlaví vrtu -o- typy hydrogeologických vrtů 5. Prostorová racionalita dopravy. Vývojová stádia dopravy v grafovém pojetí. ■> 6. Veřejná doprava. Grafikon, jízdní řád, linka a spoj. Dopravní špička a dopravní sedlo, -o- 7. Silniční doprava, vývoj, prostorová organizace, prostorové nároky, vazby na prostředí. ■> 8. Železniční doprava, vývoj, prostorová organizace, prostorové nároky, vazby na prostředí. ■> 9. Námořní doprava. Říční plavba. ■> 10. Letecká doprava. Městská doprava. Potrubní doprava. Nekonvenční druhy dopravy, -o- 11. Dopravní vybavenost území I - přehled ukazatelů a hodnocení -0-12. Doparvní vybavenost území II - další ukazatele a hodnocení. -0-13. Doprava a životní prostředí. Vývoj veřejné dopravy v ČR. Předmět informuje o základních hospodářských a sociálních účelech dopravy a o její vazbě k přírodnímu prostředí (podmíněnost tras, přímé a nepřímé působení dopravy na životní prostředí), dále se zde prokazují hlavní geografické rysy dopravy a přepravy, dopravních sítí a přepravních proudů, jakož i vliv dopravy na prostorové uspořádání měst a na funkci lokálního systému osídlení, -o- Student získá základní dovednosti s vyhodnocováním role dopravy především v malém území. Z0042 - Geografie nevýrobní sféry 2 - geografie k, 1/1/0, 3 kr., podzim obchodu a turismu doc. RNDr. Stanislav Řehák, CSc. 1. Úloha peněz a regulační úloha trhu v ekonomice. Uvěr a zisk. Měnové kurzy, -o- 2. Kapitál a investice. Investice přímé a portfoliové. Cenné papíry a role burzy. ^ 3. Banky, spořitelny a pojišťovny. Odložená spotřeba jako zdroj investičního kapitálu, -o- 4. Mezinárodní mobilita kapitálu. Hot money. Finanční centra současného světa, svět jako finanční prostor. ■> 5. Specifika služeb. Členění služeb v širším slova smyslu podle OKEC. -o- 6. Uzemní dosah a hierarchizace služeb. Urbanistický efekt kumulace služeb, -o- 7. Kombinace služeb. Monitoring ve vybavenosti služeb, ukazatele pro kvantitativní posuzování. Současné trandy v geografii služeb, -o- 8. Geografie turismu. Postavení turismu v humánní geografii. Pojetí turismu. Terminologie, definice. Venkovská turistika, agroturistika. Literatura, -o- 9. 572 5 Predmety sekce věd o Zemi Předpoklady pro turismus - lokalizační, selektivní a realizační předpoklady. Ubytovací a stravovací zařízení. ^10. Předpoklady pro turismus - lokalizační, selektivní a realizační předpoklady. Komplexní hodnocení předpokladů, -o- 11. Turismus jako rozvojový faktor. Aktivní a pasivní cestovní ruch. Ukazatele. Vývoj turismu v ČR v 90. letech. Podnikatelstká struktura. Hraniční přechody. ^12. Region v geografii turismu. Atraktivity území, kvalita MTZ. Zatížení území turismem.Střety turismu se zájmy ochrany přírody a krajiny, regulace turismu, -o- 13. Turismus v Evropě. Informace o turismu. Významné turistické regiony Evrop. Veletrhy a výstavy, kongresový turismus, náboženský (poutní) fenomén. Informační systémy, internet, reklama. Cestovní a informační kanceláře. Předmět je zaměřen na pochopení role ekonomiky obecně a konkrétně terciér-ních aktivit v národním hospodářství určitého státu a v územním průmětu zvláště, důraz je kladen jak na integritu světového hospodářství a na znalost jeho hlavních finančních center, tak na roli různorodých zařízení terciérního charakteru v aktivaci rozvoje malého území. Pasáž o turismu a cestovním ruchu integruje předchozí znalosti o prostředí s tou z aktivit, která se opírá o respektování přírodního a kulturního potenciálu určitého území. Předmět je zároveň minimální průpravou pro zvládání ekonomických znalostí v dalších fázích studia, zvláště v případě výběrových přednášek. Z0043 - Geografie obyvatelstva a osídlení 1 kz, 2/1/0, 4 kr., podzim RNDr. Václav Toušek, CSc. 1. Uvod. Vývoj disciplíny. Zdroje dat a jejich dostupnost. 2. Historie sčítání lidu a průběžné evidence obyvatelstva. 3. Základní jednotky v geografii obyvatelstva. 4. Antropogeneze. Rasová diferenciace. 5. Rozšíření člověka na Zemi. Neolitická revoluce. 6. Vývoj počtu obyvatel Země. Malthusiánství. 7. Rozmístění obyvatelstva v závislosti na přírodních podmínkách. 8. Metody hodnocení rozmístění obyvatelstva. 9. Uvod do demografie: demografická data a ukazatele, čas v demografické analýze. 10. Struktura obyvatelstva podle pohlaví a věku. 11. Porodnost. 12. Úmrtnost. 13. Sňatečnost a rozvodovost. Potratovost. 14. Celkové charakteristiky přirozené reprodukce. Demografický přechod. Předmět seznamuje se základními přístupy analýzy prostorového rozmístění obyvatelstva, jeho struktury a vývoje. Studenti jsou seznámeni se zdroji dat o obyvatelstvu a metodami jejich analýzy. Kurz má tři hlavní části. První z nich seznamuje s vývojem disciplíny, definuje základní analytické jednotky a metody získávání dat. Druhá část je věnována popisu rozšíření a rozmístění obyvatelstva na Zemi a populačnímu vývoji světa, včetně prognóz budoucího vývoje. Třetí část seznamuje se základy demografie, tj. metodami analýzy procesů přirozené reprodukce. Zvláštní pozornost je věnována diskusi místa ČR v populačním vývoji Evropy i světa. Integrální součástí kurzu jsou cvičení, zaměřená na praktické osvojení analytických technik. 573 5.2 Předměty geografických věd Z0044 - Geografie obyvatelstva a osídlení 2 zk, 2/1/0, 5 kr., jaro RNDr. Václav Toušek, CSc. Předpoklady: Z0043 Prostorová mobilita obyvatelstva a její typy. Migrace: základní pravidelnosti, struktura podle pohlaví, věku, vzdělání a důvodů, vývoj vnitřní migrace v ČR. Migrace: analytické ukazatele, hodnocení migrační atraktivity, modelování migrace. Přehled hlavních historických (mezikontinentálních) migrací, nucené migrace. Vztah migrace a přirozené měny. Obyvatelstvo ČR podle místa trvalého pobytu v době narození (rodáci). Dojížďka za prací a do škol (v ČR): struktura, analytické ukazatele. Využití údajů o dojíždce a vyjížďce při geografické regionalizaci. Struktura obyvatelstva ČR (a její vývoj): podle ekonomické aktivity (ekonomických sektorů), vzdělání, národnosti a náboženského vyznání. Světové jazyky, jejich klasifikace (jazykové rodiny a skupiny). Fáze vývoje geografického studia osídlení. Vznik a vývoj venkovských a městských sídel, význam antické urbanistické tradice. Funkce měst. Definice města. Celosvětový přehled stupně urbanizace. Sídelní systémy a jejich formy. Pravidlo velikostního pořadí měst a jeho aplikace. Teorie centrálních míst. Geografie města. Modely vnitřní struktury města. Osídlení českých zemí v prehistorickém období (pravěk až raný středověk): archeologické kultury a jejich nositelé. Obyvatelstvo a osídlení českých zemí ve středověku: zdroje dat, kolonizace, zakládaní měst. Obyvatelstvo českých zemí v protostatistickém období (16. až 18. století). Kurz bezprostředně navazuje na přednášku Geografie obyvatelstva a osídlení I. V úvodu kurzu jsou zopakovány základní poznatky z demografie formou „aktualizace" informací o demografickém vývoji v ČR a v Evropě. Obsah kurzu je možné rozdělit do čtyř tematických oblastí: (1) prostorová mobilita obyvatelstva (migrace a dojížďka), (2) socioekonomická struktura obyvatelstva, (3) geografie osídlení a (4) historický vývoj obyvatelstva českých zemí. Diskutované metody a techniky si studenti prakticky ověřují ve cvičeních a formou seminární práce, v níž každý student podává komplexní charakteristiku obyvatelstva vybraného okresu. Z0047 - Geografie průmyslu a zemědělství zk, 4/2/0, 7 kr., podzim doc. RNDr. Antonín Věžník, CSc. 1. Světová ekonomika na počátku 21.století, základní charakteristika, metamorfóza světové ekonomiky , implikace pro ČR 2. Změny v hospodářské politice a systémech, poslední ekonomické změny v USA, Japonsku, západní Evropě, státech střední a východní Evropy, v Číně a v rozvojovém světě 3. Vznik a vývoj zemědělství, význam v historii lidské společnosti, specifikum zemědělství a jeho postavení v národním hospodářství, základní pojmy, geografie zemědělství, metody, literatura 4. Vliv přírodních faktorů na zemědělství, vliv zemědělství na ZP, trvale udržitelné zemědělství, agroenvironmentální programy 5. Vliv sociálně - ekonomických faktorů na zemědělství, Agrární politika WTO, EU, Koncepce předvstupní politiky ČR, 574 5 Predmety sekce věd o Zemi Agenda 2000 6. Systémy využívání půdy. Charakteristika zemědělství v jednotlivých společensko- ekonomických formacích, typologie světového zemědělství 7. Přehled zemědělské produkce - rostlinná výroba, alternativní plodiny, zemědělství 21. století, technologie biobází 8. Přehled zemědělské produkce - živočišná výroba, rybolov, lesní hospodářství 9. Geografie průmyslu, vývoj průmyslu, základní poj my, metody geografického hodnocení, literatura 10. Surovinové zdroje, zásoby, těžba, obchod 11. Energetika, hutnictví, svět, Evropa, ČR 12. Strojírenství, elektrotechnika, chemický průmysl - svět, Evropa, ČR 13. Ostatní odvětví průmyslové výroby - svět, Evropa, ČR Cílem předmětu je seznámit posluchače s minulým vývojem a současným stavem světového a našeho hospodářství (výrobního sektoru), a to nejen v odvětvovém, ale i v regionálním přehledu. Důraz bude položen také na očekávané trendy ve vývoji průmyslu a zemědělství ve vyspělých tržních ekonomikách, v tranzitivních ekonomikách zemí střední a východní Evropy a v ostatních zemích Z0051 - Geomorfologie zk, 2/2/0, 6 kr., jaro Uvod do studia geomorfologie. Předmět studia. Historie geomorfologie. Fyzikální podstata geomorfologických procesů. Systematická geomorfologie. Morfo-grafie. Morfografické názvosloví jako terminologický základ geomorfologie. Mor-fometrie. Morfometrická analýza a syntéza. Morfogenetika. Strukturní geomorfologie. Základní typy morfostruktur (horizontální, ukloněné, atd.), morfostruktury aktivní a pasivní. Dynamická geomorfologie. Geomorfologická činnost proudící vody. Procesy svahové modelace a vývoj svahů. Krasové procesy. Geomorfologické procesy aridních klimamorfogenetických zón. Geomorfologická činnost ledovců. Pobřežní modelace. Reliéf mořského dna. Typy reliéfu. Čas jako faktor vývoje tvarů zemského povrchu, morfostratigrafie a denudační chronologie. Výklad vychází z definice tvarů zemského povrchu a přes fyzikální podstatu geomorfologických procesů směřuje k popisu tvarů a k jejich analýze. Morfogenetická část se opírá o výklad mechanizmu vzniku morfostruktur a jejich modelaci exo-genními procesy. Čas jako ukazatel účinku exogenních procesů vytváří z výchozí morfostruktury typ reliéfu. Z0059 - Hydrologie zk, 2/2/0, 6 kr., podzim RNDr. Miroslav Kolář, CSc. Úvod. Význam vody v krajině. Hydrologie jako vědní disciplína, historický vývoj, organizace hydrologické služby. Vodní zásoby a cirkulace vody na Zemi -základní bilanční rovnice. Hydrografie řek - měrné jednotky odtoku, hydrografické charakteristiky povodí, říční sítě a říčního koryta. Hydrologie řek - režim řek a jeho antropogenní ovlivnění, hydrologické předpovědi. Podpovrchová voda - její vznik, druhy a doplňování, režim a pozorování podzemní vody, prameny. Limnologie a hydrobiologie bažin - morfometrické charakteristiky jezer a nádrží, vodní bilance jezer, termická stratifikace. Fyzikální a chemické vlastnosti povrchové a podpovr- 575 5.2 Předměty geografických věd chove vody - organická a anorganická kontaminace vody. Oceánografie - vlastnosti mořské vody, problematika jejího znečištění; pohyby mořské vody, mořské proudy. Předmět je zaměřen tak, aby posluchači získali představu o náplni hydrologie, o měření a pozorování hydrologických prvků a o metodách zpracování naměřených dat. Detailnejšou vysvětlovány hlavní zákonitosti oběhu vody v přírodě s akcentem na jejich antropogenní ovlivnění. Z0062 - Kartografie a geoinformatika zk, 4/1/0, 7 kr., jaro doc. RNDr. Milan Konečný, CSc, Mgr. Karel Staněk, Ph.D. 1. Vymezení a definice prostorových dat, informací a znalostí. Vztah k neprosto-rovým datům a informacím. Kartografie a geoinformatika. 2. Postavení kartografie v systému věd, vztahy k jiným vědním disciplínám. Definice a předmět výzkumu kartografie. Analogová a digitální kartografie. Vývoj kartografie jako vědy. Kartografie a geografie. 3. Kartografické vyjadřovací prostředky. Metody znázorňování obsahu topografických, geografických a tematických map. Anamorfní mapy. Kartografický jazyk. Kartografická interpretace 4. Definice, základní činitelé a metody generalizace. Postupy a řešení v klasické a počítačové kartografii. Generalizace prvků obsahu map: topografických, tematických, geografických. 5. Přehled kartografických technik a měření. Metody kartometrie. Uplatnění kartometrie v topografii a tematické kartografii 6. Dějiny kartografie 7. Moderní technologie a kartografie: GIS, GPS, DPZ: základní trendy a poznatky. 8. Uvod do geoinformatiky 9. Teorie prostorové vědy 10. Kartografická vizualizace. 11. Organizace kartografů a uživatelů geografických dat v ČR, Evropě a ve světě (ICA, ISPRS, FIG, EUROGI, AGILE, GISIG, aj.) 12. Globální projekty a úloha kartografie a GIS při jejich řešení. 13. Úloha geografické informace v globální informační společnosti.Kartografie a nová ekonomika. Tržní hodnota kartografických a geografických informací. Cílem předmětu je seznámit studenty se základy analogové a digitální kartografie a geoinformatiky. Přednáška podává přehled základních kartografických metod pro vyjádření obsahových prvků topografických, tematických a obecně geografických map a atlasů. Jsou charakterizovány základní činitelé a metody provádění kartografické generalizace. Je podán přehled kartografických technik a měření, zejména kartometrických, a to na mapách všech typů. Součástí předmětu jsou i základní informace o využití moderních technologií v kartografii a geografii, s důrazem na GIS. Předmět se věnuje i úvodu do geoinformatiky, prostorové vědy a kartografické vizualizace. Je podán přehled globálních prostorové orientovaných projektů. Přednáška charakterizuje úlohu prostorové informace v globální informační společnosti a metody určení její tržní hodnoty. 576 5 Predmety sekce věd o Zemi Z0064 - Regionální geografické případové studie kz, 0/0/0, 3 kr., jaro Předpoklady: Z0038 Aplikace a prohlubování geografických poznatků a dovedností z regionální geografie a krajinné ekologie. Cílem výuky je prakticky ověřit získané poznatky a dovednosti v terénu, připravit studenty pro řešení praktických úloh, podporovat týmovou i individuální činnost, vypracovat závěrečnou zprávu. Z0065 - Geografický terénní projekt pro studující z, 0/0/0, 2 kr., jaro zeměpisu Předpoklady: N0W(Z4066) Terénní porjekt sleduje praktické ověření získaných poznatků a dovednostů přímo v terénu a podporuje týmovou i individuální činnost. Studenti jsou rozděleni do 5 pracovních skupin po 7 studentech, kdy každá skupina vypracuje rešeršní zprávu pro 1 exkurzní den. Během vlastního terénního pokračuje činnost jednotlivých pracovních skupin, které garantují jednotlivé exkurzní dny + všechny skupiny pracují na shromažďování podkladů a dokumentace z terénu (pro příslušnou tematickou oblast A-E) pro závěrečnou zprávu, na jednotlivých lokaltách řeší praktické úlohy. Prohloubení, doplnění a upevnění geografických poznatků a dovedností z regionální geografie a krajinné ekologie. Z0069 - Statistické metody a zpracování dat kz, 2/2/0, 6 kr., podzim prof. RNDr. Pavel Prosek, CSc, RNDr. Petr Dobrovolný, CSc. Význam matematické statistiky pro zpracování datových souborů v geografii a jiných vědních disciplinách., základní pojmy. Grafické znázornění geografických jevů. Četnostní rozdělení a jeho grafická prezentace. Základní statistické charakteristiky výběrových souborů. Teoretická rozdělení četností, používaná v geografii, způsoby konstrukce. Odhady parametrů základních souborů, intervaly spolehlivosti. Testování statistických hypotéz. Analýza rozptylu. Hodnocení závislosti kvantitativních a kvalitativních znaků - korelace, regrese, kontingenční tabulky. Shluková analýza. Časové řady, jejich druhy a základní charakteristiky. Vybrané metody analýzy časových řad v geografii (harmonická analýza, autokorelace). Význam matematické statistiky pro zpracování datových souborů v geografii a jiných vědních disciplinách., základní pojmy. Grafické znázornění geografických jevů. Četnostní rozdělení a jeho grafická prezentace. Základní statistické charakteristiky výběrových souborů. Teoretická rozdělení četností, používaná v geografii, způsoby konstrukce. Odhady parametrů základních souborů, intervaly spolehlivosti. Testování statistických hypotéz. Analýza rozptylu. Hodnocení závislosti kvantitativních a kvalitativních znaků - korelace, regrese, kontingenční tabulky. Shluková analýza. Časové řady, jejich druhy a základní charakteristiky. Vybrané metody analýzy časových řad v geografii (harmonická analýza, autokorelace). 577 5.2 Předměty geografických věd Z0073 - Mapovací kurs z, 0/0/0, 2 kr., jaro Předpoklady: kredity_min(45) Z0076 - Meteorologie a klimatologie zk, 2/2/0, 6 kr., podzim prof. RNDr. Rudolf Brázdil, DrSc. 1. Meteorologie a klimatologie jako vědní disciplíny 2. Atmosféra a její vlastnosti 3. Základní meterologické prvky a jejich klimatologické charakteriky 14. Základní meteorologické prvky a jejich klimatologické charakteristiky II 5. Základní meteorologické prvky a jejich klimatologické charakteristiky III 6. Všeobecná cirkulace atmosféry 17. Všeobecná cirkulace atmsféry II 8. Způsoby získávání meteorologických dat a informací 9. Předpověď počasí 10. Základní klimatotvorné faktory 11. Klimatické modely 12. Kolísání a změny klimatu 13. Klimatické scénáře 14. Dopady možné klimatické změny Předmět navazující na Fyzickou geografii v povinném základu geografie poskytuje představu o meteorologických a klimatologických jevech a dějích, které se odehrávají v atmosféře. Jde o získání komplexní představy o fungování klimatického systémy, klimatotvorných faktorech a procesech, které ovlivňují typy klimat na Zemi, variabilitu a změny klimatu. Zvláštní pozornost je věnována vlivu antropogenního faktoru na klimatický systém. Z0081 - Prostorové sociálně ekonomické informace zk, 2/1/0, 3+2 kr., jaro a jejich využití RNDr. Václav Toušek, CSc. 1. Sociálně-ekonomické informace a možnosti jejich využití v regionálně-geografických výzkumech 2. Současná legislativa: zákon o statistice a zákon o ochraně individuálních dat 3. Český statistický úřad a další instituce v ČR , které pořizují a zpracovávají prostorové informaci, data Eurostatu, OSN, publikace a jejich dostupnost 4. Demografická statistika: obyvatelstvo a jeho struktura -cenzy, průběžná statistika obyvatelstva, projekce 5. Pohyb obyvatelstva - přirozený, migrační, dojížďka za prací, do škol, za službami a za rekreací 6. Zaměstnanost a nezaměstnanost obyvatelstva - výběrové šetření pracovních sil, data Správy služeb zaměstnanosti 7. Domovní a bytový fond, bytová výstavba, druhé bydlení 8. Informace o průmyslové výrobě, ukazatele, způsoby jejich výpočtu 9. Informace o zemědělské výrobě, ukazatele, způsoby jejich výpočtu 10. Informace o nevýrobní sféře - důraz bude kladen na data o obchodě, školství, zdravotnictví a sociální péči 11. Dopravně-geografické informace a jejich zpracování 12. Techniky provádění výběrových šetření - rozhovor, anketa, dotazníkové šetření, výběr respondentů, formulace otázek, reprezentativnost, interpretace 13. Sestavení konkrétních dotazníků dle cílů šetření: obyvatelstvo, obecní úřady, podnikatelské subjekty Předmět navazuje na kurzy Statistické metody a zpracování dat a Metody geografického výzkumu. Posluchači budou seznámeni s minulými i současnými pro- 578 5 Predmety sekce věd o Zemi storovými sociálně-ekonomickými informacemi, které lze využívat v regionálně-geografickém výzkumu. Důraz bude položen na otázky srovnatelnosti dat, jejich územní podrobnosti včetně dostupnosti, objektivnosti i reprezentativnosti. V rámci semináře budou posluchači průběžně seznamování s technikami zpracování prostorových sociálně-ekonomických informací včetně metod vícerozměrné analýzy. V závěru kurzu se seznámí i s technikami provádění výběrových šetření. Z0096 - Sociálně geografická regionalizace zk, 2/1/0, 3+2 kr., podzim RNDr. Petr Daněk Předpoklady: Z0153 V Z4080 V Z4090 Místo prostorové vědy a sociálně geografické regionalizace ve vývoji geografického myšlení. Klasifikace reálných systémů a klasifikace věd. Opakovatelnost elementárních a komplexních (geografických) jevů. Základní koncepce regionu. Uzemní koncentrace přírodních a společenských jevů a její řádovostní diferenciace. Metody hodnocení územní koncentrace. Vývoj územní koncentrace obyvatelstva v českých zemích, řádovostní diferenciace a územní variabilita koncentračního procesu. Proces urbanizace a vývoj hierarchie středisek. Metodické nástroje hodnocení hierarchizace (rank-size.rule, index velikostní strukturace měst aj.). Funkční diferenciace koncentračního procesu, funkční specializace středisek. Hierarchie regionálních procesů a hierarchie středisek (v ČR). Zdroje dat. Zásady regionalizace a postup vymezování funkčních regionů. Výběr středisek, minimální velikost regionu. Postup vymezování pracovních mikroregionů. Modely obslužné spádovosti a jejich aplikace při vymezování obslužných regionů. Hodnotící charakteristiky. Popis stávající regionální organizace ČR. Vývoj regionální organizace: obecné rysy a vývojové tendence v současnosti. Metropolizace a integrované střediskové systémy. Možnosti regionalizace na subregionální úrovni. Vztah funkční regionalizace a územněsprávního členění. Vývoj územněsprávního členění českých zemí v 19. a 20. století. Kurz vede studenty od diskuse teoretických otázek povahy geografických jevů přes poznatky o vývoji prostorové organizace společnosti až k metodám praktického vymezování funkčních regionů. Hlavní důraz je kladen na poznání regionální organizace České republiky, se zdůrazněním její hierarchické povahy. Zvýšená pozornost je věnována také studiu vývoje regionální struktury. V závěru kurzu je diskutován vztah mezi funkční regionalizací a územně-správním členěním. Ve cvičením studenti prakticky ověřují analytické metody a techniky, včetně postupu vymezení vybraného komplexního mikroregionů. 579 5.2 Předměty geografických věd Z0100 - Regionální geografie Amerik zk, 2/1/0, 4 kr., jaro, jednou za dva roky doc. RNDr. Antonín Věžník, CSc. Předpoklady: kredity_min(l00) Všeobecná charakteristika kontinentů, geografická poloha, rozloha, horizontální a vertikální členitost. Základní rysy geologické stavby, kontinentální štíty, americké variscidy, alpinský vývoj pacifické geosynklinální provincie, paleogeografický význam kvartérního zalednění. Povrch a vodstvo Severní Ameriky. Povrch a vodstvo Jižní Ameriky. Podnebí Severní Ameriky. Podnebí Jižní Ameriky. Půdy, rostlinstvo a živočíšstvo amerických kontinentů. Přehledná komplexně geografická charakteristika makroregionů. Význam nadregionálního rozvoje pro rozvojové země. Geografická a politická poloha. Ekonomickogeografická charakteristika podle odvětví NH. Podrobnější geografická charakteristika vybraných (modelových) států, dle osnovy: - zvláštnosti historicko-politického vývoje území - přírodní podmínky a zdroje, vyváženost jednotlivých subsystémů v rámci určitých preferencí - FG x SEG - struktura a rozmístění obyvatelstva a sídel - odvětová a teritoriální struktura průmyslu a zemědělství - komunikační sítě, cestovní ruch a rekreace - zahraničněpolitické a hospodářské vztahy - ekonomicko-geografické regiony Základním cílem předmětu je studium regionálně geografických diferencí studovaného kontinentu. Postupně jsou analyzovány všechny složky přírodního i sociálně-ekonomického prostředí. Na příkladu vybraných států, ev. makroregionů jsou blíže osvětleny některé specifické problémy kontinentu. Součásti semináře je samostatná práce posluchačů na vybraných regionálně geografických problémech Z0101 - Regionální geografie světa - zk, 2/1/0, 4 kr., podzim, jednou za dva roky Asie RNDr. Vladimír Herber, CSc, doc. RNDr. Stanislav Řehák, CSc. Předpoklady: kredity_min(l00) Fyzickogeografická charakteristika povrchu Země Rozdělení světadílů na zemském povrchu, poměr souše a vodstva, členitost,zonálnost. -o- Vznik a vývoj světadílů. Vývoj pevninské a oceánské kůry a jejich charakteristika. Stručný přehled geologické stavby a tektoniky Země. Současné názory na vznik a vývoj světadílů, teorie litosférických desek, -o- Regionální fyzická geografie Asie Rozloha, geografická poloha a hranice. ■> Geologické poměry: geologický vývoj a stavba, kvartérní procesy a jejich vliv na současný stav složek přírody, -o- Reliéf a typy krajin: hory a nížiny, -o- Podnebí: radiační faktory, cirkulační faktory, sezónní změny tlaku vzduchu a proudění,teplotní poměry, srážkové poměry. Klimatické pásy a typy klimatu, -o- Pevninské vodstvo: řeky (rozdělení spec. odtoku, typy režimu, oblasti, velké řeky Asie), jezera a umělé nádrže, podzemní vody, voda v pevném skupenství (permafrost, ledovce), bažiny, -o- Oceány a moře: morfometrická a geomorfologická charakteristika mořského dna, vody světového oceánu a jejich rozdělení, příčiny a charakter oceánské cirkulace, životní prostor a využití světového oceánu. Severní 580 5 Predmety sekce věd o Zemi ledový oceán, Tichý oceán a Indický oceán a jejich okrajová moře. -o- Půdy: zonální půdní typy a typy půd v horách, 3. Koncepce jazyka mapy, koncepce mapového symbolismu, koncepce mapového - kartografického jazyka, -o- 4. Východiska jazykové koncepce mapy a základní kritéria organizace mapového jazyka, -o- 5. Legenda mapy a sémantika mapových znaků, -o- 6. Morfografie znaků a morfografické operace. ^ 7. Mapová syntaxe - zobrazení, mapová osnova, lokační a typizační principy. ■> 8. Mapové styly historické, současné, individuální až regionální. ■> 9. Vymezení pojmů onomastika a toponomastika, geografická jména, soustava geografických jmen. -o- 10. Klasifikace toponymických typů v češtině, -o- 11. Sémantická stránka toponym. ■> 12. Standardizace geografických jmen. ■> 13. Kartografické jazyky světa a jejich přepis - transpozice, transliterace a transkripce, exo-nyma. -o- 14. Grafická stránka popisu na mapách, -o- 15. Toponomastický pramenný materiál historický, geografický, kartografický a nářeční. Základy mapové semiotiky a toponomastiky jako významné prostředky ve společenské komunikaci, získávání informací a vytváření nových poznatků. Logika tvorby znaků, obecná teorie znakových systémů. Obsah informací k formám jejich vyjádření. Uživatelská a užitná stránka znakových systémů spojená s výkladem, pochopením a rozlišováním geografických jmen. Vznik, význam, potřeba a standardizace geografického názvosloví. Význam a aplikace mapové semiotiky a toponomastiky v mapové tvorbě. Z8180 - Diplomová práce z kartografie 2 z, 0/0/0, 4 kr., jaro Z8181 - Oborový seminář z kartografie 1 z, 0/2/0, 2 kr., jaro doc. RNDr. Milan Konečný, CSc. Předmětem oborového semináře jsou aktuální problémy kartografie a geoinfor-matiky. Na oborový seminář jsou zváni odborníci z oblasti výzkumu a praxe. Tento seminář je věnován především problémům analytické kartografie. Z8308 - Fluviální geomorfologie zk, 2/1/0, 5 kr., podzim, jednou za dva roky Mgr. Zdeněk Máčka, Ph.D. Předpoklady: Z0051 602 5 Predmety sekce věd o Zemi Z8309 - Antropogenní geomorfologie zk, 2/1/0, 5 kr., jaro, jednou za dva roky RNDr. Karel Kirchner, CSc. Předpoklady: Z0051 Z9001 - Pedagogická praxe ze zeměpisu z, 0/0/0, 2 kr., podzim Předpoklady: kredity_min(l40) 1. Provoz školy, pedagogická dokumentace 2. Výuka zeměpisu na škole - gymnázium, ZS, osnovy 3. Vybavení pro výuku zeměpisu - učebna, kabinet,okolí školy 4. Styly vedení výuky zeměpisu 5. Příprava vedení výuky zeměpisu 6. Vlastní výuka zeměpisu 7. Proces učení, jeho kontrola a inovace 8. Sebereflexe vedení výuky zeměpisu 9. Kurikulární kontext 10. Vedení pedagogické dokumentace Praktický předmět uskutečňovaný na školách za plného provozu, je zaměřen na praktické vedení výuky zeměpisu s kontrolou přítomného pedagoga. Zahrnuje 10 vyučovacích hodin náslechů a 10 vyučovacích hodin výstupů. Předpokládá obsahovou znalost geografie, její vzdělávací aplikaci v návaznosti na vzdělávací program, osnovy zeměpisu a lokální geografické kurikulum. Praxe je hodnocena pedagogem příslušné školy a vedoucím praxe. Z9002 - Diplomová práce z geografie 3 z, 0/0/0, 8 kr., podzim Předpoklady: Z8001 A N0W(Z0018) Z9017 - Oborový geografický seminář 2 z, 0/2/0, 2 kr., jaro Předpoklady: Z9002 A N0W(Z1002) 1. Prezentace jednotlivých pracovišť řešících geografickou tématiku - vysoké školy - ústavy AV ČR - resortní ústavy - institute státní správy - firmy a podnikatelé - ekologické instituce 2. Hodnocení a diskuse k jednotlivým prezentacím Navazuje na oborový geografický seminář I. Cílem předmětu je seznámit studenty s geografickými problémy řešenými v praxi, a to prostřednictvím reprezentantů takových institucí a zejména geografů pracujících v praxi. Seminář tak vedle poznatků, rozšiřujích teoretické poznatky studentů v podobě praktických aplikací, umožňuje získat i zkušenosti, které jsou nezbytné pro orientaci v jejich budoucí praktické činnosti. Jednotlivé semináře jsou vedeny zvanými pracovníky z praxe. 603 6 Seznam předmětů doktorského studia 6 Seznam předmětů určených primárně doktorským studentům 6.1 Předměty vypisované matematickou sekcí MB 131 - Seminář z diferenciální geometrie z, 0/2, podzim prof. RNDr. Ivan Kolář, DrSc. MB141 - Seminář z algebry z, 0/2, podzim prof. RNDr. Jiří Rosický, DrSc. MB 151 - Seminář z aplikované matematiky z, 0/2, podzim doc. RNDr. Ivanka Horová, CSc. Doporučení: Absolvování magisterského studia matematiky nebo příbuzného oboru Viz program semináře katedry aplikované matematiky Absolvování MB191 - Seminář z matematické analýzy z, 0/2, podzim prof. RNDr. Ondřej Došlý, DrSc. MB211 - Statistický seminář z, 0/2, podzim doc. RNDr. Jaroslav Michálek, CSc, doc. RNDr. Vítězslav Veselý, CSc. MB301 - Seminář z historie a didaktiky matematiky z, 0/2, podzim doc. RNDr. Eduard Fuchs, CSc, doc. RNDr. Jaromír Vosmanský, CSc. MC132 - Seminář z diferenciální geometrie z, 0/2, jaro prof. RNDr. Ivan Kolář, DrSc. MC142 - Seminář z algebry z, 0/2, jaro prof. RNDr. Jiří Rosický, DrSc. MC152 - Seminář z aplikované matematiky z, 0/2, jaro doc. RNDr. Ivanka Horová, CSc. MC192 - Seminář z matematické analýzy z, 0/2, jaro prof. RNDr. Miroslav Bartušek, DrSc. MC212 - Statistický seminář z, 0/2, jaro doc. RNDr. Jaroslav Michálek, CSc, doc. RNDr. Vítězslav Veselý, CSc. MC302 - Seminář z historie a didaktiky matematiky z, 0/2, jaro doc. RNDr. Eduard Fuchs, CSc, doc. RNDr. Jaromír Vosmanský, CSc. MD209 - Teoretická numerická analýza II zk, 2/0, jaro, jednorázově doc. RNDr. Ivanka Horová, CSc. 604 6 Seznam předmětů doktorského studia MJ001 - Jazykový seminář z matematiky Mgr. Helena Durnová, Ph.D. MJ002 - Jazykový seminář z matematiky Mgr. Helena Durnová, Ph.D. z, 0/2, podzim z, 0/2, jaro M5110 - Okruhy a moduly zk, 211, podzim, jednou za dva roky prof. RNDr. Jiří Rosický, DrSc. Předpoklady: M2150 A M2110 Doporučení: Algebra: vektorové prostory, okruhy 1. Moduly: moduly, podmoduly, homomorfismy, faktorové moduly, součiny, přímé součty, jádra, kojádra 2. Volné a projektivní moduly: volné moduly, projektivní moduly, polojednoduché moduly, vektorové prostory 3. Tenzorový součin: tenzorový součin a jeho vlastnosti 4. Ploché moduly: ploché moduly, direktní ko-limity, Lazardova věta, regulární okruhy 5. Krátké exaktní posloupnosti: krátké exaktní posloupnosti, grupa Ext 6. Injektivní moduly:injektivní moduly, injektivní obal Přednáška seznamuje s jednou ze základních oblastí moderní algebry. Přirozeně navazuje na známý pojem vektorového prostoru a ukazuje, co se stane, když skaláry netvoří těleso, ale okruh. Prezentuje vznikající pojmy projektivního, plochého a injektivního modulu a jejich strukturní vlastnosti. Využívá přitom základní modulové konstrukce, t.j., součiny, přímé součty, jádra, kojádra a tenzorové součiny. Připravuje na použití modulů v geometrii a topologii. M7110 - Diferenciální geometrie zk, 4/2, podzim, jednou za dva roky prof. RNDr. Ivan Kolář, DrSc. Předpoklady: M5130 Doporučení: Předpokládá se absolvování kursů Diferenciální geometrie křivek a ploch a Globální analýza. Lievy grupy a Lieovy algebry. Akce Lieových grup na varietách. Vektorové bandly a fibrované variety. Hlavní a asociované bandly. Konexe na hlavních handlech, paralelní přenášení. Lineární konexe na vektorových bandlech. Koszulův přístup ke konexím na tečném bandlu. Riemannova metrika a její Levi-Civitova konexe. Aplikace. Kurs přináší základní znalosti z moderní diferenciální geometrie, které připraví studenta na samostatné sledování odborné literatury z toho oboru. 605 6.1 Předměty matematické sekce M7830 - Kvalitativní teorie funkcionálních diferenciálních z, 2/0, podzim rovnic I doc. Alexander Lomtatidze, DrSc, doc. RNDr. Bedřich Půža, CSc. Předpoklady: M5160 V M6160 Boundary Value Problems for Linear Functional Differential Equations §1. General B VP 1.1. Fredholm's property 1.2. On dimension of solution space of homogeneous equation §2. Correctness of general B VP §3. Differential and integral inequalities 3.1. Theorems on differential inequalities 3.2. Theorems on integral inequalities 3.3. Positive solutions of homogeneous equation §4. Cauchy problem 4.1. Existence and uniqueness theorems 4.2. Cauchy problem for equation with deviating argument §5. Periodic problem 5.1. Existence and uniqueness theorems 5.2. On constant sign solutions 5.3. Periodic problem for equation with deviating argument M7960 - Dynamické systémy zk, 2/0, podzim, jednou za dva roky RNDr. Ladislav Adamec, CSc. Doporučení: Matematická analýza (diferenciální a integrální počet, věta o implicitní funkci). Lineární algebra (matice). Základy z obyčejných diferenciálních rovnic. l)Uvod, motivační příklady, základní pojmy. 2)Jednodimenzionální diskrétní dynamické systémy. 3)Lineární systémy. 4)Analýza pevných bodů a periodických orbit. 5)Hyperbolické systémy. Vzhledem k možnému rozsahu spíše základní kurs dynamických systémů. M8140 - Algebraická geometrie zk, 3/1, jaro, jednou za dva roky doc. RNDr. Martin Čadek, CSc. Doporučení: Dobré znalosti algebry, lineární algebry a geometrie. Uzavřené množiny v afinních prostorech Sterilace, chemické a fyzikální postupy, kritéria účinnosti sterilace. ■> Aerace v bioprocesech. Teorie přestupu kyslíku, -o- Metody určení objemového koeficientu přestupu kyslíku. Parametry aerace ve fermentoru ve vztahu k spotřebě kyslíku produkčními kulturami a enzymy, -o- Jednorázová kultivace. Kinetika růstu a produkce. Modely spotřeby substrátů a tvorby produktů, -o- Kinetika odumírání a autolýzy buněk. Kinetické modely 616 6 Seznam předmětů doktorského studia v biotechnologii a mikrobiální (buněčné) fyziologii, výběr modelu, -o- Kontinuální kultivace. Určení kinetických a fyziologických parametrů kultury v chemostatu, vztah k jednorázové kultivaci, -o- Imobilizované buňky a enzymy, principy a aplikace. Krystalografické databáze. C8801 - Krystalografie biomakromolekul zk, 2/0, jaro Mgr. Jitka Vévodova, Ph.D. Předpoklady: C9530 Doporučení: Pro praktické využití získaných znalostí je vhodná základní zkušenost s operačním systémem UNIX (obsažena v předmětu C2110). 1. Krystaly Symetrie krystalů, bodové a prostorové grupy, základní buňka. 2. Příprava a purifikace proteinů, kryštalizační experiment, posuzování kvality krystalů. 3. Geometrické principy difrakce I. Braggův zákon, reciproká mřížka, Ewaldova konstrukce. 4. Geometrické principy difrakce II. Teplotní faktor, symetrie základní buňky, intenzita difrakce. 5. Sběr difrakčních dat I. Zdroje rtg záření, detektory. 6. Sběr difrakčních dat II. Difrakční experiment, zpracování difrakčních snímků. 7. Získávání map elektronových hustot z difrakčních dat Atomový rozptylový faktor, strukturní faktory a jejich 2D reprezentace, amplituda a fáze strukturního faktoru, 648 6 Seznam předmětů doktorského studia Fourierova transformace strukturních dat do elektronové hustoty. 8. Řešení fázového problému I. Metoda molekulárního nahrazení (rotační a translační funkce), metoda izomorfního nahrazení, příprava derivátů s atomy těžkých kovů, Pattersonovy mapy. 9. Řešení fázového problému II. Metoda anomálního rozptylu, upřesňování map elektronových hustot (vyhlazování solventu, průměrování molekul, použití histogramů). 10. Získávání a upřesňování strukturního modelu I. Upřesňování rigidní struktury (rigid body refinement), metoda nejmenších čtverců (energetické a stere-ochemické vazné podmínky). 11. Získávání a upřesňování strukturního modelu II. Teplotní faktory, molekulová dynamika a simulované žíhání. 12. Stavba modelu, diferenční hustotní mapy, OMIT mapy. 13. Kontrola správnosti strukturního modelu R-faktory, Ramachandranův graf, B-faktory, Luzzatiho diagram. 14. Praktická část Předmět je zaměřen na 3D strukturu biomakromolekul (proteinů a nukleových kyselin) a její studium pomocí rentgenové krystalografie. Část přednášky je věnována popisu symetrie a přípravy krystalů. Další část principům difrakce rtg. záření a sběru a zpracování difrakčních dat. Poslední část zahrnuje metody řešení a upřesňování 3D struktury biomakromolekul. V závěru budou zahrnuty praktické ukázky krystalizace proteinu a práce s krystalografickým software. C8810 - Chemie přechodných prvků zk, 2/0, jaro doc. RNDr. Josef Novosad, CSc. Doporučení: Obecná chemie, Anorganická chemie I a II 1. Koordinační sloučeniny, typy ligandy a jejich klasifikace, koordinační čísla. 2. Vazba v koordinačních sloučeninách, teorie ligandového pole. 3. Stereochemie koordinačních sloučenin. 4. Izomerie koordinačních sloučenin, stereochemicky ne-rigidní molekuly a ionty. 5. Obecné periodické trendy u přechodných kovů. Skupina 11-mincovní kovy. 6. 12. skupina periodického systému (zinek, kadmium, rtuť). 7. Přechodné kovy 3. skupiny a vzácné zeminy, lanthanoidová kontrakce. 8. Přechodné kovy 4. skupiny (titan, zirkonium, hafnium) 9. Přechodné kovy 5. skupiny (vanad niob, tantal). 10. Přechodné kovy 6. skupiny (chrom, molybden, wolfram) a 7. skupiny (mangan, technecium, rhenium. 11. Isopoly- a heteropolyanionty. 12. Triáda železa. 13. Platinové kovy. 14. Dvojjaderné komplexy s násobnými vazbami kov-kov. 15. Klastry s vazbami kov-kov. Přednáška podává přehled obecných zákonitostí, které tvoří základ systematické chemie d- a f-prvků. Těžiště spočívá v diskusi struktury, vazebných poměrů, termodynamiky a spektrálních údajů a nalezení souvislostí s chemickým chováním přechodných prvků. C8820 - Metody studia rovnováh a kinetiky reakcí zk, 2/0, jaro prof. RNDr. Josef Havel, DrSc. 649 6.3 Předměty chemické sekce C8840 - Chemie makrocyklických sloučenin zk, 2/0, podzim Mgr. Přemysl Lubal, Dr. Doporučení: Předpokladem je absolvování základních přednášek z Anorganické chemie I (C1061), Anorganické chemie II (C2062), Organické chemie I (C2021), Organické chemie II (C3022), Analytické chemie I (C3100) a Analytické chemie II (C4050). Je výhodné navštěvovat kurs C8885 Supramolekulární chemie (není podmínkou). 1. Úvod do chemie makrocyklů (nomenklatura, přírodní makrocykly, význam), -o- 2. Typy makrocyklických ligandů a jejich komplexů, cyklické polyaminy a por-fyriny, cyklické polyethery (crowny, polyethery, kryptandy, kavitandy, kalixareny), cyklické ligandy s jinými donorovými atomy než O nebo N, polyjaderné a poly-merní makrocykly, katenany a katenandy, makrocyklické cukry, robustní makrocykly (sepulchuráty), stereoizomerie makrocyklů, „hole-size" koncept, -o- 3. Aspekty syntézy makrocyklů. Volné ligandy - netemplátová syntéza, reakce vzniku kruhu (syntéza při vysokém a nízkém zředoování). 4. Komplexy - netemplátová syntéza, templátová syntéza (vliv fyzikálních a chemických podmínek na druh a výtěžek reakce - druhy templátových efektů, „in situ" reakce. Derivatizace makrocyklů -zavádění funkčních skupin na cyklický skelet a chránění cyklického skeletu, -o- 5. Chelátový a makrocyklický efekt - původ a kvantifikace. Experimentální techniky vhodné pro studium reaktivity makrocyklických sloučenin, -o- 6. Termodynamický aspekt - selektivita pro ionty. Kinetický aspekt - formační a disociační kinetika. -o- 7. Reaktivita komplexů a jejich redoxní vlastnosti. Stabilizace méně obvyklých oxidačních stavů - „metal-centred", „ligand-centred" oxidace a redukce. Substituční reakce v axiální poloze, reakce koordinovaného makrocyklického ligandu, reakce demetalační a reakce výměny iontů, -o- 8. Makrocyklické systémy. Komplexace iontů kovů (cyklické polyethery, polyaminy a polyiminy; kryptandy, kalixareny, aj.). -o- 9. „Host-guest" chemie - komplexace organických kationtů. -o- 10. Komplexace organických aniontů. -o- 11. Komplexace neutrálních látek - cyklodex-triny. -o- 12. Využití makrocyklických ligandů a jejich komplexů v chemii, biologii, medicíně - příklady. Hlavním úkolem předmětu je seznámit se s reaktivitou a vlastnostmi makrocyklických sloučenin. Výklad je doprovázen příklady převzatými jak z literatury, tak z pracoviště přednášejícího. Je také poukázáno na potenciální využití makrocyklických komplexů v praxi. C8850 - Struktura a funkce biomembrán zk, 3/0, jaro prof. RNDr. Arnošt Kotyk, DrSc, doc. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. Předpoklady: C4182 V C3580 V C6030 Doporučení: Základní znalosti z biochemie 1. Čtyři principy strukturní a funkční organizace buňky: (a) chromosomy a ri-bosomy; (b) membrány; (c) cytoskelet; (d) buněčné obaly. 2. Složky buněčných 650 6 Seznam předmětů doktorského studia membrán, jejich hierarchická organizace. Lipidy a proteiny, cukerné složky. Pohyb membránových složek. Fyzikálně-chemické základy interakcí uvnitř membrán a mezi nimi. 3. Syntéza a skladba mebránových lipidů a proteinů, jejich pohyb na místo určení v buňce. 4. Tři kategorie membránových funkcí: tok hmoty, tok energie a tok informace. 5. Fyzikálně-chemické základy pohybů přes membrány, jejich kinetika a energetika. 6. Nespecifická permeace látek. Rozpouštění v lipidech a pohyb stálými a přechodnými póry. 7. Teorie specifického transportu. Příklady pohybu kanály, pomocí přenášečů a skupi-novou translokací. Endocytoza a exo-cytoza. 8. Přeměny energie v membránbách. Fyzikální reakce fotosyntézy. Struktura chloro-plastů, anténové systémy, fotosyntetická reakční centra. 9. Struktura a funkce mitochondrií. Tvorba gradientů membránového potenciálu a pH. Syntéza ATP. 10. Přeměny mechanické a elektrické energie. 11. Tok informačních signálů přes membrány. Molekulová podstata jejich transdukce. 12. Fyzikální signály a jejich zpracování zrak, sluch, hmat, vnímání teploty, magne-tického a elektrického pole. 13. Chemické signály vnější; čich, chuť; bakteriální chemotaxe. 14. Chemické signály nitrotělní. Základy neurochemie, účinek hormonů a cytokinů. Zá-klady imunochemie. Základní složky biomembrán a jejich biosyntéza, membránové funkce, transport, přeměna energie, tok informačních signálů. Struktura a funkce mitochodriální membrány. Fyzikální a chemické signály, neurochemie. C8855 - Počítačová chemie a molekulové modelování II k, 1/0, jaro prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Zdeněk Kříž Doporučení: Předpokládají se základní znalosti obecné a fyzikální chemie. Znalost základů kvantové chemie je výhodou. Je velmi žádoucí, aby student měl absolvovaný kurs C7790/C7800. Kurs je typicky směřován do doktorského studia. 1. Hyperplochy potenciální energie (PES). Význam a charakteristika stacionárních bodů. Základní algoritmy pro jejich vyhledávání. 2. Simulace chování molekulárního systému. Molekulová dynamika a metody Monte Carlo. 3. Kon-formační změny a jejich počítačové studium. Řešení problému mnohonásobných minim v konformační analýze. Energetické bariery konformačních interkonverzí. 4. Uvod do počítačového studia supramolekul , molekulárních komplexů a bio-molekul. Dokování molekul. Design nových molekul. 5. Modelování solventu. 6. Modelování chemických reakcí. 7. Programové systémy Insight II, AMBER, DIS-COVER, Oxford Molecular, WHATIF, AUTODOCK. Kurs je zaměřen na získání pokročilých znalostí v oblasti výpočetní chemie. Jeho orientace je výrazně aplikační. Student získá přehled o metodách analýzy komplikovaných energetických prostorů, metodách simulujících dynamiku molekul, metodách umožňujících studovat molekulární komplexy a chemické reakce. V neposlední řadě se student seznámí s různými způsoby, jak do výpočtu zahrnout 651 6.3 Předměty chemické sekce solvent. V závěru se studenti seznámí s některým uživatelsky příjemným programovým balíkem pro počítačové modelování molekul a molekulárních systémů. C8856 - Počítačová chemie a molekulové modelování II z, 0/1, jaro cvičení prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc, Zdeněk Kříž C8860 - Moderní syntetické metody zk, 2/0, j aro, jednou za dva roky doc. RNDr. Pavel Pazdera, CSc. Katalýza fázovým přenosem (PTC). Principy, PTC katalyzátory, lipofilita iontů. Dvoufázové PTC systémy s-1,1-1, g-1, třífázové PTC systémy. Inverzní PTC. Aplikace v syntéze. Micelární katalýza. Tenzidy a syntéza ve vodném prostředí. Princip, materiály, aplikace. Použití ultrazvuku (US) v syntéze, principy, srovnání s PTC, aparatura. Aplikace. Vliv US na heterogenní (s-1,1-1, g-1) a homogenní reakce. Aktivace heterogenních katalyzátorů (kovů). Mikrovlny a syntéza. Principy, aparatury-metodiky, aplikace. Reakce na tuhých nosičích. Princip, materiály, aplikace. Srovnání výsledků aplikace „klasických" postupů s aplikací moderních metod syntézy. C8880 - Vybrané metody analýzy pevných látek zk, 1/0, jaro doc. RNDr. Viktor Kanický, DrSc, doc. RNDr. Vítězslav Otruba, CSc. C8885 - Supramolekulární chemie zk, 2/0, jaro doc. RNDr. Ctibor Mazal, CSc. 1. Vymezení předmětu supramolekulární chemie, základní pojmy a principy. Povaha supramolekulárních interakcí. (Iontové interakce, dipolární interakce, vodíková vazba, kation-pí interakce, pí-pí stacking, van der Waalsovy síly, Hydrofobní efekt, -o- 2. Rozpoznávaní molekul. Rozpoznávání a selektivita. Termodynamická a kinetická selektivita. Molekulární receptory. Chelátový a makrocyklický efekt. Pre-organizace a komplementarita. Základní typy rozpoznávání, kationty, anionty, neutrální molekuly, -o- 3. Rozpoznávání kationtů. Crown ethery. Cryptandy. Sferandy. Selektivita komplexace kationtů. Komplexace organických kationtů, vazba amonio-vého kationtů. -o- 4. Calix[n]arény. Struktura a konformace kalixarenů, jednoduché chemické transformace kalixarenů. Komplexace kationtů, aniontů a neutrálních molekul kalixareny. -o- 5. Rozpoznávání aniontů. Biologické receptory aniontů. Rozpoznávání aniontů a kationtů v závislosti na pH. Guadiniové, organometalické a neutrální receptory. Komplexace hydridového aniontů. -o- 6. Rozpoznávání neutrálních molekul. Anorganické a organické klatráty (zeolity, močovina, dianin ad.). Cyklodextriny. Supramolekulární chemie fullerenů. -o- 7. Struktura a stabilita molekulárních komplexů. Definice komplexační konstanty. Určení stechiometrie komplexu. Nejčastěji používané metody studia komplexů, -o- 8. Dendrimery. Příprava a vlastnosti dendrimerů. Supramolekulární aplikace dendrimerů. -o- 9. Supramolekulární syntéza, krystalové inženýrství. Mezimolekulové interakce. Růst krystalu. Strategie designu. Využití H-vazby, pí-pí stackingu a dalších interakcí. ■> 10. 652 6 Seznam předmětů doktorského studia Samovolná organizace (self-assembly, SA). Biochemická SA. SA v syntéze. Ka-tenany a rotaxany. Helikáty, Programované supramolekulární syntézy. Uspořádávání ^11. Supramolekulární reaktivita a katalýza. Příklady receptoru uplatňujících se v katalýze. Biologická mimika. Různé modely enzymových systémů. ^12. Supramolekulární interakce v transportních procesech. Nosiče využívané v jednotlivých typech transportů. Povrchově aktivní látky. Micely, vesikuly. Preorganizace surfaktantů. -0-13. Supramolekulární „zařízení". Přenos informace, semiochemie. Supramolekulární fotochemie. Fotonická zařízení. Supramolekulární elektronická zařízení - přepínače, vodiče a polovodiče, usměrňovače. Nelineární optické materiály.