C8140 Bioenergetika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Igor Kučera, DrSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
C4182 Biochemie II || C3580 Biochemie
Je doporučeno absolvování základních kurzů z biochemie a fyzikální chemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je poskytnout studentům základní znalosti principů přeměny energie v živých systémech. Důraz je kladen na chemiosmotické mechanismy vyskytující se na specializovaných membránách pro přeměnu energie v bakteriích, živočiších a rostlinách. Rovněž jsou zmíněny existující souvislosti mezi bioenergetickými procesy a biogeochemickými cykly biogenních prvků v přírodě.
Výstupy z učení
Na konci kurzu bude student schopen prokázat znalosti a porozumění molekulového složení respiračních a fotosyntetických řetězců elektronového transportu, ATP synthasy a dalších membránových transportních systémů. Očekává se, že student pochopí hlavní aspekty skladování a přeměny různých forem energie v buňkách v širším ekologickém kontextu.
Osnova
  • 1) Historie rozvoje vědního oboru, náplň současné bioenergetiky. Přeměny energie v živých organismech: přehled, termodynamický popis. 2) Přehled makroergních 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. Přenašeče, iontové kanály, ionofory. Membránové transportní ATPasy. Rotační katalysa u ATPasy translokující protony. 5) Enzymy, prostetické skupiny a elektronové přenašeče 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. 7) Isolace, ultrastruktura a metabolické aktivity mitochondrií. Transport proteinů, anorganických iontů a metabolitů přes mitochondriální membrány. 8) Mitochondriální 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 fotosystémů 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.
Literatura
  • FERGUSON, Stuart J. a David G. NICHOLLS. Bioenergetics 2. 2nd ed. London: Academic Press, 1992, 255 s. ISBN 0125181248. info
  • DADÁK, Vladimír a Igor KUČERA. Nové poznatky z bioenergetiky. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988, 128 s. skriptum. info
  • KUČERA, Igor. Řešené úlohy z bioenergetiky. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1985, 151 s. info
  • PEUSNER, L. Základy bioenergetiky. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1984, 277 s. info
Výukové metody
Přednášky
Metody hodnocení
Jde o jednosemestrovou přednášku s výukou 2 hod týdne. U zkoušky (kolokvia) si student vylosuje trojici otázek, z nichž jedna je zaměřena na kvantitativní aspekty předmětu. Nejprve má vyhrazenu 1 hod na zpracování písemné přípravy, pak následuje pohovor.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024.