LKEB10113U Naturstofkemi og mikrobiologi

Årgang 2013/2014
Engelsk titel

Natural Product Chemistry and Microbiology

Uddannelse
Bacheloruddannelsen i husdyrvidenskab
Kursusindhold

Kurset er sammensat af to velafgrænsede dele, naturstofkemi og mikrobiologi, som undervises hver for sig.

Undervisningen i naturstofkemi sigter målrettet mod teoretiske og eksperimentelle kompetencer der er nødvendige for at følge kurset Biokemi 1 (LKEB10077). Disse kompetencer opnås gennem en kemisk, biokemisk og analysekemisk introduktion til biologisk vigtige komponenter i foder og husdyrprodukter såsom kød og mælk. Undervisningen tager derfor udgangspunkt i fire laboratorieforsøg om henholdsvis (a) fedtstof-karakterisering vha. NMR og omesterificering+gaskromatografi, (b) identifikation af aminosyrer, (c) isolering og kemisk/biokemisk undersøgelse af stivelse, (d) analyse for sekundære metabolitter i foder. Med udgangspunkt i laboratoriearbejdet studeres (a) triacylglycerolers kemi og biokemi, NMR spektroskopi, gaskromatografi, (b)aminosyrers og proteiners kemi og biokemi, tyndtlagskromatografi, UV-spektroskopi, optisk drejning, (c) kulhydraters og andre carbonylforbindelsers kemi og biokemi, (d) naturstofkemisk diversitet, kvantitativ analyse med HPLC ("højtryksvæskekromatografi"), massespektrometri.

Inden for mikrobiologi vil de studerende (a) få kendskab til cellestrukturer hos prokaryote og udvalgte eukaryote organismer, (b) opnå viden om de vigtigste mikrobielle stofskifteprocesser og mikroorganismers vækst- og overlevelsesstrategier, (c) opnå forståelse af principperne bag mikrobiel diversitet og taksonomisk inddeling, (d) få kendskab til kontrol af mikroorganismers vækst med fysiske og kemiske metoder, (e) opnå viden om funktion og betydning af mikroorganismer for dyrs omsætning af foder og (f) få kendskab til dyrs betydning som vektorer for mikrobielle sygdomme.

Målbeskrivelser
Undervisningen i naturstofkemi sigter på at give de nødvendige forudsætninger for en kemisk forståelse af de kemiske stoffer (”naturstoffer”) der indgår i foder, mælk og kød, og dermed give de nødvendige naturstofkemiske forudsætninger for senere kurser i biokemi. Kurset skal endvidere give forudsætninger for at kunne vurdere naturstofkemiske analyseresultater og diskutere kemiske processer og problemstillinger der relaterer sig til naturstoffer. Den case-baserede pædagogik (dvs. undervisning og selvstudium med udgangspunkt i konkrete laboratorieforsøg) sigter desuden på at fremme evnen til generelt at sætte sig ind i naturstofkemiske problemstillinger ved selvstudium.

Formålet med kursets mikrobiologiske del er at give de studerende et bredt kendskab til bakteriers og svampes forekomst og aktivitet i forskellige miljøer, som er relevante for husdyrproduktion. Vigtige grupper af mikroorganismer bliver karakteriseret med hensyn til vækst og fysiologi, ligesom sameksistens og konkurrence mellem bakterier og svampe beskrives. Metoder til kontrol (hæmning) af mikroorganismers vækst ved hjælp af antibiotika og fysiske metoder gennemgås, ligesom deres identifikation og taksonomi beskrives. De studerende introduceres til betydningen af mikroorganismer inden for husdyrproduktion, f.eks. med hensyn til foderomsætning og spredning af sygdomme.

Efter at have gennemført kursets naturstofkemiske del forventes den studerende at kunne
Viden:
- redegøre for den kemiske opbygning af proteiner, polysaccharider, udvalgte lipider og udvalgte glycosider, samt for de monomere stoffer der indgår i disse naturlige polymere molekyler (aminosyrer, monosaccharider, fedtsyrer, udvalgte andre metabolitter).
- redegøre for kemiske egenskaber af de bindinger (amid, ester, glycosid, disulfid) der binder monomerer sammen til biologiske polymerer og de tilsvarende funktionelle grupper i monomerer (amin, carboxylsyre, alkohol, aldehyd, keton, thiol, hemiacetal).
- redegøre for reaktionstyper der indgår i dannelse af C-C bindinger i biokemiske reaktioner (aldol-condensation og fedtsyrebiosyntese).

Færdigheder:
- udføre og fortolke udvalgte naturstofkemiske analyser.
- udføre kvantitative beregninger af resultater af disse analyser, og groft vurdere måleusikkerhed og simple fejlkilder.
- bestemme simple organiske forbindelsers struktur ud fra spektroskopi og evt. andre kemiske analyser.
- rationalisere udvalgte organiske reaktioners mekanisme med krumme pile og sandsynlige intermediater, og beskrive reaktioner og mekanismer med korrekt nomenklatur.
- forudsige hovedprodukter af udvalgte organisk kemiske reaktioner.

Kompetencer:
- rapportere om teori, databehandling og fortolkning for naturstofkemiske eksperimenter.
- ud fra kemisk struktur give et begrundet gæt på egenskaber og reaktivitet for et i øvrigt ukendt naturstof.

Efter at have gennemført kursets mikrobiologiske del forventes den studerende at kunne
Viden:
- demonstrere kendskab til forekomst, vækst og fysiologi hos vigtige grupper af bakterier og svampe
- referere basale principper bag vækst og kontrol af mikroorganismer
- beskrive vigtige stofskifteprocesser hos mikroorganismer og deres betydning for dyrs ernæring
- relatere anvendelse af antibiotika og andre hæmmende stoffer til kontrol af mikroorganismers vækst

Færdigheder:
- formidle basal viden om bakterier og svampes morfologi og biologi
- analysere vigtige problemstillinger mellem stofskifte og forekomst af mikroorganismer i husdyrrelevante miljøer
- vurdere viden om vækst og kontrol af mikroorganismer inden for vigtige områder af husdyrproduktion
- analysere betydningen af mikroorganismer i miljøer som er relevante for husdyrproduktion

Kompetencer:
- vurdere forekomst og betydning af bakterier og svampe i husdyrrelevante miljøer
- anvende mikrobiologisk viden om dyrkning og karakterisering af mikroorganismer
- bedømme betydningen af mikroorganismer i husdyrproduktion
Naturstofkemi: Paula Y. Bruice: Essential organic chemistry (international edition). 2nd edition. Pearson Prentice Hall. Samt udleverede øvelsesvejledninger og noter.
Mikrobiologi: M. Wheelis: Principles of Modern Microbiology. Jones and Barlett Publishers. ISBN-13: 978-0-7637-1075-0
Kompetencer i almen og (bio)organisk kemi svarende til Kemi for Husdyrvidenskab, Miljøøkonomi og Naturforvaltning (Kemi HMN) (LKEB10112).
De to del-emner, hh. naturstofkemi og mikrobiologi, undervises parallelt i alle 8 blokuger, men med vekslende ugentlige timetal da der nogle uger afholdes laboratorieøvelser i kemi og i andre uger foregår gruppearbejde i mikrobiologi. Kurset består af forelæsninger, laboratorieforsøg og teoretiske øvelser (herunder gruppearbejde over cases). Der afleveres rapporter over laboratorieforsøg og gruppearbejdet, og resultatet af gruppearbejdet præsenteres i auditorium på skift af de studerende. Forelæsningerne omfatter kursets overordnede emner. De naturstofkemiske forelæsninger tager udgangspunkt i den laboratorierapport der arbejdes med parallelt, således at teorien understøtter og perspektiverer rapportens teoriafsnit og resultatbehandling. Indholdet i både naturstofkemiske og mikrobiologiske forelæsninger underbygges med eksempler fra praktisk husdyrproduktion, f.eks. med hensyn til foderstofanalyse og betydning af mikroorganismer for foderets omsætning. Teoretiske øvelser og rapportvejledning i naturstofkemi holdes som supplement til forelæsningerne og arbejdet med laboratorierapporter. I de teoretiske øvelser i mikrobiologi (gruppearbejde for 4-6 personer) analyseres mikrobiologiske problemstillinger med relation til husdyrproduktion, og de studerende trænes i at læse videnskabelig litteratur og præsentere indholdet i en større forsamling. Selvom det primære undervisningssprog er dansk kan undervisning på engelsk og mindre skriftlige opgaver på engelsk forekomme i begrænset omfang.
  • Kategori
  • Timer
  • Eksamen
  • 4
  • Forberedelse
  • 28
  • Forberedelse
  • 126
  • Praktiske øvelser
  • 16
  • Teoretiske øvelser
  • 32
  • I alt
  • 206
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
Eksamen består af to separate dele. Del 1: 2 timers skriftlig eksamen i Naturstofkemi. Del 2: 2 timers skriftlig eksamen i mikrobiologi. Der gives én samlet karakter. Begge fagområder skal hver for sig være bestået for at bestå den samlede eksamen, i øvrigt vægtes de to fagområder ligeligt ved bedømmelsen. Består den studerende kun den ene af de to eksaminer vil reeksamen kun blive afholdt i det fagområde den studerende ikke har bestået.
Krav til indstilling til eksamen
Mindst 75% fremmøde til laboratorieforsøg og præsentation af gruppearbejde. Mindst 75% godkendte rapporter fra laboratorieforsøg (kemi). Mindst 75% godkendte rapporter fra gruppearbejde (mikrobiologi)
Hjælpemidler
Skriftlige hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Én intern bedømmer
Reeksamen
Hvis der er ti eller færre tilmeldte til en reeksamen, ændres eksamensformen til mundtlig eksamen.
Kriterier for bedømmelse
(Se målbeskrivelse)