FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea de Vest din Timişoara 1.2 Facultatea / Departamentul Facultatea de Chimie, Biologie, Geografie Departamentul de Biologie-Chimie 1.3 Catedra Biologie-Chimie 1.4 Domeniul de studii Chimie 1.5 Ciclul de studii Licență 3 ani 1.6 Programul de studii / Calificarea Chimie / Chimie 2. Date despre disciplină 2.1 Denumirea disciplinei Cataliză și Biocataliză 2.2 Titularul activităţilor de curs Conf. Dr. Preda Gabriela 2.3 Titularul activităţilor de seminar Conf. Dr. Preda Gabriela 2.4 Anul de studiu III 2.5 Semestrul II 2.6 Tipul de evaluare E 2.7 Regimul disciplinei DOP-S 3. Timpul total estimat (ore pe semestru al activităţilor didactice) 3.1 Număr de ore pe săptămână 4 din care: 3.2 curs 2 3.3 seminar/laborator 2 3.4 Total ore din planul de învăţământ 56 din care: 3.5 curs 28 3.6 seminar/laborator 28 Distribuţia fondului de timp: ore Studiul după manual, suport de curs, bibliografie şi notiţe 28 Documentare suplimentară în bibliotecă, pe platformele electronice de specialitate / pe teren 23 Pregătire seminarii / laboratoare, teme, referate, portofolii şi eseuri 12 Tutoriat 2 Examinări 4 Alte activităţi 3.7 Total ore studiu individual 69 3.8 Total ore pe semestru 125 3.9 Numărul de credite 5 4. Precondiţii (acolo unde este cazul) 4.1 de curriculum Cunoaşterea unor noţiuni generale de Chimie organică, Chimie fizică, Biochimie 4.2 de competenţe - 5. Condiţii (acolo unde este cazul) 5.1 de desfăşurare a cursului Video-proiector, laptop, tablă 5.2 de desfăşurare a seminarului/laboratorului Materiale didactice necesare: aparatură de laborator (balanțe, spectrofotometru UV-VIS, sisteme de agitare și termostatare); vase şi ustensile de laborator; reactivi; acces la rețeaua de computere și la internet.
6. Competenţele specifice acumulate Explicarea și interpretarea unor proprietăți, concepte, abordări, teorii, modele și noțiuni fundamentale de structura și reactivitatea compușilor chimici Identificarea metodelor si tehnicilor, a materialelor, substanţelor și aparaturii, necesare pentru efectuarea unor experimente de laborator Efectuarea unor experimente de laborator și interpretarea rezultatelor acestora Elaborarea și prezentarea unui raport referitor la desfășurarea unui experiment de laborator cu descrierea modului de lucru și interpretarea rezultatelor Identificarea aspectelor interdisciplinare cu domenii conexe chimiei (informatica, fizica, biologia, etc) Realizarea conexiunilor necesare utilizării fenomenelor chimice, pe baza noțiunilor fundamentale din domenii conexe (informatica, fizica, biologia, etc) Aplicarea cunoștințelor interdisciplinare pentru testarea complexă a fenomenelor chimice Utilizarea adecvată a metodelor și principiilor disciplinelor cu caracter conex în rezolvarea unor procese chimice Utilizarea eficientă a surselor informaționale și a resurselor de comunicare și formare profesională asistată, atât în limba română, cât și într-o limbă de circulație internațională Competenţe profesionale Competenţe transversale 7. Obiectivele disciplinei (reieşind din grila competenţelor specifice acumulate) 7.1 Obiectivul general al disciplinei Cursul CATALIZĂ ŞI BIOCATALIZĂ se adresează studenţilor Facultăţii de Chimie Biologie Geografie, secţia CHIMIE. Cursul vizeazǎ transferul de cunoştinţe generale de cataliză şi interdisciplinare privind procesele (bio)catalitice, principalele aplicații (bio)catalitice și (bio)tehnologice microbiene şi utilizarea lor în diverse domenii (industrie chimicǎ, farmaceuticǎ şi medicinǎ, industrie alimentarǎ, agriculturǎ), cu accent deosebit asupra impactului acestora asupra vieţii şi activitǎţilor umane, asupra problemelor lumii de azi în context global. 7.2 Obiectivele specifice Cursul și laboratorul se adresează studenţilor Facultăţii de Chimie, Biologie, Geografie care vor deprinde abilități teortice - însușirea conținuturiloi și a terminologiei specifice, abilităţi practice - utilizarea corectă şi în siguranţă a aparaturii de laborator, abilităţi de comunicare (orală şi în scris) folosirea corectă a terminologiei de curs și laborator, abilitatea de a rezolva corect probleme legate de practica într-un laborator de cataliză și biocataliză abilitatea de a efectua determinări cu acuratețe abilitatea de a interpreta corect datele experimentale obţinute şi de a le corela cu datele din literatură. abilitatea de a scrie rapoarte de laborator ale experimentelor efectuate.
8. Conţinuturi 8.1 Curs Metode de predare Cataliza: definire, clasificare, obiective. Cataliza omogenă și eterogenă. Cataliză acidă și bazică, generală și specifică. Cataliza nucleofilă și electrofilă. Aspecte privind mecanismele de reacție în procesele de cataliză omogenă sau eterogenă. Tehnologii aplicate de cataliză omogenă și eterogenă. Exemple, prezentare generală. Enzimele, catalizatori cu structură proteică. Istoric. Definiţie. Clasificare. Structura enzimelor. Masa moleculară şi compoziţia în aminoacizi. Enzime simple şi enzime complexe. Situsul activ al enzimelor. Mecanismele catalizei enzimatice. Cataliza acido-bazică, cataliza covalentă, nucleofilă și electrofilă în reacțiile enzimatice. Factorii implicaţi în cataliza enzimatică. Exemple de mecanism de acțiune. Cinetica reacţiilor enzimatice. Influenţa concentraţiei enzimei și a concentraţiei de substrat asupra vitezei de reacţie. Cinetica reacţiilor enzimatice cu un singur substrat. Factori care influențează cinetica enzimatică. Inhibiţii. Biocataliza. Generalități și aspecte specifice. Biotehnologia: definire, interdisciplinaritate, obiective, impact asupra dezvoltǎrii durabile. Substraturi utilizate în biotehnologie Bioprocese/tehnologia fermentaţiei: principiile creşterii microbiene, celule, tipuri de medii de culturǎ, parametri de proces, fermentaţia în fazǎ solidǎ şi în mediu submers, bioreactorul. Produse de fermentaţie. Fermentaţia precursorilor. Tehnologia enzimelor: principalele enzime cu majore aplicaţii industriale. Obținerea enzimelor prin extracție și fermentație. Metode de separare și purificare. Eterogenizarea biocatalizatorilor. Enzime şi celule imobilizate: suporturi, metode de imobilizare, consecinţe asupra proprietǎţilor, avantaje şi dezavantaje, bioreactoare pentru enzime şi celule imobilizate. Biotransformǎri industriale cu enzime şi celule libere şi imobilizate ( obținre de L- aminoacizi, peptide, L-hidroxiacizi, utilizarea lipazelor, oxidoreductazelor, etc. în biotransformări). Biosenzori enzimatici în analiza clinicǎ. Biotehnologii/enzime în producerea de alimente și băuturi. Bǎuturi alcoolice distilate. Amidon. Bere. Produse de panificație. Produse lactate. Fructe și sucuri de fructe. Vin. Carne. Enzime în procesarea alimentelor. Îndulcitori. Alte produse obţinute prin tehnologii microbiene (ex. oţet, acizi organici, aminoacizi şi vitamine, polizaharide, odorizanţi şi aromatizanţi). Generare biologicǎ de combustibili: obţinerea de biomasă, bioetanol, biodiesel și biogaz. Probleme privind produsele biotehnologice biologic active. Percepţia publicǎ a biotehnologiilor. Perspective. Observaţii Bibliografie 1. Nuţiu, R., Preda, G., Iagher, R., Chimie organică, Editura Mirton, Timişoara, 2003. 2. Neniţescu, C.D., Chimie organică, vol. I, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1968. 3. Preda, G., Peter, F., Dragomirescu, M., Biocatalizatori enzimatici. Obţinere, caracterizare, aplicaţii, Editura Mirton, Timişoara, 2003.1. Lehninger, A.L., Biochimie, vol. I, Bucureşti, Ed. Tehnică, 1987. 4. Raicu, P. Coord., Biotehnologii moderne, Editura tehnicǎ, Bucureşti, 1990. 5. Mencinikopschi, G., Kathrein, I., Teodoru V., Biotehnologii în prelucrarea produselor alimentare, Editura Ceres,
Bucureşti, 1987. 6. *** Biotechnology, Vol. 7a. Enzyme Technology. Ed. Kennedy J.F., Verlag Chemie, Weinheim, 1987. 7. Smith, J.E., Biotechnology, Ed. V, Cambridge University Press, 2004. 8. Jurcoane, Şt., Biotehnologii. Fundamente. Bioreactoare. Enzime. Editura tehnicǎ, Bucureşti, 2000. 9. Jurcoane, Şt., Vintilǎ, T., Biotehnologia enzimelor, Editura Mirton, Timişoara, 1999. 8.2 Seminar / laborator Metode de predare Observaţii 1. Prezentare regulament. Protecţia muncii. 2 h Demonstraţia 2. Metoda Lowry de dozare a proteinelor. 3. Enzime obţinute prin fermentaţie. Metoda de dozare a activităţii proteazice. 4. Metode de imobilizare ale enzimelor. Imobilizarea amilazei prin entrapare în gel de silice. Determinarea activitǎţii enzimatice. 5-6. Cineticǎ enzimaticǎ aplicatǎ la obţinerea de zaharuri fermentescibile pentru industria etanolului. Determinarea parametrilor cinetici ai reacţiei de hidroliză a amidonului Zulkovsky cu AMG. 7. Obţinerea aminoacizilor optic activi prin rezoluţia cineticǎ a esterilor lor. Determinarea activitǎţii proteolitice. Rezoluţia cineticǎ prin hidroliza enzimaticǎ a DL-Tyr-OMe HCl catalizatǎ de Alcalase. 8. Colocviu de laborator. Recuperǎri. Consultaţii. Bibliografie 1. Preda, G., Peter, F., Dragomirescu, M., Biocatalizatori enzimatici. Obţinere, caracterizare, aplicaţii, Editura Mirton, Timişoara, 2003. 2. Vintilǎ, T., Dinu, L.D., Tehnologia produselor de biosintezǎ. Manual de laborator, Editura Orizonturi universitare, Timişoara, 2004. 3. Note de curs 2 h 2. Coroborarea conţinuturilor disciplinei cu aşteptările reprezentanţilor comunităţii epistemice, asociaţiilor profesionale şi angajatori reprezentativi din domeniul aferent programului Asigurarea competenţelor cognitive şi aplicativ-practice precum şi a competenţelor de comunicare şi relaţionale necesare activităţii studenţilor în ciclul superior, master sau doctorat, şi, mai departe, în cadrul practicării meseriei, în diferitele domenii specifice. 3. Evaluare Tip activitate 10.1 Criterii de evaluare 10.2 Metode de evaluare 10.4 Curs Răspunsurile la evaluarea finală Examinare scrisă 50% 10.5 Seminar / laborator Prezenţa activă la activităţile de laborator Observarea Evaluare orală, 10% 10.3 Pondere din nota finală
Testarea continuă pe parcursul dialogată semestrului Răspunsurile finale la lucrările practice de laborator Prezentare referate Evaluare orală, 30% dialogată Răspunsurile la colocviu de laborator Examinare scrisă 10% 10.6 Standard minim de performanţă Prezenţa la laborator în proporţie de 100%. Obţinerea notei 5 pentru fiecare din activităţile precizate la punctul anterior Data completării Semnătura titularului de curs Semnătura titularului de seminar 12.10.2016 Conf. Dr. Gabriela Preda Conf. Dr. Gabriela Preda Data avizării în catedră/departament Semnătura şefului catedrei/departamentului Prof. Dr. Vasile Ostafe