KJM2400 Biokjemi Emneplan

Studentene skal tilegne seg kunnskaper om celler og deres oppbygning, biologiske makromolekyler og de viktigste kjemiske reaksjonene som skjer i celler. De skal også opparbeide seg ferdigheter innen protein og DNA analyser, og enzymkinetikk.

Emnet bygger på KJPE1300 Generell kjemi og KJM1400 Organisk kjemi.

For å kunne ta dette emnet må minst 30 stp (eller tilsvarende) fra 1. studieår i bachelorprogrammet være bestått og godkjent laboratoriekurs fra KJM1400 Organisk kjemi og KJM1500 Fysikalsk kjemi, eller tilsvarende kvalifikasjoner.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten:

• kan forklare cellers oppbygning og forskjellen mellom prokaryote og eukaryote celler
• kan forklare oppbygning og funksjon til de viktigste forbindelsene innen karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer
• kan presentere metoder for å analysere biomolekyler, med fokus på proteiner
• kan forklare antistoffers struktur og funksjon
• kan forklare funksjonene til enzymer og redegjøre for enkle enzymkinetiske teorier
• kan beskrive metabolske prosessene som glykolysen, sitronsyresyklusen, og elektrontransportkjeden
• kan redegjøre for syntese av DNA (replikasjon), syntese av RNA (transkripsjon) og proteinsyntese (translasjon) i prokaryote celler

Ferdigheter

Studenten:

• kan analysere protein konsentrasjon i en prøve ved bruk av spektroskopiske målinger
• kan identifisere proteiner ved bruk av SDS-PAGE (gelelektroforese) og Western blotting
• kan gjennomføre enkle enzymkinetikkforsøk
• kan utføre restriksjonskutting av plasmid DNA og analysere DNA ved bruk av agarose geleletroforese
• kan foreta helserisikovurdering og klassifisering av kjemiske forbindelser og løsninger
• kan planlegge og gjennomføre biokjemiske forsøk
• kan formidle resultater fra laboratorieforsøk både skriftlig og muntlig

Undervisningen består av forelesninger, øvinger og laboratorieoppgaver.

Ingen ut over opptakskrav.

Etter å ha gjennomført dette emnet har studenten følgende læringsutbytte, definert som kunnskap, ferdigheter og generell kompetanse:

Kunnskap:

Studenten skal:

• forstå prinsippene ved programmering av tekniske problemer
• kjenne til datamaskiners nøyaktighet
• kjenne til programmeringsspråket MATLAB
• ha kjennskap til konstruksjon av løkker og betingelser
• beherske enkel MATLAB-programmering for implementering av regnemodeller
• kjenne konserveringsligningene for strømning, varme- og massetransport
• kjenne prinsippene for å løse et varme- og strømningsteknisk problem numerisk
• kjenne til og forstå metoden, Finite Volume, som benyttes ved diskretisering av ligninger som beskriver diffusjon og adveksjon
• kjenne til bruk av forskjøvet (staggered) og ikke-forskjøvet (non-staggered) nettverk (grid/mesh)
• kjenne til kobling av kontinuitets- og hastighetsligninger for å oppnå en trykkligning (SIMPLE og SIMPLER algoritmene)
• kjenne til behandling av kildeledd for beregning av strømnings- og temperaturfelt
• kjenne til prinsippene for beregning av termisk stråling mellom faste flater
• kjenne ulike algoritmer for løsning av ligningssystemer, samt tilhørende stabilitets- og konvergenskrav
• bli kjent med og kunne bruke det kommersielle simuleringsprogrammet STAR CCM+

Ferdigheter:

Studentene

• kan utføre nødvendige numeriske beregninger for ingeniørmessig analyse av problemer knyttet til strømningsteknikk og varmetransport i praktiske konstruksjoner, deriblant bygninger og varmevekslere, og i naturen for øvrig
• kan definere et tilstrekkelig beregningsområde og sette opp nødvendige grensebetingelser og initialbetingelse for varme- og strømningstekniske problemer
• kan benytte CFD-verktøyet (Computational Fluid Dynamics) STAR-CCM+
• kan utvikle egne, enkle regnemodeller for implementering i MATLAB
• kan benytte Numeriske metoder for varmeledningsberegninger (1-, 2- eller 3-dimensjonalt, transient), v.h.a. Finite Volume (kontrollvolum) metoden. Eksplisitt og implisitt formulering av transient problem skal beherskes
• kan gjøre beregninger av ekstern og intern tvungen og naturlig konveksjon, behandle grensesjikt og tegne hastighets- og temperaturprofil.
• kan analysere Varmevekslere arrangert i medstrøm og motstrøm, ved å benytte logaritmisk midlere temperaturdifferanse
• gi en effektiv og lett forståelig presentasjon av beregningene
• kan vurdere kvaliteten ved resultatene, dvs. vurdere rimeligheten av dataresultater og program

Generell kompetanse:

Studenten

• kan bidra i arbeidet med å utvikle ny teknologi med bakgrunn i en forståelse for matematisk modellering og løsning av fysiske problemer
• kan løse koblede problemer knyttet til både varmetransport, termodynamikk og fluidmekanikk (strømningslære). Dette vil være et grunnlag for beregning av for eksempel et byggs effekt- og energibehov
• kan vurdere om beregningsresultater er rimelige
• sikre ferdigheter i en for fremtidens ingeniører aktuell arbeidsmåte

Forelesninger, arbeid med dataøvinger individuelt og i grupper.

Følgende arbeidskrav må være godkjent for å kunne fremstille seg til eksamen:

• 6 dataøvinger
• 2 simuleringsprosjekt

Formålet med arbeidskravene er å stimulere til jevn innsats underveis i semesteret og hjelpe studentene til å nå kravene til ferdighet og kompetanse. Arbeidet kan utføres individuelt eller i små grupper. Omfang: ca 60 timer

Gradert skala A-F.