Kursen består av två delar som handlar om biokemisk termodynamik respektive kinetik i biokemi.

Biokemisk termodynamik

En levande organism är i ständig förändring: joner pumpas över membran, signalsubstanser diffunderar genom cytoplasman, proteiner byggs upp, formas och bryts ned, molekyler bryts ned för att ge oss energi. Drivkrafterna bakom dessa processer kan beskrivas utifrån termodynamikens lagar. Utifrån givna betingelser kan händelseförlopp förutsägas. I denna kurs beskrivs begreppen och sätts i ett biologiskt sammanhang. Kursen syftar till att ge studenten möjlighet att förstå och förusäga biologiska och biokemiska processer utifrån grundläggande fysikalisk kemi.

Termodynamikens delar:

• Termodynamikens första lag.
• Inre energi och entalpi.
• Termodynamikens andra lag.
• Entropi.
• Gibbs fria energi.
• Fasjämviktet och fasövergångar bl. a. för biopolymerer och bioaggregat.
• Kemisk jämvikt.
• Effekter av katalysatorer och av temperatur, protonöverföringar och jämvikt
• Jon- och elektrontransport.

Kinetik i Biokemi

Kinetik är läran om kemiska reaktioners hastighet. Genom att studera hur fort ett enzym bryter ned ett substrat kan detaljerad information om reaktionsmekanismen erhållas.

Kinetikens delar:

• Reaktonstvärsnitt.
• Reaktionslagar och mekanismer.
• Komplexa biokemiska processer.
• Enzymkatalys.

Förkunskaper motsvarande KD1510 Kemisk Jämviktslära rekommenderas.

Efter godkänd kurs skall studenten uppvisa

Kunskap och förståelse genom att:

• Beskriva de grundläggande teorierna inom termodynamik, exempelvis första och andra huvudsatsen med begrepp som inre energi, entalpi, entropi och Gibbs fria energi.
• Kunna tillämpa de grundläggande teorierna för att förklara drivkrafter i biologiska och biokemiska system.
• Kunna tillämpa kinetiska teorier för att dra slutsatser om biokemiska processer, exempelvis enzymatiskt katalyserade reaktioner.

Alla föreläsningar och räkneövningar kommer att ges på plats på Campus Valhallavägen.

Räkneövningar är inte obligatoriska, men varje veckas sista klass innehåller ett "quick test" där kan man tjäna bonuspoäng till ordinarie tentamen. För detta måste man vara närvarande personligen.

Datorlaborationer är obligatoriska. Dessa kommer att ges över Zoom. Ni kommer att delas in i två grupper där grupp 1 har lab tillfälle 1 och 3, medan grupp 2 har lab tillfälle 2 och 4. Båda labbarna kommer att utföras i Python och vi kommer att använda oss av Jupyter notebook och Conda. Nödvändiga filer för installationen kommer att delas ut i god tid så att ni kan ha allt klart inför labben.

Ungefärligt innehåll i föreläsningarna enligt listan under.

1. Intro, arbete, värmekapacitet, inre energi, entalpi – 1.1-1.6
2. Entalpi, entropi – 1.7-2.5
3. Gibbs fria energi, fasjämvikter – 2.6-3.3
4. Fasjämvikter – 3.4-3.10
5. Jämvikter – 4.1-4.6
6. pH-jämvikter 4.7-4.11
7. Jontransport 5.1-5.3
8. Elektronöverföringar – 5.4-5.11
9. Repetition – Termodynamik
10. Extra
11. Reaktionshastigheter – 6.1-6.4
12. Reaktioner vid olika temperatur – 6.5-6.7
13. Reaktionsmekanismer 1 – 7.1-7.3
14. Reaktionsmekanismer 2 – 7.4-7.8
15. Enzymkinetik – 8.1-8.4
16. Membrantransport, elektronöverföringskinetik - 8.5-8-12
17. Repetition Kinetik
18. Extra

Physical Chemistry of the Life Sciences, P. Atkins och J. de Paula, 2^nd Ed., Oxford University Press, UK. (2010).

Boken används för räkneövningarna och bör köpas av alla.

Personlig dator med kamera. 

Båda labbarna kommer att utföras i Python och vi kommer att använda oss av Jupyter notebook och Conda. Nödvändiga filer för installationen kommer att delas ut i god tid så att ni kan ha allt klart inför labben.

Om du har en funktionsnedsättning kan du få stöd via Funka:

Funka- stöd för studenter med funktionsnedsättningar

A, B, C, D, E, FX, F

• LAB1 - Laboration, 1,5 hp, Betygsskala: P, F
• TEN1 - Tentamen 1, 3,0 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• TEN2 - Tentamen 2, 3,0 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Kursen har tre separata examinationsmoment. TEN1 är tentamen som ges fjärde veckan efter att all undervisning i termodynamik är klar. TEn2 ges i december efter att all undervisning i kinetik är klar. Slutbetyg ges från medelresultat av TEN1 och TEN2. För godkänt betyg på kursen krävs minst E på både TEN1 och TEN2. Bonuspoäng från räkneövningar kan räknas med på ordinarie tentamen. Det tredje examinationsmomentet är rapportinlämning från datorlaborationerna.

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.