Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Mólrúmmál loftkenndra efna, Efnafræðileg varmafræði,Vermi hvarfa og lögmál Hess, hraði efnahvarfa, niðurbrot vetnisperoxíðs, Le Chatelier, ákvörðun jafnvægisfasta með ljósgleypnimælingum, ákvörðun jónunarfasta sýru, rafefnafræði; oxunar/afoxunar hvörf, varmafræði rafkers.

Skyldumæting er í öryggisfyrirlestur í fyrstu kennsluvikunni.

Fyrirlestrar:
I. Inngangur: Að rannsaka lífheiminn; helstu viðfangsefni og aðferðir

II. Þróun lífsins: Grundvöllur hugmynda um þróun lífvera og „tré lífsins“. Flokkun lífvera, helstu lífveruhópar einkenni þeirra og þróunarsaga, - fjallað um, veirur, dreifkjörnunga og heilkjörnunga. frumdýr, sveppi, þörunga, plöntur, hryggleysingja og hryggdýr.

III. Bygging og starfsemi plantna og dýra: Í umfjöllun um plöntur er fjallað um byggingu plantna og vöxt, leiðslukerfi, ljóstillífun og næringarefni, og tímgun. Í umfjöllun um dýr (áhersla á hryggdýr) er fjallað um byggingu líkamans og helstu vefjagerðir, næringu og meltingarfæri, boðkerfi hormóna, blóðrásarkerfi og loftskifti, úrgangslosun, tímgun og æxlunarfæri, þroskun, taugakerfi, hreyfingar og skynfæri.

IV. Vistfræði: Fjallað verður um lífbelti jarðar og útbreiðslu tegunda, atferli dýra, stofnavistfræði, byggingu og breytingar samfélaga dýra og plantna, fjölbreytileg vistkerfi og vernd þeirra á tímum hnattrænna breytinga.

Æfingar: Lagðar verða fyrir fjórar verklegar æfingar er tengjast námsefninu.

Námsmat: Skriflegt lokapróf gildir 80% og skýrslur um æfingar 20%. Nemendur þurfa að standast báða prófþætti (lágmarkseinkunn 5,0).

Nemendur í BS-námi í líffræði geta ekki tekið þetta námskeið.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Í námskeiðinu er fjallað um undirstöðuatriði stærðfræðigreiningarinnar auk fylkjareiknings. Meginviðfansefni eru fallahugtakið, helstu föll stærðfræðigreiningarinnar (lograr, veldisvísisföll, hornaföll), markgildi, samfelldni, deildanleg föll, reglur um afleiður, afleiður af hærra stigi, stofnföll, notkun deildareiknings (svo sem  útgildisverkefni og línuleg nálgun), meðalgildissetningin, heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar, heildunartækni, óeiginleg heildi, afleiðujöfnur, vigrar og fylkjareikningur.

Námskeiðið fjallar um uppbyggingu lotukerfisins og lotubundna eiginleika frumefnanna.  Farið er yfir náttúrulegt form frumefnanna, einangrun hreinna frumefna og algeng efnahvörf þeirra. Bygging atómsins er kennd sem undirstaða efnaeiginleika frumefnanna og efnahvarfa þeirra. Farið er í kenningar Bohrs um vetnisatómið og nýrri kenningar til nútíma sýn á atómbyggingu. Farið er yfir rafeindaskipan frumefnanna, og myndun efnatengja. Gildistengjakenningin (valence bond theory), fráhrindikraftar gildisrafeindapara (VSEPR) og byggingu sameinda. Farið er í sameindasvigrúmakenninguna (molecular orbital theory). Farið er í málmvinnslu og málmblendi, eiginleika málmlíkja og málmleysingja. Kynnt verður efnafræði hliðarmálmanna (Coordination chemistry), leysni, jafnvægi og girðitengi þeirra við jónir og rafeindagjafa. Farið er yfir kjarnaklofnun, kjarnahvörf og geislavirkni.

Stöðlun á pípettu, magngreining á Ni í stáli, kalsíum í mjólk og natríum í vatni og víni. Magngreining á ediksýru og vetnisperoxíði með títrun, greining á óþekktri amínósýru með spennutítrun og tvíþáttagreinig á lausn bæði með títrun og ljósmælingu. Magngreining á flúoríði í tannkremi og tei. 

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Þróunarfræði: Darwin og þróun þróunarkenningarinnar.  Tré lífsins. Náttúrulegt val og aðlögun. Vélvirki þróunarinnar: Erfðabreytileiki sem hráefni þróunar og tilurð hans. Erfðafræði náttúrlegs val.   Þróun svipfarseiginleika. Hending í þróun og aðgreining stofna.Tegundir og tegundamyndun. Afleiðingar þróunar: Kynæxlun, Þróun lífsöguþátta. Barátta og samvinna. Samþróun meðal tegunda. Þróun gena og erfðamengja. Þróun og þroskun. Stórþróun og saga lífsins: Flokkun og þróunarsaga. Þróun og jarðsaga.  Landafræði þróunar. Þróun fjölbreytileika lífvera. Þróun fyrir ofan stig tegunda. Þróun manns og samfélag manns.

Í byrjun námskeiðsins eru grunnhugtök tölfræðinnar kynnt til sögunnar, svo sem þýði, úrtak og breyta. Nemendur kynnast hinum ýmsu lýsistærðum og myndrænni framsetningu gagna. Því næst verður farið í grundvallaratriði líkindafræðinnar og helstu líkindadreifingar kynntar.

Síðasti hluti námskeiðsins snýr að ályktunartölfræði þar sem skoðuð verða tilgátupróf og öryggisbil fyrir meðaltöl, dreifni og hlutföll og farið verður í fervikagreiningu og aðhvarfsgreiningu. Nemendur læra beitingu allra ofangreindra aðferða í tölfræðihugbúnaðinum R.

Lífræn efnafræði kemur við víðs vegar í lífinu okkar, bæði í lífheiminum okkar og í framleiðslu á hinum ýmsu vörum sem við notum dagsdaglega. Lífræn efnafræði kemur einnig fyrir í mörgum öðrum fögum, svo sem lífefnafræði, lyfjafræði, matvælafræði, og læknisfræði. Skilningur á lífrænu efnafræðinni getur hjálpað við að dýpka skilning okkar á framleiðsluferlum í efna- og matvælaiðnaði, ýmsum lífefnafræðiferlum, og virknihátt lyfja og framleiðslu þeirra.

Í þessu námskeiði verður farið yfir grunnatriði lífrænnar efnafræði. Farið verður yfir hina ýmsu virknihópa, helstu eiginleika þeirra og hvarfgirni með sérstakri áherslu á  alkana, alkena, alkyna, alkýl halíða, og arómata. Einnig verður farið yfir rúmefnafræðileg atriði og efnagreiningar lífrænna efna með NMR, IR og MS.

Mörg þeirra efna sem við notum í okkar daglega lífi (plast, lyf, lím o.fl.) eru framleidd fyrir tilstilli lífrænnar efnafræði. Lyfjaiðnaðurinn er gott dæmi þar sem nauðsynlegt er að geta smíðað rétt efni, einangrað/hreinsað þau og borið kennsl á hvort rétt efni hafi verið smíðað.

Í þessu námskeiði munu nemendur fá þjálfun í helstu aðferðunum sem notaðar eru í verklegri lífrænni efnafræði og nýtist í efnaiðnaði. Einnig munu nemendur öðlast þjálfun í greiningu á niðurstöðum og skrifum á vísindalegum skýrslum.

Innihald námskeiðs: Orka og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Varmaefnafræði. Óreiða og annað  lögmál varmafræðinnar. Þriðja lögmál varmafræðinnar. Fríorka. Fasajafnvægi. Varmafræði lausna og jónalausna. Efnajafnvægi. Rafefnafræði. Flutningsfyrirbæri: færsla gasagna, sveim og varmaflutningur. Hraði og gangur efnahvarfa. Lífhvötun.

Kennslubók: Atkins' Physical Chemistry 11th Edition

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Vefjafræði er stutt námskeið sem kennt er í tengslum við námskeið í frumulíffræði. Námskeiðið er byggt upp sem verklegt námskeið með stoðfyrirlestrum og standa fyrirlestrar og verklegar æfingar yfir í 5-6 vikur. Verklegar æfingar byggja fyrst og fremst á skoðun vefjasýna undir ljóssmásjá. Mætingarskylda er í verklega tíma. Lokapróf er haldið tveimur vikum eftir síðasta fyrirlestur og byggir það á sýningu smásjármynda/smásjársneiða og svörum við spurningum tengdum þeim vefjum sem til sýnis eru hverju sinni.

Markmið námskeiðsins er að kynna nemendum helstu vefjaflokka og uppbyggingu helstu vefja innan hvers flokks fyrir sig, ásamt því að gera nemendur sjálfstæða í notkun smásjár við skoðun vefjasýna. Í fyrirlestrum er fjallað um eiginleika einstakra vefja, einkenni og starfssemi ólíkra frumugerða og eiginleika millifrumuefnis í vefjasértæku samhengi. Einnig er fjallað sérstaklega um undirbúning sýna.

Ágrip af skammtafræði. Efnatengi. Kraftverkan milli sameinda. Tengsl skammtafræði og litrófsgreiningar. Litrófsaðferðir (örbylgjuróf, IR-róf, ÚF/Sýn-róf, kjarnróf (NMR) og röntgengreining). Öflun upplýsinga um sameindir með litrófsgreiningum. Notkun litrófsaðferða í lífefnafræði. Efni tengt verklegum æfingum.

Verklegar æfingar: Kaloríuinnihald efna skv. brennsluvarmamælingum. Fasalínurit og eiming vökvablandna. Jafnvægi efnahvarfa og leysni skv. leiðnimælingum. Hraði efnahvarfa (styrkáhrif og ákvörðun hraðafasta). Lausnavarmamælingar. Jónalausnir. Gufuþrýstingur og gufunarvarmi. Seigjumælingar. Litrófsgreining lífrænna litarefna. Jafnvægi efnahvarfa litrófsgreiningu. Flúrljómun mísellulausna. Kjarnrófsmælingar (NMR.)

Athugið tímar í námskeiðunum geta verið bæði á mánudögum og föstudagseftirmiðdögum. 

Í þessu námskeiði verður fjallað ítarlega um efni sem tilheyra efnaflokkum arómatískra efnasambanda (kafli 16), alkohóla og fenóla (kafli 17), etera og epoxíða (kafli 18), þíóla og súlfíða (kafli 18), aldehýða og ketóna (kafli 19), karboxýlsýra og nítríla (kafli 20), karboxýlsýruafleiða (kafli 21), karbonynsambanda (kafli 22 og 23), auk amína og einfaldra heteróhringsambanda (kafli 24). Í gegnum fyrirlestra, dæmatíma, heimadæmi, og kaflapróf, verður lögð áhersla á hvarfganga, efnahvörf, hvarfsemi, hvarfgirni, og efnasmíðar ofangreindra efnaflokka.

Í námskeiðinu verður stuðst við WebAssign (stafrænn vettvangur heimanáms). Nemendur verða að kaupa aðgang (nánari upplýsingar verða á heimasíðu námskeiðsins).

Bókin Organic Chemistry er aðgengileg án kostnaðar í gegnum openstax.org:
https://openstax.org/details/books/organic-chemistry

Í verklegum æfingum verður fengist við nýsmíði lífrænna efna og efnagreiningu.

Námskeiðið er verklegt námskeið með vikulegum tveggja tíma stoðfyrirlestrum.  Þar verða undirstöðuatriði efnagreiningaraðferðanna kynnt svo og uppbygging, efnisval og notkun tækjabúnaðar.  Stoðfyrirlestrar eru hluti af verklegum æfingum og því er mætingaskylda í þá.

Kynntar verða almennar aðferðir í efnagreiningum sem byggja á hagnýtingu efna- og eðliseiginleika efna og víxlverkun eðliseiginleika efna við rafsegulsviðið.  Einnig verða kynntar skiljuaðferðir (chromatographic methods) til að greina efnablöndur í sundur, svo hægt sé að einangra hrein efni og bera kennsl á þau.  Námskeiðið tekur aðallega mið af  greiningu á lífrænum efnasamböndum.

Mæliaðferðirnar sem verða kynntar eru: litrófsmælingar á útfjólubláa og sýnilega sviðinu, atómgleypni, flúrljómun og titringsróf á innrauða sviðinu.  Kjarnarófsmælingar (NMR), massagreiningar og hagnýting röntgengeisla til byggingargreiningar.  Skiljuaðferðir (chromatographic methods): s.s. gasskilja og háþrýstivökvaskilja til þáttbundinna og magnbundinna greininga. Samtengd notkun mismunandi tækja/aðferða til greininga á óþekktum efnablöndum (GC, FT-IR, NMR og GC-MS).  

Nemendur vinna vinnubók og skila skýrslu úr einni æfingu ásamt vinnubókinni.

Stoðfyrirlestar: 2 tímar í viku.
10 verklegar æfingar: vinnubók og skýrsla.
Þriggja tíma skriflegt próf úr verklegu:

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Námskeiðið samanstendur af verklegum æfingum einu sinni í viku ( 6 klst. í 12-13 vikur) og einum fyrirlestri í viku ( 2x40 mín. 13 -14 vikur).

Í fyrirlestrum eru fræðilegar undirstöður verklegra æfinga útskýrðar og hagnýting þeirrar þekkingar kynnt.

Í verklegum æfingum munu nemendur kynnast öryggisreglum og vinnubrögðum við rannsóknum í lífefnafræði. Þar má nefna:

• Helstu aðferðir við próteinhreinsanir.
• Magngreiningar próteina og sérstökum efnahópum þeirra.
• Mælingar á stöðugleika próteina og áhrifum tengla.
• Mælingar á hraðafræði ensíma og áhrifa hindra.
• Nýting gagnabanka og forrita þeim tengd til að styðja við rannsóknir og túlkun niðurstaðna.
• Vinna með töluleg gögn og notkun línulegra- og ólínulegra líkana við gangnavinnslu og túlkun niðurstaðna.
• Hvernig skal halda vinnubók á rannsóknarstofu og rétta skráningu mæligagna.
• Hvernig skal skrifa vísindalegar skýrslur um rannsóknarniðurstöður.

Þetta námskeið fjallar um undirstöðuatriði og helstu notkunarmöguleika líftækni með áherslu á mikilvægi hennar í atvinnulífi og samfélagi. Líftækni er þverfaglegt fræðasvið sem nýtir aðferðir úr sameindalíffræði, efnafræði, verkfræði og lyfjafræði. Í gegnum fyrirlestra, hópverkefni, kynningar nemenda og gestafyrirlestra verður fjallað um hvernig líftæknivörur og -ferlar þróast, allt frá rannsóknum á rannsóknarstofu til notkunar í iðnaði.

Námskeiðið skiptist í fimm meginsvið líftækni: (1) líftæknilyf, (2) iðnaðarlíftækni í efna- og matvælaiðnaði, (3) klínísk líftækni, (4) uppgötvun og hreinsun náttúruafurða og (5) orku- og umhverfislíftækni.

Námskeiðið byggir á fyrirlestrum, verkefnavinnu, nemendakynningum og umræðum auk þess sem farið verður í eina vettvangsferð.

Námskeiðið er samkennt með ILT102F - Inngangur að iðnaðarlíftækni. Ekki er hægt að taka bæði námskeiðin. 

Námskeiðið skiptist í fyrirlestra, verklegar æfingar, umræður og nemendaverkefni.

Fyrirlestrar: Fræðilegur bakgrunnur helstu aðferða sameindalíffræðinnar og notkun þeirra við rannsóknir. Helstu tilraunalífverur og erfðatæknilegar aðferðir við notkun þeirra kynnt. 
Námsefni er lagt fram af kennurum. 

Verklegar æfingar: Í námskeiðinu er höfuðáhersla á þjálfun í verklegum vinnubrögðum á rannsóknastofum í sameindalíffræði og virkri notkun vinnubókar.

Umræðutímar tengjast fyrirlestrum, verklegum æfingum og nemendaverkefnum.

Helstu efnisatriði námskeiðs:  Vinnubækur og vinnuseðlar, rafræn tól. Grunnatriði DNA vinnu og DNA klónunar. Plasmíð og plasmíðkort, vinna með DNA raðir. Grunnatriði vinnu með E. coli og plasmíð. Grunnatriði frumuræktunar og genaleiðslu í frumur. Tilraunalífverurnar E.coli, S. cerevisiae, A. thaliana, D. rerio, C. elegans, D. melanogaster og M. musculus. Genaferjun og önnur erfðatækni í bakteríum, sveppum og fjölfrumungu. CRISPR tækni og hönnun gRNA. RNAi og fleiri aðferðir til genabælingar og skilyrtrar genatjáningar. Flúrprótein og önnur próteinmerki og vísigen. Einangrun og greining á DNA og RNA, Southern og Northern blettun, PCR, qPCR, skerðiensím, raðgreining á DNA, gagnavinnsla og greining. Sértæk greining próteina með mótefnum. Framleiðsla og notkun mótefna - western blettun, ónæmislitun fruma og vefja. Notkun smásjár í sameindalíffræði.  Aðferðafræði í nýlegum vísindagreinum.

Nemendaverkefni: Fjallað um nýlega aðferð eða aðferðahóp. Fyrirkomulag breytilegt frá ári til árs en miðar að því að þjálfa nemendur í heimildavinnu og miðlun vísindalegs efnis á fjölbreyttan hátt. Dæmi um framsetningu: Veggspjöld, ritgerðir, fyrirlestrar, myndbönd, vefsíður, hlaðvörp.

Meginmarkmið þessa námskeiðs er að kynna nemendum undirstöðuatriði varðandi efnatengi og lögun sameinda. Aðaláhersla verður lögð á að nota samhverfu og grúpufræði við að byggja upp sameindasvigrúm einfaldra sameinda og jóna. VSEPR og VB aðferðir verða einnig notaðar til að bera saman tengi í sameindum og byggingu þeirra.  Bygging kristallaðra efna. Eiginleikar málma og jónefna. Gefin er hluteinkunn fyrir námskeiðið og er vægi hennar 20% af heildareinkunn. Frammistaða hvers stúdents á tveimur hlutprófum á önninni skapar hluteinkunn hans (hennar).

Í fyrirlestrum verður fjallað um myndun og hvörf enólatanjóna, þ.m.t. alkýlun ketóna og 1,3-díkarbónýlefna, C- og O-alkýlun, aldól-þéttingu og asýlun kolefna. Einnig verður farið yfir afkarboxýlun, myndun tvítengja og fjallað um málmlífræna efnafræði. Þá verður einnig fjallað um notkun litrófsaðferða í við greiningu á lífrænum efnasamböndum og fjallað um notkun gagnagrunna (Scifinder). Skila ber 75% af þeim verkefnum (heimadæmum) sem lögð verða fyrir svo próftökuréttur fáist.

Nemendum verður veitt þjálfun í sjálfstæðum vinnubrögðum á tilraunastofu og er námskeiðið því góður undirbúningur fyrir rannsóknavinnu í framhaldsnámi eða í starfi. Í stað staðlaðra forskrifta, eins og notast er við í flestum verklegum námskeiðum í grunnnámi, verður stuðst við almennar leiðbeiningar uppsláttarbóka og tímaritsgreina. Hver og einn nemandi fær sitt eigið verkefni, fjögurra skrefa efnasmíð. Nemendur munu framkvæma efnahvörfin, fylgjast með framvindu þeirra, einangra myndefnin og skrá jafnóðum niðurstöður í vinnubók. Nemendur munu glíma við úrlausn vandamála sem upp kunna að koma við framkvæmd tilrauna, þ.m.t. að finna hentugri hvarfaðstæður ef hvörf ganga ekki sem skyldi í fyrsta skipti. Myndefni eru sannreynd með litrófsaðferðum, sér í lagi NMR.

Kennt verður hvernig unnt er að finna hvarfaðstæður í tímaritsgreinum með hjálp gagnagrunna (Scifinder). Einnig verður fjallað um í fyrirlestrum hvernig niðurstöður eru birtar á formi vísindagreina og nunu nemendur skrifa grein þar sem efnasmíð þeirra er lýst í heild sinni, í stað þess að rita skýrslur fyrir hvert hvarf. Notast verður við sniðmát fyrir tímaritið Organic Letters.

Verkefnin tengjast öll því efni sem fjallað er um í EFN511G þar sem þemað er myndun C-C tengja, til að mynda með alkýlun 1,3-díkarbónýlefna, notkun Wittig hvarfefna, Grignard, aldól þéttingar o. s. frv.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Fyrirlestrar: Erfðaháttur og ættartré. Skipulag erfðaefnis mannsins. Litningar, litningabreytingar, litningagallar. Staðsetning gena. Sambandsgreining /Tölfræðileg nálgun. Erfðagreining. Flóknir erfðagallar, erfðir og umhverfi. Erfðir og krabbamein. Genalækningar. Þróun mannsins og skyldra tegunda. Siðferðileg efni tengd mannerfðafræði, upplýst samþykki og persónuupplýsingar. Gert er ráð fyrir að nemendur hafi almenna undirstöðu í erfðafræði.

Verklegt: Túlkun gagna úr erfðagreiningingum, unnið með tjáningargögn, greining gagna úr litningalitunum, unnið með gögn úr kortlagningu á erfðaþáttum.

Ath.: Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Java forritunarmálið er notað til að kynna grunnhugtök í tölvuforritun: Tjáning og fullyrðingar, texta- og tölulegar gagnategundir, aðstæður og lykkjur, fylki, aðferðir, flokkar og hluti, inntak og úttak. Forritun og kembiforrit eru stunduð í spurningakeppnum og verkefnum alla önnina.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Skyldunámskeið fyrir næringarfræðinema.

Markmið þessa námskeiðs er að styrkja og breikka undirstöðuþekkingu nemenda á eðlisfræði þannig að þeir geti; a) sett fram og notað einföld líkön til að lýsa náttúrufyrirbærum, b) aflað sér frekari þekkingar þegar beita þarf eðlisfræði, c) lesið úr stærðfræðilegri lýsingu á náttúrulegum ferlum.

Námsefni: Aflfræði með áherslu á vinnu og orku, snúningshreyfingu og sveiflur. Vökvar. Varmafræði og varmaskipti. Hljóð og hljóðbylgjur. Rafkraftar, raf- og segulsvið.

Í verklegu æfingum kynnast nemendur ýmis konar búnaði, m.a. sveiflusjám, fjölmælum og litrófsgreini. Áhersla er lögð á þjálfun vinnulags við gagnasöfnun og gagnameðferð.

Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku samkvæmt þörfum nemenda.

Markmið námskeiðsins er að þjálfa nemendur í sjálfstæðum vinnubrögðum við rannsóknir og að kynna fyrir þeim hagnýt viðfangsefni er tengjast örverum. Námskeiðið er þrískipt. Í fyrsta hlutanum, viku 1-5, kynnast nemendur lífríki hverasvæða og vinna rannsóknarverkefni. Þeir munu safna sýnum og vinna sjálfstætt að einangrun, greiningu og lýsingu á bakteríustofnum.

Í öðrum hluta námskeiðsins verður fjallað um ýmis sérsvið líftækni og hvernig þau mótast vegna framfara og aukinnar þekkingar í örverufræði, erfðatækni og lífefnafræði. Tekið verður mið af íslenskum líftæknirannsóknum og farið í nýjungar í líftæknilegri aðferðafræði á eftirfarandi sviðum: Fjölbreytileiki og framleiðsla lífefna í örverum; skimunartækni (bioprospecting); hitkærar örverur, sjávarbakteríur og örþörungar, lífmassanýting (áhersla á þang og plöntulífmassa), lífmassaver (biorefineries), ensímtækni (fjölsykrusundrandi- og sykruumbreytingar-ensím), efnaskiptaverkfræði (erfðatækni, erfðamengjafræði; endurhönnun og betrumbætur efnaskiptaferla með erfðatækni), orkulíftækni (hönnun og endurbætur gerjunarferla með erfðatækni). Ræktunartækni og gersveppur sem framleiðslulífvera verða kynnt sérstaklega í verklegum tímum við bruggun á bjór.

Í þriðja hluta námskeiðsins er lögð áhersla á umhverfisörverufræði, sýnatökur, örverusamfélög og örveruþekjur, örverur í sjó, vatni og á þurru landi, loftgæði innanhúss og áhrif sveppa. Fjallað verður um sýkla í umhverfinu, áhættumat og eftirlit, líffræðilega hreinsun með hjálp örvera, metanframleiðslu og hlýnun jarðar. Farið verður í vettvangsferðir í sorphreinsistöðvar og skólphreinsistöðvar. Nemendur lesa og kynna efni sérvalinna rannsóknargreina í umræðutímum.

Fyrir utan kennslu á stundaskrá er gert ráð fyrir kennslu einn laugardag nálægt mánaðamótum september/október.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað er um einkenni 1.-4. stigs byggingastiga prótein og hvernig þau ákvarða ýmsa eiginleika þeirra. Flokkun próteina á grundvelli myndbygginga og einkenni. Leitast er við að skýra samband myndbyggingar og eiginleika próteina með mismunandi líffræðileg hlutverk. Farið er yfir helstu byggingarþætti sem ákvarða stöðugleika myndbyggingar próteina, sem og afmyndun þeirra og svipmótunarferli. Fjallað er um áhrif þátta á borð við hitastig, sýrustigs, salta og afmyndara á stöðugleika próteina. Kynntar eru helstu aðferðir sem notaðar eru við rannsóknir á byggingar- og eðliseiginleikum próteina. Fjallað verður um valin dæmi um samband prótein byggingar og eiginleika.

Kennsluhættir. Fyrirlestrar tvisvar í viku (2x40 mín. hvort skipti). Tölvuver einu sinni í viku (2x40 mín.). Í tölvutímum er í fyrstu kynnt hagnýting veraldarvefsins við öflun og vinnslu upplýsinga á hinum margvíslegu vefsetrum sem fjalla um byggingu og eiginleika próteina. Þjálfuð er færni í notkun forritsins SwissPDBviewer til skoðunar og rannsókna á próteinum. Þetta forrit er notað til að leysa ýmis verkefni um byggingu próteina og eru valin með hliðsjón af yfirferð í fyrirlestrum.

Áherslur í þessu námskeiði er að kynnast aðferðafræði og þeim helstu nýjungum í greiningar- og reikniaðferðum sem nýttar eru í rannsóknum í lífefnafræði. Námskeiðið er byggt upp af nokkrum námskeiðshlutum þar sem sérfræðingar á sínu sviði sinna kennslu hvers hluta. Námsefnið byggir að mestu á fyrirlestrum en einnig getur verið lagt fyrir nemendur annað námsefni, s.s. greinar eða bókarkaflar þegar við á. Einnig er mögulegt að sumir kennarar standi fyrir sýnikennslu á rannsóknartæki eða leggi fyrir hagnýt verkefni í tímunum. Nokkur verkefni verða lögð fyrir nemendur meðan námskeiðið er þreytt.

Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum lífefnafræðinnar verða til umfjöllunar en námshlutar geta breyst hverju sinni.

Dæmi um sérsvið sem fjallað er um: Einsameinda litrófsgreining, massagreining próteina, byggingafræðileg lífefnafræði, bindisækniaðferðir og varmafræði og reiknifræðileg lífefnafræði.

Fyrirlestrar: Innra umhverfi, himnuspenna, taugafruman, taugakerfi, hormónakerfi, skynjun, vöðvar, blóðrás, öndun, útskilnaður, vatnsbúskapur, melting, orkubúskapur, efnaskipti, æxlun. 

Verklegar æfingar: 1) Himnuspenna og boðefni. 2) Taug/beinagrindarvöðvi. 3) Viðbrögð líkamans við áreynslu.
Önnur verkefni: Áfangapróf verða lögð fyrir á misserinu og verkefni, eins og nánar er tilgreint í kennsluáætlun í upphafi námskeiðs.

Þroskunarfræði er fag sem tengir mörg helsu fagsvið líf- og læknavísindanna og hafa margar af mikilvægustu uppgötvunum um hlutverk og virkni sameinda og frumulíffræðilegra ferla komið úr þroskunarfræðilegum rannsóknum. Markmið námskeiðsins er að nemendur að öðlist góða yfirsýn yfir helstu viðfangsefni á fagsviði þroskunarfræði og þekkingu á grundvallaratriðum í þroskun ólíkra hópa hryggdýra og hryggleysingja, allt frá lífverunni í heild yfir í hlutverk sameinda í stjórn þroskunarferla.

Helstu viðfangsefni bóklegra tíma: Hlutverk þroskaferla. Saga þroskunarfræðinnar og aðferðafræði. Þroskaferlar hjá einfrumungum. Tímgun og erfðablöndun. Helstu þroskunarmynstur fjölfruma dýra. Mörkun og ákvörðun frumuþroskunarferla. Erfðatæknilegar aðferðir í þroskunarfræði. Stjórn genatjáningar, - þroskunargen. Mikilvægi samskipta milli fósturfrumna. Bygging kynfrumna, frjóvgun og virkjun eggs. Fyrstu stig fósturþroskunar hjá völdum hryggleysingjum. Mörkun fósturöxla og líkamshluta hjá ávaxtaflugunni með stigskiptri stýringu gena. Fyrstu stig fósturþroskunar og mörkun fósturöxla hjá froskdýrum, fuglum og spendýrum. Afleiður fósturlaga og myndun líffæra hjá hryggdýrum. Þroskun tauga- og æðakerfis. Myndun útlima ferfætlinga. Kynákvörðun, kynþroski og myndun kynfrumna meðal hryggleysingja og hryggdýra. Þroskaferlar plantna. Þróun stýrikerfa þroskunar. Hagnýt þroskunarfræði.

Í verklegum æfingum er markmið námskeiðsins að nemendur öðlist þjálfun og færni í vinnu með smásæjan efnivið og smásjárgreiningu fóstra og styrki þekkingu sína á helstu þroskunarviðburðum og fósturhlutum ólíkra hópa. Jafnframt er lögð áhersla á að nemendur kynnist og fái æfingu í notkun gagnagrunna á sviði þroskunarerfðafræði og erfðafræði.

Æfingar: Notkun gagnagrunna og erfðamengisvafra; fósturþroskun og myndbreyting ávaxtaflugu; þroskun sebrafiska; þroskun hænufóstra.

Nemendaverkefni: Nemendur halda tvær kynningar og undirbúa kynningarefni um viðfangsefni sem tengist námskeiðinu. Hvor þeirra gildir 10% af heildareinkunn og er lágmarkseinkunnar (5,0) er krafist fyrir báðar kynningar.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Áherslan er á rannsóknagreinar. Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum frumulíffræði verða til umfjöllunar og er það breytilegt hverju sinni. Fyrir hvern fyrirlestur eru lagðar mest fram þrjár greinar.

Hver nemandi hefur framsögu um eina nýlega rannsóknargrein þar sem ítarlega er gert grein fyrir aðferðum og niðurstöðum. Nemandinn skrifar ritgerð um rannsóknargreinina og ræðir túlkun niðurstaðna á gagnrýninn hátt.

Dæmi um sérsvið sem hefur verið fjallað um: Náttúrulegt ónæmi, príon, pontin og reptin próteinin, skautun þekjufruma, þroskun loftæða, gagnagreining á genatjáningargögnum, sjálfsát, uppruni kjarnans.

Fyrirlestrar: Sameindagrunnur lífsins (efnatengi, lífefni, bygging stórsameinda DNA, RNA og próteina). Erfðamengi dreifkjörnunga og heilkjörnunga. Skipulag erfðaefnisins, litningar, litni og litnisagnir. Stjórn DNA eftirmyndunar og frumuhringsins. DNA eftirmyndun. Aðskilnaður litninga og frumuskipting. Umritun. Stjórn umritunar. Verkun RNA sameinda. Þýðing mRNA í prótein. Stjórnkerfi þýðingar. Hlutverk RNA sameinda í stjórn genatjáningar. Prótein-umbreytingar og umferðarstjórn innan frumna. DNA skemmdir, varðstöðvar og DNA viðgerðir. Endurröðun og viðgerðir á tvíþátta DNA brotum. Stökklar og staðbundin endurröðun. Helstu aðferðir sameindalíffræðinnar og tilraunalífverur.

Umræðutímar: Nemendur hafa framsögu um og ræða valdar rannsóknagreinar og skila inn útdrætti úr greininni.

Verklegar æfingar: Unnið verður að verkefni í sameindaerfðafræði sem tengist rannsóknum kennara og býður upp á notkun helstu aðferða sameindaerfðafræðinnar svo sem genaferjun, DNA mögnun og raðgreiningu, ummyndun og einangrun plasmíða, skerðikortlagningu, og rafdrátt bæði kjarnsýra og próteina.

Próf: Verklegt 10%, umræðufundir og skrifleg verkefni 15%, skriflegt próf 75%.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Valnámskeið. Námsbrautir: læknisfræði, líffræði, lífefnafræði, matvæla- og næringarfræði og skyldar greinar

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Mólrúmmál loftkenndra efna, Efnafræðileg varmafræði,Vermi hvarfa og lögmál Hess, hraði efnahvarfa, niðurbrot vetnisperoxíðs, Le Chatelier, ákvörðun jafnvægisfasta með ljósgleypnimælingum, ákvörðun jónunarfasta sýru, rafefnafræði; oxunar/afoxunar hvörf, varmafræði rafkers.

Skyldumæting er í öryggisfyrirlestur í fyrstu kennsluvikunni.

Fyrirlestrar:
I. Inngangur: Að rannsaka lífheiminn; helstu viðfangsefni og aðferðir

II. Þróun lífsins: Grundvöllur hugmynda um þróun lífvera og „tré lífsins“. Flokkun lífvera, helstu lífveruhópar einkenni þeirra og þróunarsaga, - fjallað um, veirur, dreifkjörnunga og heilkjörnunga. frumdýr, sveppi, þörunga, plöntur, hryggleysingja og hryggdýr.

III. Bygging og starfsemi plantna og dýra: Í umfjöllun um plöntur er fjallað um byggingu plantna og vöxt, leiðslukerfi, ljóstillífun og næringarefni, og tímgun. Í umfjöllun um dýr (áhersla á hryggdýr) er fjallað um byggingu líkamans og helstu vefjagerðir, næringu og meltingarfæri, boðkerfi hormóna, blóðrásarkerfi og loftskifti, úrgangslosun, tímgun og æxlunarfæri, þroskun, taugakerfi, hreyfingar og skynfæri.

IV. Vistfræði: Fjallað verður um lífbelti jarðar og útbreiðslu tegunda, atferli dýra, stofnavistfræði, byggingu og breytingar samfélaga dýra og plantna, fjölbreytileg vistkerfi og vernd þeirra á tímum hnattrænna breytinga.

Æfingar: Lagðar verða fyrir fjórar verklegar æfingar er tengjast námsefninu.

Námsmat: Skriflegt lokapróf gildir 80% og skýrslur um æfingar 20%. Nemendur þurfa að standast báða prófþætti (lágmarkseinkunn 5,0).

Nemendur í BS-námi í líffræði geta ekki tekið þetta námskeið.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Í námskeiðinu er fjallað um undirstöðuatriði stærðfræðigreiningarinnar auk fylkjareiknings. Meginviðfansefni eru fallahugtakið, helstu föll stærðfræðigreiningarinnar (lograr, veldisvísisföll, hornaföll), markgildi, samfelldni, deildanleg föll, reglur um afleiður, afleiður af hærra stigi, stofnföll, notkun deildareiknings (svo sem  útgildisverkefni og línuleg nálgun), meðalgildissetningin, heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar, heildunartækni, óeiginleg heildi, afleiðujöfnur, vigrar og fylkjareikningur.

Námskeiðið fjallar um uppbyggingu lotukerfisins og lotubundna eiginleika frumefnanna.  Farið er yfir náttúrulegt form frumefnanna, einangrun hreinna frumefna og algeng efnahvörf þeirra. Bygging atómsins er kennd sem undirstaða efnaeiginleika frumefnanna og efnahvarfa þeirra. Farið er í kenningar Bohrs um vetnisatómið og nýrri kenningar til nútíma sýn á atómbyggingu. Farið er yfir rafeindaskipan frumefnanna, og myndun efnatengja. Gildistengjakenningin (valence bond theory), fráhrindikraftar gildisrafeindapara (VSEPR) og byggingu sameinda. Farið er í sameindasvigrúmakenninguna (molecular orbital theory). Farið er í málmvinnslu og málmblendi, eiginleika málmlíkja og málmleysingja. Kynnt verður efnafræði hliðarmálmanna (Coordination chemistry), leysni, jafnvægi og girðitengi þeirra við jónir og rafeindagjafa. Farið er yfir kjarnaklofnun, kjarnahvörf og geislavirkni.

Stöðlun á pípettu, magngreining á Ni í stáli, kalsíum í mjólk og natríum í vatni og víni. Magngreining á ediksýru og vetnisperoxíði með títrun, greining á óþekktri amínósýru með spennutítrun og tvíþáttagreinig á lausn bæði með títrun og ljósmælingu. Magngreining á flúoríði í tannkremi og tei. 

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Þróunarfræði: Darwin og þróun þróunarkenningarinnar.  Tré lífsins. Náttúrulegt val og aðlögun. Vélvirki þróunarinnar: Erfðabreytileiki sem hráefni þróunar og tilurð hans. Erfðafræði náttúrlegs val.   Þróun svipfarseiginleika. Hending í þróun og aðgreining stofna.Tegundir og tegundamyndun. Afleiðingar þróunar: Kynæxlun, Þróun lífsöguþátta. Barátta og samvinna. Samþróun meðal tegunda. Þróun gena og erfðamengja. Þróun og þroskun. Stórþróun og saga lífsins: Flokkun og þróunarsaga. Þróun og jarðsaga.  Landafræði þróunar. Þróun fjölbreytileika lífvera. Þróun fyrir ofan stig tegunda. Þróun manns og samfélag manns.

Í byrjun námskeiðsins eru grunnhugtök tölfræðinnar kynnt til sögunnar, svo sem þýði, úrtak og breyta. Nemendur kynnast hinum ýmsu lýsistærðum og myndrænni framsetningu gagna. Því næst verður farið í grundvallaratriði líkindafræðinnar og helstu líkindadreifingar kynntar.

Síðasti hluti námskeiðsins snýr að ályktunartölfræði þar sem skoðuð verða tilgátupróf og öryggisbil fyrir meðaltöl, dreifni og hlutföll og farið verður í fervikagreiningu og aðhvarfsgreiningu. Nemendur læra beitingu allra ofangreindra aðferða í tölfræðihugbúnaðinum R.

Lífræn efnafræði kemur við víðs vegar í lífinu okkar, bæði í lífheiminum okkar og í framleiðslu á hinum ýmsu vörum sem við notum dagsdaglega. Lífræn efnafræði kemur einnig fyrir í mörgum öðrum fögum, svo sem lífefnafræði, lyfjafræði, matvælafræði, og læknisfræði. Skilningur á lífrænu efnafræðinni getur hjálpað við að dýpka skilning okkar á framleiðsluferlum í efna- og matvælaiðnaði, ýmsum lífefnafræðiferlum, og virknihátt lyfja og framleiðslu þeirra.

Í þessu námskeiði verður farið yfir grunnatriði lífrænnar efnafræði. Farið verður yfir hina ýmsu virknihópa, helstu eiginleika þeirra og hvarfgirni með sérstakri áherslu á  alkana, alkena, alkyna, alkýl halíða, og arómata. Einnig verður farið yfir rúmefnafræðileg atriði og efnagreiningar lífrænna efna með NMR, IR og MS.

Mörg þeirra efna sem við notum í okkar daglega lífi (plast, lyf, lím o.fl.) eru framleidd fyrir tilstilli lífrænnar efnafræði. Lyfjaiðnaðurinn er gott dæmi þar sem nauðsynlegt er að geta smíðað rétt efni, einangrað/hreinsað þau og borið kennsl á hvort rétt efni hafi verið smíðað.

Í þessu námskeiði munu nemendur fá þjálfun í helstu aðferðunum sem notaðar eru í verklegri lífrænni efnafræði og nýtist í efnaiðnaði. Einnig munu nemendur öðlast þjálfun í greiningu á niðurstöðum og skrifum á vísindalegum skýrslum.

Innihald námskeiðs: Orka og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Varmaefnafræði. Óreiða og annað  lögmál varmafræðinnar. Þriðja lögmál varmafræðinnar. Fríorka. Fasajafnvægi. Varmafræði lausna og jónalausna. Efnajafnvægi. Rafefnafræði. Flutningsfyrirbæri: færsla gasagna, sveim og varmaflutningur. Hraði og gangur efnahvarfa. Lífhvötun.

Kennslubók: Atkins' Physical Chemistry 11th Edition

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Vefjafræði er stutt námskeið sem kennt er í tengslum við námskeið í frumulíffræði. Námskeiðið er byggt upp sem verklegt námskeið með stoðfyrirlestrum og standa fyrirlestrar og verklegar æfingar yfir í 5-6 vikur. Verklegar æfingar byggja fyrst og fremst á skoðun vefjasýna undir ljóssmásjá. Mætingarskylda er í verklega tíma. Lokapróf er haldið tveimur vikum eftir síðasta fyrirlestur og byggir það á sýningu smásjármynda/smásjársneiða og svörum við spurningum tengdum þeim vefjum sem til sýnis eru hverju sinni.

Markmið námskeiðsins er að kynna nemendum helstu vefjaflokka og uppbyggingu helstu vefja innan hvers flokks fyrir sig, ásamt því að gera nemendur sjálfstæða í notkun smásjár við skoðun vefjasýna. Í fyrirlestrum er fjallað um eiginleika einstakra vefja, einkenni og starfssemi ólíkra frumugerða og eiginleika millifrumuefnis í vefjasértæku samhengi. Einnig er fjallað sérstaklega um undirbúning sýna.

Ágrip af skammtafræði. Efnatengi. Kraftverkan milli sameinda. Tengsl skammtafræði og litrófsgreiningar. Litrófsaðferðir (örbylgjuróf, IR-róf, ÚF/Sýn-róf, kjarnróf (NMR) og röntgengreining). Öflun upplýsinga um sameindir með litrófsgreiningum. Notkun litrófsaðferða í lífefnafræði. Efni tengt verklegum æfingum.

Verklegar æfingar: Kaloríuinnihald efna skv. brennsluvarmamælingum. Fasalínurit og eiming vökvablandna. Jafnvægi efnahvarfa og leysni skv. leiðnimælingum. Hraði efnahvarfa (styrkáhrif og ákvörðun hraðafasta). Lausnavarmamælingar. Jónalausnir. Gufuþrýstingur og gufunarvarmi. Seigjumælingar. Litrófsgreining lífrænna litarefna. Jafnvægi efnahvarfa litrófsgreiningu. Flúrljómun mísellulausna. Kjarnrófsmælingar (NMR.)

Athugið tímar í námskeiðunum geta verið bæði á mánudögum og föstudagseftirmiðdögum. 

Í þessu námskeiði verður fjallað ítarlega um efni sem tilheyra efnaflokkum arómatískra efnasambanda (kafli 16), alkohóla og fenóla (kafli 17), etera og epoxíða (kafli 18), þíóla og súlfíða (kafli 18), aldehýða og ketóna (kafli 19), karboxýlsýra og nítríla (kafli 20), karboxýlsýruafleiða (kafli 21), karbonynsambanda (kafli 22 og 23), auk amína og einfaldra heteróhringsambanda (kafli 24). Í gegnum fyrirlestra, dæmatíma, heimadæmi, og kaflapróf, verður lögð áhersla á hvarfganga, efnahvörf, hvarfsemi, hvarfgirni, og efnasmíðar ofangreindra efnaflokka.

Í námskeiðinu verður stuðst við WebAssign (stafrænn vettvangur heimanáms). Nemendur verða að kaupa aðgang (nánari upplýsingar verða á heimasíðu námskeiðsins).

Bókin Organic Chemistry er aðgengileg án kostnaðar í gegnum openstax.org:
https://openstax.org/details/books/organic-chemistry

Í verklegum æfingum verður fengist við nýsmíði lífrænna efna og efnagreiningu.

Námskeiðið er verklegt námskeið með vikulegum tveggja tíma stoðfyrirlestrum.  Þar verða undirstöðuatriði efnagreiningaraðferðanna kynnt svo og uppbygging, efnisval og notkun tækjabúnaðar.  Stoðfyrirlestrar eru hluti af verklegum æfingum og því er mætingaskylda í þá.

Kynntar verða almennar aðferðir í efnagreiningum sem byggja á hagnýtingu efna- og eðliseiginleika efna og víxlverkun eðliseiginleika efna við rafsegulsviðið.  Einnig verða kynntar skiljuaðferðir (chromatographic methods) til að greina efnablöndur í sundur, svo hægt sé að einangra hrein efni og bera kennsl á þau.  Námskeiðið tekur aðallega mið af  greiningu á lífrænum efnasamböndum.

Mæliaðferðirnar sem verða kynntar eru: litrófsmælingar á útfjólubláa og sýnilega sviðinu, atómgleypni, flúrljómun og titringsróf á innrauða sviðinu.  Kjarnarófsmælingar (NMR), massagreiningar og hagnýting röntgengeisla til byggingargreiningar.  Skiljuaðferðir (chromatographic methods): s.s. gasskilja og háþrýstivökvaskilja til þáttbundinna og magnbundinna greininga. Samtengd notkun mismunandi tækja/aðferða til greininga á óþekktum efnablöndum (GC, FT-IR, NMR og GC-MS).  

Nemendur vinna vinnubók og skila skýrslu úr einni æfingu ásamt vinnubókinni.

Stoðfyrirlestar: 2 tímar í viku.
10 verklegar æfingar: vinnubók og skýrsla.
Þriggja tíma skriflegt próf úr verklegu:

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Námskeiðið samanstendur af verklegum æfingum einu sinni í viku ( 6 klst. í 12-13 vikur) og einum fyrirlestri í viku ( 2x40 mín. 13 -14 vikur).

Í fyrirlestrum eru fræðilegar undirstöður verklegra æfinga útskýrðar og hagnýting þeirrar þekkingar kynnt.

Í verklegum æfingum munu nemendur kynnast öryggisreglum og vinnubrögðum við rannsóknum í lífefnafræði. Þar má nefna:

• Helstu aðferðir við próteinhreinsanir.
• Magngreiningar próteina og sérstökum efnahópum þeirra.
• Mælingar á stöðugleika próteina og áhrifum tengla.
• Mælingar á hraðafræði ensíma og áhrifa hindra.
• Nýting gagnabanka og forrita þeim tengd til að styðja við rannsóknir og túlkun niðurstaðna.
• Vinna með töluleg gögn og notkun línulegra- og ólínulegra líkana við gangnavinnslu og túlkun niðurstaðna.
• Hvernig skal halda vinnubók á rannsóknarstofu og rétta skráningu mæligagna.
• Hvernig skal skrifa vísindalegar skýrslur um rannsóknarniðurstöður.

Þetta námskeið fjallar um undirstöðuatriði og helstu notkunarmöguleika líftækni með áherslu á mikilvægi hennar í atvinnulífi og samfélagi. Líftækni er þverfaglegt fræðasvið sem nýtir aðferðir úr sameindalíffræði, efnafræði, verkfræði og lyfjafræði. Í gegnum fyrirlestra, hópverkefni, kynningar nemenda og gestafyrirlestra verður fjallað um hvernig líftæknivörur og -ferlar þróast, allt frá rannsóknum á rannsóknarstofu til notkunar í iðnaði.

Námskeiðið skiptist í fimm meginsvið líftækni: (1) líftæknilyf, (2) iðnaðarlíftækni í efna- og matvælaiðnaði, (3) klínísk líftækni, (4) uppgötvun og hreinsun náttúruafurða og (5) orku- og umhverfislíftækni.

Námskeiðið byggir á fyrirlestrum, verkefnavinnu, nemendakynningum og umræðum auk þess sem farið verður í eina vettvangsferð.

Námskeiðið er samkennt með ILT102F - Inngangur að iðnaðarlíftækni. Ekki er hægt að taka bæði námskeiðin. 

Námskeiðið skiptist í fyrirlestra, verklegar æfingar, umræður og nemendaverkefni.

Fyrirlestrar: Fræðilegur bakgrunnur helstu aðferða sameindalíffræðinnar og notkun þeirra við rannsóknir. Helstu tilraunalífverur og erfðatæknilegar aðferðir við notkun þeirra kynnt. 
Námsefni er lagt fram af kennurum. 

Verklegar æfingar: Í námskeiðinu er höfuðáhersla á þjálfun í verklegum vinnubrögðum á rannsóknastofum í sameindalíffræði og virkri notkun vinnubókar.

Umræðutímar tengjast fyrirlestrum, verklegum æfingum og nemendaverkefnum.

Helstu efnisatriði námskeiðs:  Vinnubækur og vinnuseðlar, rafræn tól. Grunnatriði DNA vinnu og DNA klónunar. Plasmíð og plasmíðkort, vinna með DNA raðir. Grunnatriði vinnu með E. coli og plasmíð. Grunnatriði frumuræktunar og genaleiðslu í frumur. Tilraunalífverurnar E.coli, S. cerevisiae, A. thaliana, D. rerio, C. elegans, D. melanogaster og M. musculus. Genaferjun og önnur erfðatækni í bakteríum, sveppum og fjölfrumungu. CRISPR tækni og hönnun gRNA. RNAi og fleiri aðferðir til genabælingar og skilyrtrar genatjáningar. Flúrprótein og önnur próteinmerki og vísigen. Einangrun og greining á DNA og RNA, Southern og Northern blettun, PCR, qPCR, skerðiensím, raðgreining á DNA, gagnavinnsla og greining. Sértæk greining próteina með mótefnum. Framleiðsla og notkun mótefna - western blettun, ónæmislitun fruma og vefja. Notkun smásjár í sameindalíffræði.  Aðferðafræði í nýlegum vísindagreinum.

Nemendaverkefni: Fjallað um nýlega aðferð eða aðferðahóp. Fyrirkomulag breytilegt frá ári til árs en miðar að því að þjálfa nemendur í heimildavinnu og miðlun vísindalegs efnis á fjölbreyttan hátt. Dæmi um framsetningu: Veggspjöld, ritgerðir, fyrirlestrar, myndbönd, vefsíður, hlaðvörp.

Meginmarkmið þessa námskeiðs er að kynna nemendum undirstöðuatriði varðandi efnatengi og lögun sameinda. Aðaláhersla verður lögð á að nota samhverfu og grúpufræði við að byggja upp sameindasvigrúm einfaldra sameinda og jóna. VSEPR og VB aðferðir verða einnig notaðar til að bera saman tengi í sameindum og byggingu þeirra.  Bygging kristallaðra efna. Eiginleikar málma og jónefna. Gefin er hluteinkunn fyrir námskeiðið og er vægi hennar 20% af heildareinkunn. Frammistaða hvers stúdents á tveimur hlutprófum á önninni skapar hluteinkunn hans (hennar).

Í fyrirlestrum verður fjallað um myndun og hvörf enólatanjóna, þ.m.t. alkýlun ketóna og 1,3-díkarbónýlefna, C- og O-alkýlun, aldól-þéttingu og asýlun kolefna. Einnig verður farið yfir afkarboxýlun, myndun tvítengja og fjallað um málmlífræna efnafræði. Þá verður einnig fjallað um notkun litrófsaðferða í við greiningu á lífrænum efnasamböndum og fjallað um notkun gagnagrunna (Scifinder). Skila ber 75% af þeim verkefnum (heimadæmum) sem lögð verða fyrir svo próftökuréttur fáist.

Nemendum verður veitt þjálfun í sjálfstæðum vinnubrögðum á tilraunastofu og er námskeiðið því góður undirbúningur fyrir rannsóknavinnu í framhaldsnámi eða í starfi. Í stað staðlaðra forskrifta, eins og notast er við í flestum verklegum námskeiðum í grunnnámi, verður stuðst við almennar leiðbeiningar uppsláttarbóka og tímaritsgreina. Hver og einn nemandi fær sitt eigið verkefni, fjögurra skrefa efnasmíð. Nemendur munu framkvæma efnahvörfin, fylgjast með framvindu þeirra, einangra myndefnin og skrá jafnóðum niðurstöður í vinnubók. Nemendur munu glíma við úrlausn vandamála sem upp kunna að koma við framkvæmd tilrauna, þ.m.t. að finna hentugri hvarfaðstæður ef hvörf ganga ekki sem skyldi í fyrsta skipti. Myndefni eru sannreynd með litrófsaðferðum, sér í lagi NMR.

Kennt verður hvernig unnt er að finna hvarfaðstæður í tímaritsgreinum með hjálp gagnagrunna (Scifinder). Einnig verður fjallað um í fyrirlestrum hvernig niðurstöður eru birtar á formi vísindagreina og nunu nemendur skrifa grein þar sem efnasmíð þeirra er lýst í heild sinni, í stað þess að rita skýrslur fyrir hvert hvarf. Notast verður við sniðmát fyrir tímaritið Organic Letters.

Verkefnin tengjast öll því efni sem fjallað er um í EFN511G þar sem þemað er myndun C-C tengja, til að mynda með alkýlun 1,3-díkarbónýlefna, notkun Wittig hvarfefna, Grignard, aldól þéttingar o. s. frv.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Fyrirlestrar: Erfðaháttur og ættartré. Skipulag erfðaefnis mannsins. Litningar, litningabreytingar, litningagallar. Staðsetning gena. Sambandsgreining /Tölfræðileg nálgun. Erfðagreining. Flóknir erfðagallar, erfðir og umhverfi. Erfðir og krabbamein. Genalækningar. Þróun mannsins og skyldra tegunda. Siðferðileg efni tengd mannerfðafræði, upplýst samþykki og persónuupplýsingar. Gert er ráð fyrir að nemendur hafi almenna undirstöðu í erfðafræði.

Verklegt: Túlkun gagna úr erfðagreiningingum, unnið með tjáningargögn, greining gagna úr litningalitunum, unnið með gögn úr kortlagningu á erfðaþáttum.

Ath.: Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Java forritunarmálið er notað til að kynna grunnhugtök í tölvuforritun: Tjáning og fullyrðingar, texta- og tölulegar gagnategundir, aðstæður og lykkjur, fylki, aðferðir, flokkar og hluti, inntak og úttak. Forritun og kembiforrit eru stunduð í spurningakeppnum og verkefnum alla önnina.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Skyldunámskeið fyrir næringarfræðinema.

Markmið þessa námskeiðs er að styrkja og breikka undirstöðuþekkingu nemenda á eðlisfræði þannig að þeir geti; a) sett fram og notað einföld líkön til að lýsa náttúrufyrirbærum, b) aflað sér frekari þekkingar þegar beita þarf eðlisfræði, c) lesið úr stærðfræðilegri lýsingu á náttúrulegum ferlum.

Námsefni: Aflfræði með áherslu á vinnu og orku, snúningshreyfingu og sveiflur. Vökvar. Varmafræði og varmaskipti. Hljóð og hljóðbylgjur. Rafkraftar, raf- og segulsvið.

Í verklegu æfingum kynnast nemendur ýmis konar búnaði, m.a. sveiflusjám, fjölmælum og litrófsgreini. Áhersla er lögð á þjálfun vinnulags við gagnasöfnun og gagnameðferð.

Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku samkvæmt þörfum nemenda.

Markmið námskeiðsins er að þjálfa nemendur í sjálfstæðum vinnubrögðum við rannsóknir og að kynna fyrir þeim hagnýt viðfangsefni er tengjast örverum. Námskeiðið er þrískipt. Í fyrsta hlutanum, viku 1-5, kynnast nemendur lífríki hverasvæða og vinna rannsóknarverkefni. Þeir munu safna sýnum og vinna sjálfstætt að einangrun, greiningu og lýsingu á bakteríustofnum.

Í öðrum hluta námskeiðsins verður fjallað um ýmis sérsvið líftækni og hvernig þau mótast vegna framfara og aukinnar þekkingar í örverufræði, erfðatækni og lífefnafræði. Tekið verður mið af íslenskum líftæknirannsóknum og farið í nýjungar í líftæknilegri aðferðafræði á eftirfarandi sviðum: Fjölbreytileiki og framleiðsla lífefna í örverum; skimunartækni (bioprospecting); hitkærar örverur, sjávarbakteríur og örþörungar, lífmassanýting (áhersla á þang og plöntulífmassa), lífmassaver (biorefineries), ensímtækni (fjölsykrusundrandi- og sykruumbreytingar-ensím), efnaskiptaverkfræði (erfðatækni, erfðamengjafræði; endurhönnun og betrumbætur efnaskiptaferla með erfðatækni), orkulíftækni (hönnun og endurbætur gerjunarferla með erfðatækni). Ræktunartækni og gersveppur sem framleiðslulífvera verða kynnt sérstaklega í verklegum tímum við bruggun á bjór.

Í þriðja hluta námskeiðsins er lögð áhersla á umhverfisörverufræði, sýnatökur, örverusamfélög og örveruþekjur, örverur í sjó, vatni og á þurru landi, loftgæði innanhúss og áhrif sveppa. Fjallað verður um sýkla í umhverfinu, áhættumat og eftirlit, líffræðilega hreinsun með hjálp örvera, metanframleiðslu og hlýnun jarðar. Farið verður í vettvangsferðir í sorphreinsistöðvar og skólphreinsistöðvar. Nemendur lesa og kynna efni sérvalinna rannsóknargreina í umræðutímum.

Fyrir utan kennslu á stundaskrá er gert ráð fyrir kennslu einn laugardag nálægt mánaðamótum september/október.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað er um einkenni 1.-4. stigs byggingastiga prótein og hvernig þau ákvarða ýmsa eiginleika þeirra. Flokkun próteina á grundvelli myndbygginga og einkenni. Leitast er við að skýra samband myndbyggingar og eiginleika próteina með mismunandi líffræðileg hlutverk. Farið er yfir helstu byggingarþætti sem ákvarða stöðugleika myndbyggingar próteina, sem og afmyndun þeirra og svipmótunarferli. Fjallað er um áhrif þátta á borð við hitastig, sýrustigs, salta og afmyndara á stöðugleika próteina. Kynntar eru helstu aðferðir sem notaðar eru við rannsóknir á byggingar- og eðliseiginleikum próteina. Fjallað verður um valin dæmi um samband prótein byggingar og eiginleika.

Kennsluhættir. Fyrirlestrar tvisvar í viku (2x40 mín. hvort skipti). Tölvuver einu sinni í viku (2x40 mín.). Í tölvutímum er í fyrstu kynnt hagnýting veraldarvefsins við öflun og vinnslu upplýsinga á hinum margvíslegu vefsetrum sem fjalla um byggingu og eiginleika próteina. Þjálfuð er færni í notkun forritsins SwissPDBviewer til skoðunar og rannsókna á próteinum. Þetta forrit er notað til að leysa ýmis verkefni um byggingu próteina og eru valin með hliðsjón af yfirferð í fyrirlestrum.

Áherslur í þessu námskeiði er að kynnast aðferðafræði og þeim helstu nýjungum í greiningar- og reikniaðferðum sem nýttar eru í rannsóknum í lífefnafræði. Námskeiðið er byggt upp af nokkrum námskeiðshlutum þar sem sérfræðingar á sínu sviði sinna kennslu hvers hluta. Námsefnið byggir að mestu á fyrirlestrum en einnig getur verið lagt fyrir nemendur annað námsefni, s.s. greinar eða bókarkaflar þegar við á. Einnig er mögulegt að sumir kennarar standi fyrir sýnikennslu á rannsóknartæki eða leggi fyrir hagnýt verkefni í tímunum. Nokkur verkefni verða lögð fyrir nemendur meðan námskeiðið er þreytt.

Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum lífefnafræðinnar verða til umfjöllunar en námshlutar geta breyst hverju sinni.

Dæmi um sérsvið sem fjallað er um: Einsameinda litrófsgreining, massagreining próteina, byggingafræðileg lífefnafræði, bindisækniaðferðir og varmafræði og reiknifræðileg lífefnafræði.

Fyrirlestrar: Innra umhverfi, himnuspenna, taugafruman, taugakerfi, hormónakerfi, skynjun, vöðvar, blóðrás, öndun, útskilnaður, vatnsbúskapur, melting, orkubúskapur, efnaskipti, æxlun. 

Verklegar æfingar: 1) Himnuspenna og boðefni. 2) Taug/beinagrindarvöðvi. 3) Viðbrögð líkamans við áreynslu.
Önnur verkefni: Áfangapróf verða lögð fyrir á misserinu og verkefni, eins og nánar er tilgreint í kennsluáætlun í upphafi námskeiðs.

Þroskunarfræði er fag sem tengir mörg helsu fagsvið líf- og læknavísindanna og hafa margar af mikilvægustu uppgötvunum um hlutverk og virkni sameinda og frumulíffræðilegra ferla komið úr þroskunarfræðilegum rannsóknum. Markmið námskeiðsins er að nemendur að öðlist góða yfirsýn yfir helstu viðfangsefni á fagsviði þroskunarfræði og þekkingu á grundvallaratriðum í þroskun ólíkra hópa hryggdýra og hryggleysingja, allt frá lífverunni í heild yfir í hlutverk sameinda í stjórn þroskunarferla.

Helstu viðfangsefni bóklegra tíma: Hlutverk þroskaferla. Saga þroskunarfræðinnar og aðferðafræði. Þroskaferlar hjá einfrumungum. Tímgun og erfðablöndun. Helstu þroskunarmynstur fjölfruma dýra. Mörkun og ákvörðun frumuþroskunarferla. Erfðatæknilegar aðferðir í þroskunarfræði. Stjórn genatjáningar, - þroskunargen. Mikilvægi samskipta milli fósturfrumna. Bygging kynfrumna, frjóvgun og virkjun eggs. Fyrstu stig fósturþroskunar hjá völdum hryggleysingjum. Mörkun fósturöxla og líkamshluta hjá ávaxtaflugunni með stigskiptri stýringu gena. Fyrstu stig fósturþroskunar og mörkun fósturöxla hjá froskdýrum, fuglum og spendýrum. Afleiður fósturlaga og myndun líffæra hjá hryggdýrum. Þroskun tauga- og æðakerfis. Myndun útlima ferfætlinga. Kynákvörðun, kynþroski og myndun kynfrumna meðal hryggleysingja og hryggdýra. Þroskaferlar plantna. Þróun stýrikerfa þroskunar. Hagnýt þroskunarfræði.

Í verklegum æfingum er markmið námskeiðsins að nemendur öðlist þjálfun og færni í vinnu með smásæjan efnivið og smásjárgreiningu fóstra og styrki þekkingu sína á helstu þroskunarviðburðum og fósturhlutum ólíkra hópa. Jafnframt er lögð áhersla á að nemendur kynnist og fái æfingu í notkun gagnagrunna á sviði þroskunarerfðafræði og erfðafræði.

Æfingar: Notkun gagnagrunna og erfðamengisvafra; fósturþroskun og myndbreyting ávaxtaflugu; þroskun sebrafiska; þroskun hænufóstra.

Nemendaverkefni: Nemendur halda tvær kynningar og undirbúa kynningarefni um viðfangsefni sem tengist námskeiðinu. Hvor þeirra gildir 10% af heildareinkunn og er lágmarkseinkunnar (5,0) er krafist fyrir báðar kynningar.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Áherslan er á rannsóknagreinar. Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum frumulíffræði verða til umfjöllunar og er það breytilegt hverju sinni. Fyrir hvern fyrirlestur eru lagðar mest fram þrjár greinar.

Hver nemandi hefur framsögu um eina nýlega rannsóknargrein þar sem ítarlega er gert grein fyrir aðferðum og niðurstöðum. Nemandinn skrifar ritgerð um rannsóknargreinina og ræðir túlkun niðurstaðna á gagnrýninn hátt.

Dæmi um sérsvið sem hefur verið fjallað um: Náttúrulegt ónæmi, príon, pontin og reptin próteinin, skautun þekjufruma, þroskun loftæða, gagnagreining á genatjáningargögnum, sjálfsát, uppruni kjarnans.

Fyrirlestrar: Sameindagrunnur lífsins (efnatengi, lífefni, bygging stórsameinda DNA, RNA og próteina). Erfðamengi dreifkjörnunga og heilkjörnunga. Skipulag erfðaefnisins, litningar, litni og litnisagnir. Stjórn DNA eftirmyndunar og frumuhringsins. DNA eftirmyndun. Aðskilnaður litninga og frumuskipting. Umritun. Stjórn umritunar. Verkun RNA sameinda. Þýðing mRNA í prótein. Stjórnkerfi þýðingar. Hlutverk RNA sameinda í stjórn genatjáningar. Prótein-umbreytingar og umferðarstjórn innan frumna. DNA skemmdir, varðstöðvar og DNA viðgerðir. Endurröðun og viðgerðir á tvíþátta DNA brotum. Stökklar og staðbundin endurröðun. Helstu aðferðir sameindalíffræðinnar og tilraunalífverur.

Umræðutímar: Nemendur hafa framsögu um og ræða valdar rannsóknagreinar og skila inn útdrætti úr greininni.

Verklegar æfingar: Unnið verður að verkefni í sameindaerfðafræði sem tengist rannsóknum kennara og býður upp á notkun helstu aðferða sameindaerfðafræðinnar svo sem genaferjun, DNA mögnun og raðgreiningu, ummyndun og einangrun plasmíða, skerðikortlagningu, og rafdrátt bæði kjarnsýra og próteina.

Próf: Verklegt 10%, umræðufundir og skrifleg verkefni 15%, skriflegt próf 75%.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Valnámskeið. Námsbrautir: læknisfræði, líffræði, lífefnafræði, matvæla- og næringarfræði og skyldar greinar

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Mólrúmmál loftkenndra efna, Efnafræðileg varmafræði,Vermi hvarfa og lögmál Hess, hraði efnahvarfa, niðurbrot vetnisperoxíðs, Le Chatelier, ákvörðun jafnvægisfasta með ljósgleypnimælingum, ákvörðun jónunarfasta sýru, rafefnafræði; oxunar/afoxunar hvörf, varmafræði rafkers.

Skyldumæting er í öryggisfyrirlestur í fyrstu kennsluvikunni.

Fyrirlestrar:
I. Inngangur: Að rannsaka lífheiminn; helstu viðfangsefni og aðferðir

II. Þróun lífsins: Grundvöllur hugmynda um þróun lífvera og „tré lífsins“. Flokkun lífvera, helstu lífveruhópar einkenni þeirra og þróunarsaga, - fjallað um, veirur, dreifkjörnunga og heilkjörnunga. frumdýr, sveppi, þörunga, plöntur, hryggleysingja og hryggdýr.

III. Bygging og starfsemi plantna og dýra: Í umfjöllun um plöntur er fjallað um byggingu plantna og vöxt, leiðslukerfi, ljóstillífun og næringarefni, og tímgun. Í umfjöllun um dýr (áhersla á hryggdýr) er fjallað um byggingu líkamans og helstu vefjagerðir, næringu og meltingarfæri, boðkerfi hormóna, blóðrásarkerfi og loftskifti, úrgangslosun, tímgun og æxlunarfæri, þroskun, taugakerfi, hreyfingar og skynfæri.

IV. Vistfræði: Fjallað verður um lífbelti jarðar og útbreiðslu tegunda, atferli dýra, stofnavistfræði, byggingu og breytingar samfélaga dýra og plantna, fjölbreytileg vistkerfi og vernd þeirra á tímum hnattrænna breytinga.

Æfingar: Lagðar verða fyrir fjórar verklegar æfingar er tengjast námsefninu.

Námsmat: Skriflegt lokapróf gildir 80% og skýrslur um æfingar 20%. Nemendur þurfa að standast báða prófþætti (lágmarkseinkunn 5,0).

Nemendur í BS-námi í líffræði geta ekki tekið þetta námskeið.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Í námskeiðinu er fjallað um undirstöðuatriði stærðfræðigreiningarinnar auk fylkjareiknings. Meginviðfansefni eru fallahugtakið, helstu föll stærðfræðigreiningarinnar (lograr, veldisvísisföll, hornaföll), markgildi, samfelldni, deildanleg föll, reglur um afleiður, afleiður af hærra stigi, stofnföll, notkun deildareiknings (svo sem  útgildisverkefni og línuleg nálgun), meðalgildissetningin, heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar, heildunartækni, óeiginleg heildi, afleiðujöfnur, vigrar og fylkjareikningur.

Námskeiðið fjallar um uppbyggingu lotukerfisins og lotubundna eiginleika frumefnanna.  Farið er yfir náttúrulegt form frumefnanna, einangrun hreinna frumefna og algeng efnahvörf þeirra. Bygging atómsins er kennd sem undirstaða efnaeiginleika frumefnanna og efnahvarfa þeirra. Farið er í kenningar Bohrs um vetnisatómið og nýrri kenningar til nútíma sýn á atómbyggingu. Farið er yfir rafeindaskipan frumefnanna, og myndun efnatengja. Gildistengjakenningin (valence bond theory), fráhrindikraftar gildisrafeindapara (VSEPR) og byggingu sameinda. Farið er í sameindasvigrúmakenninguna (molecular orbital theory). Farið er í málmvinnslu og málmblendi, eiginleika málmlíkja og málmleysingja. Kynnt verður efnafræði hliðarmálmanna (Coordination chemistry), leysni, jafnvægi og girðitengi þeirra við jónir og rafeindagjafa. Farið er yfir kjarnaklofnun, kjarnahvörf og geislavirkni.

Stöðlun á pípettu, magngreining á Ni í stáli, kalsíum í mjólk og natríum í vatni og víni. Magngreining á ediksýru og vetnisperoxíði með títrun, greining á óþekktri amínósýru með spennutítrun og tvíþáttagreinig á lausn bæði með títrun og ljósmælingu. Magngreining á flúoríði í tannkremi og tei. 

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Þróunarfræði: Darwin og þróun þróunarkenningarinnar.  Tré lífsins. Náttúrulegt val og aðlögun. Vélvirki þróunarinnar: Erfðabreytileiki sem hráefni þróunar og tilurð hans. Erfðafræði náttúrlegs val.   Þróun svipfarseiginleika. Hending í þróun og aðgreining stofna.Tegundir og tegundamyndun. Afleiðingar þróunar: Kynæxlun, Þróun lífsöguþátta. Barátta og samvinna. Samþróun meðal tegunda. Þróun gena og erfðamengja. Þróun og þroskun. Stórþróun og saga lífsins: Flokkun og þróunarsaga. Þróun og jarðsaga.  Landafræði þróunar. Þróun fjölbreytileika lífvera. Þróun fyrir ofan stig tegunda. Þróun manns og samfélag manns.

Í byrjun námskeiðsins eru grunnhugtök tölfræðinnar kynnt til sögunnar, svo sem þýði, úrtak og breyta. Nemendur kynnast hinum ýmsu lýsistærðum og myndrænni framsetningu gagna. Því næst verður farið í grundvallaratriði líkindafræðinnar og helstu líkindadreifingar kynntar.

Síðasti hluti námskeiðsins snýr að ályktunartölfræði þar sem skoðuð verða tilgátupróf og öryggisbil fyrir meðaltöl, dreifni og hlutföll og farið verður í fervikagreiningu og aðhvarfsgreiningu. Nemendur læra beitingu allra ofangreindra aðferða í tölfræðihugbúnaðinum R.

Lífræn efnafræði kemur við víðs vegar í lífinu okkar, bæði í lífheiminum okkar og í framleiðslu á hinum ýmsu vörum sem við notum dagsdaglega. Lífræn efnafræði kemur einnig fyrir í mörgum öðrum fögum, svo sem lífefnafræði, lyfjafræði, matvælafræði, og læknisfræði. Skilningur á lífrænu efnafræðinni getur hjálpað við að dýpka skilning okkar á framleiðsluferlum í efna- og matvælaiðnaði, ýmsum lífefnafræðiferlum, og virknihátt lyfja og framleiðslu þeirra.

Í þessu námskeiði verður farið yfir grunnatriði lífrænnar efnafræði. Farið verður yfir hina ýmsu virknihópa, helstu eiginleika þeirra og hvarfgirni með sérstakri áherslu á  alkana, alkena, alkyna, alkýl halíða, og arómata. Einnig verður farið yfir rúmefnafræðileg atriði og efnagreiningar lífrænna efna með NMR, IR og MS.

Mörg þeirra efna sem við notum í okkar daglega lífi (plast, lyf, lím o.fl.) eru framleidd fyrir tilstilli lífrænnar efnafræði. Lyfjaiðnaðurinn er gott dæmi þar sem nauðsynlegt er að geta smíðað rétt efni, einangrað/hreinsað þau og borið kennsl á hvort rétt efni hafi verið smíðað.

Í þessu námskeiði munu nemendur fá þjálfun í helstu aðferðunum sem notaðar eru í verklegri lífrænni efnafræði og nýtist í efnaiðnaði. Einnig munu nemendur öðlast þjálfun í greiningu á niðurstöðum og skrifum á vísindalegum skýrslum.

Innihald námskeiðs: Orka og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Varmaefnafræði. Óreiða og annað  lögmál varmafræðinnar. Þriðja lögmál varmafræðinnar. Fríorka. Fasajafnvægi. Varmafræði lausna og jónalausna. Efnajafnvægi. Rafefnafræði. Flutningsfyrirbæri: færsla gasagna, sveim og varmaflutningur. Hraði og gangur efnahvarfa. Lífhvötun.

Kennslubók: Atkins' Physical Chemistry 11th Edition

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Vefjafræði er stutt námskeið sem kennt er í tengslum við námskeið í frumulíffræði. Námskeiðið er byggt upp sem verklegt námskeið með stoðfyrirlestrum og standa fyrirlestrar og verklegar æfingar yfir í 5-6 vikur. Verklegar æfingar byggja fyrst og fremst á skoðun vefjasýna undir ljóssmásjá. Mætingarskylda er í verklega tíma. Lokapróf er haldið tveimur vikum eftir síðasta fyrirlestur og byggir það á sýningu smásjármynda/smásjársneiða og svörum við spurningum tengdum þeim vefjum sem til sýnis eru hverju sinni.

Markmið námskeiðsins er að kynna nemendum helstu vefjaflokka og uppbyggingu helstu vefja innan hvers flokks fyrir sig, ásamt því að gera nemendur sjálfstæða í notkun smásjár við skoðun vefjasýna. Í fyrirlestrum er fjallað um eiginleika einstakra vefja, einkenni og starfssemi ólíkra frumugerða og eiginleika millifrumuefnis í vefjasértæku samhengi. Einnig er fjallað sérstaklega um undirbúning sýna.

Ágrip af skammtafræði. Efnatengi. Kraftverkan milli sameinda. Tengsl skammtafræði og litrófsgreiningar. Litrófsaðferðir (örbylgjuróf, IR-róf, ÚF/Sýn-róf, kjarnróf (NMR) og röntgengreining). Öflun upplýsinga um sameindir með litrófsgreiningum. Notkun litrófsaðferða í lífefnafræði. Efni tengt verklegum æfingum.

Verklegar æfingar: Kaloríuinnihald efna skv. brennsluvarmamælingum. Fasalínurit og eiming vökvablandna. Jafnvægi efnahvarfa og leysni skv. leiðnimælingum. Hraði efnahvarfa (styrkáhrif og ákvörðun hraðafasta). Lausnavarmamælingar. Jónalausnir. Gufuþrýstingur og gufunarvarmi. Seigjumælingar. Litrófsgreining lífrænna litarefna. Jafnvægi efnahvarfa litrófsgreiningu. Flúrljómun mísellulausna. Kjarnrófsmælingar (NMR.)

Athugið tímar í námskeiðunum geta verið bæði á mánudögum og föstudagseftirmiðdögum. 

Í þessu námskeiði verður fjallað ítarlega um efni sem tilheyra efnaflokkum arómatískra efnasambanda (kafli 16), alkohóla og fenóla (kafli 17), etera og epoxíða (kafli 18), þíóla og súlfíða (kafli 18), aldehýða og ketóna (kafli 19), karboxýlsýra og nítríla (kafli 20), karboxýlsýruafleiða (kafli 21), karbonynsambanda (kafli 22 og 23), auk amína og einfaldra heteróhringsambanda (kafli 24). Í gegnum fyrirlestra, dæmatíma, heimadæmi, og kaflapróf, verður lögð áhersla á hvarfganga, efnahvörf, hvarfsemi, hvarfgirni, og efnasmíðar ofangreindra efnaflokka.

Í námskeiðinu verður stuðst við WebAssign (stafrænn vettvangur heimanáms). Nemendur verða að kaupa aðgang (nánari upplýsingar verða á heimasíðu námskeiðsins).

Bókin Organic Chemistry er aðgengileg án kostnaðar í gegnum openstax.org:
https://openstax.org/details/books/organic-chemistry

Í verklegum æfingum verður fengist við nýsmíði lífrænna efna og efnagreiningu.

Námskeiðið er verklegt námskeið með vikulegum tveggja tíma stoðfyrirlestrum.  Þar verða undirstöðuatriði efnagreiningaraðferðanna kynnt svo og uppbygging, efnisval og notkun tækjabúnaðar.  Stoðfyrirlestrar eru hluti af verklegum æfingum og því er mætingaskylda í þá.

Kynntar verða almennar aðferðir í efnagreiningum sem byggja á hagnýtingu efna- og eðliseiginleika efna og víxlverkun eðliseiginleika efna við rafsegulsviðið.  Einnig verða kynntar skiljuaðferðir (chromatographic methods) til að greina efnablöndur í sundur, svo hægt sé að einangra hrein efni og bera kennsl á þau.  Námskeiðið tekur aðallega mið af  greiningu á lífrænum efnasamböndum.

Mæliaðferðirnar sem verða kynntar eru: litrófsmælingar á útfjólubláa og sýnilega sviðinu, atómgleypni, flúrljómun og titringsróf á innrauða sviðinu.  Kjarnarófsmælingar (NMR), massagreiningar og hagnýting röntgengeisla til byggingargreiningar.  Skiljuaðferðir (chromatographic methods): s.s. gasskilja og háþrýstivökvaskilja til þáttbundinna og magnbundinna greininga. Samtengd notkun mismunandi tækja/aðferða til greininga á óþekktum efnablöndum (GC, FT-IR, NMR og GC-MS).  

Nemendur vinna vinnubók og skila skýrslu úr einni æfingu ásamt vinnubókinni.

Stoðfyrirlestar: 2 tímar í viku.
10 verklegar æfingar: vinnubók og skýrsla.
Þriggja tíma skriflegt próf úr verklegu:

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Námskeiðið samanstendur af verklegum æfingum einu sinni í viku ( 6 klst. í 12-13 vikur) og einum fyrirlestri í viku ( 2x40 mín. 13 -14 vikur).

Í fyrirlestrum eru fræðilegar undirstöður verklegra æfinga útskýrðar og hagnýting þeirrar þekkingar kynnt.

Í verklegum æfingum munu nemendur kynnast öryggisreglum og vinnubrögðum við rannsóknum í lífefnafræði. Þar má nefna:

• Helstu aðferðir við próteinhreinsanir.
• Magngreiningar próteina og sérstökum efnahópum þeirra.
• Mælingar á stöðugleika próteina og áhrifum tengla.
• Mælingar á hraðafræði ensíma og áhrifa hindra.
• Nýting gagnabanka og forrita þeim tengd til að styðja við rannsóknir og túlkun niðurstaðna.
• Vinna með töluleg gögn og notkun línulegra- og ólínulegra líkana við gangnavinnslu og túlkun niðurstaðna.
• Hvernig skal halda vinnubók á rannsóknarstofu og rétta skráningu mæligagna.
• Hvernig skal skrifa vísindalegar skýrslur um rannsóknarniðurstöður.

Þetta námskeið fjallar um undirstöðuatriði og helstu notkunarmöguleika líftækni með áherslu á mikilvægi hennar í atvinnulífi og samfélagi. Líftækni er þverfaglegt fræðasvið sem nýtir aðferðir úr sameindalíffræði, efnafræði, verkfræði og lyfjafræði. Í gegnum fyrirlestra, hópverkefni, kynningar nemenda og gestafyrirlestra verður fjallað um hvernig líftæknivörur og -ferlar þróast, allt frá rannsóknum á rannsóknarstofu til notkunar í iðnaði.

Námskeiðið skiptist í fimm meginsvið líftækni: (1) líftæknilyf, (2) iðnaðarlíftækni í efna- og matvælaiðnaði, (3) klínísk líftækni, (4) uppgötvun og hreinsun náttúruafurða og (5) orku- og umhverfislíftækni.

Námskeiðið byggir á fyrirlestrum, verkefnavinnu, nemendakynningum og umræðum auk þess sem farið verður í eina vettvangsferð.

Námskeiðið er samkennt með ILT102F - Inngangur að iðnaðarlíftækni. Ekki er hægt að taka bæði námskeiðin. 

Námskeiðið skiptist í fyrirlestra, verklegar æfingar, umræður og nemendaverkefni.

Fyrirlestrar: Fræðilegur bakgrunnur helstu aðferða sameindalíffræðinnar og notkun þeirra við rannsóknir. Helstu tilraunalífverur og erfðatæknilegar aðferðir við notkun þeirra kynnt. 
Námsefni er lagt fram af kennurum. 

Verklegar æfingar: Í námskeiðinu er höfuðáhersla á þjálfun í verklegum vinnubrögðum á rannsóknastofum í sameindalíffræði og virkri notkun vinnubókar.

Umræðutímar tengjast fyrirlestrum, verklegum æfingum og nemendaverkefnum.

Helstu efnisatriði námskeiðs:  Vinnubækur og vinnuseðlar, rafræn tól. Grunnatriði DNA vinnu og DNA klónunar. Plasmíð og plasmíðkort, vinna með DNA raðir. Grunnatriði vinnu með E. coli og plasmíð. Grunnatriði frumuræktunar og genaleiðslu í frumur. Tilraunalífverurnar E.coli, S. cerevisiae, A. thaliana, D. rerio, C. elegans, D. melanogaster og M. musculus. Genaferjun og önnur erfðatækni í bakteríum, sveppum og fjölfrumungu. CRISPR tækni og hönnun gRNA. RNAi og fleiri aðferðir til genabælingar og skilyrtrar genatjáningar. Flúrprótein og önnur próteinmerki og vísigen. Einangrun og greining á DNA og RNA, Southern og Northern blettun, PCR, qPCR, skerðiensím, raðgreining á DNA, gagnavinnsla og greining. Sértæk greining próteina með mótefnum. Framleiðsla og notkun mótefna - western blettun, ónæmislitun fruma og vefja. Notkun smásjár í sameindalíffræði.  Aðferðafræði í nýlegum vísindagreinum.

Nemendaverkefni: Fjallað um nýlega aðferð eða aðferðahóp. Fyrirkomulag breytilegt frá ári til árs en miðar að því að þjálfa nemendur í heimildavinnu og miðlun vísindalegs efnis á fjölbreyttan hátt. Dæmi um framsetningu: Veggspjöld, ritgerðir, fyrirlestrar, myndbönd, vefsíður, hlaðvörp.

Meginmarkmið þessa námskeiðs er að kynna nemendum undirstöðuatriði varðandi efnatengi og lögun sameinda. Aðaláhersla verður lögð á að nota samhverfu og grúpufræði við að byggja upp sameindasvigrúm einfaldra sameinda og jóna. VSEPR og VB aðferðir verða einnig notaðar til að bera saman tengi í sameindum og byggingu þeirra.  Bygging kristallaðra efna. Eiginleikar málma og jónefna. Gefin er hluteinkunn fyrir námskeiðið og er vægi hennar 20% af heildareinkunn. Frammistaða hvers stúdents á tveimur hlutprófum á önninni skapar hluteinkunn hans (hennar).

Í fyrirlestrum verður fjallað um myndun og hvörf enólatanjóna, þ.m.t. alkýlun ketóna og 1,3-díkarbónýlefna, C- og O-alkýlun, aldól-þéttingu og asýlun kolefna. Einnig verður farið yfir afkarboxýlun, myndun tvítengja og fjallað um málmlífræna efnafræði. Þá verður einnig fjallað um notkun litrófsaðferða í við greiningu á lífrænum efnasamböndum og fjallað um notkun gagnagrunna (Scifinder). Skila ber 75% af þeim verkefnum (heimadæmum) sem lögð verða fyrir svo próftökuréttur fáist.

Nemendum verður veitt þjálfun í sjálfstæðum vinnubrögðum á tilraunastofu og er námskeiðið því góður undirbúningur fyrir rannsóknavinnu í framhaldsnámi eða í starfi. Í stað staðlaðra forskrifta, eins og notast er við í flestum verklegum námskeiðum í grunnnámi, verður stuðst við almennar leiðbeiningar uppsláttarbóka og tímaritsgreina. Hver og einn nemandi fær sitt eigið verkefni, fjögurra skrefa efnasmíð. Nemendur munu framkvæma efnahvörfin, fylgjast með framvindu þeirra, einangra myndefnin og skrá jafnóðum niðurstöður í vinnubók. Nemendur munu glíma við úrlausn vandamála sem upp kunna að koma við framkvæmd tilrauna, þ.m.t. að finna hentugri hvarfaðstæður ef hvörf ganga ekki sem skyldi í fyrsta skipti. Myndefni eru sannreynd með litrófsaðferðum, sér í lagi NMR.

Kennt verður hvernig unnt er að finna hvarfaðstæður í tímaritsgreinum með hjálp gagnagrunna (Scifinder). Einnig verður fjallað um í fyrirlestrum hvernig niðurstöður eru birtar á formi vísindagreina og nunu nemendur skrifa grein þar sem efnasmíð þeirra er lýst í heild sinni, í stað þess að rita skýrslur fyrir hvert hvarf. Notast verður við sniðmát fyrir tímaritið Organic Letters.

Verkefnin tengjast öll því efni sem fjallað er um í EFN511G þar sem þemað er myndun C-C tengja, til að mynda með alkýlun 1,3-díkarbónýlefna, notkun Wittig hvarfefna, Grignard, aldól þéttingar o. s. frv.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Fyrirlestrar: Erfðaháttur og ættartré. Skipulag erfðaefnis mannsins. Litningar, litningabreytingar, litningagallar. Staðsetning gena. Sambandsgreining /Tölfræðileg nálgun. Erfðagreining. Flóknir erfðagallar, erfðir og umhverfi. Erfðir og krabbamein. Genalækningar. Þróun mannsins og skyldra tegunda. Siðferðileg efni tengd mannerfðafræði, upplýst samþykki og persónuupplýsingar. Gert er ráð fyrir að nemendur hafi almenna undirstöðu í erfðafræði.

Verklegt: Túlkun gagna úr erfðagreiningingum, unnið með tjáningargögn, greining gagna úr litningalitunum, unnið með gögn úr kortlagningu á erfðaþáttum.

Ath.: Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Java forritunarmálið er notað til að kynna grunnhugtök í tölvuforritun: Tjáning og fullyrðingar, texta- og tölulegar gagnategundir, aðstæður og lykkjur, fylki, aðferðir, flokkar og hluti, inntak og úttak. Forritun og kembiforrit eru stunduð í spurningakeppnum og verkefnum alla önnina.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Skyldunámskeið fyrir næringarfræðinema.

Markmið þessa námskeiðs er að styrkja og breikka undirstöðuþekkingu nemenda á eðlisfræði þannig að þeir geti; a) sett fram og notað einföld líkön til að lýsa náttúrufyrirbærum, b) aflað sér frekari þekkingar þegar beita þarf eðlisfræði, c) lesið úr stærðfræðilegri lýsingu á náttúrulegum ferlum.

Námsefni: Aflfræði með áherslu á vinnu og orku, snúningshreyfingu og sveiflur. Vökvar. Varmafræði og varmaskipti. Hljóð og hljóðbylgjur. Rafkraftar, raf- og segulsvið.

Í verklegu æfingum kynnast nemendur ýmis konar búnaði, m.a. sveiflusjám, fjölmælum og litrófsgreini. Áhersla er lögð á þjálfun vinnulags við gagnasöfnun og gagnameðferð.

Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku samkvæmt þörfum nemenda.

Markmið námskeiðsins er að þjálfa nemendur í sjálfstæðum vinnubrögðum við rannsóknir og að kynna fyrir þeim hagnýt viðfangsefni er tengjast örverum. Námskeiðið er þrískipt. Í fyrsta hlutanum, viku 1-5, kynnast nemendur lífríki hverasvæða og vinna rannsóknarverkefni. Þeir munu safna sýnum og vinna sjálfstætt að einangrun, greiningu og lýsingu á bakteríustofnum.

Í öðrum hluta námskeiðsins verður fjallað um ýmis sérsvið líftækni og hvernig þau mótast vegna framfara og aukinnar þekkingar í örverufræði, erfðatækni og lífefnafræði. Tekið verður mið af íslenskum líftæknirannsóknum og farið í nýjungar í líftæknilegri aðferðafræði á eftirfarandi sviðum: Fjölbreytileiki og framleiðsla lífefna í örverum; skimunartækni (bioprospecting); hitkærar örverur, sjávarbakteríur og örþörungar, lífmassanýting (áhersla á þang og plöntulífmassa), lífmassaver (biorefineries), ensímtækni (fjölsykrusundrandi- og sykruumbreytingar-ensím), efnaskiptaverkfræði (erfðatækni, erfðamengjafræði; endurhönnun og betrumbætur efnaskiptaferla með erfðatækni), orkulíftækni (hönnun og endurbætur gerjunarferla með erfðatækni). Ræktunartækni og gersveppur sem framleiðslulífvera verða kynnt sérstaklega í verklegum tímum við bruggun á bjór.

Í þriðja hluta námskeiðsins er lögð áhersla á umhverfisörverufræði, sýnatökur, örverusamfélög og örveruþekjur, örverur í sjó, vatni og á þurru landi, loftgæði innanhúss og áhrif sveppa. Fjallað verður um sýkla í umhverfinu, áhættumat og eftirlit, líffræðilega hreinsun með hjálp örvera, metanframleiðslu og hlýnun jarðar. Farið verður í vettvangsferðir í sorphreinsistöðvar og skólphreinsistöðvar. Nemendur lesa og kynna efni sérvalinna rannsóknargreina í umræðutímum.

Fyrir utan kennslu á stundaskrá er gert ráð fyrir kennslu einn laugardag nálægt mánaðamótum september/október.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað er um einkenni 1.-4. stigs byggingastiga prótein og hvernig þau ákvarða ýmsa eiginleika þeirra. Flokkun próteina á grundvelli myndbygginga og einkenni. Leitast er við að skýra samband myndbyggingar og eiginleika próteina með mismunandi líffræðileg hlutverk. Farið er yfir helstu byggingarþætti sem ákvarða stöðugleika myndbyggingar próteina, sem og afmyndun þeirra og svipmótunarferli. Fjallað er um áhrif þátta á borð við hitastig, sýrustigs, salta og afmyndara á stöðugleika próteina. Kynntar eru helstu aðferðir sem notaðar eru við rannsóknir á byggingar- og eðliseiginleikum próteina. Fjallað verður um valin dæmi um samband prótein byggingar og eiginleika.

Kennsluhættir. Fyrirlestrar tvisvar í viku (2x40 mín. hvort skipti). Tölvuver einu sinni í viku (2x40 mín.). Í tölvutímum er í fyrstu kynnt hagnýting veraldarvefsins við öflun og vinnslu upplýsinga á hinum margvíslegu vefsetrum sem fjalla um byggingu og eiginleika próteina. Þjálfuð er færni í notkun forritsins SwissPDBviewer til skoðunar og rannsókna á próteinum. Þetta forrit er notað til að leysa ýmis verkefni um byggingu próteina og eru valin með hliðsjón af yfirferð í fyrirlestrum.

Áherslur í þessu námskeiði er að kynnast aðferðafræði og þeim helstu nýjungum í greiningar- og reikniaðferðum sem nýttar eru í rannsóknum í lífefnafræði. Námskeiðið er byggt upp af nokkrum námskeiðshlutum þar sem sérfræðingar á sínu sviði sinna kennslu hvers hluta. Námsefnið byggir að mestu á fyrirlestrum en einnig getur verið lagt fyrir nemendur annað námsefni, s.s. greinar eða bókarkaflar þegar við á. Einnig er mögulegt að sumir kennarar standi fyrir sýnikennslu á rannsóknartæki eða leggi fyrir hagnýt verkefni í tímunum. Nokkur verkefni verða lögð fyrir nemendur meðan námskeiðið er þreytt.

Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum lífefnafræðinnar verða til umfjöllunar en námshlutar geta breyst hverju sinni.

Dæmi um sérsvið sem fjallað er um: Einsameinda litrófsgreining, massagreining próteina, byggingafræðileg lífefnafræði, bindisækniaðferðir og varmafræði og reiknifræðileg lífefnafræði.

Fyrirlestrar: Innra umhverfi, himnuspenna, taugafruman, taugakerfi, hormónakerfi, skynjun, vöðvar, blóðrás, öndun, útskilnaður, vatnsbúskapur, melting, orkubúskapur, efnaskipti, æxlun. 

Verklegar æfingar: 1) Himnuspenna og boðefni. 2) Taug/beinagrindarvöðvi. 3) Viðbrögð líkamans við áreynslu.
Önnur verkefni: Áfangapróf verða lögð fyrir á misserinu og verkefni, eins og nánar er tilgreint í kennsluáætlun í upphafi námskeiðs.

Þroskunarfræði er fag sem tengir mörg helsu fagsvið líf- og læknavísindanna og hafa margar af mikilvægustu uppgötvunum um hlutverk og virkni sameinda og frumulíffræðilegra ferla komið úr þroskunarfræðilegum rannsóknum. Markmið námskeiðsins er að nemendur að öðlist góða yfirsýn yfir helstu viðfangsefni á fagsviði þroskunarfræði og þekkingu á grundvallaratriðum í þroskun ólíkra hópa hryggdýra og hryggleysingja, allt frá lífverunni í heild yfir í hlutverk sameinda í stjórn þroskunarferla.

Helstu viðfangsefni bóklegra tíma: Hlutverk þroskaferla. Saga þroskunarfræðinnar og aðferðafræði. Þroskaferlar hjá einfrumungum. Tímgun og erfðablöndun. Helstu þroskunarmynstur fjölfruma dýra. Mörkun og ákvörðun frumuþroskunarferla. Erfðatæknilegar aðferðir í þroskunarfræði. Stjórn genatjáningar, - þroskunargen. Mikilvægi samskipta milli fósturfrumna. Bygging kynfrumna, frjóvgun og virkjun eggs. Fyrstu stig fósturþroskunar hjá völdum hryggleysingjum. Mörkun fósturöxla og líkamshluta hjá ávaxtaflugunni með stigskiptri stýringu gena. Fyrstu stig fósturþroskunar og mörkun fósturöxla hjá froskdýrum, fuglum og spendýrum. Afleiður fósturlaga og myndun líffæra hjá hryggdýrum. Þroskun tauga- og æðakerfis. Myndun útlima ferfætlinga. Kynákvörðun, kynþroski og myndun kynfrumna meðal hryggleysingja og hryggdýra. Þroskaferlar plantna. Þróun stýrikerfa þroskunar. Hagnýt þroskunarfræði.

Í verklegum æfingum er markmið námskeiðsins að nemendur öðlist þjálfun og færni í vinnu með smásæjan efnivið og smásjárgreiningu fóstra og styrki þekkingu sína á helstu þroskunarviðburðum og fósturhlutum ólíkra hópa. Jafnframt er lögð áhersla á að nemendur kynnist og fái æfingu í notkun gagnagrunna á sviði þroskunarerfðafræði og erfðafræði.

Æfingar: Notkun gagnagrunna og erfðamengisvafra; fósturþroskun og myndbreyting ávaxtaflugu; þroskun sebrafiska; þroskun hænufóstra.

Nemendaverkefni: Nemendur halda tvær kynningar og undirbúa kynningarefni um viðfangsefni sem tengist námskeiðinu. Hvor þeirra gildir 10% af heildareinkunn og er lágmarkseinkunnar (5,0) er krafist fyrir báðar kynningar.

Nemandi á þriðja námsári getur kosið að vinna sérhæft rannsóknarverkefni á tilraunastofu á vegum kennara við námsbrautina ef slíkt verkefni býðst. Aðalleiðbeinandi og staðsetning verkefnisins getur verið utan veggja raunvísindadeildar. Ef svo, verður fastur kannari að vera ábyrgðamaður verkefnsisins. Markmið sérverkefna er að færa nemandum reynslu við að framkvæma tilraunir frá hugmyndastiginu og þar til lokaskýrsla hefur verið skrifuð. Venjulega felur þetta í sér tækifæri fyrir nemandann til að tileinka sér nýja aðferðafræði við rannsóknir. Vinnu að verkefninu lýkur með ritgerðarsmíð sem kennari/ábyrgðarmaður gefur einkunn fyrir. Fylgja skal reglum raunvísindadeildar um skil og frágang rannsóknarritgerða.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Áherslan er á rannsóknagreinar. Nýlegar rannsóknir á ýmsum sérsviðum frumulíffræði verða til umfjöllunar og er það breytilegt hverju sinni. Fyrir hvern fyrirlestur eru lagðar mest fram þrjár greinar.

Hver nemandi hefur framsögu um eina nýlega rannsóknargrein þar sem ítarlega er gert grein fyrir aðferðum og niðurstöðum. Nemandinn skrifar ritgerð um rannsóknargreinina og ræðir túlkun niðurstaðna á gagnrýninn hátt.

Dæmi um sérsvið sem hefur verið fjallað um: Náttúrulegt ónæmi, príon, pontin og reptin próteinin, skautun þekjufruma, þroskun loftæða, gagnagreining á genatjáningargögnum, sjálfsát, uppruni kjarnans.

Fyrirlestrar: Sameindagrunnur lífsins (efnatengi, lífefni, bygging stórsameinda DNA, RNA og próteina). Erfðamengi dreifkjörnunga og heilkjörnunga. Skipulag erfðaefnisins, litningar, litni og litnisagnir. Stjórn DNA eftirmyndunar og frumuhringsins. DNA eftirmyndun. Aðskilnaður litninga og frumuskipting. Umritun. Stjórn umritunar. Verkun RNA sameinda. Þýðing mRNA í prótein. Stjórnkerfi þýðingar. Hlutverk RNA sameinda í stjórn genatjáningar. Prótein-umbreytingar og umferðarstjórn innan frumna. DNA skemmdir, varðstöðvar og DNA viðgerðir. Endurröðun og viðgerðir á tvíþátta DNA brotum. Stökklar og staðbundin endurröðun. Helstu aðferðir sameindalíffræðinnar og tilraunalífverur.

Umræðutímar: Nemendur hafa framsögu um og ræða valdar rannsóknagreinar og skila inn útdrætti úr greininni.

Verklegar æfingar: Unnið verður að verkefni í sameindaerfðafræði sem tengist rannsóknum kennara og býður upp á notkun helstu aðferða sameindaerfðafræðinnar svo sem genaferjun, DNA mögnun og raðgreiningu, ummyndun og einangrun plasmíða, skerðikortlagningu, og rafdrátt bæði kjarnsýra og próteina.

Próf: Verklegt 10%, umræðufundir og skrifleg verkefni 15%, skriflegt próf 75%.

Ónæmiskerfið, líffæri og frumur. Ósérhæfðar varnir, átfrumur, kompliment, bólgusvör. Sérhæfðar varnir, þroskun og sérhæfing eitilfruma. Sértækni og greining eitilfrumna, starfsemi B- og T-frumna. Ónæmissvör, ónæmisminni, slímhúðarónæmi. Sjálfsþol og stjórnun ónæmissvara. Ónæmisbilanir, ofnæmi, sjálfsofnæmi og líffæraflutningar. Meðferð sjálfsofnæmis- og ofnæmissjúkdóma. Bólusetningar og varnir gegn smitsjúkdómum. Ónæmisfræðilegar greiningaraðferðir. Nemendafyrirlestrar um valdar vísindagreinar og umræður undir leiðsögn kennara.

Valnámskeið. Námsbrautir: læknisfræði, líffræði, lífefnafræði, matvæla- og næringarfræði og skyldar greinar