Tweede jaar Moleculaire Levenswetenschappen

In het tweede jaar worden de vakken meer interdisciplinair. Zoals te zien is in onderstaande schema's worden sommige vakken, net als in het eerste jaar, weer in de ochtend gegeven, andere in de middag en weer andere de hele dag. In periode 6 is het nog ingewikkelder: in mei ochtend/middag en in juni hele dagen practicum van of spectroscopie of gentechnologie. Kijk vooral naar de studiewijzers van die vakken. Klik je op de naam van het vak rechts naast het schema als je wilt weten wat het vak inhoudt.

Moleculaire Levenswetenschappen in Wageningen

Vakken in het tweede jaar

Structuur van atomen

Omvang 6 studiepunten

Moleculen zijn opgebouwd uit atomen. Als je wilt doorgronden hoe chemische bindingen gevormd worden, moet je beginnen met de elektronenstructuur van atomen te beschrijven. En dat is precies wat je tijdens dit vak leert.

De kwantummechanica waar je in het eerste jaar kennis mee hebt gemaakt, ga je nu toepassen. Centraal in de kwantummechanica staat de beroemde Schrödinger vergelijking. Tijdens dit vak wordt deze vergelijking uitgelegd (bijvoorbeeld hoe werkt de Hamilton operator) en toegepast op atomen.

De oplossingen van de Schrödinger vergelijking (de atomaire orbitalen) leveren de informatie die je nodig hebt voor beschrijving van de elektronen in een atoom. Met de elektronenstructuur van atomen als uitgangspunt, kun je bindingen in moleculen gaan beschrijven en verklaren. Hoe dat werkt, leer je in vervolgvakken met code BIP.

Meer informatie in de online studiegids

Organisch Chemische Analysemethoden

Omvang 6 studiepunten

In dit vak leer je omgaan met veel gebruikte analytische technieken in de Organische Chemie. Omdat analytische technieken centraal staan, bestaat het vak voor een groot deel uit practica. Tijdens de practica krijg je ervaring krijgt in het gebruik van vaak geavanceerde apparatuur en inzicht in het interpreteren van meetgegevens. In werkcolleges wordt de theorie van de analytische technieken uitgelegd.

Twee technieken staan centraal in dit vak. In het eerste deel leer je diverse chromatografische technieken die gebruikt worden om te bepalen welke stoffen er in een mengsels zitten, en in welke concentratie. Voorbeelden hiervan zijn HPLC (High Pressure Liquid Chromatography, voor de scheiding van opgeloste stoffen) en gaschromatografie (scheiding van gassen).

In het andere deel komen spectroscopische technieken aan bod, welke essentieel zijn om de structuur van onbekende koolstofverbindingen te bepalen. Zo ga je bijvoorbeeld aan de slag met UV/VIS-spectroscopie (waarbij de absorptie van zichtbaar licht en UV-straling van een stof gemeten wordt) en NMR (Nuclear Magnetic Resonance, waarbij de eigenschappen van atoomkernen worden gebuikt).

Meer informatie in de online studiegids

Bio-organische Chemie

Omvang 6 studiepunten

De structuur en reactiviteit van biomoleculen, dat is waar dit vak over gaat. Van belangrijke bouwstoffen van het leven, zoals nucleïnezuren (voor DNA), koolhydraten en vetten. In hoor- en werkcolleges worden de structuur en stereochemie behandeld van biomoleculen, evenals belangrijke reacties van (bio)moleculen en hoe deze precies verlopen (de bijbehorende reactiemechanismen).

Het practicumdeel bestaat uit het zelfstandig uitvoeren van diverse types reacties, waarbij je verschillende moleculen synthetiseert en analyseert of de synthese gelukt is. Tijdens dit vak sta je dus veel achter de zuurkast! De analysetechnieken heb je tijdens het vak Organisch Chemische Analysemethoden geleerd. Omdat je al je experimenten in een zuurkast uitvoert, is een speciaal onderdeel het veilig leren werken in zuurkasten.

Meer informatie in de online studiegids

Thermodynamica

Omvang 6 studiepunten

Wat bepaalt nu precies of processen (bijvoorbeeld een chemische reacties) kunnen verlopen of niet? Met andere woorden: wat zijn drijvende krachten in de Chemie, Fysica en Biologie?
Dit vak heet daarom eigenlijk Drijvende krachten in de Chemie, Fysica en Biologie. Het is een vervolg op het eerstejaars vak Introductie Thermodynamica.

Diverse onderwerpen worden uitgewerkt, zoals de eerste en tweede hoofdwet van de Thermodynamica. Ook wordt behandeld in welke (en hoeveel) stappen chemische reacties kunnen verlopen, dat is het onderwerp reactiekinetiek. Als eerste wordt de onderliggende wiskunde behandeld, zoals differentialen en Legendre transformaties. Dat is taaie wiskunde. Daarna ga je aan de slag. Met je wiskundige en thermodynamische kennis gebruik je om verschillende fenomenen te verklaren en te voorspellen. Onderwerpen die daarbij aan de orde komen zijn fase-evenwichten tussen vloeistof en damp, alternatieve energie het gedrag van mengsels en het vouwen van eiwitten.

Naast hoor- en werkcolleges heb je ICT-practica waarin je simulaties met bijvoorbeeld ideale gassen en Van der Waals-gassen uitvoert.

Meer informatie in de online studiegids

Enzymologie

Omvang 6 studiepunten

Zoals de naam al doet vermoeden gaat dit vak over enzymen. Enzymen doen het chemische werk in een cel. Tijdens hoorcolleges wordt duidelijk hoe enzymen nou precies een reactie katalyseren. Je leert waarom deze belangrijke biomoleculen doen wat ze doen en hoe ze dat kunnen doen. Bijvoorbeeld hoe een enzym moet gevouwen zijn of welke co-factor (bijvoorbeeld een metaalion) nodig om is een reactie te laten verlopen.

Aan bod komen onder andere onderwerpen als enzymkinetiek (hoe snel enzymen stoffen kunnen omzetten) en reactiemechanismen (welke reacties spelen een rol bij de omzetting). Ook wordt de werking van enzymremmers (bijvoorbeeld penicilline) behandeld.

In de practica leer je hoe je enzymen uit weefsels kunt isoleren, opzuiveren en karakteriseren. De gebruikte technieken omvatten onder andere ionwisselings-chromatografie, waarbij eiwitten gescheiden door middel van hun lading, en gelfiltratie, waarbij de scheiding gebaseerd is op de grootte van het eiwit.

Meer informatie in de online studiegids

Celfysiologie en Genetica

Omvang 6 studiepunten

In dit vak komen de vakgebieden Genetica, Biochemie en Moleculaire Biologie samen. Elke week komt een nieuwe casus aan bod, waarin een ziekte aan erfelijke eigenschappen wordt gekoppeld. Voorbeelden zijn 'Duchenne spierdystrofie' of 'P53 en kanker'.

Tijdens de hoorcolleges vergaar je achtergrondkennis over diverse aspecten van de cases, zoals regulatie van genexpressie (hoe vaak een gen wordt afgelezen), erfelijkheid en de regulatie, transport en activiteit van RNA en eiwitten. Je werkt deze thema's verder uit in werkcolleges, discussies en ICT-practica.

Meer informatie in de online studiegids

Moleculaire Structuur en Optische Spectroscopie

Omvang 6 studiepunten

Nadat in een eerder vak de elektronenstructuur van atomen is behandeld ga je in dit vak een stapje verder. Het vak gaat verder in op de theoretische principes van de kwantummechanica. Maar je leert ook hoe je via experimentele technieken (optische spectroscopie) de kwantummechanica kunt toetsen of juist kunt gebruiken om meer over de structuur van moleculen te weten te komen.

Je leert dus hoe de kwantummechanica in detail inzicht geeft in de elektronenopbouw van eenvoudige moleculen. Dit stelt je in staat iets te zeggen over structuur van (eenvoudige) moleculen. Aan de hand hiervan kun je bijvoorbeeld bepalen hoe stabiel een chemische binding is of waarom een andere binding juist helemaal nooit gevormd kan worden. Onderwerpen zoals harmonische oscillators (een model voor de heen-en-weerbeweging van atomen in een chemische binding) en moleculaire orbitalen (een beschrijving van het gedrag van elektronen in een molecuul) komen aan bod.

Meer informatie in de online studiegids

Soft Matter

Omvang 6 studiepunten

Soft Matter gaat, de naam zegt het al, over zachte materialen. Bij zachte materialen moet je denken aan bijvoorbeeld oplossingen van macromoleculen die netwerken vormen. Een bekend voorbeeld is gelatine, een netwerk van eiwitten. Doordat tussen deze moleculen oplosmiddel zit wat kan bewegen, zijn de netwerken hervormbaar: ze zijn zacht. Wat zijn de eigenschappen van netwerken, welke krachten houden ze bij elkaar en waarom worden ze eigenlijk gevormd? Deze onderwerpen komen onder andere aan de orde tijdens dit vak.

Het vakgebied van Soft Matter is nauw verbonden met het vakgebied van de Colloïdkunde. Als je eenvoudige colloïden of zachte materialen begrijpt (bijvoorbeeld een micel) dan kun je ook gelijksoortige ingewikkelde biologische systemen begrijpen (bijvoorbeeld een celmembraan). Veelal wordt gebruikt gemaakt van wiskundige modellen om het gedrag van zachte materialen te kunnen begrijpen.

In hoorcolleges wordt de theorie uitgelegd. Daarna ga je de theorie oefenen en toepassen in werkcolleges. In practica (ongeveer de helft van het vak) leer je de theorie toepassen in experimenten.

Meer informatie in de online studiegids

Magnetische Resonantie Spectroscopie

Omvang 3 studiepunten

Spectroscopie is een verzamelnaam voor experimentele technieken die gebruik maken van de wisselwerking tussen moleculen en verschillende soorten straling. Deze technieken zijn onmisbaar in modern wetenschappelijk onderzoek naar (bio)moleculen.

In hoor- en werkcolleges worden de theoretische achtergronden van verschillende spectroscopische technieken behandeld. De nadruk ligt op moderne technieken als NMR (Nuclear Magnetic Resonance) en ESR (Electron Spin Resonantie) die gebruikmaken van kwantummechanische eigenschappen van atoomkernen en elektronen.

Je leert hoe spectroscopische technieken kunnen worden gebruikt voor de analyse van biologische en organische verbindingen. Het practicum traint je in het gebruik van geavanceerde spectroscopische apparatuur, en het analyseren en interpreteren van de verkregen meetgegevens.

Meer informatie in de online studiegids

Bio-anorganische chemie

Omvang 3 studiepunten

Bio-anorganische chemie verbindt de vakgebieden anorganische chemie en biochemie met elkaar. Een belangrijk onderdeel in dit vak is de chemie van overgangsmetalen (dat zijn metalen met d orbitalen). Deze metalen, waarvan ijzer het meest bekende is, spelen een belangrijke rol in veel eiwitcomplexen. Zo bevat hemoglobine een ijzer-ion dat essentieel is voor binding van zuurstof aan hemoglobine. De moleculaire structuur en elektronenconfiguraties van overgangsmetaalcomplexen wordt behandeld.

Speciale aandacht wordt besteed aan het begrijpen van de interacties tussen biomoleculen (eiwitten en DNA) en overgangsmetalen (en vooral de ionen daarvan). Deze kennis wordt gebruikt om de werking van bepaalde medicijnen (zoals bijvoorbeeld cytostatica) te verklaren. Het vak bestaat uit hoor- en werkcolleges.

Meer informatie in de online studiegids

Gentechnologie

Omvang 6 studiepunten

In de moderne biologie zijn technieken voor het isoleren, analyseren en manipuleren van genen niet meer weg te denken. In dit vak komen diverse aspecten van DNA recombinatietechnieken aan bod, zoals de productie van transgene dieren en gewassen, het beïnvloeden van genfuncties door middel van RNAi (waarbij bepaalde mRNA’s worden afgebroken, zodat een eiwit niet meer aangemaakt wordt) en het gebruik van transgene muizen als modelsysteem voor menselijke ziektes.

Tijdens labpractica leer je zelf een aantal belangrijke basistechnieken, zoals hoe je stukjes DNA kunt kopiëren en aan elkaar plakken door middel van PCR (polymerase chain reaction), en Southern blotten (een methode om DNA te detecteren). De ICT-practica draaien om de vraag hoe je de juiste onderzoeksstrategie bepaald, en om het leren omgaan met databases.

Meer informatie in de online studiegids