Státní závěrečná zkouška se skládá z obhajoby bakalářské práce a písemné zkoušky z oboru Biofyzikální chemie

(rovnoměrné zastoupení jednotlivých chemických disciplín: chemie obecná, anorganická, organická, fyzikální.  Z posledních dvou (pod 5. A 6.)  si studenti si mohou  zvolit buď biochemii nebo molekulární biologii (tak budou mít počet předmětů ve SZZ stejný jako ostatní studenti chemie).

1. Obecná a fyzikální chemie

Hmota a energie. Struktura atomového jádra a atomu. Základní chemické slučovací zákony. Elektronová struktura atomů. Vlnová funkce, Schrödingerova rovnice, atomové orbitaly. Principy výstavby víceelektronových systémů. Spin elektronu. Multiplicita. Výstavbový princip, Pauliho princip, Hundovo pravidlo. Elektronová struktura molekul. Teorie valenční vazby. Hybridizace atomových orbitalů. Teorie molekulových orbitalů (MO). Typy a tvary molekulových orbitalů, typy kovalentních vazeb. Řád vazby. Iontové sloučeniny a iontová vazba. Kovová vazba. Slabé interakce mezi molekulami, vazba vodíkovým můstkem, van der Waalsovy síly. Elektrické, magnetické a optické vlastnosti molekul. Dipólový moment, index lomu, refrakce. Optická aktivita molekul, Cottonův efekt, optická rotační disperze, cirkulární dichroizmus. Interakce záření s hmotou. Spektroskopie Mössbauerova, fotoelektronová, elektronová (tranzitní moment a intenzity absorpčních pásů), molekulová (IČ, Ramanova) spektroskopie, rotační a vibrační spektra, EPR a NMR. Principy jejich měření. Chemická termodynamika. Tepelná rovnováha, teplota, tlak, nultá věta. První věta, vnitřní energie, teplo, práce. Entalpie, tepelné kapacity. Druhá věta. Entropie. Gibbsova funkce, závislost Gibbsovy funkce na teplotě, tlaku a složení. Chemický potenciál. Třetí věta. Chemické rovnováhy. Rovnovážná konstanta a její závislost na tlaku a na teplotě. Le Chatelierův princip. Elektrolytická disociace iontových látek, Vodivost iontů, silné a slabé elektrolyty, iontová síla roztoku. Galvanické a elektrolytické články. Standardní potenciál elektrody. Druhy elektrod. Oxidace a redukce. Elektroda prvního a druhého druhu, Nernstova rovnice, vodíková elektroda. Oxidoredukční elektroda. Elektrolýza roztavených solí a vodných roztoků, anodické a katodické reakce, Faradayův zákon. Chemická kinetika. Rychlost chemických reakcí, rychlostní zákon, rychlostní konstanta a řády reakcí. Srážková teorie. Teorie aktivovaného komplexu. Reakční koordináta, aktivační energie, vliv teploty na reakční rychlost. Katalýza: katalyzátory, katalyzované reakce, homogenní a heterogenní katalýza.

2. Analytická chemie

Analytické reakce. Principy kvalitativní chemické analýzy. Skupinová a selektivní činidla. Gravimetrie. Titrační metody. Acidobazické titrace, acidobazické tlumivé roztoky. Komplexometrické titrace. Chelatometrie. Redoxní titrace. Elektroanalytické metody. Potenciometrické metody. Indikační a referenční elektrody, iontově selektivní elektrody, skleněná elektroda. Měření pH. Konduktometrické metody. Voltametrie, polarografie. Optické analytické metody. Elektromagnetické záření, Bouger-Lambert-Beerův zákon, příčiny absorpce a emise záření. Molekulová absorpční spektroskopie (UV, VIS, IR), atomová absorpční a emisní spektroskopie, molekulová rozptylová spektroskopie. Separační metody. Kapalinová extrakce. Chromatografické metody.  Elektromigrační metody.

3. Anorganická chemie

Klasifikace prvků, prvky přechodné a nepřechodné, periodický systém a periodicita chemických vlastností. Horizontální a vertikální trendy. Elektronegativita, ionizační potenciál, iontové a kovalentní poloměry, teploty tání a varu. Systematické názvosloví anorganických sloučenin. Vodík a jeho sloučeniny. Brönstedova a Lewisova teorie kyselin a zásad, síla kyselin a zásad, disociační konstanta, vytěsňování slabých kyselin a zásad. Autoionizace vody, stupnice pH. Alkalické kovy a jejich sloučeniny. Vápník, hořčík a kovy alkalických zemin. Hliník. Elektrolytická výroba hliníku. Uhlík. Grafit, diamant. Křemík, germanium. Inertní elektronový pár. Dusík. Oxidy dusíku a výroba kyseliny dusičné. Výroba amoniaku. Fosfor. Allotropie. Fosforečnany. Kyslík. Ozon. Oxidy, jejich typy, struktura, vlastnosti a význam. Voda a peroxid vodíku. Síra. Oxidy a kyseliny. Výroba kyseliny sírové. Fluor. Elektrolytická příprava fluoru. Fluoridy. Freony. Chlor, brom, jod. Halogenidy, oxidy a oxokyseliny. Vzácné plyny a jejich sloučeniny.

4. Organická chemie

Principy tvorby systematického názvosloví organických sloučenin. Alkany a cykloalkany. Radikálové reakce jako typická reakce alkanů a jejich mechanismus. Alkeny. Adiční reakce, mechanismus a stereochemie adičních reakcí. Polymerace. Optická aktivita a symetrie molekul. Chiralita molekul, podmínky chirality, zobrazování trojrozměrných molekul v rovině. Optická isomerie, specifická rotace, optická čistota, racemická směs. Dieny a polyeny. Reakce probíhající na konjugovaných dienech. Alkiny a jejich struktura. Vlastnosti trojné vazby, adiční reakce (elektrofilní i nukleofilní reakce). Aromatický stav a jeho demonstrace (resonanční - delokalizační energie). Vlastnosti aromatických sloučenin, mechanismus elektrofilní aromatické substituce. Halogenderiváty a jejich strukturní typy, reaktivita. Hydroxysloučeniny-alkoholy a fenoly. Reaktivita hydroxylové skupiny, kyselost a vliv uhlíkatého zbytku na míru kyselosti. Aminosloučeniny. Základní chemické vlastnosti. Diazotace a využití diazoniových solí. Kvarterní amoniové soli. Karbonylové sloučeniny. Oxidace a redukce aldehydů a ketonů. Karboxylové kyseliny, jejich struktura a chemické vlastnosti. Esterifikace. Funkční deriváty karboxylových kyselin (estery, halogenidy, anhydridy, amidy), jejich příprava, vlastnosti. Heterocyklické sloučeniny. Elektronová struktura a vliv na chemické vlastnosti, srovnání jejich chemických vlastností.

5. Biochemie

Aminokyseliny - chemické a fyzikální vlastnosti aminokyselin. Kódované a nekódované aminokyseliny, aminokyseliny esenciální. Peptidy - peptidická vazba. Bílkoviny - struktura. Chemické a fyzikální vlastnosti bílkovin. Rozdělení bílkovin podle struktury a funkce. Monosacharidy - rozdělení, stereoizomerie, typy vzorců obecné reakce. Oligosacharidy a polysacharidy - rozdělení podle funkce a struktury. Jednoduché a složené lipidy - význam, fyzikálně chemické vlastnosti. Nukleové kyseliny - složení DNA a RNA - báze, nukleosidy a nukleotidy, struktura a funkce. Vlastnosti enzymů - nomenklatura a názvosloví, vyjadřování enzymové aktivity, aktivní centrum, specifita a mechanismus účinku. Enzymová kinetika - vliv vnitřních a vnějších faktorů na enzymovou reakci. Metabolismus - tři stupně metabolismu. Katabolismus a anabolismus. Bioenergetika - energetika enzymových reakcí. Makroergické sloučeniny. ATP - substrátová a oxidační fosforylace, fotofosforylace. Respirační řetězec a oxidační fosforylace - uspořádání, energetický výtěžek. Vznik ATP - chemiosmotická teorie. Cyklus trikarboxylových kyselin - chemismus a energetická bilance, vztah k ostatním metabolickým procesům. Metabolismus sacharidů - štěpení a biosyntéza polysacharidů. Aerobní glykolýza a dekarboxylace pyruvátu, chemismus a energetický zisk. Anaerobní glykolýza - mléčné a alkoholové kvašení, chemismus a energetický zisk. Pentozový cyklus. Glukoneogeneze. Fotosyntéza - fotosyntetické pigmenty. Světelná a temná fáze. Metabolismus lipidů - odbourávání jednoduchých a složených lipidů - lipázy a fosfolipázy. Odbourávání a biosyntéza mastných kyselin. Metabolismus bílkovin a aminokyselin - proteolýza, proteázy - rozdělení a účinek, trávení bílkovin. Hlavní přeměny aminokyselin - transaminace, deaminace, dekarboxylace. Detoxikace amoniaku - tvorba k. močové, amidů a močoviny - močovinový cyklus.

6. Biologie

Chemické složení organismů. Biogenní prvky, anorganické látky, jejich význam pro stavbu a funkci organismů. Základní charakteristika a struktura prokaryotické buňky. Viry jako nebuněčné formy života, struktura virové částice, živočišné, rostlinné a mikrobiální viry. Buňka rostlin a živočichů, struktura a funkce. Cytoplazma, jádro, cytoplazmatická membrána, endomembránový systém (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozómy, glyoxizómy, peroxizómy), vakuola. Semiautonomní organely: mitochondrie, chloroplasty. Ribozómy. Cytoskelet (mikrotubuly, mikrofilamenta, intermediární filamenta). Buněčná stěna, apoplastický volný prostor. Interceluláry. Plazmodezmy a symplast. Kontakty živočišných buněk. Buněčný pohyb. Buněčný cyklus: amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělící vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Kontrola buněčného cyklu. Vlastnosti buňky u jednotlivých skupin mikroorganismů: morfologie, struktura a chemické složení. Růst a množení mikroorganizmů v podmínkách statické a kontinuální kultivace, růstové konstanty. Rozmnožování, buněčný a životní cyklus bakterií a kvasinek.  Informační makromolekuly – proteiny, nukleové kyseliny, jejich struktura, biologické funkce a vzájemné interakce. Prokaryotický, eukaryotický a virový genom, Základní metody studia genomu. Metody analýzy proteinů, využití výpočetní techniky při analýze genomu a proteomu.