Учебно-методический комплекс дисциплины
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
"УТВЕРЖДАЮ"
Проректор по учебной работе
_____________________В.С Бухмин
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
БИОХИМИЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Цикл ОПД
Специальность:
Зоология 011800, 020203
Биология 011600, 020201
Принята на заседании кафедры биохимии
(протокол №1 от «9» сентября 2009 г.)
Заведующий кафедрой
____________________ (проф.Алимова Ф.К.)
Утверждена Учебно-методической комиссией
биолого-почвенного факультета КГУ
(протокол № от « » 2009 г.)
Председатель комиссии
____________________ (Тимофеева О.А.)
Рабочая программа дисциплины "БИОХИМИЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ"
Предназначена для студентов II курса,
по специальностям: 011800, 020203 - зоология
011600, 020201 - биология
АВТОР: профессор Алимова Ф.К.
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ:
Программа предназначена для студентов-биологов широкого профиля. Рассмотрены основные биохимические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности. Обсуждаются общие черты и отличия метаболизма углеводов, липидов и белков у бактерий, растений и животных. В краткой форме изложены механизмы регуляции биохимических процессов.
Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины " БИОХИМИЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ"
Студенты, завершившие изучение данной дисциплины, должны обладать теоретическими знаниями о биохимии белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, минеральных веществ и витаминов, понимать единство катаболических и анаболических процессов в живом организме. Студент должен на конкретных примерах представлять связь между процессами тканевого обмена белков, жиров и углеводов, выражающуюся во взаимном превращении одних веществ в другие.
На практических занятиях студент должен приобрести навыки работы на приборах и оборудовании, используемых в биохимических лабораториях (спектрофотометры, центрифуги, автоматические анализаторы и т. п.) и овладеть методами качественного и количественного анализа белков, жиров, углеводов, витаминов и гормонов в биологическом материале.
2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах)
Форма обучения - очная
Количество семестров - 1
Форма контроля: экзамен
| № | Виды учебных занятий | Количество часов |
| 4 семестр | ||
| 1. | Всего часов по дисциплине | 100 |
| 2. | Самостоятельная работа | 44 |
| 3. | Аудиторных занятий | 56 |
| в том числе лекций | 28 | |
| лабораторно-практических | 28 |
3. Содержание дисциплины
3.1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ
| Индекс | Наименование дисциплины и ее основные разделы | Всего часов |
| ОПД Ф.12, ОПД Ф.13 | ОБЩАЯ БИОХИМИЯ. Структура и свойства белков, нуклеиновых кислот, углеводов, пути биосинтеза макромолекул. Биоэнергетика клеток растений и животных, структура и функции биомембран, принципы регуляции метаболизма. | 100 |
3.2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
| N | Название темы и ее содержание | Кол-во часов | |
| лекций | практ | ||
| 1 | Наука – биологическая химия: определение, цели, задачи, связь с другими науками, история биохимии, современное состояние. Химический состав и особенности обмена веществ в живых организмах. Динамическое состояние постоянства биохимических параметров живых организмов. | 2 | |
| 2 | Белки, классификация, функции и значение белков. Химический состав. Аминокислоты, классификация и свойства. Первичная структура белков, пептидная связь. Вторичная структура. Глобулярные и фибриллярные белки. Третичная и четвертичная структуры. Свойства белков. | 2 | 8 |
| 3 | Ферменты. Классификация и номенклатура. Коферменты, простетические группы. Активный центр, субстратная специфичность ферментов. Динамичность фермент - субстратного взаимодействия. Активаторы и ингибиторы. Регуляция активности ферментов. | 2 | 4 |
| 4 | Нуклеиновые кислоты. Химический состав. ДНК: структура и функция. Вторичная структура. Характер связей, стабилизирующих двуспиральную структуру ДНК. Третичная структура. Суперспиральная структура ДНК и ее биологическое значение. | 2 | 4 |
| 5 | РНК. Химический состав. Особенности вторичной структуры. Три типа РНК - информационная, рибосомная и транспортная РНК. | 2 | |
| 6 | Углеводы. Химический состав и свойства. Классификация углеводов. Важнейшие представители моносахаридов. Олигосахариды. Сахароза, лактоза, мальтоза, стахиоза. Полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества. | 2 | 4 |
| 7 | Липиды и их классификация. Иодирование, окисление, омыление жиров. Иодное число, кислотное число. Жиры, воска, фосфолипиды. Бислойная структура мембран. Гликолипиды. Холестерин, фитостерины. | 2 | 4 |
| 8 | Витамины. Общее понятие о витаминах, классификация, биологическая роль. Производные витаминов - кофакторы ферментов. | 2 | 2 |
| 9 | Обмен углеводов. Анаэробный распад углеводов, брожение. Глюконеогенез. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы и его биологическое значение. Аэробное окисление углеводов. | 2 | |
| 10 | Биоэнергетика. Высокоэнергетические соединения. Дыхательная цепь, энергетический баланс аэробного распада углеводов. | 2 | |
| 11 | Обмен липидов. Биосинтез жирных кислот и триглицеридов. b-окисление жирных кислот. | 2 | |
| 12 | Обмен белков и аминокислот. Биосинтез аминокислот. Общие пути биосинтеза аминокислот. Катаболизм аминокислот у животных, растений и бактерий. Цикл мочевины | 2 | |
| 13 | Обмен нуклеиновых кислот. Синтез ДНК и РНК - полимеризация нуклеотидов на матрице. Распад азотистых оснований, конечные продукты распада пуринов и пиримидинов. | 2 | |
| 14 | Обмен веществ как единая система биохимических процессов. Уровни регуляции обмена веществ в организме. Гормоны. | 2 | 2 |
| Итого часов | 28 | 28 | |
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – 368 с.
2. Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьянова и др. Биологическая химия – 2-е издание, перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 256 с.
3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: учебник – Изд. 3-е, стер. – М.: Медицина, 2007. – 703 с.
4. Комов В.П. Шведова В.Н. Биохимия. – Москва: Дрофа.2004, 640с.
5. Кнорре Д.Г. Мызина С.Д. Биологическая химия. – М.:2002.- 479с.
6. Обмен нуклеиновых кислот: Учебное пособие для вузов / Ф.К. Алимова, Т.А. Невзорова; под ред. Т.А. Невзоровой. – Казань: КГУ, 2009. – 62 с.: ил
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Биологическая химия: учебник. В. К. Кухта, Т. С. Морозкина, Э. И. Олецкий, А. Д. Таганович; под ред. А. Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: Издательство БИНОМ, 2008. – 688с.: ил.
2. Кольман Я. Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир.,2000.-469с.
3. Хазипов Н. З., Аскарова А. Н. Биохимия животных. – Казань, 2003. – 312 с.
Приложение к программе дисциплины
«Биохимия и молекулярная биология»
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Биохимия как наука. Основные отличия живой материи от неживой. Уровни структурной организации биологических макромолекул. Что определяет возможность протекания химических реакций.
2. Вода. Физические свойства и структура воды. Водородные связи. Ионизация воды. Буферные системы. рКа - константа диссоциации.
3. Аминокислоты. Основные свойства аминокислот. Типы аминокислот. Их свойства.
4. Белки. Уровни структурной организации белков. Основные функции белков в клетке.
5. Основные методы выделения и фракционирования белков.
6. Самоорганизация надмолекулярных белковых структур. Внутриклеточное формирование простраственной структуры белков. Шапероны.
7. Деградация белков. Убиквитин – белок деградации. Секреция белков. Денатурация белков.
8. Секреция белков.
9. Ферменты. Их роль в живой природе. Понятия - кофермент, кофактор, простетическая группа.
10. Активный центр фермента. Специфичность действия ферментов. Аллостерический центр. Изоферменты. Мультиферменты.
11. Механизм действия ферментов. Энергия активации. Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса. Константа Михаэлиса. Начальная скорость ферментативной реакции.
12. Основные свойства ферментов - влияние на скорость ферментативных реакций температуры, рН-среды, активаторов, ингибиторов.
13. Ингибирование ферментов. Типы ингибирования
14. Регуляция активности ферментов - изменение количества фермента, проферменты, химическая модификация, принцип обратной связи, закон действия масс. Определение активности ферментов. Классификация ферментов.
15. Нуклеиновые кислоты. История изучения нуклеиновых кислот. Виды нуклеиновых кислот и их основные функции.
16. Первичная структура нуклеиновых кислот. Физико-химические свойства оснований. Рибозы и дезоксирибозы. Особенности строения РНК.
17. Вторичная структура ДНК. Типы вторичной структуры ДНК. Понятия - комплементарность, денатурация и ренатурация, отжиг.
18. Синтез нуклеиновых кислот. РНК- полимераза, инициация синтеза РНК, промотор.
19. Репликация ДНК. Строение репликативной вилки, основные белки репликации. Репаративный синтез ДНК. Теломераза.
20. Виды РНК и их функции.
21. Синтез белка. Основные этапы синтеза белка.
22. Образование и хранение энергии в клетке.
23. Понятия анаболизм и катаболизм. Макроэргическая связь. Макроэргические фосфаты.
24. Гликолиз. Основные стадии гликолиза.
25. Цикл трикарбоновых кислот.
26. Дыхательная цепь. Перенос электронов и окислительное фосфорилирование. Синтез АТР.
27. Биосинтез углеводов в животных тканях.
28. Метаболизм аминокислот. Фиксация азота. Переваривание и всасывание аминокислот.
29. Основные пути синтеза аминокислот.
30. Образование мочевины.
31. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины.
32. Липиды. Строение основных видов липидов.
33. Функции липидов в организме. Строение мембран.
34. Биосинтез жирных кислот.
35. Окисление жирных кислот.
36. Химическая сигнализация в организме. сАМР, контроль уровня сАМР в клетке.
37. Принципы организации и функционирования иммунной системы. Клетки иммунной системы.
38. Иммунноглобулины. Их строение и функция. Моноклональные антитела. Использование антител в молекулярной биологии и энзимологии.
39. Абзимы - антитела, обладающие ферментативной активностью.
40. Гормоны. Механизм действия гормонов.
41. Витамины. Основные виды. Значение витаминов для метаболизма клеток.
42. Фотосинтез и пентозофосфатный путь. Строение хлоропластов, пигменты фотосинтеза, фотофосфорилирование.
43. Цикл Кальвина. Фотодыхание. Углеводы. Моно-, ди – и полисахара. Строение, свойства и основные функции в клетке.