Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020200. 62 «Биология», специализация биохимия

Скачать 211.94 Kb.

Название	Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020200. 62 «Биология», специализация биохимия
Дата публикации	04.12.2014
Размер	211.94 Kb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Биология > Учебно-методический комплекс

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

Л.М. Волосникова

__________ _____________ 2013г.

КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ.

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020200.62 «Биология», специализация биохимия;

форма обучения – очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор(ы) работы ________________________ Дубровский В.Н.

«17»июня 2013г.

Рассмотрено на заседании кафедры анатомии и физиологии человека и животных (29 августа 2013г.) Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 11 стр.

Зав. кафедрой ___________________ Соловьев В.С.

«29»августа 2013 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИНБИО, (прот. №2 от 31.10.2013)

Соответствует ГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК __________________ Мелентьева А.А.

«31»октября 2013 г.
«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. библиотекой биологической литературы ИНБИО_____________ Киприна Н.И.

«4»ноября 2013 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ _________________ Фарафонова И.Ю.

«4»ноября 2013 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Биологии

Кафедра анатомии и физиологии человека и животных

Дубровский В.Н.

КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ.

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов 020200.62 направление «Биология», специализация - биохимия;

форма обучения – очная

Тюменский государственный университет

2013

Дубровский В. Н. Кинетика ферментативных реакций. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов 020200.62 направления «Биология», форма обучения - очная. Тюмень, 2013, 11 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Кинетика ферментативных реакций. [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой анатомии и физиологии человека и животных.

Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: д.м.н., профессор Соловьев В.С.

Пояснительная записка.
1. Цели и задачи дисциплины

Обучение студентов основным методам биохимического исследования и правильной интерпретации полученных в ходе экспериментов данных.

Задачи: освоить основные способы выделения биологического материала; изучить основные принципы Михаэлисовской кинетики ферментативных процессов; освоить методы для определения основных кинетических параметров ферментативных процессов; освоить основные принципы разделения биоматериалов методом центрифугирования, изучить основные принципы разделения биологических молекул методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Б.3 Профессиональный цикл

Содержание дисциплины: основные способы выделения биологического материала; основные принципы Михаэлисовской кинетики ферментативных процессов; кинетические параметры ферментативных процессов; принципы разделения биоматериалов методом центрифугирования, разделение биологических молекул методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Содержание данной дисциплины необходимо для освоения следующих дисциплин – цитологии, генетики, теории эволюции, ботаники, зоологии, основ общей экологии, биофизики, дисциплин специализации.

В качестве предпосылочных знаний для освоения данной дисциплины необходимы: основы органической и неорганической химии, основы общей физики, аналитическая химия, основы ботаники, зоологии, анатомии и физиологии человека и животных, микробиологии.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 8. Форма промежуточной аттестации - зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет две зачетные единицы или 72 часа.

3. Тематический план.

Таблица 1
Тематический план
№	Тема	Недели сем.	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.			Итого часов по теме	Итого количество баллов
№	Тема	Недели сем.	Лекции	Лабор. Раб.	Самост. Работа	Итого часов по теме	Итого количество баллов
1	2	3	4	6	7	8	9
1	Основные приемы и принципы подготовки реагентов для исследований в области биосистем	1		6	3	9	14
2	Основные способы выделения и обработки биологического материала для выделения ферментов и оперделения в нем ферментативной активности	2		6	6	12	18
3	Определение основных параметров кинетики Михаэлиса для холинэстераз из различных тканей крысы	3,4		12	6	18	18
4	Определение актинвости и изучение магнийзависмых свойств Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы	5		6	6	12	18
5	Основные приемы и принциапы центрифугирования и получения мембранных препаратов	6		6	6	12	18
6	Основные принципы и приемы хроматографического разделения биологических молекул	7		6	3	9	14
Всего				42	30	72	100
Итого (часов, баллов)				42	30	72	0-100
Их них в интерактивной форме

	Таблица 2
	Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
№	Темы		Письменные работы			Итого количество баллов
№	Темы	Защита лабор. работ	Контрольная работа	Тест	Реферат	Итого количество баллов
		0-5	0-4	0-4	0-5
1	Основные приемы и принципы подготовки реагентов для исследований в области биосистем	5	4		5	14
2	Основные способы выделения и обработки биологического материала для выделения ферментов и оперделения в нем ферментативной активности	5	4	4	5	18
3	Определение основных параметров кинетики Михаэлиса для холинэстераз из различных тканей крысы	5	4	4	5	18
4	Определение актинвости и изучение магнийзависмых свойств Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы	5	4	4	5	18
5	Основные приемы и принциапы центрифугирования и получения мембранных препаратов	5	4	4	5	18
6	Основные принципы и приемы хроматографического разделения биологических молекул	5	4		5	14
Итого		30	24	16	30	100

Таблица 3
Планирование самостоятельной работы студентов
№	Модули и темы	Виды СРС			Неделя сем.	Объем часов	Кол-во баллов
		Обязательные	Дополнительные
Модуль 1
1	Основные приемы и принципы подготовки реагентов для исследований в области биосистем	Подготовка к защите лабораторной работы, подготовка к контрольной работе, подготовка к устному сообщению		Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы, подготовка электронных презентаций	1	9	14
2	Основные способы выделения и обработки биологического материала для выделения ферментов и оперделения в нем ферментативной активности	Подготовка к промежуточному тестированию по теме, подгтовка к защите лабораторной работы, подготовка к контрольной работе, подготовка к устному сообщению		Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы, подготовка электронных презентаций	2	12	18
3	Определение основных параметров кинетики Михаэлиса для холинэстераз из различных тканей крысы	Подготовка к промежуточному тестированию по теме, подготовка к семинару по теме		Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы, подготовка электронных презентаций	3,4	18	18
4	Определение актинвости и изучение магнийзависмых свойств Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы	Подготовка к промежуточному тестированию по теме, подготовка к зачету по структурным формулам, подготовка к семинару по теме		Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы, подготовка электронных презентаций	5	12	18
5	Основные приемы и принциапы центрифугирования и получения мембранных препаратов				6	12	18
6	Основные принципы и премы хроматографического разделения биологических молекул	Подготовка к промежуточному тестированию по теме, подготовка к семинару по теме		Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы, подготовка электронных презентаций	7	9	14
	Всего по модулю 1					72	100
ИТОГО						72	100

4. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

Таблица 4
Осуществляемые студентами виды самостоятельных работ при изучении дисциплины и контроль за их выполнением
№ п/п	Вид самостоятельной работы	Деятельность студентов в ходе выполнения данного вида самостоятельной работы	Способ оценки	Максимальное количество баллов
1	Подготовка к промежуточному тестированию по теме.	По основным темам дисциплины предполагается проводить промежуточное тестирование, к которому студенты готовятся самостоятельно с использованием основной и дополнительной литературы а также конспектов лекций. Примеры тестовых заданий приведены далее в рабочей программе	тест	4
2	Углубление и систематизация полученных с знаний с использованием основной литературы	Предполагается что по мере освоения материала студенты дополнительно самостоятельно прорабатывают конспекты лекций, а также рекомендованные разделы основной и дополнительной литературы.	Тест, контр. раб.	4+4
3	Подготовка к зачету по структурным формулам	В ходе лекций студентам даются структурные формулы различных классов биомолекул являющихся основой для построения более сложных макромолекул. Студенты с использованием конспекта лекций, а также основной литературы самостоятельно изучают структуру и основные свойства данных соединений. Предполагается знание структурных формул наизусть.	Контрольная работа	4
4	Подготовка электронных слайдов для семинара	Студенты самостоятельно в ходе подготовки к семинару готовят при помощи соответствующего программного обеспечения слайды для более полного освещения вопросов семинара.	реферат	оценка являетсячастью балла за отчет по реф.
5	Подготовка реферата по теме	По дисциплине нет лекционных часво однако для ее освоения требуются обширные теоретические знания. В связи с этим студентам в ходе изучения данных тем предлагается подготовить и защитить устные доклады в форме рефератов.	Реферат	5

5. Содержание дисциплины.

Тема 1. Основные приемы и принципы подготовки реагентов для исследований в области биосистем. Способы выражения концентрация растворов - процентная концентрация, молярность, моляльность, нормальность. Калибровочные кривые и их применение в биологических исследованиях. Буферные растворы. Буферная емкость и другие свойства буферных растворов. Применение буферных растворов при исследовании биологических систем основные требования к ним. Трис-НСl-буфер и его характеристики, фосфатный буфер. рН, рН-метрия и ее значение для биологических исследований.

Тема 2. Основные способы выделения и обработки биологического материала для выделения ферментов и определения в нем ферментативной активности. Разрушение тканей. Гомогенизаторы Даунса, Поттера-Элвехейма. Среды для выделения их преимуществ и недостатки. Разделение мембран центрифугированием. Дифференциальное центрифугирование. Субклеточные фракции. Характеристика грубой микросомально-митохондриальной фракции. Хранение ферментсодержащих мембранных препаратов. Работа по выделению целых эритроцитов. Отмывка эритроцитов в изотонических растворах. Получение упакованных эритроцитов.

Тема 3. Определение основных параметров кинетики Михаэлиса для холинэстераз из различных тканей крысы. Кинетика ферментативных процессов Михаэлиса. Понятия Км, Vmax их значение для понимания механизмов ферментативных процессов. Экспериментальное определение Км, Vmax с использованием ацетилхолинэстеразы плазмы крови, эритроцитов и грубой микросомально-митоходральной фракции различных отделов головного мозга крыс. Биологическое значение холинэстераз.

Тема 4. Определение активности и изучение магнийзависмых свойств Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы. Строение и биологическая роль Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы. Принцип метода определения активности Na,K-АТФазы. Различия в методических подходах при определении активности Na,K-АТФазы в эритроцитах и гомогенатах различных отделов головного мозга.

Тема 5. Основные приемы и принципы центрифугирования и получения мембранных препаратов. Виды центрифуг. Роторы для центрифуг. Зависимость углового ускорения от диаметра ротора и скорости его вращения. Получение мембранных препаратов эритроцитов (теней) методом гипоосмотическго гемолиза с последующим осаждением центрифугированием. Получение фракции микросом из гомогената головного мозга крыс.

Тема 6. Основные принципы и приемы хроматографического разделения биологических молекул. Устройство жидкостного хроматографа. Основные составные части насос, управляющий блок, хроматографические колонки, печь колонок, детекторы. Назначение частей и их устройство. Разделение моносахаридов и дисахаридов путем жидкостной хроматографии.

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Кинетика ферментативных реакций»

Способы выражения концентрация растворов - процентная концентрация, молярность, моляльность, нормальность.
Калибровочные кривые и их применение в биологических исследованиях. Буферные растворы.
Буферная емкость и другие свойства буферных растворов. Применение буферных растворов при исследовании биологических систем основные требования к ним.

Трис-НСl-буфер и его характеристики, фосфатный буфер.
рН-метрия и ее значение для биологических исследований.
Разрушение тканей. Гомогенизаторы Даунса, Поттера-Элвехейма.
Среды для выделения их преимуществ и недостатки.
Разделение мембран центрифугированием. Дифференциальное центрифугирование. Субклеточные фракции.
Хранение ферментсодержащих мембранных препаратов.
Работа по выделению целых эритроцитов. Отмывка эритроцитов в изотонических растворах. Получение упакованных эритроцитов.
Кинетика ферментативных процессов Михаэлиса. Понятия Км, Vmax их значение для понимания механизмов ферментативных процессов.
Экспериментальное определение Км, Vmax с использованием ацетилхолинэстеразы плазмы крови, эритроцитов и грубой микросомально-митоходральной фракции различных отделов головного мозга крыс.
Биологическое значение холинэстераз.
Строение и биологическая роль Na,K-зависимой, магний активируемой аденозинтрифосфогидролазы.
Принцип метода определения активности Na,K-АТФазы.
Различия в методических подходах при определении активности Na,K-АТФазы в эритроцитах и гомогенатах различных отделов головного мозга.
Виды центрифуг. Роторы для центрифуг.
Зависимость углового ускорения от диаметра ротора и скорости его вращения.
Получение мембранных препаратов эритроцитов (теней) методом гипоосмотическго гемолиза с последующим осаждением центрифугированием.
Получение фракции микросом из гомогената головного мозга крыс.
Устройство жидкостного хроматографа. Основные составные части насос, управляющий блок, хроматографические колонки, печь колонок, детекторы.
Разделение моносахаридов и дисахаридов путем жидкостной хроматографии.

Примеры тестовых вопросов и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:
1. Если величина рН изменилась на единицу, то концентрация ионов водорода в среде изменилась в:

а) в 2 раза;

б) в 10 раз;

в) в 1000 раз;

г) среди ответов а-г нет верных.
2. К неполярным аминокислотам относятся.

а) лейцин и валин;

б) лейцин и гистидин;

в) лейцин и глутамин;

г) валин и глутамин.
3. Жидкая вода по своей структуре ближе…

а) к кристаллической воде;

б) газообразной воде;

в) не имеет ничего общего ни со льдом, ни с газообразной водой;

г) к жидким углеводородам.
4. Укажите действие ионов растворенных веществ на структуру воды.

а) вода является плохим растворителем вследствие чего в ней практически отсутствуют ионы,

б) разрушают кластерную структуру воды,

в) упорядочивают кластерную структуру воды,

г) выражено на структуру воды не влияют.
5. Вода по отношению к другим жидкостям имеет диэлектрическую постоянную:

а) существенно ниже,

б) существенно выше,

в) данная величина к воде не имеет никакого отношения,

г) диэлектрические постоянные всех жидкостей примерно одинаковы.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

9.1 Основная:

1. Общая и биорганическая химия./под ред. В. А. Попкова.- М.: «Академкнига», 2011. – 368 с. ГРИФ УМО

2. Биологическая химия: учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. 032400 "Биология"/ ред. Н . И. Ковалевская . - 3-е изд., испр.. - Москва: Академия, 2009. - 256 с. Гриф УМО

9.2 Дополнительная:

1. Оптическая биомедицинская диагностика / ред. В. В. Тучин. В 2 томах. Т. 1. М.: Физмалит, 2007. – 560 с. ГРИФ МО

2. Оптическая биомедицинская диагностика / ред. В. В. Тучин. В 2 томах. Т. 2. М.: Физмалит, 2007. – 368 с. ГРИФ МО

3. Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений: [сб. науч. ст.]/ ред. Вл. В. Кузнецов, В. В. Кузнецов, Г. А. Романов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 487 с.

4. Биссвангер, Х. Практическая энзимология Practical Enzymology: учебник : пер. с англ./ Г. Биссвангер. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. - 328 с.

5. Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология: учеб. для студентов, обуч. по спец. 011000 "Химия" и напр. 510500 "Химия"/ С. Д. Варфоломеев. - Москва: Академия, 2005. - 480 с. ГРИФ: Рекомендовано УМО

6. Альтман, С. Ферментативное расщепление РНК посредством РНК. Ферментативная активность РНК: (Самосшивание и включение в последовательность РНК из Tetrahumena) : Нобелев. лекция : пер. с англ./ С. Альтман. – М.: Знание, 1991. - 32 с.

7. Клесов, А.А. Ферментативный катализ: учеб. пособие для хим. спец. ун-тов : в 2 ч./ Анатолий Алексеевич Клесов; А. А. Клесов, И. В. Березин. – М.: Изд-во МГУ, Ч. 1: Специфичность ферментативного катализа. Простые субстраты. - 1980. - 264 с.

8. Антонов, В. К. Химия протеолиза/ В. К. Антонов. – М.: Наука, 1983. - 367 с.

9. Коэн, Ф. Регуляция ферментативной активности/ Филип Коэн. – М.: Мир, 1986. - 144 с.
9.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:

1. www.pubmed.com

2. www.medline.ru

3. UVProbe ver.2.21 (Shimadzu)
10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

Учебный процесс по дисциплине «Кинетика ферментативных реакций» проходит в аудитория №308 Института Биологии Тюменского государственного университета которая оснащена всем лабораторным оборудованием и расходными материалами а также мультимедийным комплексом позволяющим воспроизводить слайды, видеоролики и др.

Добавить документ в свой блог или на сайт