Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
Молекулярная биология клетки
Методические указания к семинарским занятиям
Красноярск
СФУ
2011
Автор: Сетков Николай Александрович
Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Молекулярная биология клетки». Пособие содержит тематический план занятий, представлены источники основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий. В пособии даны рекомендации для подготовки к семинарам, промежуточному и итоговому контролю. Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200.68 «Физика», магистерские программы «Биофизика» и «Окружающая среда и человек: основы контроля и надзора».
1.Общие сведения
Цель курса.
В настоящее время, когда утверждается, что понято какое-либо биологическое явление, это означает, что мы разобрались с молекулярными механизмами этого явления. Однако биологические молекулы имеют огромные размеры, и их структуру и взаимодействие друг с другом невозможно исследовать без использования физических законов и принципов. Поэтому молекулярная биофизика, изучающая биомолекулы, является одной из основных наук, знание которой необходимо в биологических исследованиях. Главная цель данного курса заключается в ознакомлении студентов с основными законами и принципами молекулярной биофизики.
Задачи изучения дисциплины
Задачи дисциплины вытекают из необходимости получения студентами знаний об основных законах и принципах молекулярной биофизики.
Основное внимание в курсе уделяется рассмотрению структуры и функции белков и нуклеиновых кислот. В курсе рассмотрены также проблемы биоэнергетики, механизмы взаимодействия молекул и молекулярных структур. Обсуждаются нерешенные биологические проблемы с точки зрения молекулярной биофизики.
В результате освоения дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями:
способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);
способностью использовать углубленные знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК-4);
способностью к коммуникации в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности, свободное владение русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК-8);
способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);
способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);
способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) (ПК-4);
способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);
2 Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Всего
зачетных единиц
(часов)
|
Семестр
|
11
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
2 (72)
|
2 (72)
|
Аудиторные занятия:
|
0,78 (28)
|
0,78 (28)
|
лекции
|
0,39 (14)
|
0,39 (14)
|
практические занятия (ПЗ)
|
0,39 (14)
|
0,39 (14)
|
Самостоятельная работа:
|
1,2 (44)
|
1,2 (44)
|
изучение теоретического курса (ТО)
|
0,39 (14)
|
0,39 (14)
|
реферат
|
0,81 (30)
|
0,81 (30)
|
Вид промежуточного контроля (зачет)
|
зачет
|
зачет
|
3 Содержание дисциплины
Модули дисциплины
|
Модуль 1.
Структурно-иерархическая структура клетки
|
Модуль 2.
Цитоскелет и внутриклеточные транспортные функции
|
Модуль 3.
Механизмы деления клеток
|
Модуль 4.
Механизм взаимодействия клеток в многоклеточном организме
|
Практические занятия
№
п/п
|
№ раздела
дисциплины
|
Наименование практических занятий,
объем в часах
|
11
|
Модуль 1.
Структурно-иерархическая структура клетки
|
Тема 1.4. Барьероно-транспортная функция мембран. Трансмембранный перенос ионов и низкомолекулярных соединений. Эдно- и экзоцитоз. Рецепторная роль мембран. Клеточная стенка растений и прокариот.
Тема 1.5. Строение и функция ядерной оболочки. Транспорт макромолекул. Ядерные поры и их молекулярное строение
Тема 1.6. Митохондрии: структура и функция. Роль мембран в биоэнергетики.
Тема 1.7. Пластиды: хлоропласт, функция хлоропластов. Онтогенез и функциональная перестройка пластид. Фотосинтезирующие структуры.
Тема 1.8. Аппарат Гольджи. Строение и секреторная функция. Модификация белков в аппарате Гольджи. Сортировка макромолекул.
Тема 1.9. Везикулярная система внутриклеточного транспорта. Общая схема. Регуляция эндо- и экзоцитоза. Синтез клеточных мембран. Транспорт мембранных и растворимых макромолекул
Тема 1.10. Внутриклеточная сортировка макромолекул и сохранение клеточных компартментов. Белковый трафик. Пути транспорта белков в клетках. Транспорт нуклеиновых кислот. Транспорт белков в митохондрии, хлоропласты и ядро. Внутриклеточная сигнализация
(аудиторные часы - 0,08 (3 ч))
|
12
3
|
Модуль 2.
Цитоскелет и внутриклеточные транспортные функции
|
Тема 2.4. Миротрубочки. Общая характеристика. Центры организации микротрубочек. Моторные белки. Динамические свойства. Функциональная роль микротрубочек в поддержании формы клетки, транспортная, двигательная, в клеточном цикле. Реснички и жгутики
(аудиторные часы - 0,15 (5 ч))
|
13
|
Модуль 3.
Механизмы деления клеток
|
Тема 3.2. Мейоз. Особенности профазы 1 мейотического деления и ее стадии. Второе мейотическое деление.
Тема 3.3. Клеточная дифференцировка. Морфогенез и органогенез. Механизмы клеточной гибели. Некроз и апоптоз. Роль клеточной гибели в морфогенезе.
(аудиторные часы - 0,08 (3 ч))
|
4
4
|
Модуль 4.
Механизм взаимодействия клеток в многоклеточном организме
|
Тема 4.2. Межклеточные соединения. Типы соединений. Функциональное значение.
Тема 4.3. Межклеточное узнавание и адгезия
(аудиторные часы - 0,08 (3 ч))
|
Рекомендации для подготовки к семинарскому занятию:
изучить план семинарского занятия, содержание изучаемой темы в учебной программе по курсу «Молекулярная биология клетки», объем и содержание рекомендованной литературы;
при необходимости подготовить план-конспект выступления на семинаре;
быть готовым высказать свое мнение по теме собственного выступления и сообщениям своих коллег, дать им оценку.
На семинарских занятиях осуществляется текущий контроль успеваемости студента (на каждом занятии - по видам работы) и промежуточный контроль (на последнем семинаре каждого модуля - в виде тестирования).
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
Основная литература
Джаксон М. Б. Молекулярная и клеточная биофизика : пер. с англ./М. Б. Джаксон. – 2009 (5 экз.)
Верещагина В. А. Основы общей цитологии : учебное пособие для вузов по специальности и направлению подготовки "Биология" : допущено Министерством образования и науки РФ/В. А. Верещагина. - 2009 (30 экз.)
Жимулев И. Ф. Общая и молекулярная генетика: учебное пособие для студентов университетов: рекомендовано Министерством образования и науки РФ / И. Ф. Жимулев ; отв. ред.: Е. С. Беляева, А. П. Акифьев. - Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2007 (30 экз.)
Анисимов, В. Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения: в 2 томах/В. Н. Анисимов ; Российская академия наук [РАН]. Геронтологическое общество, Российская академия медицинских наук [РАМН]. Северо-Западное отделение. Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии, Научно-исследовательский институт [НИИ] онкологии им. Н.Н. Петрова. Том 1. - 2008(1 экз.)
Дополнительная литература
Ю. С. Ченцов. Введение в клеточную биологию. ИКЦ “Академкнига”, 2005 (30 экз.)
Ченцов, Ю. С. Введение в клеточную биологию / Ю. С. Ченцов. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Академкнига, 2004. - 494 с. (2 экз.)
О. И. Епифанова. Лекции о клеточном цикле. KMK Scientific Press, Москва, 2003. – 159 с.
О. И. Епифанова. Покоящиеся клетки. Издательство “Наука”, Москва, 1983. –178.
А. А. Заварзин, А. Д. Харазова, М.Н. Молитвин. Биология клетки: общая цитология. СПБ: Издательство СПб. Университета, 1992. – 456 с.
Ж.-К. Ролан, А. Селюши, Д. Селюши. Атлас по биологии клетки.1980. – 118 с.
Е. М. Вермер. История учения о клетке. М.: Наука, 1970.–230 с.
Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рафф, К. Робертс, Дж. Уотсон. Молекулярная биология клетки; В 3 т. М.; “Мир”, 1994.
B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, J. D. Watson. Molecular biology at the cell. 4th ed. N. Y.; Garland Publ., 2001.
Я. Кольман, К.-Г. Рём. Наглядная биохимия. М.; “Мир”, 2004.– 469 с.
Проблемы и перспективы молекулярной генетики; В 2 т. Ответ. ред. Е. Д. Свердлов. Москва, Наука, 2004.–330 с.
К. Босток, Э. Самнер. Хромосома эукариотической клетки. М.; “Мир”, 1981.–598 с
Электронные издания
Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / Н. А. Войнов [и др.] ; Сиб. федерал. ун-т. - Версия 1.0. - Электронные данные (PDF ; 10 976 Кб). - Красноярск : ИПК СФУ, 2009. - 418 on-line. - (Современные проблемы и методы биотехнологии : УМКД № 1323-2008 / рук. творч. коллектива Т.Г. Волова) (Электронная библиотека СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин). - Загл. с титул. экрана. - ISBN 978-5-7638-1662-4 (комплекса). - ISBN 978-5-7638-1769-0 (учебного пособия). - № гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320902481
http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1323/u_manual.pdf
Сетков, Николай Александрович. В лабиринтах генома человека [Электронный ресурс] / Н. А. Сетков. - [Б. м.] : Б. и., Б. г. - 16 с.
http://lib2.sfu-kras.ru/elib/b28/0230704.pdf
Cell Cycle Checkpoints: Methods and Protocols [Электронный ресурс] / editors: Willis X. Li Springer Science+Business Media, LLC 2011 - http://link.springer.com/book/10.1007/978-1-61779-273-1/page/1
Meiosis, Volume 1, Molecular and Genetic Methods, edited by ScottKeeney [Электронный ресурс] / Humana Press, a part of Springer Science Business Media, LLC 2009 - http://link.springer.com/book/10.1007/978-1-59745-527-5/page/1
Peng Zheng, Yongliang Xia, Guohua Xiao, Chenghui Xiong, Xiao Hu, Siwei Zhang, Huajun Zheng, Yin Huang, Yan Zhou, Shengyue Wang, Guo-Ping Zhao, Xingzhong Liu, Raymond J St Leger, Chengshu Wang. Genome sequence of the insect pathogenic fungus Cordyceps militaris, a valued traditional chinese medicine//Genome Biology November 2011, 12:R116 - http://link.springer.com/article/10.1186/gb-2011-12-11-r116
Peng Zheng, Yongliang Xia, Guohua Xiao, Chenghui Xiong, Xiao Hu, Siwei Zhang, Huajun Zheng, Yin Huang, Yan Zhou, Shengyue Wang, Guo-Ping Zhao, Xingzhong Liu, Raymond J St Leger, Chengshu Wang. Genome sequence of the insect pathogenic fungus Cordyceps militaris, a valued traditional chinese medicine//Genome Biology November 2011, 12:R116 - http://link.springer.com/article/10.1186/gb-2011-12-11-r116
Информационные ресурсы
Human Genome Project (HGP): http://www.genome.gov/
Популярные статьи по теме “Геном человека”: http://www.vigg.ru/humanegenome/publicat/
Журнал “В мире науки”: www. scientificrussia. ru (http://www.sciam.ru/)
Журнал “Биология в школе”: htlp. www. школьная пресса. рф
5. http://link.springer.com/search?facet-discipline=%22Medicine%22 |
