Скачать 202.5 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского Института химии УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебно-методической работе ____________профессор, д.ф.н. Елина Е.Г. "____" __________________________20__ г. Рабочая программа дисциплины Химические основы биологических процессов Направление подготовки 020100 – Химия Профиль подготовки «Органическая и биоорганическая химия» Квалификация (степень) выпускника Бакалавр Форма обучения очная Саратов, 2011 Год
Целями освоения дисциплины «Химические основы биологических процессов» являются:
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Химические основы биологических процессов» входит в базовую часть профессионального (специального) (Б.3) цикла ООП бакалавриата по направлению подготовки 020100-Химия. К «входным» знаниям, умениям и готовностям обучающегося, необходимым при усвоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин, относятся знания фундаментальных разделов неорганической химии, математики, органической химии и умение использовать полученные знания для объяснения результатов химических экспериментов. Освоение данной дисциплины как предшествующей необходимо для изучения базовых дисциплин физической, аналитической химии, химии высокомолекулярных соединений. 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Химические основы биологических процессов».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен: •Знать: - историческую роль и место биохимии в ряду других наук; - уровни структурной организации белковых молекул; - основы ферментативного катализа, закономерности химических основ биологических процессов; - сущность обмена веществ и энергии как единой системы процессов в организме; - методы выделения, очистки и установления строения биомолекул; - приоритетные направления исследования в биохимии, биотехнологии, генной инженерии и перспективы развития этих областей науки и производства. •Уметь: - воспроизводить и понимать полученные знания, представлять их в виде логически завершенных элементов, составляющих единое целое, сопоставлять общность и различие известных методов, способов; - выполнять действия, связанные с решением нестандартных задач, предполагающих многообразие способов решения, требующих выбора, комбинации и трансформации известных методов; - участвовать в исследовательской работе коллектива; - распознавать изученные объекты, их свойства на основе ранее усвоенной информации о них; - оформлять результаты эксперимента в соответствии с требованиями стандарта; - находить в профессиональных источниках (журналы, сайты, образовательные порталы), анализировать и контекстно обрабатывать научную информацию, приводя её к проблемно-задачной форме. •Владеть - химическими основами биологических процессов, физико-химическими методами выделения, разделения, идентификации биологических молекул (строительных блоков и макромолекул). 4. Структура и содержание дисциплины «Химические основы биологических процессов» Общая трудоемкость дисциплины составляет _4_ зачетных единиц (144 часа.) Табл.1. Структура и содержание дисциплины
4.1. Содержание учебной дисциплины ВВЕДЕНИЕ Биохимия как наука о веществах, входящих в состав живой материи, их качественном составе, количественном содержании и преобразованиях в жизненных процессах. Роль и место биохимии в ряду биологических и химических наук. Значение биохимии в решении практических вопросов генной инженерии, медицины, микробиологического синтеза; перспективы развития науки. Биохимическое единство всех форм жизни на Земле. Основные принципы молекулярной логики живых клеток. Коллоидная система как модель протоплазмы в клетке. Теория многослойной организации поляризованной воды в клетке. Исследования клеточной воды методом ЯМР. Магнитно-резонансная томография (МРТ). Клеточный катион калия. Органические макромолекулы живых клеток и их строительные блоки. Биологические часы. Биохимические колебательные процессы и внутриклеточные часы. УРОВНИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ Аминокислоты и пептиды Распространение и структура аминокислот. Ионные свойства аминокислот и пептидов, функции в процессах промежуточного обмена веществ. Природные пептиды небелковой природы (карнозин, ансерин, глутатион) Пептидные гормоны (окситоцин, вазопрессин, ангиотензин, соматостатин). Пептиды - нейромедиаторы, антибиотики. Химический синтез пептидов в лаборатории. Микроэлементные комплексы аминокислот в ветеринарии. Органический йод. Белки. Отличительные особенности белков, значение в построении живой материи и участие в процессах жизнедеятельности. Классификация белков по степени сложности (протеины, протеиды), выполняемым биологическим функциям, форме молекул и физическим свойствам. Методы выделения белков из биологических объектов, определение молекулярной массы, оценка чистоты препарата. Аминокислотный состав и последовательность. Биологическая активность белка. Четыре уровня структурной организации белковой молекулы. Вторичная структура белковой молекулы. Три типа структуры природных полипептидных цепей: спираль, складчатый лист, статистический клубок. Фибриллярные и глобулярные белки. Стабилизация третичной структуры белковой молекулы. Четвертичная структура и кооперативность. Химический синтез белков. Белковые гормоны -инсулин, вазопрессин. Антитела и интерфероны - природные защитные белки. Ферменты. Общая характеристика ферментов, классификация. Кислотный и основный катализ. Основы ферментативной кинетики. Строение ферментов: апофермент, кофермент, кофактор. Разнообразие химической природы коферментов. Роль витаминов, нуклеотидов, металлов и других кофакторов в функционировании ферментов. Механизм и специфичность действия ферментов. Ингибирование (конкурентное, неконкурентное, необратимое) ферментов. Влияние ингибиторов на ферментативную активность. Зимогены (проферменты). Регуляция ферментов в природе. Биоэнергетика. Высокоэнергетические биомолекулы. Трансформация энергии в биохимических процессах. Роль аденозинтрифосфата в метаболизме. Креатинфосфат, ацилфосфаты, тиоэфиры. Никотинамиддинуклеотиды и их роль в обмене веществ. Флавиновые ферменты дегидрогеназ. Убихинон. Цитохромы: структура, свойства. Биологическое окисление, его особенности. Перенос электронов в ходе окислительно-восстановительных реакций и биоэнергетика. Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Явление сопряжения. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - СУЩНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЮБОГО ОРГАНИЗМА Углеводы. Функция углеводов в обмене веществ. Превращения углеводов в пищеварительном тракте, клетках. Принципы метаболизма. Метаболизм углеводов. Дихотомический, апотомический пути распада. Гликолиз - центральный путь катаболизма глюкозы (анаэробные, аэробные условия превращения). Энергетическая характеристика аэробной фазы углеводного обмена. Пентозофосфатный цикл, его биологическая роль. Катаболизм других Сахаров. Общий обзор регуляции гликолиза и гликогенеза. Химический синтез полисахаридов. Биологически активные аминосахара на основе хитозана, биодеградация полисахаридов. Значение для медицины. Биосинтез углеводов. Липиды, их биологическая роль Основные представители липидов: простейшие (ацилглицериды, воски), сложные (фосфоацилглицериды, гликолипиды) производные липидов (стероиды, каратиноиды, витамины D, Е, К). Биомембраны, химический состав. Мембранные белки, мембранный транспорт. Мембранные рецепторы. Превращения липидов в отделах пищеварительного тракта. Катаболизм и анаболизм липидов (триглицеридов жирных кислот). Холестерин, стероиды и каратиноиды, их функции. Регуляция биосинтеза холестерина и болезни сердца. Энергетический эффект окисления жиров. Ожирение – фактор риска. Обмен белков. Пути распада и синтеза белков и аминокислот в организме. Переаминирование, дезаминирование, декарбоксилирование аминокислот. Конечные продукты распада аминокислот. Образование и транспорт аммиака, его выведение из организма. Цикл мочевины, его энергетическая оценка. Метаболизм нуклеотидов, его нарушения и связанные с этим заболевания человека. Связь между обменом белков, углеводов и липидов. Обмен веществ как единая система процессов. Сравнительная энергетическая характеристика метаболизма основных биомолекул. 4.2. Лабораторные занятия
Тематика методико-практических занятий.1. Аминокислоты и белки (протеины и протеиды). 2. Уровни структурной организации белковых молекул. Методы выделения и идентификации белков. 3. Ферменты; витамины как коферменты, их роль в биохимических процессах. 4. Кинетика ферментативного катализа. 5. Биоэнергетика биохимических процессов; макроэргические вещества. Дыхательная цепь (биологическое окисление). 6. Обмен углеводов. Химический синтез биодеградируемых аминополисахаридов. 7. Обмен липидов. Взаимосвязь обмена углеводов и липидов. 8. Обмен белков. Азотистый обмен. 9. Стероидные гормоны. 5. Образовательные технологии Разбор конкретной ситуации:- специфичность действия ферментов;- презентация разработки Института химии по созданию биодеградируемого полимера аминохитозана и тканого полотна на его основе для противоожоговой ткани; - встреча с представителем российской науки и бизнеса – генеральным директором ЗАО «Биоамид» (производство кормовых добавок - микроэлементных комплексов α-аспарагиновой кислоты, органического йода на основе тирозина); - тестовый контроль знаний; - реферативная форма отчетности. 6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины. Самостоятельная работа студентов включает:
Темы рефератов
Вопросы к курсу
Система контроля над самостоятельной работой учащихся включает:
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Химические основы биологических процессов» а) основная литература: 1. Ю. Б. Филиппович. Биохимические основы жизнедеятельности человека М.: «ВЛАДОС». 2005. 404 с. 2. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. М.: изд-во «Дрофа». 2008. 640 с. 3. Клочкова И.Н. Биохимия в вопросах и ответах. Саратов, изд-во Сарат. ун-та. 2002. 92 с. б) дополнительная литература: 1. В. Г. Щербаков, В. Г. Лобанов, Т. Н. Прудникова, А. Д. Минакова Биохимия. М.: Изд-во: «ГИОРД». 2005. 466 с. 2. В. Эллиот, Д. Эллиот Биохимия и молекулярная биология; под ред. А. И. Арчакова, пер. с англ. О. В. Добрыниной М.: МАИК "Наука/Интерпериодика". 2002. 444 с. в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы Для самостоятельной работы студентам рекомендуются следующие Интернет-ресурсы:
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Химические основы биологических процессов» - Лекционные аудитории; - Учебные лаборатории; - Лаборатория физико-химических методов исследования (хроматограф марки Shimadzu, ЯМР спектрометр Varian-400); - Ксероксы структур важнейших протеидов и схем гликолиза, цикл Кребса, орнитинового цикла Кребса; - Лабораторная посуда и оборудование; - Химические реактивы; - Оверхэд-проекторы, мультимедийный проектор; - Наличие кафедральной библиотеки. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки «Органическая и биоорганическая химия» и профилю подготовки 020100 – Химия Автор проф. д.х.н. Федотова О.В. Программа одобрена на заседании кафедры органической и биоорганической химии от 18.03.2011 года, протокол № 7. Подписи: Зав. кафедрой органической и биоорганической химии ____________________проф. д.х.н. Федотова О.В. Директор Института химии____________________проф. д.х.н. Федотова О.В. |
Учебно-методический комплекс дисциплины (модуля) Химические основы биологических процессов ... | Химические основы биологических процессов учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические методы аналитического контроля» Направление подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» | 1 Цель преподавания дисциплины: изучение особенностей химического... Раскрывая физико-химическую сущность жизненных явлений, курс «Химические основы жизни» оказывает огромное влияние на развитие всех... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические основы водоподготовки» Целью дисциплины является изучение технологии очистки теплоносителя и обеспечения оптимального водно-химического режима на тэс и... | Физико-химические основы производства молока Автор: кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры технологии производства и переработки молока | ||
Рабочая программа дисциплины Физико-химические основы развития и прекращения горения Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования | Рабочая программа дисциплины Пререквизиты: минералогия, петрография, литология, основы учения о полезных ископаемых (основы теории рудообразующих процессов),... | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «математическое моделирование биологических процессов» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины по выбору вариативной части профессионального цикла студентам очной формы... | Пояснительная записка Процессы регулирования пронизывают биологические... Изучение регуляторных процессов и положены в основу курса «Основы общей биологии». Эти процессы лежат в основе согласования функций... | ||
Рабочая программа Наименование дисциплины: основы конструкции автотранспортных... Основы конструкции автотранспортных средств: рабочая программа / авт сост. Ю. В. Михалев, спб.: Ивэсэп, 2012. – 15 с | Программ акурса лекций Физико-химические основы фотобиологических... Связь между спектроскопическими (спектры поглощения и люминесценции) и фотохимическими свойствами молекул | ||
Рабочая программа учебной дисциплины «процессы и аппараты химической технологии» Моделирование химико-технологических процессов (8-й семестр), Химические реакторы (7-ой семестр), Системы управления химико-технологическими... | Рабочая программа дисциплины «Организация ЭВМ и систем» Целью дисциплины является ознакомление студентов с базовыми понятиями следующих разделов информатики: теория информации, технические... | ||
Рабочая программа дисциплины медико-биологические основы безопасности... Целью освоения дисциплины является изучение причинно-следственных связей между качеством среды обитания и здоровьем человека, медико-биологических... | Рабочая программа учебной дисциплины «Теории социальных процессов» Дисциплина «Теории социальных процессов» относится к циклу «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности» |