Скачать 185.12 Kb.
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет БИОХИМИЯ МЕМБРАН Методические указания к семинарским занятиям студентов Красноярск СФУ 2012 УДК 577.1(07) ББК 28.98 я 73 СД.Р.2 Замай, Т.Н. Ф 20 Биохимия мембран: Методические указания к семинарским занятиям студентов [Текст] / сост. Т.Н. Замай). – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – 13 с. ISBN 978-5-7638 Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012300 – Общая биохимия. В учебном пособии представлена структура дисциплины, темы лекций и вопросы, рассматриваемые на семинарских занятиях. Кроме того, представлены примерные темы рефератов. УДК 577.1(07) ББК 28.98 я 73 © Сибирский федеральный университет, 2012 ISBN 978-5-7638 (повтор) 1 Цели и задачи изучения дисциплины Дисциплина «Биохимия мембран» входит в перечень дисциплин специальности 020208.65 «Биохимия» в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. Биохимия мембран – один из специальных разделов биохимии. Это отрасль знания, тесно связанная со многими науками, особенно с биофизикой, молекулярной биологией, энзимологией, физиологией, патофизиологией и экологией.
Цель преподавания дисциплины – изучение биохимических особенностей мембран различных тканей, взаимосвязи метаболизма и функции мембран, метаболических аспектов адаптации.
В задачи курса входит:
В результате изучения дисциплины студенты должны: знать: закономерности метаболических процессов в различных мембранах, о биохимических механизмах обеспечения функций различных мембран. уметь: использовать полученные знания при изучении других биологических дисциплин; применять их в биохимическом мониторинге окружающей среды, в оценке нарушений метаболических процессов в клеточных мембранах при патологических состояниях. владеть: навыками моделирования метаболических изменений в различных мембранах.
Биохимия мембран является дисциплиной, изучающей биохимические особенности мембран различных органов и тканей организма в процессе нормальной жизнедеятельности, адаптации к изменяющимся условиям существования и при патологии. Биохимия мембран тесно связана с общей биохимией, энзимологией, физиологией, патофизиологией, гистологией, цитологией. Биохимия мембран способствует систематизации знаний студента, полученных при изучении выше перечисленных дисциплин. Знания биохимических особенностей мембран различных тканей являются необходимой базой для проведения научно-исследовательской работы при выполнении курсовых и дипломных работ, а также при последующей производственной деятельности, научной или педагогической работе. Изучение курса «Биохимия мембран» способствует формированию названных способностей и получению соответствующих знаний.
3 Содержание дисциплины 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий)
3.2. Содержание тем лекционного курса 1. История мембранологии. 2. Липиды мембран. 3. Физико-химические свойства мембранных липидов. 4. Белки и углеводы мембран. Белок-липидные взаимодействия. 5. Особенности строения поверхности клеточной мембраны. Экзоцитоз. Эндоцитов. 6. Транспорт белков и нуклеиновых кислот через мембрану. 7. Транспорт неэлектролитов через мембрану. 8. Транспорт ионов через мембрану. 9. Особенности функционирования Са-АТРазы. 10. Особенности функционирования Na,К-АТРазы. 11. Мембранная энзимология. 12. Мембранные рецепторы. 13. Мембранные рецепторы. 14. Адгезия клеток. 15. Биогенез мембран. 16. Патохимия мембран. Содержание лекционного курса: Лекция 1. История мембранологии. Аудиторных 2 ч. Введение (предмет и задачи, краткий исторический обзор). Классификация биологических мембран и их функции. Эволюция биологических мембран. Модели мембран. Функции биологических мембран. Лекция 2. Липиды мембран. Аудиторных 2 ч. Липиды биологических мембран (фосфатидилхолин, сфингомиелин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, лизофосфолипиды, холестерол, эфиры холестерина, глицерофосфолипиды, плазмалогены, сфингофосфолипиды, гликоглицеролипиды, гликосфинголипиды). Жирные кислоты, входящие в состав мембранных липидов, их изомерия. Функции мембранного холестерола. Функции мембранных липидов. Лекция 3. Физико-химические свойства мембранных липидов. Аудиторных 2 ч. Физико-химические свойства мембранных липидов (транс-гош-изомеризация, образование кинков, подвижность липидов, каналообразователи). Фазовые переходы липидов. Температура фазовых переходов. Факторы, влияющие на температуру фазовых переходов. Роль липидов в адаптации. Лекция 4. Белки и углеводы мембран. Белок-липидные взаимодействия. Аудиторных 2 ч. Мембранные белки. Интегральные, периферические. Типы связи с липидами. Монотопические, битопические, политопические белки. Функции мембранных белков. Модификация липидного бислоя белками. Модификация бислоя как способ регуляции мембранных процессов. Классификация белков биомембран. Ферменты мембран. Транспортные мембранные белки. Рецепторы. Зависимость активации мембранных белков от липидного окружения. Углеводы липидов. Лекция 5. Особенности строения поверхности клеточной мембраны. Экзоцитоз. Эндоцитов. Аудиторных 2 ч. Цитоплазматические выпячивания кнаружи (псевдоподии – дольчатые, пластинчатые, в виде пузырьков, нитчатые, клазматоз). Микроворсинки. Механизм эндоцитоза и экзоцитоза. Клатрин. Клатриновые окаймленные ямки. Регуляция эндоцитоза и экзоцитоза. Лекция 6. Транспорт белков и нуклеиновых кислот через мембрану. Аудиторных 2 ч. Рассматриваются основные механизмы транспорта белков и нуклеотидов в клетку. Кроме того, особенно подробно рассматриваются механизмы трансфекции нуклеотидов. Лекция 7. Транспорт неэлектролитов через мембрану. Аудиторных 2 ч. Транспорт неэлектролитов (простая диффузия, опосредованный перенос, транспорт с участием ферментов, окислительно-восстановительные системы). Механизм транспорта воды. Аквапорины. Лекция 8. Транспорт ионов через мембрану. Аудиторных 2 ч. Пассивный и активный транспорт. Калиевый канал. Строение. Механизм переноса калия через канал. Потенциал-зависимые кальциевые каналы. Классификация. Структура кальциевых каналов. Рецептор-управляемые кальциевые каналы. Классификация. Строение. Агонисты. Транспорт ионов железа (микобактин, апоферритин, трансферрин). Лекция 9. Особенности функционирования Са-АТРазы. Аудиторных 2ч. Строение. Механизм действия. Биологическая роль. Регуляция. Лекция 10. Особенности функционирования Na,К-АТРазы. Аудиторных 2 ч. Строение. Механизм действия. Биологическая роль. Регуляция. Лекция 11. Мембранная энзимология. Аудиторных 2 ч. Типы мембранных ферментов. Липидзависимые ферменты (примеры). Лекция 12. Мембранные рецепторы. Аудиторных 2 ч. Классификация рецепторов. Рецепторы-каналы. Рецепторы с собственной активностью. Тирозинкиназы. Лекция 13. Мембранные рецепторы. Аудиторных 2 ч. Рецепторы без собственной активности. Цитокиновые рецепторы. Рецепторы, переносящие свои лиганды через мембрану. Серпентиновые рецепторы. Лекция 14. Адгезия клеток. Аудиторных 2 ч. Адгезия клеток. Морфогенетические реакции. Кадхерины. Строение. Биологическая роль. Иммуноглобулины. Строение. Биологическая роль. Селектины. Строение. Биологическая роль. Интегрины. Строение. Биологическая роль. Передача сигналов с помощью адгезивных рецепторов. Лекция 15. Биогенез мембран. Аудиторных 2 ч. Синтез и встраивание липидов в мембрану. Синтез и встраивание белков и липидов в мембрану. Лекция 16. Патохимия мембран. Аудиторных 2 ч. Рассматриваются основные механизмы нарушения структуры и функции плазматических и внутриклеточных биологических мембран. 3.3 Семинарские занятия
Темы семинарских занятий
Вопросы: 1. Особенности мембранных липидов. 2. Липидный состав мембран. 3. Жирнокислотный состав липидов мембран. 4. Фосфолипиды. Сфингогликолипиды. Стерины. Гликопротеины. 5. Фазовые переходы липидов. Температура фазовых переходов. 6. Факторы, влияющие на температуру фазовых переходов. 2. Строение и функции биологических мембран (2 ч.) Вопросы: 1. Общие сведения о строении мембран. 2. Физические основы внутримембранных взаимодействий. 3. Гидрофобные взаимодействия. Электростатическое взаимодействие. Силы Ван-дер-Ваальса. Ионно-молекулярные взаимодействия. Водородная связь. 4. Механические модели взаимодействия макромолекул в двумерной среде. Белково-липидные взаимодействия. 5. Белки биомембран. Классификация белков биомембран. 6. Ферменты мембран. Транспортные мембранные белки. Рецепторы. 7. Зависимость активации мембранных белков от липидного окружения. 8. Углеводы в мембранах. 9. Сравнительные данные по составу мембран. 10. Распределение воды и ионов. 11. Функции биологических мембран. 3. Методы исследования мембран (2 ч.) Вопросы: 1. Принципы выделения биологических мембран. 2. Рентгеноструктурный анализ. 3. Электронная микроскопия. 4. Нейтронография. 5. Калориметрические и дилатометрические исследования водных дисперсий липидов и биомембран. 6. Лазеры в изучении мембран. 7. Исследование влияния заряженных частиц на электропроводность, емкость, поверхностный потенциал и упругость билипидных мембран. 8. Применение спиновых меток для исследования искусственных и биологических мембран. 9. Исследование термоиндуцированных структурных переходов мембран методом ЭПР. 10. Исследование модельных и биологических мембран методом ЯМР. 4. Механизмы транспорта через клеточные мембраны (2 ч.) Вопросы: 1. Проницаемость биомембран и различные виды транспорта через мембрану. 2. Проницаемость мембран для воды. 3. Свободная диффузия. Облегченная диффузия. Селективные фильтры. 4. Активный транспорт ионов в клетках. 5. Физико-химические принципы построения модели Na-насоса. Параметрический насос. Общие характеристики Na,К-АТРазы. 6. Молекулярная организация, особенности белок-липидных взаимодействий. 7. Ферментативная активность и ионная специфичность Na,К-АТРазы. 8. Активация Na,К-АТРазы одновалентными катионами. 9. Молекулярная модель Na-насоса. 10. Строение и функции Са-насоса. 5. Биологическая информация и биологические мембраны (2 ч.) Вопросы: 1. Трансформация энергии на биологических мембранах, универсальность переработки информации. 2. Редокс-цепи хлоропластов и митохондрий. 3. Рецепторы и каналы. 4. Клеточная сигнализация. 6. Биогенез мембран (2 ч.) Вопросы: 1. Механизмы транспорта белков через мембрану. 2. Полипептидные сигналы, отвечающие за сортировку белков и встраивание их в мембраны. 3. Сигнальные пептидазы. 4. Сигнал-распознающие частицы. 5. Биосинтез и распределение мембранных липидов. 6. Перенос мембранных липидов от места синтеза до места назначения. 7. Патохимия мембран. Мембранные болезни (2 ч.) Вопросы:
Выполнение рефератов Реферат выполняется в объеме не менее 10 страниц машинописного текста. Реферат содержит оглавление, введение, список использованной литературы. В тексте приводятся ссылки на используемые литературные источники. Количество используемых литературных источников не может быть менее 10. Допускается использование электронных информационных ресурсов с указанием источника. Рефераты выполняются по темам, представленным ниже. Допускается выполнение реферата по теме, не указанной в списке, при условии предварительного согласования данной темы с преподавателем. Темы рефератов
ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ «БИОХИМИЯ МЕМБРАН»
Информационные ресурсы 1. Биохимия и молекулярная биология. Версия 1.0 [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс / Н.М. Титова, А. А. Савченко, Т.Н.Замай и др. – Электрон. дан. (172 Мб). - Красноярск: ИПК СФУ, 2008. – (Биохимия и молекулярная биология: УМКД № 175-2007/ рук. творч.коллектива Н.М. Титова). 1 электрон. опт. диск (DVD). Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 94 Мб свободного дискового пространства; привод DVD; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит); Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов pdf). – (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802400 от 21.11.2008 г.).
www.ncbi.nlm.nih.gav. www.molbiol.ru. www. high.stanford.edu. www.wikipedia.org. 4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения
Использование на лекциях доски прямой и обратной проекции (SMART Board) позволяет осуществлять пояснение непосредственно на самой презентации при помощи специальных маркеров, а также использовать через сети Интернет информационные ресурсы и анимации. 4.3 Контрольно-измерительные материалы 1. Перечень тем рефератов 2. Экзаменационные билеты. Учебное издание Замай Татьяна Николаевна Биохимия мембран Редактор Корректор Компьютерная верстка: И.О.Фамилия Подписано в печать (дата) 2012 г. Формат 60х84/16. (А5) Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. 1,1 (количество страниц/13). Уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79 Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru Отпечатано Полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а |
Биохимия мембран Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012300 Общая биохимия. В учебном пособии представлена... | Методические указания к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Биохимия» | ||
Методические указания к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Биохимия» | Способ получения мембран на основе оксида алюминия Способ получения мембран на основе оксида алюминия осуществляют следующим образом. Подготовленный образец алюминия подвергают первичному... | ||
Биохимия тканей Биохимия тканей: методические указания к самостоятельной работе [Текст ] / cост. Е. В. Инжеваткин – Красноярск: Сибирский федеральный... | Правила работы с оптическими приборами. Уровни организации живой... Ей рассматриваются базисные знания в системе подготовки провизора высшей школы. Знания клеточной биологии востребованы на таких дисциплинах,... | ||
Программа по дисциплине «Биохимия» Целью изучения дисциплины является освоение теоретическими основами дисциплины «Биохимия» по разделам: строение и состав структурных... | Памятка для студентов направления 260800 «Технология продукции и... Дисциплина «Биохимия» общим объемом 180 часов: лекции – 34 часа, лабораторные работы – 34 часа, практические занятия -17 часов, самостоятельная... | ||
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса»... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса» составлен на основе | Тип работы Влияние некоторых анальгетиков на устойчивость липидных мембран к осмотическому стрессу | ||
Рабочая программа по дисциплине биологическая химия биохимия полости... Настоящая рабочая программа составлена на основе примерной программы по дисциплине биологическая химия – биохимия полости рта, рекомендованной... | Название раздела Систематизировать фактические знания о строении клетки растений и животных, о функциях основных органоидов клетки, ядра, мембран | ||
Ученический проект Систематизировать фактические знания о строении клетки растений и животных, о функциях основных органоидов клетки, ядра, мембран | Отчет о научной деятельности Систематизировать фактические знания о строении клетки растений и животных, о функциях основных органоидов клетки, ядра, мембран | ||
А. Э. Терехова 1 Научная деятельность Систематизировать фактические знания о строении клетки растений и животных, о функциях основных органоидов клетки, ядра, мембран | 1. Головоломка “Расшифруйте фразу” Систематизировать фактические знания о строении клетки растений и животных, о функциях основных органоидов клетки, ядра, мембран |