Рабочая программа дисциплины б. 5 «Химические основы биологических процессов» Направление подготовки

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 1. Цели освоения дисциплины Основной целью 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины ХОБП обучающийся должен 4. Структура и содержание дисциплины 4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом 4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины и трудоемкость по видам занятий (в часах) Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) Учебная работа Введение в биохимию. Аминокисло-ты, пептиды, белки Ферменты. Ферментативная кинетика Витамины. Биологичес-кая роль. Углеводы. Моно- и по-лисахариды Липиды, жиры, воски. Биоэнергети-ка. Роль АТР Гликолиз и гликогенез Цикл Кребса Цепь перено-са эл-нов ... Полное содержание

Подобный материал:

• Рабочая программа дисциплины «Компьютерная диагностика» Направление подготовки, 209.63kb.
• Рабочая программа дисциплины Основы информатики Направление подготовки, 192.72kb.
• Рабочая программа дисциплины технические измерения и приборы Направление подготовки, 496.12kb.
• Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления», 208.14kb.
• Рабочая программа дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки, 231.13kb.
• Рабочая программа дисциплины «теоретические основы теплотехники» Направление подготовки, 554.69kb.
• Рабочая программа дисциплины «Основы технологии машиностроения» Направление подготовки, 365.59kb.
• Рабочая программа дисциплины «Основы программирования» Направление подготовки, 297.66kb.
• Рабочая программа дисциплины «основы теории управления» Направление подготовки, 101.02kb.
• Рабочая программа дисциплины Системный анализ и принятие решений Направление подготовки, 138.22kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химический факультет

Кафедра органической химии


«УТВЕРЖДАЮ»

Декан химического факультета,

д.х.н., профессор Денисов В.Я.

« »


Рабочая программа дисциплины

Б3.Б.5 «Химические основы биологических процессов»


Направление подготовки

бакалавра по профессионально-образовательной программе

020100.62 «Химия»


Профиль подготовки

«Органическая химия»


Квалификация (степень) выпускника

бакалавр


Форма обучения

очная


Кемерово

2010

1. Цели освоения дисциплины

Химические основы биологических процессов (ХОБП) – дисциплина, занимающая промежуточное положение между биолого-медицинскими и химическими дисциплинами, изучающая на молекулярном уровне процессы, лежащие в основе жизни. Раскрывая физико-химическую сущность жизненных явлений, курс «Химические основы жизни» оказывает огромное влияние на развитие всех областей естественнонаучного знания.

Основной целью освоения дисциплины является формирование (после изучения основных дисциплин ООП ВПО, таких как, органическая химия, высокомолекулярные соединения) представлений о химизме живой материи, изучение особенностей химического строения, химических свойств и биологических функций важнейших классов жизненно необходимых соединений: аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, путей их химических превращений в живых организмах и значения этих превращений для понимания физико-химических молекулярных механизмов наследственности и изменчивости, регуляции и адаптации.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата


Дисциплина «Химические основы биологических процессов» входит в цикл общих есте­ственнонаучных дисциплин, который изучают студенты 4-го курса химического факультета в соответствии с разделом С3.Ф.5 Государственного Образовательного стандарта Высшего профессионального образования для подготовки бакалавров по направлению 020100 –Химия.

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные у обучающихся в результате освоения дисциплин базовой части (общепрофессиональные дисциплины) ООП подготовки бакалавра по направлению «Химия»:

- «Неорганическая химия» (состав, строение и химические свойства основных простых веществ и химических соединений, связь строения вещества и протекания химических процессов, навыки описания свойств веществ на основе закономерностей, вытекающих из периодического закона и Периодической системы элементов);

- «Органическая химия» (владение теоретическими представлениями органической химии, знаниями о составе, строении и свойствах органических веществ- представителей основных классов органических соединений; владеть основами органического синтеза и физико-химическими методами анализа органических соединений);

- «Высокомолекулярные соединения» (представление о высокомолекулярных соединениях, их получении, строении, свойствах и превращениях);

- «Физико-химические методы анализа» (знание принципов и областей использования основных химических и физических методов химического анализа).


3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины


В процессе освоения дисциплины «Химические основы биологических процессов» (ХОБП) у обучающегося должны формироваться следующие общекультурные и профессиональные компетенции: ОК-5, ОК-6, ОК-9, ПК-1, ПК-2, ПК-4,ПК-6, ПК-7.

Общекультурные компетенции:

КМ.ОК.05	умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-5);
КМ. ОК.0.6	использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
КМ. ОК.0.9	владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером, как средством управления информацией (ОК-9);

Профессиональные компетенции:

КМ.ПК.ОП.0.1	Понимает сущность и социальную значимость профессии, основных перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности (ПК-1)
КМ.ПК.ОП.0.2	владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2)
КМ.ПК.НИ.0.4	владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования органических веществ и реакций (ПК-4)
КМ.ПК.НИ.0.6	владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6)
КМ.ПК.НИ.0.7	имеет опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7)

Дисциплина ХОБП способствует формированию у обучающегося следующих научно-исследовательских компетенций профиля «органическая химия»:

КМ.П.НИ.3.1 – умеет классифицировать органические вещества и реакции, интерпретировать результаты органического синтеза на основе современных теоретических представлений о строении органических соединений и механизмах органических реакций;

КМ.П.НИ.3.5 – понимает взаимосвязь между строением и свойствами органических соединений и уметь прогнозировать свойства соединений по их структуре;

КМ.П.НИ.3.6 – владеет методологией научного исследования, включающей в себя разработку стратегии целевого органического синтеза веществ с заданными свойствами;

КМ.П.НИ.3.7 – владеет современными методами физико-химического исследования органических веществ, средствами планирования и организации исследований и разработок, проведением экспериментов и наблюдений, выдвижением гипотез и установлением границ их применения.


В результате освоения дисциплины ХОБП обучающийся должен:

Знать: строение и свойства основных химических компонентов живой материи; особенности структуры и функционировании белковых молекул и их клмплексов как носителей жизни; современные представления о биокатализе; принцип комплементарности в строении НК и его значение в биосинтезе природных полимеров; современные представления о биологическом окислении; принципы регуляции обмена веществ; взаимосвязь обмена соединений различных классов биомолекул.

Уметь: систематизировать и обобщать знания, полученные при изучении данной дисциплины и других учебно-научных источников информации; свободно, грамотно излагать теоретические положения по основным вопросам биохимии; выбирать приемы и методы для изучения особенностей протекания биохимических процессов; использовать полученные знания для изучения других дисциплин химического цикла.

Пользоваться справочной литературой и ресурсами интернета в области химии природных соединений (ОК-9). Уметь ориентироваться в способах выделения и в синтетических методах получения природных соединений (ПК-4, , КМ.П.НИ.3.6).

Владеть: современными представлениями о химических основах жизненно важных процессов и явлений и их регуляции; характеристиками основных путей метаболизма химических компонентов в живом организме;

4. Структура и содержание дисциплины

4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (в часах)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы 72 часа.


4.1.1. Объём и виды учебной работы (в часах) по дисциплине в целом

Вид учебной работы	Всего часов (2 ЗЕ)
Общая трудоемкость базового модуля дисциплины	72
Аудиторные занятия (всего)	42
В том числе:
Лекции	28
Семинары	14
Самостоятельная работа	30
В том числе:
Выполнение инд.заданий	15
И (или) другие виды самостоятельной работы (подготовка к практическим занятиям, тестированию)	15
Вид промежуточного контроля	устный опрос, тестирование
Вид итогового контроля	экзамен

4.1.2. Разделы базового обязательного модуля дисциплины и трудоемкость по видам занятий (в часах)

№ п/п	Раздел Дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Общая трудоёмкость (часах)	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости
					Учебная работа		В.т.ч. активных форм	Самостоятельная работа
				всего	лекции	практ.
1	Введение в биохимию. Клетка, хар-ки	8	1	3	2			1
2	Аминокисло-ты, пептиды, белки	8	2	5	2	1	1	2	Индивид. задания
3	Ферменты. Ферментативная кинетика	8	3	5	2	1	1	2	тест
4	Витамины. Биологичес-кая роль.	8	4	2	1			1
5	Углеводы. Моно- и по-лисахариды	8	5	5	2	1	1	2	Индивид. задания
6	Липиды, жиры, воски.	8	6	5	2	1	1	2	тест
7	Нуклеозиды, нуклеотиды	8	7	6	2	2	2	2	Индивид. задания
8	Биоэнергети-ка. Роль АТР	8	8	3	1			2
9	Гликолиз и гликогенез	8	8	6	2	2	2	2	Индивид. задания
10	Цикл Кребса	8	9	6	2	2	2	2	Индивид. задания
11	Цепь перено-са эл-нов	8	10	4	2			2
12	Метаболизм жиров и липидов	8	11	4	1	1	2	2	Индивид. задания
13	Катаболизм АК	8	11	6	2	2	2	2	Индивид. задания
14	Интеграция мет. пу­тей	8	12	3	1			2
15	Молекул. основы генетики	8	13	6	3	1		2
16	Генная инженерия. Клонирова­ние генов.	8	14	3	1			2

4.2 Содержание дисциплины


Содержание разделов базового обязательного модуля дисциплины

№	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела дисциплины	Результат обучения, формируемые компетенции
1	Введение в биохимию	Предмет биохимии. Химический состав клетки. Основные макромо­ле­кулы, входящие в состав живых организмов. Отличительные особеннос­ти живой материи. Обмен веществ и энергии в живых организмах. Роль фермен­тов. Клетка. Структурные характеристики. Основные классы клеток: прока­риоты и эукариоты. Клеточная организация эукариот	ОК-3, ОК-6, ОК-9, ПК-1, ПК-2 Знать химический состав клетки, ее структурные ха­рактеристики. Уметь различать основные орга­неллы клетки, их функции. Владеть пред­ставлениями о методах исследо­вания биомоле­кул.
2	Аминокислоты, пептиды, белки	α-Аминокислоты. Общие структурные свойства. Стереоизомерия Пептиды. Природа пептидной связи Белки. Молекулярная масса, размер и форма белковых мо­лекул. Клас­сификация белков. Четыре уровня организации структуры белков. Денатурация белков. Ионные свойства аминокислот. Изоэлектрическая точка. Способы разде­ле­ния аминокислот на основе их ионных свойств (ионооб­менная хроматография и электрофорез). Реакции амино­кислот in vivo (дезаминирование, декарбоксилирование, образование пептидной связи).	ПК-1, ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5. Знать классифи­кацию АК, пепти­дов, белков, осо­бенности их строения. Уметь определять изоэлектрическую точку АК, ионные состояния при определенных рН, первичную струк­туру белка. Владеть методами разделения АК.
3	Ферменты- био­катализаторы	Механизм действия ферментов. Субстратная специфич­ность. Ката­ли­тический (активный) центр ферментов. Кине­тика ферментативных ре­акций. Уравнение Михаэлиса-Ментон. Зависимость кинетических пара­метров от рН. Единица активности фермента. Регуляция активности, влияние ионов водо­рода и ионов металлов. Обратимые и необратимые ингибиторы ферментов. Конкурентное и не­конкурентное ингибирование.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать классифи­кацию фермента, особенности строения. Уметь интерпре­тировать события в реакционном центре. Владеть методами ферментативной кинетики.
4	Витамины и микроэлементы	Витамины. Номенклатура и классификация. Жирораство­римые и во­до­растворимые витамины. Витамины В1, В2, В6 и В12 - составляющие кофер­ментов и простетических групп. Важнейшие жирорастворимые ви­тамины: А, Д3, Е, К. Их биологическая роль. Авитаминозы и их лече­ние.	ПК-2, ПК-4 Знать номенкла­туру и классифи­кацию витаминов. Уметь объяснять действие витами­нов в качестве коферментных групп. Владеть методами устранения ави­таминозов.
5	Углеводы	Моносахариды. Классификация, номенклатура. Стерео­изомерия и тау­томерия. Химические превращения: окисле­ние, восстановление, фосфорили­рование, образование гли­козидов (О-, N-гликозиды). Биоло­гическая роль важнейших гликозидов. Олигосахариды. Структура и свойства. Восстанавливающие и не вос­станавливающие дисахариды. Полисахариды. Структура, классификация, свойства, α- и β- гликозид­ные связи. Ферментативный и кислотный гидролиз. Гомополисахариды (цел­люлоза, крахмал, гликоген, декстраны). Кофигурационные и конформацион­ные различия, биологическая роль.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать классифи­кацию и номенк­латуру моно- и полисахаридов. Уметь определять структуру олиго- и полисахаридов. Владеть пред­ставлениями о уровнях струк­турной организа­ции и биологиче­ской роли сахари­дов.
6	Липиды, жиры, воски	Жиры. Структура, номенклатура, классификация. Ацилглицериды. Важнейшие высшие карбоновые кислоты, входящие в состав жиров и масел. Гидролиз жиров. Воски. Терпены. Стероиды. Простагландины. Биологиче­ская роль. Фосфолипиды. Структура, номенклатура, классификация. Фос­фоглицериды. Сфинголипиды. Амфипатические свойства. Мицеллы и бис­лои. Структура и функции биомембран.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать номенклатуру и классификацию липидов. Уметь объяснять биологическую функцию липидов на основе их строения. Владеть методами определения структуры липидов.
7	Нуклеозиды, нуклеотиды, НК	Нуклеозиды. Номенклатура. Строение: азотистые основа­ния пуринового и пиримидинового ряда (аденин, гуанин, тимин, цитозин и урацил), минор­ные азотистые основания; углеводные компоненты: рибоза и дезоксирибоза (конфи­гурация гликозидного центра). Нуклеотиды. Номенкла­тура, строение, классификация. Биологичес­ки важные нук­леотиды: аденозинтрифосфат (АТФ), никотинаденинди­фосфат (НАД+) и флавинадениндинуклеотид (ФАД). По­линуклеотиды и нуклеиновые кислоты (НК). Классифика­ция и строение ДНК и РНК. Первичная структура НК. Хи­мические и фермен­татив­ные превращения. Вторичная структура НК: двойная спираль ДНК. Компле­ментарные и межплоскостные взаимодействия азотистых основа­ний. Пра­вило Чаргаффа. Полиморфизм двойной спирали ДНК. Цикличес­кие сверх­скрученные ДНК и топоизомеры. Мак­ромолекулярная структура РНК. Транспортные РНК (тРНК), мат­ричные РНК (мРНК) и рибосомные РНК (рРНК). Функции полинуклеотидов в живых организмах. Нуклеопротеиды. Вирусы и вирусные болезни.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать классифи­кацию структур­ных звеньев НК, особенности их строения. Уметь использо­вать знания о взаимодействиях для представле­ния различных уровней струк­турной организа­ции НК. Владеть понима­нием функций нуклеотидов в живых организ­мах.
8	Метаболизм и биоэнергетика	Биоэнергетика. Термодинамические аспекты: энерге­тика изменений состояния системы. Термодинамиче­ские функции состояния (свободная энергия). Преобра­зование. Высокоэнергетические биомолекулы: АТФ, ацил­фосфаты, тиоэфиры. Принцип сопряжения. Роль НАД+ и ФАД при окисле­нии топливных молекул. Ме­таболизм - совокупность процессов катаболизма и ана­болизма. Макрометаболические циклы. Источники уг­лерода, азота, кислорода для жи­вых организмов. Авто­трофы и гетеротрофы (аэробные и анаэроб­ные орга­низмы). Круговорот азота, кислорода и СО2 в природе.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать термодина­ми­ческие функ­ции со­стояния. Уметь использо­вать принцип со­пряжеиия для метаболических реакций. Владеть представле­ниями о макромета­боли­ческих циклах.
9	Гликолиз	Основные стадии гликолиза. Пируват как конечный про­дукт гликолиза. Судьба пирувата в анаэроб­ных условиях. Образование молочной кислоты и регенерация НАД+. Мо­лочнокислое брожение. Декарбоксилирование пиру­вата и регенерация НАД+ из НАДН за счет восстановления аце­тальдегида до этанола. Спир­товое брожение. Биоэнерге­тический баланс анаэробного гли­колиза.Судьба пирувата в аэробных условиях. Образование ацетилкофермента А. Пируват - дегидрогеназный комплекс.Роль гликолитиче­ского пути в генерировании АТФ. Катаболизм других са­харов (фруктозы, маннозы, галактозы).Гликогенез. Регу­ляция гликолиза и гликогенеза. Гормональный кон­троль (адреналин, инсулин).	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать основные процессы превра­щения углеводов в живой клетке. Уметь определять биоэнергетический баланс. Владеть представ­лениями о регуля­ции метаболизма углеводов.
10	Цикл лимонной кислоты (цикл Кребса)	Цикл трикарбоновых кислот (цикл лимонной кислоты) - центральный метаболический путь углерода, входящего в состав всех основных классов биомолекул. Ос­новные ре­акции цикла. Стехиометрия цикла. Цикл трикарбо­новых кис­лот - основной источник образования НАДН из НАД+. Необходи­мость анаплеротических путей (путей, попол­няющих запас компонентов, участ­вующих в цикле). Зави­симость от АТФ и биотина, карбоксилирование пиру­вата - анаплеротический путь синтеза оксалоацетата.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать процессы ЦЛК и стехиометрию цикла. Уметь определять биоэнергетический баланс ЦЛК. Владеть представ­лениями о регуля­ции ЦЛК.
11	Цепь переноса электронов	Системы транспорта электронов (общие принципы). Окислительно-восстановительные потенциалы. Энерге­тика переноса электронов. Дыхательная цепь транспорта электронов. Кислород - терминаль­ный акцептор электро­нов.Четыре комплекса в цепи переноса электронов. Пере­носчики элект­ро­нов: НАД+, ФАД, кофермент Q, цито­хромы. Сопряжение работы дыхательной цепи с процес­сом синтеза АТФ. Ко­эффициент полезного действия ды­хательной цепи. Полный биоэнергетиче­ский эффект цикла трикарбоновых кислот.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать процессы, обеспечивающие транспорт элек­тронов. Уметь определять изменение свобод­ной энергии ОВР Владеть представ­лениями о влиянии на перенос элек­тронов.
12	Метаболизм жи­ров и липидов	Гидролиз жиров и фосфолипидов до жирных кислот. Ак­тивация жир­ных кислот путем превращения в ацил-СоА. Основные реакции катаболиз­ма жирных кислот. Расщеп­ление ненасыщенных кислот и кислот с нечет­ным числом углеродных атомов. Биоэнергетический баланс окисления жирных кислот. Образование кетоновых тел в условиях интенсивного расщепления жиров.Биосинтез жирных ки­слот. Ацетил-СоА - исходное соединение при биосинтезе. Основные реакции. Биоэнергетический баланс синтеза жир­ных кислот.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать основные реакции метабо­лизма жиров. Уметь рассчитать биоэнергетический баланс окисления и синтеза ВЖК. Владеть представ­лениями о регуля­ции метаболизма ЖВК.
13	Метаболизм аминокислот	Катаболизм аминокислот. Окислительное дезаминирова­ние и переаминирование. Образование из аминокислот пирувата и метаболитов цикла трикарбоновых кислот (глюкогенные и кетогенные кислоты). Декарбоксили­рова­ние аминокислот - источник биогенных аминов (адрена­лина, норадрена­лина).Превращение аммиака в мочевину. Синтез карбамоилфосфата. Цикл мочевины. Последствия нарушений катаболизма аминокислот (алкаптонурия и фенилкетонурия).Биосинтез аминокислот и гема. Биосин­тез заменимых аминокислот из промежуточных продуктов гликолиза, цикла трикарбоновых кислот (аланин, аспара­гин, глутамат, серин, глицин, цистеин). Тетрагидрофолат - переносчик одноуглеродных фрагментов. Биосинтез пор­фиринов из глицина и сукцинил-СоА.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать процессы метаболизма азота в организме. Уметь представить метаболический путь АК в зависи­мости от струк­туры АК. Владеть представ­лениями о регуля­ции метаболизма АК.
14	Интеграция ме­таболических путей	Общие черты в механизмах регуляции метаболизма: алло­стерические взаимодействия, ковалентная модификация, концентрация ферментов, ком­партментация, метаболиче­ская специализация органов. Регуляторные этапы важ­нейших важнейших метаболических путей. Важнейшие метаболиты на пересечении метаболических путей: глю­козо-6-фосфат, пируват и ацетил-СоА. Метаболические особенности основных органов (мозга, мышц, жи­ро­вых тканей, печени). Гормональные регуляторы энергетиче­ского метабо­лизма (инсулин, глюкагон, адреналин и но­радреналин).	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать важнейшие метаболиты на пересечении мета­болических путей. Уметь определить «судьбу» атомов углерода в про­цессе метаболиче­ских превращений (методом изото­пов) Владеть представ­лениями о гормо­нальной регуля­ции метаболизма.
15	Молекулярные основы генетики	ДНК - основное наследственное вещество клеток. Двуспи­ральная структура ДНК с комплементарными последова­тельностями нуклеотидов как молекулярная основа пере­дачи наследственной информации. Полу­консерва­тивная схема репликации ДНК. Основные стадии репликации (инициация, расплетание двойной спирали - репликацион­ная вилка, прерывистый синтез ДНК- фрагменты Ока­заки). Согласованность про­цессов репликации ДНК и кле­точного деления.ДНК, как основной объект изменчивости. Мутации - результат замены пар комплементарных осно­ваний в ДНК (замена, вставка, де­леция). Причины возник­новения мутации (химические и радиационные мутагены). Репарация ДНК (удаление поврежденных участ­ков). Ко­дирование аминокислотных последовательностей всего набора кле­точных белков - основное содержание генети­ческой информации, заложен­ной в нуклеотидной последо­вательности ДНК. Значение кодонов. Вырож­ден­ность ге­нетического кода. Информационная (матричная) РНК (мРНК) - продукт считывания ин­формации с ДНК. Комплементарность нук­леотидной последовательнос­ти в мРНК и кодирующего фрагмента одной из нитей ДНК. Основные ста­дии транс­крипции ДНК (переноса генетической информации от ДНК и РНК): инициация, элонгация, терминация. Транс­портные РНК (тРНК). Кодон - антикодоновое узнавание. Вы­рож­денность и "качание". Основные стадии трансляции - процесса декодирова­ния мРНК с помощью адаптера ~ тРНК: активация тРНК (амино-ацил - тРНК), узнавание кодона, образование пептидной связи, транслокация. Ко­доны терминации. Посттрансляционные реакции (регуля­ция активности белка). Рибосомы - место синтеза поли­пептидных цепей. Субъединицы рибо­сом. Генетические регуляторные механизмы. Регулирование на уровне транс­крипции. Ген - регулятор. Репрессор. Оператор. Оперон. Меха­низм индукции - репрессии, - один из основных ме­ханизмов регуляции живой клеткой био­химических про­цессов.	ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 , КМ.П.НИ.3.6 Знать основные процессы пере­дачи информации в клетке. Уметь предсказать результаты мута­ций. Владеть представ­лениями о регуля­ции процессов передачи инфор­мации.
16	Генная инже­нерия, клони­рование генов	Перестройки генов: рекомбинация, трансляция и клониро­вание. Вы­деление генов и получение комплементарной ДНК (кДНК) обратной транс­крипцией с мРНК. Полиме­разная цепная реакция. Векторы. Молеку­лярные меха­низмы мутагена. Перспективы клонирования генов. Ген­ная инженерия генов. Генная инженерия и биотехнология.	ОК-3, ПК-2, ПК-4, КМ.П.НИ.3.5 Знать механизмы процессов перестройки генов. Владеть представлениями о методах рекомбинации и клонирования генов.

5. Образовательные технологии

При изучении дисциплины «Химические основы биологических процессов» применяются интерактивный метод чтения презентационных лекций с применением интернет-ресурсов (в т.ч. обучающих роликов из YouTube, специализированных сайтов по химической тематике и т.д.), экспресс-тестирование, аудиторное решение поставленных химических проблем и задач и решение индивидуальных заданий.

Для контроля усвоения студентами разделов данного курса проводятся беседы во время чтения лекции, предлагаются проблемные задания.

Самостоятельная работа студентов (30 часов) подразумевает проработку лекционного материала с использованием рекомендуемой литературы, выполнение индивидуальных заданий, для чего следует использовать не только работу с предлагаемой литературой, но и поиск по базам данных химических соединений, работу в электронных библиотеках и других интернет-ресурсах.


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


Для организации самостоятельной работы обучающихся в составе учебно-методического комплекса дисциплины имеются наборы индивидуальных заданий и тестам по отдельным темам дисциплины. Учет результатов самостоятельной работы ведется в рамках рейтинговой системы дисциплины.

На самостоятельную подготовку дисциплины ХОБП предусмотрено 30 часов. В качестве промежуточной оценки успеваемости студентов используются устные опросы во время проведения практических занятий. С целью успешного усвоения материала дисциплины студентам предлагается выполнение индивидуальных заданий. Для контроля усвоения данной дисциплины учебным планом предусмотрена сдача экзамена. На зэкзаменее студентам предлагается решить задачу и ответить на два теоретических вопроса по материалам учебной дисциплины.

Студент считается допущенным к сдаче экзамена при условии выполнения им плана учебных занятий и выполнении всех заданий и тестов в течение семестра, в соответствии с рейтинговой системой. При проведении экзамена ответ считается удовлетворительным в случае 50-60 % правильных ответов на теоретические вопросы и решении задачи.

Ответ считается не удовлетворительным, если материал усвоен студентом менее, чем на 50% и задача не решена.

Для получения более глубоких и устойчивых знаний студентам рекомендуется изучать дополнительную литературу, список которой приведен в п.7 рабочей программы по дисциплине, а также для расширения знаний по дисциплине и для выполнения реферата рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: поисковые сайты, базы данных химических соединений, электронные библиотеки (п.7).

Вопросы к экзамену (в составе учебно-методического комплекса)


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

А) основная литература:

1. Е.В.Румянцев, Е. В. Антина, Ю. В. Чистяков. Химические основы жизни. - М.:Химия, 2007, 560 с.
   
2. В.П.Комов, В.Н.Шведова. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, 640 с.
   
3. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия, М.: Дрофа, 2004, 251 с.
   
4. Ю.Б.Филипович. Основы биохимии. – М.: Агар, 1999, 510 с.
   
5. Ю. Б. Филипович, А. С. Коничев, Г. А. Севостьянова, Н. М. Кутузова. Биохимические основы жизнедеятельности человека: Учебное пособие для вузов. - М.: Владос, 2005, 406 с.
   
6. Я. Кольман, К.-Г. Рем. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000, 470 с.
   
7. Т.В.Чуйкова. Аминокислоты, пептиды, белки. Уч.пособие.-Кемерово:Кузбассвузиздат, 2003, 46 с.
   
8. Т.В.Чуйкова. Углеводы. Уч. пособие.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006, 59 с.
   

Б) дополнительная литература:

1. Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина. Биологическая химия: Учебник для студентов хим., биол. и мед. спец. вузов. 3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2002, 416 с.
   
2. А.Ленинджер. Основы биохимии. Т. 1-3. М., Мир, 1985.
   
3. Р. Мари, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. Биохимия человека. Т.1,2. М.: Мир, 2001.
   
4. Химия биологически активных природных соединений (углевод-белковые комплексы, хромопротеиды, липиды, липопротеиды, обмен веществ). Под ред. Преображенского Н.А. и Евстигнеевой Р.П., Москва: Химия, 1976, 456 с.
   
5. В. Зенгер. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. М., Мир, 1987.
   
6. Р.П. Евстигнеева, Е.Н. Звонкова, Г.А. Серебренникова, В.И. Швец. Химия липидов. М., Химия, 1983.
   
7. А.А. Болдырев, Е.Г. Курелла, Т.Н. Павлова, С.Л. Стволинский, Н.У. Федосова. Биологические мембраны. М., Изд. МГУ, 1992.
   

В) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

(список интернет-ресурсов находится в постоянном обновлении, соответствуя состоянию регулярной актуализации)

- поисковые сайты, базы данных химических соединений, электронные библиотеки

- научная электронная библиотека ru/

- электронная библиотека диссертаций РГБ ссылка скрыта

- журналы Американского химического общества (ACS) ссылка скрыта

- каталог химических ресурсов ссылка скрыта

- базы структурного поиска Reaxys ссылка скрыта

- библиотека сайта ссылка скрыта

- мультимедийные ролики ссылка скрыта


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Дисциплина «Химические основы биологических процессов» обеспечена, в соответствии с требованиями, учебно-методическим комплексом, включающим в себя презентационные лекции с подробным и наглядным демонстрационным материалом, включающим в т.ч. мультимедийный контент – стереохимические модели сложных соединений, анимации химических процессов. Для организации самостоятельной работы имеются наборы индивидуальных заданий и средства тестирования знаний обучающихся.

Для проведения аудиторных занятий необходима аудитория, оснащенная компьютером (желательно с выходом в интернет) и проектором для демонстрации презентаций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки бакалавра по профессионально-образовательной программе 020100.62 «Химия» профиль подготовки

«Органическая химия»


Автор: Т.В. Чуйкова, к.х.н., доцент

Рецензент _________________________


Рабочая программа дисциплины обсуждена на заседании кафедры органической химии ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет» (КемГУ)

Протокол №___ от «___»_______2010 г.


Зав. кафедрой, д.х.н.,

профессор В.Я.ДЕНИСОВ


Одобрено методической комиссией факультета. Протокол №___ от «___»_______2010 г.


Председатель, к.х.н.,

доцент Н.В.СЕРЕБРЕННИКОВА