Самостоятельная работа студента 24 часов по заочной форме обучения 66 часов, в том числе

Вид материала

Самостоятельная работа

Содержание 4. Принципы, цели, задачи курса 2. Адресат курса 3. Главные цели курса Знать биохимические механизмы взаимодействия организмов в рамках популяции и экосистемы. Уметь 5. Требованияк низальной 6. Уровень требований но сравнению со стандартом 7. Объем в часах курса 8. Особеннос­ти построении курса Рассматриваются биохимические механизмы взаимодействияразличных организмов в популяциях и в экосистемах (живот­ные, растения, ми 9. Основные понятия курса 5. Примерные вопросы к экзамену 2. Основное уравнение биокинетики - уравнение Михаэлиса описывает 3. Молекулярная гетерогенность ферментов и низкомолекулярных биологически активных веществ 4. Обратная связь в системе ферментативных химических реакций 5. Межклеточная регуляция обмена веществ 6. Неспецифические биохимические механизмы адаптации 7. Взаимодействие растений между собой в рамках популяции или экосистемы 8. Адаптация клеток и организмов к действию низкотемпературного фактора 9. Адаптация организмов к действию ионизирующего излучения в определен­ном интервале доз включает 10. Адаптация организма к действию химических токсикантов, на примере спиртов ... Полное содержание

Подобный материал:

• Самостоятельная работа студента 24 часов по заочной форме обучения 66 часов, в том, 77.28kb.
• Самостоятельная работа 28 часов Семестр vш, итоговый контроль зачет по заочной форме, 84.36kb.
• Самостоятельная работа 30 часов по заочной форме обучения 66 часов, в том числе, 87.33kb.
• 1. Криминология: цели и задачи дисциплины, 498.49kb.
• Самостоятельная работа студента 30 ч. Всеместре 12 учебных недель по спецкурсу Недельная, 81.03kb.
• Самостоятельная работа студента 38 ч. Всеместре 14 учебных недель по спецкурсу Недельная, 85.62kb.
• Программа дисциплины Нейропсихология Направление подготовки специалистов, 29.9kb.
• Примерная программа дисциплины соответствует требованиям фгос впо. Включает в себя, 160.69kb.
• Примерная программа дисциплины соответствует требованиям фгос впо. Включает в себя, 89.14kb.
• Примерная программа дисциплины соответствует требованиям фгос впо. Включает в себя, 126.34kb.

ДС.-02.04 “Экологическая биохимия”

1. Выписка из учебного плана

аудиторные всего 42 часа, из них: лекции – 30 часов,

лабораторные и семинарские - 12 часов

самостоятельная работа студента - 24 часов

по заочной форме обучения 66 часов, в том числе

аудиторные 12 часов,

самостоятельная работа 54 час

2. Реквизиты составителя-автора

профессор кафедры биохимии д.б.н. Кершенгольц Б.М., профессор кафедры биохимии д.б.н. Сазоновым Н.Н., доцентами Поповой А.С. и Егоровой Г.В.

3. Требования государственного стандарта

результате изучения курса специалист-биолог должен:

• иметь представление о возможностях применения фундамен­
  тальных законов химии для объяснения свойств и поведения сложных
  многоатомных систем, включая биологические объекты;
  
• иметь представление о молекулярных механизмах физиологи­
  ческих процессов, о принципах регуляции обмена веществ
  
• знать проявления фундаментальных свойств организма - нас­
  ледственности и изменчивости на всех уровнях организации живого
  (молекулярном, клеточном, организменном и популяционном);
  
• знать принципы формирования и функционирования надорга-
  низменных систем различных уровней, иметь представление об ус­
  тойчивости и неустойчивости в существовании организмов и надорга-
  низменных систем, о механизмах взаимосвязи организма и среды, о
  круговороте веществ и энергии в биосфере.
  

4. Принципы, цели, задачи курса

Принципы курса экологической биохимии следующие:

1. Основания дли чтения курса	Государственный стандарт высшего профессонального образования но специальности «йиология» (Москза, 2000). Учебный план по данной специальности, 2000 г.
2. Адресат курса	Студенты, обучающиеся по спетщалштости «Биология», специа­лизирующиеся но биохимии. Аспиранты (преподаватели и научные сотрудники), прохо­дящие подготовку (повышение квалификации4) по специаль­ностям «Биохимия», «Экологическая биохимия», «Медицин­ская биохимия», «Сельскохозяйственная биохимии».
3. Главные цели курса	Знать биохимические механизмы саморегуляции обмена ве­ществ в клетке и организме; Знать молекулярные механизмы действия стрессирующих фак­торов среды (физических, химических, биологических) на клет­ку и организм н формирования ответных адаптианыл рсакдии (специфических и неспецифических); Знать биохимические механизмы взаимодействия организмов в рамках популяции и экосистемы. Уметь использовать знание молекулярных механизмов про­цесса адаптации па клеточном, организменном, популяционном и экосистемном уровне для решения прикладных задач в области охраны природы, медицины и сельского хозяйства.
4, Ядро в сис­тема курса	Представлены на схеме 1
5. Требования к низальной подготовке, необходимые для успешно­ го усвоения курса	Усвоение курсов «биохимия и молекулярная биология», «фи­зиология растений», «физиология животных», «биология и эко-логия человека», спецкурсов «мембранология» и «биохими­ческие основы иалсологии». Парале.тьное изучение курса «Физико-химические методы ана­лиза В биохимии».
6. Уровень требований но сравнению со стандартом	Повышен в части знания молекулярных механизмов сущест­вования и функционирования живой материн. Повышен в часта умения использования биохимических зна­ний для оптимизации природоохранной, биомедицинской и сельскохозяйственной деятельности.
7. Объем в часах курса	Семестры: VII (экзамен) Лекции - 30 часов Семинары и коллоквиумы - 12 часа
8. Особеннос­ти построении курса (матери­ал излагается от общего к частному и от фундаменталь­ных теорети­ческих поло­жений к прак­тике, по следу­ющей схеме)	Экологическая биохимии изучает молекулярные механизмы адаптации клетки, организма, популяции, экосистемы к изменяющимся условиям внешней среды (включая биохимические механизмы взаимодействия организмов между собой и популяции и экосистеме), обесценивающие сохранение стабильности соответствующей системы. Молекулярные механизмы адаптации всегда реализуются через перестройки систем внутри- и межклеточной (межорганизменной) регуляции обмена веществ. Все возможные перестройки регуляторных систем сводятся к изменениям активности соответствующих ферментов. Величина адаптивного потенциала зависит не столько от ко­личественной активности определенных ферментов, сколько от их изоферментного разнообразия (концепция биохимической структурной суммы); Биохимическая адаптация происходит: количественно за счет формирования определенных фаз неспецифических адаптив­ ных реакций (НАР); качественно за счет формирования специ­ фических ферментативных адаптивных цепей (СФАЦ). Рассматриваются биохимические механизмы действия разных групп раздражителей (физических, химических, биологических, психологических) и формирования НАР и СФАЦ на них в раз­личных организмах (животных, растений, микроорганизмов). Биохимические механизмы взаимодействия организмов в популяции и экосистеме формируются по тем же общим законам что и механизмы биохимической адаптации организмов. Рассматриваются биохимические механизмы взаимодействияразличных организмов в популяциях и в экосистемах (живот­ные, растения, микроорганизмы) Курс учитывает особую региональную (в условиях Севера) зна­чимость изучения биохимических механизмов действия холода, ионизирующей радиации, химической (включая алкогольную и наркотическую) интоксикации и адаптации к ним в определенном интервале количественных характеристик. Курс учитывает глобальную значимость изучения и использо­вания на практике знаний механизмов экологической адапта­ции и взаимодействия организмов в популяциях и экосистемах для решения экологических, медицинских и сельскохозяйст­венных задач, особенно в условиях экологически неблагоприятной среды
9. Основные понятия курса	Даны на схеме 1, в содержании лекционной части курса, вопросах семинарских занятий, контролирующих задачах и тестах.

5. Примерные вопросы к экзамену

1. Законы молекулярной логики живого являются:

А) критериями эволюционного отбора на молекулярном уровне, при самоорганиза­ции живой материи;

В) законами существования живой материи;

С) биохимическими механизмами формирования отличительных свойств живой материи;

D) основными законами физики и химии;

Е) отражением основных законов физики и химии на биологический уровень орга­низации материи.

2. Основное уравнение биокинетики - уравнение Михаэлиса описывает:

А) зависимость скорости ферментативной реакции от концентраций фермента и субстрата;

В) зависимость скорости ферментативной реакции от температуры и рН;

С) зависимость скорости ферментативной реакции от особенностей строения и класса фермента;

D) соотношение скоростей протекания реакций в различных типах клеток;

Е) все три возможные пути регуляции обмена веществ в клетке и организме в це­лом;

F) пять возможных путей регуляции обмена веществ в клетке и организме в целом;

G) совокупность всех разнообразных биохимических реакций в клетке и организме.

3. Молекулярная гетерогенность ферментов и низкомолекулярных биологически активных веществ:

А) является одним из важнейших следствий эволюционного процесса; В) является следствием отрицательного действия на организм стрессирующих фак­торов среды;

С) является молекулярной основой широты адаптивного потенциала клетки и орга­низма;

D) является следствием закрепленных позитивных мутаций в процессе эволюции живой материи

Е) служит сохранению гомеостаза при изменении условий внешней среды;

F) приводит к активации обмена веществ в клетке.

4. Обратная связь в системе ферментативных химических реакций:
А) делает ее независимой от других химических реакций в клетке;

В) обеспечивает свойство саморегулируемости этой системы;

С) связывает метаболизм в клетке с обменом веществ во всем организме;

D) обеспечивает динамическую стационарность концентраций промежуточных и

конечных веществ в рамках этой системы.

5. Межклеточная регуляция обмена веществ:

А) осуществляется, в основном, с помощью глюкозы, аминокислот;

В) осуществляется, в первую очередь, гормонами и нейрохимическими медиатора­ми;

С) является основой единой метаболической системы организма;

D) является побочным следствием реализации наследственной информации;

Е) осуществляется за счет изменений проницаемости мембран;

F) осуществляется за счет изменений активности генома;

G) осуществляется за счет изменения активности уже синтезированных в клетке ферментов.

6. Неспецифические биохимические механизмы адаптации:

А) включают в себя только биоэнергетические ферментативные системы; В) включают в себя только ферментативные системы поддержания энантиостаза клеточных мембран;

С) включают в себя изменения 4 типов ферментативных цепей - биоэнергетиче­ских, поддержания энантиостаза мембран, регуляции генетической активности и совокупность защитных систем;

D) являются качественной надстройкой в рамках систем биохимической адаптации;

Е) являются количественным фундаментом систем биохимической адаптации;

7. Взаимодействие растений между собой в рамках популяции или экосистемы:

А) происходит за счет только тех же фитогормонов, что и межклеточная регуляция в самом растении;

В) происходит за счет обмена генетическим материалом

С) происходит за счет обмена биологически активными веществами фитостимули-рующего или фитотоксичного действия, отличающимися по структуре от фитогор­монов;

D) происходит за счет обмена энергией в виде молекул АТФ;

Е) происходит за счет обмена энергией в виде биосубстратных молекул или опре­деленных типов излучений;

F) не влияет на их сосуществование;

G) существенно влияет на их сосуществование;

I) существенно влияет на численность популяции и на фитосостав экосистемы.

8. Адаптация клеток и организмов к действию низкотемпературного фактора
А) включает в себя уменьшение доли ненасыщенных жирных кислот (ННЖК) в липидном слое мембран;

В) включает в себя изменение активности процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ);

С) включает в себя накопление полно лов в растительных клетках; В) всегда включает в себя активацию биоэнергетических процессов в животном ор­ганизме;

Е) включает в себя как неспецифические биохимические адаптивные перестройки, так и специфические ферментативные изменения;

F) направлена на сохранение стабильности гомеостаза на новом энергетическом уровне в новых условиях;

G) включает в себя увеличение доли ННЖК, накопление полиолов, биоэнергетиче­ские перестройки.

9. Адаптация организмов к действию ионизирующего излучения в определен­
ном интервале доз включает:

А) накопление антиоксидантов;

В) активацию биоэнергетических реакций;

С) активацию систем биосинтеза нуклеиновых кислот и белков;

D) активацию систем репарации генома;

Е) ингибирование метаболических процессов;

F) ускорение метаболических процессов и, как следствие, ускорение старения.

10. Адаптация организма к действию химических токсикантов, на примере спиртов:

А) включает ингибирование неспецифических микросомальных оксидаз печени;

Б) включает активацию неспецифических микросомальных оксидаз печени;

В) включает активацию специфических дегидрогеназ печени, окисляющих спирты и альдегиды;

С) не затрагивает обмен катехоламинов и серотонина в нервных структурах;

D) включает перестройки обмена стероидных (половых) гормонов с участием не­специфических оксидаз печени;

Е) включает снижение активности аутоиммунных систем;

F) включает активацию аутоиммунных систем;

G) приводит, на первом этапе, к росту неспецифического адаптивного потенциала организма, а в последущем - к снижению специфического адаптивного потен­циала.

11. Ксенобиотики:

А) токсичные вещества, образующиеся в самом организме;

В) вещества не образующиеся в данном организме и поступающие в него из окру­жающей среды;

С) токсичные вещества не образующиеся в данном организме и поступающие в не­го из окружающей среды;

D) подвергаются дезинтоксикации, в основном, в печени путем только их конъюга­ции;

Е) подвергаются дезинтоксикации, в основном, в печени путем их микросомально-го окисления, конъюгации, восстановления, дегидрогеназного окисления и т.д.;

F) могут образовывать антигенные комплексы, выступая в качестве гаптенов, сти­мулировать иммунные и аутоиммунные реакции.

12. Канцерогены - это вещества:

А) вызывающие злокачественное перерождение клетки; В) обладающие мутагенным эффектом;

С) вызывающие дерепрессию онкогенов и "эмбриональных" оперонов.

D) вызывающие ингибирование синтеза ферментов олигогликозилтрансфераз и ак­тивацию олигогликозилгидролаз;

F) ингибирующие процессы клеточного деления;

G) нарушающие межклеточную адгезию и контроль клеточного деления;

H) вызывающие "омоложение клетки", перевод метаболизма в ней на "эмбрио­нальный уровень";

I) вызывающие активацию аэробного обмена в клетке;

J) вызывающие активацию анаэробного окисления глюкозы в клетке.

13. Вирусные частицы:

А) вызывают генные мутации в геноме инфицированной клетки;

В) осуществляют биологическое воздействие на организм со стороны окружающей среды;

С) размножаются в инфицированной клетке, включая стадию транскрипции;

D) размножаются в инфицированной клетке, включая стадию обратной транскрип­ции;

Е) вызывают точечные мутации в инфицированной клетке;

F) переносят генетическую информацию из цитоплазмы в ядро клетки;

G) могут вызвать изменение состава, структуры и аутоиммунотолерантности тка-
неспецифичных антигенов инфицированных клеток;

Н) стимулируют адаптацию организма к действию стрессирующих факторов среды;

I)снижают адаптивный потенциал организма.

14. Репарация первичной структуры ДНК:
А) протекает только по двум механизмам;

В) может протекать по шести возможным механизмам;

С) всегда заключается в восстановлении первичной структуры ДНК;

D) заключается в восстановлении первичной структуры ДНК, кроме SOS репара­ции;

Е) снижает уровень спонтанных мутаций в тысячи раз;

F) является одной из систем адаптации организма к мутагенному действию факто­ров внешней и внутренней среды;

G) определяет устойчивость организма к мутагенному и канцерогенному действию факторов среды, распространенность наследственных заболеваний;

Н) определяет взаимодействие организмов между собой.

15. Алкоголизм и наркомании:
А) являются болезнями адаптации;
В) являются болезнями зависимости;

С) формируют новый уровень гомеостаза стабильного при продолжении поступле­ния алкоголя (наркотика) в организм;

D) увеличивают адаптивный потенциал организма;

Е) увеличивают адаптивный потенциал организма только на первом этапе форми­рования;

F) затрагивают перестройки регуляции обмена веществ только в нервных клетках;

G) затрагивают перестройки регуляции обмена веществ не только в нервных, но и в соматических клетках (особенно печени, сердечной мышцы, эндокринных органов, почек);

16. Система обмена серотонина в нервных клетках:

А) связана с обменом кинуренинов и участвует в формировании адаптивного по­тенциала к стрессовым воздействиям на организм человека, включая психические стрессы;

В) нарушается при шизофрении;

С) нарушается при маниакально-депрессивных и реактивных психозах, при дейст­вии сильных стрессоров;

D) стабилизируется тирозином, что приводит к увеличению адаптивного потенциа­ла в отношении психических стрессов;

Е) стабилизируется триптофаном, что приводит к увеличению адаптивного потен­циала в отношении психических стрессов;

17. Экологически адекватный для северных регионов тип питания:
А) включает в себя только белково-липидные продукты;

В) включает в себя белки, небольшое количество углеводов и повышенное количе­ство непредельных липидов;

С) направлен на повышение адаптивного потенциала организма к действию низких температур;

D) вызывает повышение вероятности атеросклероза;

Е) вызывает снижение вероятности атеросклероза

18. Обработка семян растений перед посевом малыми дозами γ-радиации:
А) приводит к снижению их всхожести;

В) уменьшает их адаптивный потенциал;

С) повышает их устойчивость к действию неспецифических стрессов;

D) повышает их всхожесть и устойчивость проростков к действию стрессов;

Е) убивает микрофлору на их поверхности, не разрушая зародыш семян;

F) стимулирует обменные процессы в семени.

19. Оптимальная очистка питьевой воды:

А) может проводиться путем дистилляции, с разрушением кластерной структуры воды;

В) должна проводиться путем удаления только катионов тяжелых металлов;

С) должна включать удаление неорганических катионов и анионов, но не заряжен­ных и гидрофобных органических веществ;

D) должна включать удаление неорганических катионов и анионов, заряженных и гидрофобных органических веществ, без разрушения кластерной структуры воды;

Е) служит только исключению поступления токсических веществ в организм;

F) служит недопущению поступления токсических веществ в организм, улучшению всасывания в клетки и повышению биологической активности питательных ве­ществ, благодаря сохранению кластерной структуры воды.

20. Распределите перечисленные гормоны по группам в соответствии с их химическим строением и механизмом действия: паратгормон, прогестерон, трийодтиронин, инсулин, кортизол, тиротропин, соматотропин, кортикотропин.

А - белки, В - стероиды, С - производные декарбоксилированных аминокислот. 1 - через ц-АМФ, 2 - через ц-ГМФ, 3 - через цитозольный рецептор, 4 - через оли-гоаденилатный нуклеотид, 5 - через изменение проницаемости мембран для ионов кальция.


5. Рекомендуемая литература

Основная

1. Александров В.Я. Реактивность клеток и белки // Л.: Наука. - 1985.
   
2. Гаркави Л.Х., Уколова П.Л., Квакина Е.Б. Адаптационные реакции и резистентность организма // Изд-во Ростовского университета. - 1979. - 126 с.
   
3. Горизонтов П.Д. Гомеостаз // М.,Медицина, 1981
   
4. Кулинский В.И. Передача и трасндукция гормонального сигнала в разные части клетки // Соросовский образовательный журнал. - № 8. - 1997. - С. 14-19.
   
5. Ленинджер А. Основы биохимии // М.: Мир. - Т. 1, 2, 3. - 1985.1100 с.
   
6. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика // Наука,М.,1987
   
7. Алексеенко,Владимир Алексеевич. Экологическая геохимия:Учеб. для вузов по спец.естеств.-науч.специальностям/В.А.Алексеенко.-М.: Лотос, 2000.- 627с.
   
8. Ньюсхолм Э., Старт К. Регуляция метаболизма // М.:Мир, 1977.-408 с.
   
9. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию // М.: изд-во МГУ. - 1986.-176с.
   

10. Петрова П.Г. Экология, адаптация и здоровье // Якутск: Сахаполиграфиздат. - 1996.-272с.
    
11. Попова А.С. Экологическая биохимия питания // Якутск: изд-во ЯГУ. - 1996.-136с.
    
12. Пушкарь Н.С. Криопроторы // Киев: Наукова думка. - 1978.
    
13. Соломонов,Никита Гаврилович. Адаптация животных к холоду:Сб. науч. тр. / АН СССР. Сиб. отд-ние.Якут.ин-т биологии;Отв.ред.Н.Г. Соломонов.-Новосибирск:Наука,1990.-119с.
    
14. Сойфер В.Н. Репарация генетических повреждений // Соросовский обра­зовательный журнал. - № 8. - 1997. - С. 4-13.
    
15. Дж.Харборн Введение в экологическую биохимию // М.: Мир. - 1985. - 312с.
    
16. Харрисон Дж и др. Биология человека // М.,1979
    
17. Хорст А. Молекулярные основы патогенеза болезней // М.,Медицина
    1982.-456с.
    

17. П.Хочачка, Дж.Сомеро Биохимическая адаптация // М.: Мир. - 1988. - 568с.
    
18. Цуцаева А.Д. Криобиология и биотехнология // Киев: Наукова думка. - 1987.
    
19. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции // М.: Наука.- 1979.-263с.
    
20. Шноль С.Э. Биологические часы // Соросовский образовательный журнал.-№ 7. - 1996.-С. 26-32.
    
21. Соросовские образовательные журналы за 1996-1998 гг. Разделы «Биология» и «Химия».
    

22. Статьи в научных журналах по эколого-биохимической тематике.

Дополнительная

1. Н.А.Агаджанян, П.Г.Петрова // Человек в условиях Севера // М.: изд-во КРУК. - 1996.-208с.
   
2. Берг Р.Л.,Давиденков С.Н. Наследственность и наследственные болезни // Л.,Наука 1971
   
3. Бородин Н.Н. Этюды о мутантах // "Знание" 1983
   
4. Бочков Н. Основы биохимической генетики человека // М.,Мир, 1974
   
5. Брехман И.И., Нестеренко И.Ф. Природные комплексы биологически активных веществ: сахар и здоровье человека // Л.: Наука. - 1988. - 93 с.
   
6. Виленчик М.М Закономерности молекулярно-генетического действия хи­мических канцерогенов // М.: Наука, 1977
   
7. Захаров И.А. Экологическая генетика, проблемы биосферы //1984
   
8. Кершенгольц Б.М. Структурное разнообразие биологически активных ве­ществ -биохимическая основа толерантности организмов в стрессовых условиях среды // Матер. Междунар. Конф. «Терпимость: идеи и традиции» // Якутск: изд-во ЯНЦ СО РАН. - 1995 . - С. 179-184.
   
9. Кершенгольц Б.М. Неспецифические биохимические механизмы адаптации организмов к экстремальным факторам среды // Наука и образование. - 1996. - №3.-С.130-138.
   

10. ЛевонтинР. Генетические основы эволюции//М.: Мир, 1978

11. Окада Ш. Радиационная биохимия клетки // М.: Мир, 1974
    
12. Островский Ю.М.и др. Метаболические предпосылки и последствия потребления алкоголя // Минск, Наука, 1983
    
13. Прохорова М.И. Нейрохимия //Л.,Изд-во ЛГУ,1979
    
14. Райдер Г.,Тейлер К. Изоферменты (онкология, диагностика, клиника) // 1973
    
15. Рябченко М, Радиация и ДНК, 1974
    

16. Сборник научных трудов «Действие электромагнитного излучения на биологические объекты и лазерная медицина» // Владивосток: изд-во ДВО АН СССР.-1989.-236с.
    

Хашен Р,Шейх Д. Очерки по патологической биохимии // М.,Медицина 1981.