Geum.ru

Учебный план 2 иностранный язык 3 отечественная история 17

Вид материалаРуководство

Содержание


Биологическая химия
Цели и задачи дисциплины
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Студенты должны уметь
Вопросы для зачета
Контрольная работа
Подобный материал:
1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   44

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


Беляк Е.Л.

Велико практическое значение биохимических знаний: использование достижений микробиологического синтеза для производства кормового белка, незаменимых аминокислот, ферментов, витаминов, антибиотиков и ряда других ценных препаратов для нужд промышленности, медицины, сельского хозяйства. Программа по данной дисциплине учитывает особенности специальности «Биология». Она включает детальную характеристику классов основных соединений, входящих в состав живой материи, а так же закономерности обменных процессов.

Основу программы составляют вопросы, имеющие наибольшее значение для понимания основных проблем биологической химии и позволяющие студентам самостоятельно работать с учебными пособиями. Особое внимание уделено вопросам, изучаемым в курсе химии средней школы.

Изучение дисциплины предусмотрено после завершения обучения общей и неорганической химии, органической химии. Помочь студентам овладеть знаниями биохимических процессов, происходящих в организме, а так же сформировать умение творчески использовать их в дальнейшей педагогической деятельности – главная задача курса биохимии.

Цели и задачи дисциплины

- формирование системы знаний по предмету (основные факты, понятия, закономерности и др.) как компонента естественнонаучной картины мира;

- формирование представлений о живом веществе, его химической основе и биохимическом единстве;

- формирование системного представления об окружающем мире; роли и места человека в системе природе;

- выработка понимания места биохимии среди других наук, ее роли в развитии науки, технологии и в практической деятельности человека;

- привитие навыков грамотного безопасного обращения с химическими веществами, реактивами, приборами; формирование навыков химического поведения в целом;

-формирование представлений о научных методах исследования и их месте в системе общечеловеческих культурных ценностей;

- развитие личности студентов (память, мышление, воображение, наблюдательность, речь, аккуратность и пр.); формирование их интеллектуальной культуры и кругозора;

- нравственное совершенствование личности обучающихся; формирование их экологической и валеологической культуры как комплекса знаний, умений, мышления, мировоззрения и образа жизни;

- формирование навыков самостоятельной, индивидуальной, исследовательской деятельности; активизация творческих способностей;

- формирование интеллектуальных, практических, методических, коммуникативных исследовательских и других умений, необходимых для профессиональной педагогической деятельности студентов.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Студенты должны знать:

- Химический состав, строение и биологические функции важнейших биоорганических соединений (липиды, углеводы, белки, нуклеиновые кислоты).

- Содержание, состояние и роль воды в живых организмах.

- Роль основных минеральных элементов в жизнедеятельности организмов.

- Основные регуляторные вещества (ферменты, гормоны, витамины, телергоны, ростовые вещества и др.), их роль в процессах жизнедеятельности в растительных и животных организмах.

- Основные пути метаболизма белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот и их регуляцию; взаимосвязь обмена веществ всех классов биоорганических соединений.

- Понятие мутагенеза, экзогенные и эндогенные; факторы, вызывающие мутогенез; значение данного процесса.

- Общее представление об обмене веществ и энергии в живых организмах; сопряжения биологического окисления и фосфорилирования; основные макроэргические соединения.

- Основные методы биохимических исследований (хроматография, колориметрия, рефрактометрия, электрофорез, гельфильтрация, диализ и др.).

- Основные методы и приемы работы в химической лаборатории (взвешивание, фильтрование, декантация, экстракция, перегонка, фракционирование и др.).

Студенты должны уметь:

- Обращаться с химическим оборудованием, посудой, реактивами; осуществлять важнейшие приемы работы в химической лаборатории.

- Проводить качественные реакции на важнейшие биоорганические соединения (аминокислоты, белки, ферменты, витамины, углеводы, липиды, гормоны и др.); определять наличие данных веществ в биологическом материале и их количественное содержание.

- Анализировать состав и строение биоорганических соединений; разделять смеси соединений на основе современных методов анализа.

- Подтверждать свойства и строение биоорганических соединений химическим экспериментом.

- Писать формулы основных биоорганических соединений и их метаболитов (пептидов, нуклеотидов и неуклеозидов, моносахаридов, аминокислот, жиров, фосфолипидов и др.)

- Писать уравнения реакций, характеризующих свойства биоорганических соединений; представлять схемы основных метаболитических путей.

- Подсчитывать энергетический эффект окисления углеводов и липидов.

- Давать названия ферментам по научной номенклатуре.

- Самостоятельно работать с учебной, периодической и популярной литературой (самостоятельное конспектирование, написание рефератов, докладов, мини лекций и др.).

- Представлять учебный материал вербально (защита доклада, реферата, мини лекций) и не вербально (рисунок, опорные схемы и конспекты, таблицы и др.)

Вопросы для зачета
  1. Покажите место биохимии среди естественно- научных дисциплин и ее значение в познании жизнедеятельности, развитии биологии, медицины, сельского хозяйства и промышленности.
  2. Дайте характеристику основных методов биохимических исследований; покажите их роль для фундаментальных и прикладных биохимических исследований.
  3. Охарактеризуйте биомассу Земли с точки зрения элементарного состава; основные классы биоорганических соединений, входящих в состав живой материи.
  4. Дайте характеристику основных биополимеров, входящих в состав живой материи, покажите взаимосвязь их строения, структуры с биологической функцией. Покажите участие биополимеров в образовании надмолекулярных комплексов и субклеточных структур.
  5. Дайте характеристику протеиногенных аминокислот: строение, классификация, изомерия и свойства. Подтвердите это записью уравнений химических реакций.
  6. Покажите особенности белковых тел как субстратов жизни, охарактеризуйте их биологическую роль.
  7. Охарактеризуйте полную геометрию полипептидной цепи.
  8. Дайте представления об уровнях структурной организации биологических макромолекул.
  9. Охарактеризуйте первичную структуру биополимеров на примерах белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов.
  10. Дайте представления о вторичной структуре биополимеров на примерах белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов. Покажите характер связей, стабилизирующих данную структуру, взаимосвязь вторичной структуры и первичной структуры.
  11. Дайте представления о третичной структуре биополимеров на примере белков и нуклеиновых кислот. Покажите роль различных видов связей в поддержании третичной структуры.
  12. Дайте сравнительную характеристику нуклеиновых кислот по их химическому составу, строению, выполняемым функциям, локализации в клетке.
  13. Дайте понятия о витаминах. Покажите их биологическую роль в живых организмах; приведите конкретные примеры химических реакций с участием витаминов и их производных.
  14. Покажите роль ферментов в живых организмах; особенности их строения, свойства и механизм действия.
  15. Охарактеризуйте номенклатуру и классификацию ферментов; основные классы ферментов, примеры реакций, катализируемые ферментами каждого класса.
  16. Покажите строение коферментов НАД, НАДФ, ФАД,ФМН, ТПФ, тема. Какова их биологическая роль? Приведите конкретные примеры уравнений реакций с участием данных коферментов.
  17. Дайте представление об обмене веществ и энергии в организме. Основные виды и этапы обмена. Важнейшие реакции обмена.
  18. Покажите сущность биологического окисления. Основные виды биологического окисления. Типы окислительных реакций.
  19. Дайте понятия о макроэргической связи и высокоэнергетических биомолекулах. Приведите формулы основных макроэргических соединений, содержащихся в живых организмах. АТФ, ее строение, биологическая роль. Ресинтез АТФ.
  20. Явление сопряжения окисления и фосфорилирования; виды сопряжения; роль в живых организмах, механизм сопряжения. Дыхательная цепь.

Вопросы к экзамену
  1. Роль белков в жизни организмов. Элементарный состав белков. Методы выделения белков из биологического материала и способы очистки. Определение гомогенности белковых препаратов.
  2. Аминокислотный состав белков. Методы гидролиза белка до аминокислот. Закономерности содержания аминокислот в белках.
  3. Полипептидная теория строения белка. Работы А.Я. Данилевского и Э. Фишера. Пептиды, их роль и распространение в природе.
  4. Рибонуклеиновые кислоты, их классификация. Сравнительная характеристика видов РНК по молекулярной массе, нуклеотидному составу, локализации и функциям.
  5. Первичная структура белков. Принципы структурного подобия. Первичная структура и видовая специфичность белков. Связь первичной структуры и функции пептидов и белков.
  6. Вторичная структура белков. Понятие об - и - конформациях полипептидной цепи. Параметры - спирали. Связь первичной и вторичной структуры белковой молекулы. Степень спирализации полипептидных цепей белков.
  7. Третичная структура белков. Типы связей, обеспечивающие поддержание третичной структуры белковой молекулы.
  8. Физико - химические свойства белков: молекулярная масса, форма белковой молекулы, амфотерность, изоэлектрическая точка, денатурация и ренатурация, реакционная способность.
  9. Простые и сложные белки. Классификация белков по форме белковой молекулы, аминокислотному составу, растворимости, функциональной активности. Характеристика некоторых простых белков.
  10. Классификация сложных белков. Металлопротеины, фосфопротеины, гликопротеины, хромопротеины, липопротеины и нуклеопротеины, их характеристика, представители.
  11. Ферменты. Роль ферментов в явлениях жизнедеятельности. Строение ферментов.
  12. Свойства ферментов: термолабильность, зависимость активности от значения рН среды, специфичность, действие активаторов и ингибиторов.
  13. Номенклатура и классификация ферментов. Шифры ферментов. Механизм действия ферментов.
  14. Характеристика оксидуредуктаз. Особенности строения и свойства оксидоредуктаз. Дыхательная цепь и ее значение.
  15. Витамины. Общая характеристика и отличительные особенности витаминов. Характеристика основных водорастворимых витаминов (С,Р, группа В).
  16. Классификация и номенклатура витаминов. Характеристика основных жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К).
  17. Химический состав нуклеиновых кислот. Характеристика азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот. Д – рибоза и Д – дезоксирибоза в составе нуклеиновых кислот.
  18. Типы нуклеиновых кислот. Различие между ДНК и РНК по составу главных и минорных оснований, углеводу, молекулярной массе, локализации в клетке и функциям.
  19. Общая характеристика класса липидов. Классификация липидов, биологическое значение.
  20. Жиры, их структура. Простые и смешанные триглицериды. Характеристика карбоновых кислот, входящих в состав жиров. Физические и химические свойства жиров.
  21. Воски и стериды. Их состав, строение, функции и химические свойства. Биологическая роль и распространение в природе.
  22. Гидролиз триглицеридов, ферменты гидролиза. Обмен глицерина. Энергетический эффект полного окисления глицерина.
  23. Биосинтез триглицеридов.
  24.  – окисление высших кислот. Обмен ацитил – КоА. Энергетический эффект  – окисление высших кислот.
  25. Биосинтез высших кислот. Ферменты, участвующие в синтезе. Локализация биосинтеза кислот в клетке.
  26. Обмен стеридов, их гидролиз при участии ферментов. Реакции окисления восстановления стеролов. Образование стероидов (холевые кислоты, стероидные гормоны и др.). Биосинтез стеролов из ацетил – КоА.
  27. Пути распада нуклеиновых кислот. Характеристика ферментов, катализирующих распад нуклеиновых кислот.
  28. Биосинтез РНК (транскрипция). Локализация биосинтеза РНК в клетке. Строение, св-ва, механизм действия РНК полимераз.
  29. Биосинтез ДНК. Ферменты и белковые факторы, участвующие в репликации ДНК.
  30. ДНК. Строение, нуклеотидный состав (правила Чаргаффа). Первичная, вторичная и третичная структуры ДНК. Локализация ДНК в клетке.
  31. Значение белкового обмена. Гидролиз белка. Характеристика ферментов, обеспечивающих гидролиз белков. Селективный характер действия пептидгидролаз.
  32. Преобразования аминокислот по аминогруппе, карбоксильной группе и радикалу; механизм реакции и характеристика ферментов, участвующих в них.
  33. Конечные продукты распада аминокислот. Пути связывания аммиака в организме. Механизм биосинтеза мочевины (орнитиновый цикл).
  34. Матричная теория биосинтеза белка.
  35. Пути распада олиго – и полисахаридов. Ферменты гидролиза и фосфоролиза.
  36. Метаболизм моносахаридов. Роль реакции фосфорилирования в активировании моносахаридов. Обмен глюкоза – 6 – фосфата (дихотомический и апотомический путь, их соотношение в организме).
  37. Обмен ПВК. Гликолиз, гликогенолиз. Спиртовое брожение. Окислительное декарбоксилирование ПВК.
  38. Обмен ацетил – КоА. Цикл три – и дикарбоновых кислот.
  39. Биосинтез углеводов. Механизм первичного биосинтеза углеводов в процессе фотосинтеза и хемосинтеза, его энергетическое обеспечение.
  40. Особенности синтеза сложных углеводов. Синтез гликогена в животных организмах.
  41. Обмен фосфатидов.
  42. Характеристика гидролаз и трансфераз: основные подклассы, отдельные представители. Роль указанных ферментов в метаболистических процессах в клетке.
  43. Биосинтез пуриновых азотистых оснований в живой клетке.
  44. Распад пиримидиновых азотистых оснований. Ферменты распада.
  45. Распад пуриновых азотистых оснований. Ферменты распада.
  46. Биосинтез пиримидиновых оснований.
  47. Взаимосвязь обмена веществ в организме.
  48. Регуляция обмена веществ: механизмы, формы, принципы, уровни регуляции.
  49. Содержание, состояние и роль воды в организме. Обмен воды.
  50. Содержание и роль минеральных элементов в живых организмах.

Контрольная работа

Колычева З.И.

Курс биологической химии является одним из важнейших в системе подготовки учителя биологии; он является базой для изучения ряда биологических дисциплин: физиология растений, физиология человека и животных, основы сельского хозяйства, цитология, генетика и др. Немаловажно значение биохимических знаний в формировании основ здорового образа жизни (биохимические основы питания, дыхания, движения, закаливания) и в организации ряда производственных процессов (производство белка, незаменимых аминокислот, ферментов, витаминов, антибиотиков и др. препаратов для нужд медицины, сельского хозяйства).

Будущему учителю биологии знания основ биологической химии необходимы в преподавании школьных дисциплин биологического цикла. Предлагаемые в пособии варианты контрольных заданий составлены в соответствии с программой по биологической химии по специальности «Биология». Данные задания преследуют цель выявить умения студентов работать с учебниками, дополнительной литературой; анализировать и обобщать материал, разбираться в сути и деталях поставленного вопроса.

Контрольная работа по биологической химии является обязательной формой самостоятельных занятий студентов-заочников в межсессионный период 9 семестра и включает вопросы по основным разделам статической и динамической биохимии:

  1. Предмет биохимии и история ее развития. Химический состав живых организмов.
  2. Аминокислотный состав белков, пептиды.
  3. Белки.
  4. Ферменты.
  5. Коферменты, витамины и биологически активные соединения.
  6. Нуклеиновые кислоты
  7. Общие понятия об обмене веществ и энергии в организме.
  8. Обмен нуклеиновых кислот.
  9. Обмен белков.
  10. Углеводы и их обмен.
  11. Липиды и их обмен.
  12. Биологическое окисление.
  13. Водный и минеральный обмен.
  14. Гормоны.
  15. Взаимосвязь обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов.
  16. Регуляция процессов жизнедеятельности.

Большинство вопросов в контрольных заданиях носят обобщающий характер и требует для ответа отбора материала, поэтому рекомендуется перед подготовкой к каждой контрольной работе сначала проработать весь учебный материал по соответствующему разделу. Ответы на вопросы следует давать конкретными, подтверждать их примерами и записью уравнений химических реакций. Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена, грамотно написана. В целях индивидуализации заданий и большего контроля за самостоятельными занятиями варианты контрольных работ распределяются между студентами-заочниками в соответствии с предложенной таблицей.

Варианты контрольных работ


Послед.

цифра

зачетной

книжки
Задания из каждого контрольного задания

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

01
1
8
20
20
1
2
2
15
9
3
7
14
4
10
6
5

02
2
7
19
13
3
4
1
14
10
5
8
15
6
9
11
12

03
3
6
18
14
5
6
6
13
11
1
9
16
2
7
4
10

04
4
5
17
15
7
8
5
12
12
2
10
19
3
14
1
4

05
5
4
16
16
9
10
9
11
13
6
12
17
1
17
2
20

06
6
3
15
17
11
12
10
9
14
7
13
18
5
15
14
19

07
7
2
14
18
13
14
13
8
15
8
11
10
6
16
15
18

08
8
1
13
19
15
16
14
7
18
9
2
3
10
5
6
4

09
9
9
12
1
17
18
17
6
19
10
14
11
7
8
5
16

10
10
20
11
2
19
20
18
4
20
13
1
12
8
7
6
17

11
11
19
10
2
20
19
19
1
17
14
15
1
9
18
7
12

12
12
8
9
4
18
17
20
2
16
11
3
13
10
13
8
15

13
13
17
8
5
16
15
16
3
1
12
4
2
11
6
9
14

14
14
10
7
6
14
13
15
5
2
19
19
3
12
4
10
11

15
15
15
6
7
12
11
12
10
3
20
5
4
13
14
16
8

16
16
14
5
8
10
9
11
20
4
17
6
7
15
12
13
10

17
17
13
4
9
8
7
8
19
5
18
16
9
14
3
11
9

18
18
12
3
10
6
5
7
18
6
16
17
8
18
2
4
13

19
19
11
2
11
4
3
3
17
7
4
20
5
16
1
12
7

20
20
10
1
12
2
1
4
16
8
15
18
6
17
11
3
6

21
6
3
20
4
5
19
12
10
15
1
11
9
14
17
4
11

22
4
7
19
1
2
20
13
11
2
14
5
10
15
15
6
16

23
2
11
18
7
1
17
6
12
9
19
10
2
16
13
10
2

24
7
15
17
13
4
18
5
15
16
2
6
1
19
11
14
8

25
9
17
16
14
3
15
1
16
3
20
4
11
18
9
19
10

26
11
13
15
20
6
16
1
14
10
3
7
12
17
7
3
12

27
20
9
14
18
8
7
2
13
11
13
19
11
1
5
5
14

28
18
5
13
9
7
8
14
6
17
15
18
12
20
3
17
17

29
16
1
12
19
10
9
15
17
4
16
8
13
2
1
13
3

30
15
2
11
16
9
10
7
7
12
4
20
14
3
19
8
13

Контрольное задание №1.

Тема: