Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина» ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА по образовательной программе 06.06.01 биологические науки (биохимия) Рассмотрена на заседании научно-технического совета ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина Протокол № 5 от 22.09.2014 года Омск 2014 ПРОГРАММА вступительного экзамена по образовательной программе «Биохимия» Основное содержание: Предмет и задачи биологической химии Место биохимии в системе биологических дисциплин, связь с сопредельными дисциплинами: биоорганической химией, молекулярной биологией, цитологией, генетикой, физиологией, биофизикой, микробиологией, биотехнологией и др. Химическая структура и свойства белков Роль аминокислот в построении молекул протеинов. Пространственная организация молекул белков: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура. Физикохимические свойства протеинов. Аминокислоты: структура, классификация, биологическая роль, общие свойства. Классификация белков. Простые белки. Классификация сложных белков. Нуклеопротеины, хромопротеины (гемопротеины и флавопротеины), липопротеины, гликопротеины, фосфопротеины, металлопротеины: химическая структура, биологическая роль. Химическая структура и свойства углеводов Углеводы: определение, классификация. Структура, основные химические свойства и биологическая роль углеводов. Химическая структура и свойства липидов Липиды: определение, классификация. Структура, основные химические свойства и биологическая роль липидов. Ферменты Ферменты: определение, биологическая роль, структура, изоферменты, апоферменты, коферменты (витаминные и невитаминные). Механизм действия энзимов, кинетика ферментативных реакций, константа Митхаэлиса. Основные свойства ферментов: термолабильность, зависимость активности от рН, специфичность (относительная, абсолютная, стереоспецифичность). Применение ферментов в биохимическом анализе. Классификация и номенклатура ферментов. Обмен веществ и энергии в живых системах. Биологическое окисление. Круговорот веществ в биосфере. Обмен веществ и его основные этапы. Процессы ассимиляции и диссимиляции. Анаболизм и катаболизм. Метаболические цепи, сети и циклы. Основные понятия биоэнергетики. История развития учения о биологическом окислении. Реакции, связанные с высвобождением и запасанием энергии. Макроэргические соединения. АТФ как универсальный аккумулятор энергии в клетках. Реакции фосфорилирования. Источники ионов водорода в клетках: реакции гликолиза, бета-окисления жирных кислот, окислительного дезаминированияглутаминовой кислоты и цикл трикарбоновых кислот. Цикл Кребса: последовательность реакций, высвобождение ионов водорода и реакция субстратного фосфорилирования, биологическая роль. Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование. Строение дыхательной цепи митохондрий и ее коферментов. Генерация АТФ энзимами дыхательной цепи митохондрий (теория П. Митчелла). Механизмы разобщения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Микросомальная цепь переноса электронов, сопряженная с цитохромом Р450. Фотосинтез: биологическая роль, световые и темновые реакции. Метаболизм белков. Матричные биосинтезы Биологическая ценность белков пищи. Гидролиз белков в органах пищеварительной 2 системы. Транспорт аминокислот кровью, механизм поступление их в клетки. Метаболизм аминокислот в клетках: реакции дезаминирования, трансаминирования и декарбоксилирования. Образование аммиака и обезвреживание его связыванием с глутаматом, аспартатом и в орнитиновом цикле. Стадии репликации ДНК и роль ее в процессе деления клетки. Биосинтез информационной РНК (транскрипция): последовательность реакций и механизмы регуляции интенсивности процесса. Сборка молекулы белка из аминокислот в рибосомах (трансляция). Основные этапы процесса. Регуляция биосинтеза белка. Постсинтетическая модификация протеинов. Ингибиторы биосинтеза белка. Катаболизм нуклеиновых кислот, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в клетках, органах пищеварительной системы и кровяном русле, образование конечных продуктов: мочевой кислоты и аллантоина. Метаболизм углеводов Роль углеводов пищи. Гидролиз олиго- и полисахаридов в органах пищеварительной системы до моносахаридов, транспорт последних кровью, поступление в клетки. Синтез и расщепление гликогена в печени. Реакции окисления глюкозы в клетках. Виды брожения. Анаэробный гликолиз. Аэробный гликолиз: отличия от анаэробного гликолиза, последовательность реакций, регуляция интенсивности, энергетический эффект, биологическая роль. Глюконеогенез. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Биологическая роль и распространенность этого процесса в клетке. Метаболизм липидов Роль липидов в поддержании жизнедеятельности организма. Гидролиз ацилглицеролов, фосфолипидов и эфиров холестерина в органах пищеварительной системы, участие в этом процессе желчных кислот. Ресинтез в стенке кишечника липидов, транспорт их кровью к органам-потребителям. Транспортные липопротеины.. Утилизация глицерола клетками. Транспорт жирных кислот в митохондрии. Бета-окисление жирных кислот в печени и других органах. Кетоновые тела. Патология липидного обмена на различных стадиях его. Регуляция обмена веществ Основные механизмы регуляции метаболизма: изменение активности ферментов (активирование и ингибирование), количества ферментов в клетке, проницаемости клеточных мембран и др. Сигнальные молекулы. Рецепторы сигнальных молекул, вторичные посредники. Виды сигнальных молекул: нейромедиаторы, гормоны, факторы роста, цитокины, простагландины. Роль центральной нервной системы в регуляции обмена веществ. Гормональная регуляция как средство межклеточной и межорганной координации метаболизма. Классификация гормонов по химической структуре, по месту образования, по механизму воздействия на клетку. Химическая структура, образование, механизм действия и биологическая роль гормонов гипоталамуса, гипофиза, паращитовидных желез, щитовидной железы, поджелудочной железы, надпочечников, половых желез. Витамины История развития витаминологии. Экзогенные и эндогенные причины развития гиповитаминозов. Классификация и номенклатура витаминов. Химическая структура, содержание в пищевых продуктах, суточная потребность, механизм действия, биологическая роль и проявление недостаточности жирорастворимых витаминов групп А, Д, К, Е, водорастворимых витаминов В1, В2, В3, С, РР, В6, Р, Н, фолиевая кислота, В12 и витаминоподобных веществ. Антивитамины. 3 ВОПРОСЫ для подготовки к вступительному экзамену по образовательной программе «Биохимия» 1. Биохимия и ее задачи. Значение биохимии для пищевой биотехнологии, агрономии и ветеринарии. Современные биохимические методы исследования. 2. Аминокислоты, их классификация. Строение и биологическая роль аминокислот.. 3. Строение белков. Уровни структурной организации белка. Характеристика связей, стабилизирующих их. Доменные белки. 4. Физико-химические свойства белков как основа методов их исследования. 5. Нуклеопротеины. Современные представления о структуре и функциях нуклеиновых кислот. Строение продуктов их гидролиза. 6. Ферменты. Их химическая природа. Строение ферментов. Активный и аллостерический центры. 7. Коферменты. Роль витаминов в их образовании. 8. Свойства ферментов. Механизм влияния рН среды и температуры на активность ферментов. Специфичность действия ферментов, виды специфичности, примеры. 9. Основные принципы классификации ферментов. Их номенклатура. Примеры реакций. 10. Современные представления о механизме действия ферментов. Молекулярные эффекты ферментативного действия. 11. Ингибиторы ферментов. Виды ингибирования. Применение в медицинской практике. 12. Кинетика ферментативных процессов. 13. Потребность человека в белках. Азотистый баланс, его виды. 14. Превращение белков в органах пищеварительной системы. Роль соляной кислоты в переваривании белков. 15. Протеолитические ферменты и их характеристика. 16. Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Химизм процессов, характеристика ферментов и коферментов. Образование амидов. 17. Дезаминирование аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты. Непрямое дезаминирование аминокислот. 18. Синтез мочевины (орнитиновый цикл), последовательность реакций. Гипераммониемия. 19. Особенности обмена нуклеотидов. Их строение и распад. Образование мочевой кислоты. 20. Основные проявления патологии обмена белков на различных его этапах. 21. Генетические дефекты обмена аминокислот. 22. Развитие учения о биологическом окислении. Современные представления о биологическом окислении. НАД-зависимые дегидрогеназы. 23. Компоненты дыхательной цепи их характеристика. ФМН и ФАД-зависимые дегидрогеназы. 24. Пути синтеза АТФ. Субстратное фосфорилирование. 25. Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория Митчелла). 26. Альтернативные пути биологического окисления, оксигеназный путь. Микросомальные монооксигеназы. 27. Свободно-радикальное окисление. Токсичность кислорода. Активные формы кислорода. Антиокислительная защита. 28. Функции биологических мембран. Молекулярные компоненты биологических мембран: белки, липиды, углеводы. Типы подвижности компонентов в мембране. 4 29. Цитратный цикл, его биологическое значение, последовательность реакций. 30. Пути образования углекислого газа в организме. Декарбоксилирование пирувата, альфа-кетоглутарата, оксалосукцината. 31. Первичная и вторичная структуры ДНК. Первичная и вторичная структуры РНК. Типы РНК. 32. Генетический код и его свойства 33. Механизмы репликации и репарации ДНК. 34. Биосинтез РНК (транскрипция). Обратная транскрипция. 35. Биосинтез белка. Этапы трансляции и их характеристика. Белковые факторы биосинтеза белка. 36. Строение оперона. Регуляция биосинтеза белка у прокариот. Функционирование лактозного оперона. 37. Особенности и уровни регуляции биосинтеза белка у эукариот. Амплификация генов, энхансерные и сайленсерные элементы. 38. Посттрансляционный процессинг. Фолдинг и адресование белков. Шапероны, прионы, убиквитин и протеасомы - их роль в стабилизации протеома. 39. Современные представления о структурно-функциональной организации ДНК: генная и негенная области, тандемные повторы, псевдогены, мобильные генетические элементы, структурные и регуляторные элементы ДНК 40. Виды молекулярных мутаций и их метаболические последствия. 41. Биохимический полиморфизм. Генотипическая гетерогенность популяций. Наследственная непереносимость пищевых веществ. 42. Причины полиморфизма и динамичности белкового состава клеток (протеома) при определенной консервативности генома: роль особенностей транскрипции, трансляции, процессинга белка. Понятие о протеомике. Критика принципа Бидла и Тейтума: " 1 ген -1 фермент". 43. Блокаторы белковых синтезов, апоптоз. 44. Биологическая роль теломер и теломераз. 45. Строение и классификация углеводов, биологическая роль. 46. Роль углеводов в питании. Переваривание и всасывание углеводов в органах пищеварительной системы. Непереносимость дисахаридов. 47. Биосинтез и распад гликогена в тканях. Биологическая роль этих процессов. Гликогеновые болезни. 48. Катаболизм глюкозы в тканях в анаэробных условиях. 49. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль. 50. Гексозомонофосфатный путь превращения глюкозы в тканях и его биологическая роль. 51. Глюконеогенез. Возможные предшественники, последовательность реакций, биологическая роль. 52. Пути образования глюкозы в организме. Гликемия как показатель состояния углеводного обмена. Количественная оценка гликемии в норме и при патологии. Метод определения. 53. Характеристика основных липидов. Их строение, классификация, суточная потребность и биологическая роль. 54. Фосфолипиды, их химическое строение и биологическая роль. 55. Биологическая ценность липидов пищи. Переваривание, всасывание и ресинтез липидов в органах пищеварительной системы. 56. Желчные кислоты. Их строение и роль в липидном обмене. Желчнокаменная болезнь. 57. Окисление высших жирных кислот в тканях. 58. Окисление глицерина в тканях. Энергетический эффект этого процесса. 59. Биосинтез высших жирных кислот в тканях. Биосинтез жиров в печени и 5 жировой ткани. 60. Холестерол. Его химическое строение, биосинтез и биологическая роль. 61. Образование кетоновых тел в тканях. Кетоацидоз. 62. Витамины, их характеристика, отличительные признаки. Обеспеченность населения витаминами в современных условиях. Коферментная функция витаминов. 63. Понятие о гипо-, гипер- и авитаминозах. Причины гиповитаминозов. Примеры метаболических нарушений. Причины недостаточной обеспеченности витаминами. 64. Структура и функции витамина А. 65. Витамин Д, метаболизм и участие в обмене веществ. Авитаминоз. 66. Участие витамина Е и К в метаболических процессах, их применение в мед. практике. 67. Витамин В1, его участие в метаболических процессах. 68. Витамин В2 и РР. Строение, участие в обмене веществ. 69. Витамин В6. Роль в обмене аминокислот. 70. Витамин В12 и фолиевая кислота. Их химическая природа, участие в метаболических процессах. Причины гиповитаминозов. 71. Характеристика витаминов С и Р. Их участие в обмене веществ, проявление гиповитаминозов. 72. Биотин, пантотеновая кислота, их роль в обмене веществ. 73. Сигнальные молекулы, их классификация. Виды регуляторных эффектов сигнальных молекул. Факторы роста. 74. Отличительные признаки гормонов. Классификация гормонов. Понятие о клетке мишени. Роль гипоталамуса в гормональной регуляции. Виды регуляции обмена веществ. Внешняя регуляция 75. Вторые посредники в действии липофобных сигнальных молекул, цАМФ и цГМФ - зависимые механизмы действия. 76. Механизм действия липофильных сигнальных молекул. Механизм действия N0. 77. Фосфорилирование - основной способ регуляции. Действие гормонов через тирозинкиназные рецепторы. 78. Гормоны передней доли гипофиза, классификация, их химическая природа, участие в регуляции процессов метаболизма. 79. Гормоны периферических желез. Инсулин, тиреоидные гормоны, глюкагон, адреналин, кортикостероидные гормоны 80. Проницаемость клеточных мембран для различных веществ. Механизмы трансмембранного переноса: пассивный транспорт и активный транспорт. Основная литература Автор, наименование, выходные данные Доступ Высокогорский В. Е. Биохимия : учеб. пособие. Ч. 1 / В. Е. НСХБ Высокогорский, Т. Д. Воронова, В. Г. Купор, 2008. – 113 с. Наглядная медицинская биохимия : учеб. пособие / Дж. Г. Солвей ; пер. с англ. под ред Е.С. Северина. – 2-е иизд. перераб. ии доп. – М. : Библиотека кафедры ГЕОТАР-Медиа, 2011. – 136 с. : ил. Ауэрман, Т. Л. Основы биохимии [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Т. Л. Ауэрман, Т. Г. Генералова, Г. М. Суслянок. http://znanium.com Электрон. текстовые дан. - М. : ИНФРА-М, 2013. - 400 с. Биохимия: учебник / Под ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп. http://www.studentlibrary.ru 2012. - 768 с. 6 Дополнительная литература Плакунов В.К. Основы динамической биохимии: учебник / В.К. Плакунов, Ю.А. Николаев. – M. : Логос, 2010. – 212 с. Степанов, В. М. Молекулярная биология [Электронный ресурс] : учебник / В. М. Степанов. - 3-е изд. - Электрон. текстовые дан. - М. : Изд-во МГУ, 2005. - 336 с. Ким А.М. Органическая химия: учебное пособие для вузов. – 4- изд., испр. и доп. – Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2004. – 844 с Рогожин В. В. Практикум по биохимии: учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2013. - 544 с. Дмитриев, А. Д. Биохимия [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. Д. Дмитриев, Е. Д. Амбросьева. - Электрон. текстовые дан. - М. : Дашков и К°, 2012. - 168 с. Комов, В. П. Биохимия [Текст] : учеб. для вузов / В. П. Комов, В. Н. Шведова. - М. : Дрофа, 2004. - 638, [2] с. Березин, И. В. Основы биохимии (Общебиологическое видение. Статическая биохимия) [Текст] : учеб. пособие для вузов / И. В. Березин, Ю. В. Савин. - М. : Изд-во МГУ, 1990. - 254 с. Горбатова К. К. Химия и физика молока : учеб. для вузов / К. К. Горбатова, 2004. – 280 с. Биохимия молока и молочных продуктов: учеб. пособие/ К. К. Горбатова. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 312 с. Живые системы и биологическая безопасность населения [Текст] : Материалы 2 междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых / Моск. гос. ун-т приклад. биотехнологии. - М. : [б. и.], 2003. - 234 с. Пищевая промышленность Омской области [Текст] : аналит. сб. / Территор. орган Федер. службы гос. статистики по Ом. обл. - Омск : [б. и.], 2005. - 54 с. Пища. Экология. Качество [Текст] : Труды V междунар.-практ. конф. (Краснообск, 30 июня-2 июля 2008 г.) / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отдние, Новосиб. гос. аграр. ун-т, Ом. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск : [б. и.], 2008. - 375, [1] с. Розенгарт, В. И. Ферменты - двигатели жизни [Текст] / В. И. Розенгарт ; Акад. наук СССР. - Л. : Наука, 1983. - 160 с. Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е. Браунштейна. - М. : Мир, 1982. Т. 3. - 312 с. Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е. Браунштейна. - М. : Мир, 1982. Т. 2. - 408 с. Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е. Браунштейна. - М. : Мир, 1982. Т. 2. - 408 с. : ил. Ваше право на качественную и безопасную пищу [Текст] : Законодат.-норматив. акты: Образцы док.: Правовые коммент. - М. : [б. и.], 2002. - 176 с. Химический состав российских пищевых продуктов [Текст] : справочник / Ин-т питания РАМН ; под ред. Е. М. Скурихина, В. А. Тутельяна. - М. : ДеЛи принт, 2002. - 236 с. Летопись авторефератов диссертаций [Текст] : гос. библиогр. указ. Рос. Федерации/ Рос. кн. палата. - М. : БУК ЧЕМБЭР ИНТЕРНЭШНЛ, 1931 - . Выходит ежемесячно. Молочная промышленность [Текст] : науч.-техн. и произв. журн. - М. : [б. и.], 1934 - . - хранится постоянно. - Выходит ежемесячно. 7 http://www.knigafund.ru http://www.knigafund.ru http://www.knigafund.ru http://e.lanbook.com http://znanium.com НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ Вопросы питания [Текст] : науч.-практ. журн. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 1932 - . - хранится 10 лет. - Выходит раз в два месяца Пищевая технология [Текст] : науч.-техн. журн./ Мин-во образования и науки Рос. Федерации. - Краснодар : Изд-во Кубан. гос. техн. ун-та, 1957 - . - хранится 5 лет. - Выходит раз в два месяца. Пищевая промышленность [Текст] : ежемес. науч.-произв. журн. - М. : Пищевая пром-сть, 1930 - . - хранится 10 лет. - Выходит ежемесячно Хранение и переработка сельхозсырья [Текст] : теорет. журн./ Рос. акад. с.-х. наук. - М. : Пищевая пром-сть, 1993 - . - хранится постоянно. - Выходит ежемесячно Пищевая и перерабатывающая промышленность [Текст] : РЖ. ЦНСХБ/ ЦНСХБ. - М., 1999 - - Выходит ежеквартально Химия и технология пищевых продуктов [Текст] : РЖ. Химия. ВИНИТИ/ ВИНИТИ. - М., 1953 - . - Выходит дважды в месяц. 8 НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ НСХБ