Биоэнергетика - Российско-Армянский (Славянский) университет

РОССИЙСКО-АРМЯНСКИЙ (СЛАВЯНСКИЙ)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Составлена
в
соответствии
с
государственными требованиями к минимуму
содержания
и
уровню
подготовки
выпускников по указанным направлениям и
Положением РАУ «О порядке разработки и
утверждения учебных программ».
У Т В Е Р Ж ДАЮ :
Ректор А.Р. Дарбинян
“___”_____________ 200_ г.
Институт: Институт математики и высоких технологий
Кафедра:
______медицинская биохимия и биотехнология_____
А в т о р (ы ) :
д.б.н., профессор Трчунян А.А.
У Ч Е Б Н А Я П РО Г Р А М М А
Дисциплина: Биоэнергетика
Специальность: 020501.65 Биоинженерия и Биоинформатика
ЕРЕВАН
Пояснительная записка по составлению учебных программ
образовательных дисциплин при кредитно рейтинговой системе
организации учебного процесса в РАУ1
1. Аннотация2
Единство принципов построения различных живых организмов на молекулярном уровне.
Образование и расходование энергии в процессе метаболизма.
Энергетический обмен, Концепции энергетического сопряжения.
Окислительное фосфорилирование. АТФ – синтазы F – типа,Дегидрирование субстратов
Последовательность и термодинамика стадий гидролиза АТФ.Биолюминесценция
Заключение.
2. Требования к исходным уровням знаний и умений студентов*
3. Цель и задачи дисциплины
4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины*
После прохождения дисциплины студент должен:
1

знать*

уметь*

владеть*
Ненужное необходимо удалить из текста данной пояснительной записки (форма, образец) после составления
учебной программы.
2
Данный и все остальные разделы данной пояснительной записки (форма, образец), не отмеченные звездочкой,
обязательны для заполнения при составлении учебной программы, .
5. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы по учебному плану.
Виды учебной работы
1
1. Общая трудоемкость изучения
дисциплины по семестрам , в т. ч.:
1.1. Аудиторные занятия, в т. ч.:
1.1.1. Лекции
1.1.2. Практические занятия, в т. ч.
1.1.2.1. Обсуждение прикладных
проектов
1.1.2.2. Кейсы
1.1.2.3. Деловые игры, тренинги
1.1.2.4. Контрольные работы
1.1.3. Семинары
1.1.4. Лабораторные работы
1.1.5. Другие виды аудиторных занятий
1.2. Самостоятельная работа, в т. ч.:
1.2.1. Подготовка к экзаменам
1.2.2. Другие виды самостоятельной
работы, в т.ч. (можно указать)
1.2.2.1.
Письменные домашние
задания
1.2.2.2.
Курсовые работы
1.2.2.3.
Эссе и рефераты
1.3. Консультации
1.4. Другие методы и формы занятий **
Итоговый контроль (Экзамен,Зачет, диф.
зачет/указать)
Всего, в
акад.
часах
3
252
_5_
сем
Распределение по семестрам
_6_
___
___
___
сем
сем
сем.
сем
4
5
68
56
12
30
6
26
6
148
36
112
36
Заче
т
экза
мен
6
7
10
____
сем.
11
6. Распределение весов по формам контроля
Вид учебной
работы/контроля
Контрольная работа
Тест
Курсовая работа
Лабораторные работы
Письменные домашние
задания
Эссе
Другие формы (добавить)
Другие формы (добавить)
Другие формы (добавить)
Вес результирующей
оценки текущего контроля
в итоговых оценках
промежуточных
контролей
Вес итоговой оценки 1-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежуточных
контролей
Вес итоговой оценки 2-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежуточных
контролей
Вес итоговой оценки 3-го
промежуточного контроля
в результирующей оценке
промежуточных
контролей т.д.
Вес результирующей
оценки промежуточных
контролей в
результирующей оценке
итогового контроля
Вес формы
текущего контроля
в результирующей
оценке текущего
контроля
Вес формы
промежуточного
контроля и
результирующей
оценки текущего
контроля в итоговой
оценке
промежуточного
контроля
М13
М1
М2
М3
М2
Вес итоговых
оценок
промежуточных
контролей в
результирующей
оценке
промежуточного
контроля
Вес оценки
результирующей
оценки
промежуточных
контролей и
оценки итогового
контроля в
результирующей
оценке итогового
контроля
М3
1
0
0
0
1
Экзамен/зачет
(оценка итогового
контроля)
∑=1
∑=1
∑=1
∑=1
∑=1
∑=1
1
(0.4)
0
(0.6)
∑=1
7. Содержание дисциплины
7.1. Тематический план и трудоемкость аудиторных занятий (Модули, разделы
дисциплины и виды занятий) по учебному плану
3
Учебный Модуль
∑=1
7.2. Содержание разделов и тем дисциплины:
I. Обшие вопросы биоэнергетики
1. Биоэнергетика в системе биологических наук.
2. АТФ, Н
 + и Na+ - конвертируемые формы энергии в клетке.
3. Три закона биоэнергетики.
4. Свойства АТФ, определяющие его роль в энергетике клетки. Понятие
макроэргических соединений.
5. Природа и свойства Н
 +.
6. Протонный цикл Митчелла.
7. Эволюция биоэнергетических систем.
II. Запасание энергии бактериями, содержащими бактериохлорофилл.
1. Путь циклического переноса электронов у пурпурных бактерий.
2. Комплекс фотосинтетических реакционных центров у пурпурных бактерий.
3. KoQH2-цит. с2 -редуктаза пурпурных бактерий. Q-цикл.
4. Нециклический перенос электронов у зеленых бактерий.
III. Энергетическая система хлоропластов.
1. Структура хлоропластов.
2. Путь переноса электронов и набор генераторов Н
 + в мембране тилакоидов.
IV. Пути унификации энергетических ресурсов при аэробном типе энергетики.
1. Общий план унификации “топлива”. Цепь реакций гликолиза, цикл
трикарбоновых кислот, система -окисления жирных кислот и их связь с дыхательной
цепью.
2. Свойства субстратного фосфорилирования, отличающие его от мембранного
фосфорилирования.
3. Гликолитическая оксидоредукция.
4. Энолазная реакция.
5. Окислительное декарбоксилирование кетокислот.
V. Дыхательная цепь.
1. NADH-KoQ-редуктазный комплекс.
2. Комплекс цитохромов bc1.
3. Строение и свойства цитохромоксидазного генератора Н
 +.
VI. Особые типы энергоснабжения.
1. Энергетика митохондрий аскарид и бактерий, использующих начальные этапы
дыхательной цепи.
2. Энергетика бактерий, использующих среднюю часть дыхательной цепи.
3. Энергетика бактерий, использующих конечные этапы дыхательной цепи.
VII. Бактериородопсиновый фотосинтез.
1. Состав и строение бактериородопсиновых бляшек.
2. Фотохимический цикл бактериородопсина.
3. Бактериородопсин как простейший протонный насос. Прямое измерение
генерации фототока бактериородопсином. Устройство бактериородопсинового
генератора.
4. Другие ретиналь-содержащие белки.
VIII. Н+-АТФазы - вторичные генераторы Н
 +.
1. Н+-АТФаза анаэробных бактерий.
2. Н+-АТФаза тонопласта, секреторных гранул и лизосом.
1. Н+-АТФаза плазматической мембраны растений и грибов.
IX. Потребители Н
 +.
1. Н+-АТФ-синтаза. Факторы F0 и F1. Синтез связанного АТФ и использование
Н+ при его освобождении.
2. Особенности механизма и энергетики трансгидрогеназной реакции.
3. Виды осмотической работы. Роль
и

рН. Роль антипорта АДФ/АТФ и
симпорта фосфат + Н+ в энергетике клетки. Роль карнитина. АВС-АТФаза.
4. Механическая работа за счет энергии Н
 +. Движение бактерий: устройство
двигательного аппарата и его энергообеспечение.
5. Терморегуляторная функция Н+.
X. Гигантские митохондрии. Латеральный транспорт энергии вдоль
митохондриальной мембраны.
XI. Роль Na+ в мембранной энергетике.
1. Системы стабилизации Н
 +: градиенты ионов K+ и Na+ и механизмы их
образования у бактерий.
2. Натриевый цикл морских щелочеустойчивых и анаэробных бактерий:
генерация Na+ в дыхательной цепи и при декарбоксилировании; использование Na+
при совершении химической, механической и осмотической работы.
3. Осмотическая работа внешней мембраны животной клетки.
XII. Проблема токсичности кислорода.
1. Способы защиты клетки от кислорода: антиоксиданты, свободное окисление,
разобщение окисления и фосфорилирования, поры во внутренней мембране
митохондрий, митоптоз, апоптоз, коллективный апоптоз.
XIII. Концепция феноптоза (запрограммированной смерти организма). Возможная
роль кислорода, мито- и апоптоза в феноптозе.. r- и K-стратегии: роль дыхания и
мутагенеза, вызванного активными формами кислорода.
XIV. Старение организма как программа и частный случай медленного
феноптоза. Роль активных форм кислорода.
7.3. Экзаменационные (и или зачетные) вопросы и тесты*
(Указать примерный список экзаменационных/зачетных вопросов и/или тестов)
7.4. Примерные темы курсовых работ, рефератов, эссе, контрольных работ и
докладов*
(Указать примерный список курсовых работ и/или рефератов и т.д. в соответствии с рабо чим
учебным планом)
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
8.1. Рекомендуемая литература:
Указать базовый учебник, основную и дополнительную литературу, а также другие
источники, в том числе электронные ресурсы. Удостовериться, что основная литература
наличествует в библиотеке РАУ
a) Базовый учебник*
б) Основная литература
б) Дополнительная литература
в) Другие источники*
1. Лурия С., Дарнелл Дж. «Общая вирусология». Изд. «Мир», 1981.
2. Мэтьюз Р. «Вирусы растений». Изд.»Мир». 1973.
3. Агол В.И., Атабеков И.Г., Крылов В.Н., Тихоненко Т.И. «Молекулярная биология
вирусов». Изд. «Наука», 1971.
4. Вирусология. Изд. «Мир», 1989.
5. «Молекулярная биология (структура и биосинтез нуклеиновых кислот)», «Высшая
школа», 1990.
6. Б.Льюин «Гены», Изд-во «Мир», 1987
8.2. Программные средства освоения дисциплины*
Представить программное обеспечение данного учебного курса (при необходимости и
наличии такового).
8.3. Материально-техническое обеспечение дисциплины*
Указать технические средства, используемые для нормального усвоения дисциплины, в том
числе вычислительная техника, проектор, слайдоскоп, мультимедийные средства и т. д.