Энгельсский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» ______________________________________________________________________ Кафедра "Физическая и органическая химия" "УТВЕРЖДАЮ" Председатель УМКН «Технологические машины и оборудование» ________________ (ф.и.о.) "___ " __________ 20___ г. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине "Б.3.2.13.3.2 Биохимия ” (шифр и наименование дисциплины по УП) Направление подготовки 151000.62 «Технологические машины и оборудование» Профиль подготовки - «Машины и аппараты пищевых производств» Форма обучения _____________________________Очная _____________________ (очная, заочная) Цикл дисциплин: МиЕН, часть цикла - вариативная. Вид учебной работы Аудиторные занятия (АЗ): всего в том числе: Лекции (ЛК) Доля лекционных часов от АЗ по дисциплине, % Коллоквиумы (КЛ) Лабораторные работы (ЛР) Практические занятия: (ПЗ) Доля интерактивных форм обучения от АЗ по дисциплине, % Самостоятельная работа (СР), всего в том числе: Курсовая работа (КР) Курсовой проект (КП) Расчетно-графическая работа (РГР) Другие виды самостоятельной работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен): Общая трудоемкость дисциплины и трудоемкость по семестрам: Всего З.е. Часы 4 144 Курс, семестр (часы) 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 144 28 20 28 8 36 8 36 20 72 72 144 144 экз 144 144 2 Цели и задачи освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Биохимия» является приобретение студентами знаний и навыков, позволяющих применять их при освоении других дисциплин образовательного цикла и последующей профессиональной деятельности. Для достижения этой цели преподавание дисциплины предполагает: 1.1 ознакомить студентов с основными понятиями, законами и методами биохимии как науки, составляющей фундамент всей системы химических знаний; 1.2 способствовать формированию у студента обобщенных приемов исследовательской деятельности (постановка задачи, теоретическое обоснование и экспериментальная проверка ее решения), научного взгляда на мир в целом; 1.3 довести до сознания студентов тот факт, что биохимия является фундаментальной наукой и мощным инструментом исследования и познания процессов, происходящих в окружающем нас мире и внутри нас; 1.4 развить у студентов профессиональное химическое мышление, чтобы будущий бакалавр смог переносить общие методы научной работы в работу по специальности; 1.5 обеспечить возможность овладения студентами совокупностью химических знаний и умений, соответствующих уровню бакалавра по соответствующему профилю. Теоретическая часть дисциплины излагается в лекционном курсе. Полученные знания закрепляются на лабораторных занятиях. Самостоятельная работа предусматривает работу с учебниками и учебными пособиями, подготовку к лабораторным занятиям, выполнение домашних заданий, подготовку к контрольным работам и коллоквиумам. Место дисциплины в структуре ООП ВПО «Биохимия» представляет собой дисциплину вариативной (профильной) математической и естественнонаучной части учебного цикла (Б 3.2.13) основной образовательной программы бакалавриата по направлению 151000 «Технологические машины и оборудование». 1. Требования к результатам освоения дисциплины В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общепрофессиональные компетенции при освоении ООП ВПО, реализующей Федеральный Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (ФГОС ВПО): - владеет целостной системой научных знаний об окружающем мире, способность ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК-1); - способен на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владение навыками самостоятельной работы (ОК-6); - способен к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОК-7); - способен самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, выстраивания и реализацию перспективных линий интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, способность с помощью коллег критически оценить свои достоинства и недостатки с необходимыми выводами (ОК-8); - способен к целенаправленному применению базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности (ОК-9); - умеет выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении химических изделий (ОК-11); - обладает достаточными для профессиональной деятельности навыками работы с персональным компьютером (ОК-13). 2. ФГОС-3 19.01.2016 УМО 3 В результате изучения дисциплины «Биохимия» вариативной (профильной) математической и естественнонаучной части учебного цикла (Б.3.2.13) основной образовательной программы бакалавриата студент должен демонстрировать следующие результаты образования. Обучающийся должен: 3.1. Знать: - содержание основных разделов, составляющих теоретические основы химии как системы знаний о веществах и химических процессах (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12) - знать биохимические процессы, протекающие в живых организмах, химический состав органов и тканей (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12); - иметь представление об обмене веществ и энергии как едином взаимосвязанном процессе, об основных принципах биологического окисления (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12); - учение о направлении биохимического процесса (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12); - учение о скорости биохимического процесса и химическом равновесии (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12); - классификацию и условия протекания биохимических реакций в водных растворах (ОК–1, ОК-9, ОК-11, ОК-12). 3.2. Уметь: - использовать знания, накопленные при изучении курса «Биохимия», для понимания свойств веществ и материалов, а также сущности явлений и химических процессов, протекающих в живых организмах и окружающем нас мире (ОК-9, ОК-11, ОК-13); - записывать биохимические уравнения (ОК-9, ОК-11, ОК-13); - проводить расчеты по уравнениям химических реакций на основе законов стехиометрии с использованием основных понятий и физических величин (ОК-9, ОК-11, ОК-13); - определять тип биохимического процесса по различным признакам классификации, возможность, скорость и глубину ее протекания (ОК-9, ОК-11, ОК-13); - характеризовать влияние различных факторов на скорость биохимической реакции (ОК-9, ОК-11, ОК-13); - определять по структуре и биологической активности возможность протекания тех или иных биохимических процессов (ОК-9, ОК-11, ОК-13); 3.3. Владеть: - обобщенными приемами исследовательской деятельности (постановка задачи в лабораторной работе или отдельном опыте, теоретическое обоснование и экспериментальная проверка ее решения) (ОК-8, ОК-12, ОК-13); - элементарными приемами работы в химической лаборатории и навыками обращения с веществом (ОК-8, ОК-12, ОК-13); - общими правилами техники безопасности при обращении с химической посудой, лабораторным оборудованием и химическими реактивами (ОК-8, ОК-12, ОК-13); - основными методами, способами и средствами получения, накопления и переработки информации (ОК-8, ОК-12, ОК-13); - теоретическими методами описания свойств простых и сложных биохимических соединений на основе электронного строения их атомов (ПК-2, ПК-3, ПК-21); - экспериментальными методами определения физико-химических свойств биологических соединений (ПК-2, ПК-3, ПК-21). 3. Структура и содержание дисциплины ФГОС-3 19.01.2016 УМО 4 4.1. Содержание разделов дисциплин № п/п 1 2 3 4 Наименование раздела дисциплины (модуля) 2 семестр Введение в биохимию. Химия белковых веществ. Содержание раздела (модуля) Трудоемкость, (часы) Общая характеристика белковых 18 веществ. Возникновение понятия о белковых веществах. Элементарный состав белков. Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса белковых веществ. Коллоидное состояние белковых веществ. Растворимость и осаждаемость белков. Денатурация белков. Белки как амфотерные электролиты. Условия осаждения белков. Химические свойства Химический состав белковых 18 белков. Строение белков. веществ.Гидролиз белка. Аминокислоты – составные части белка. Оптическая изомерия аминокислот. Ациклические аминокислоты. Циклические аминокислоты. Иминокислоты. Цветные реакции аминокислот и белков. Строение белка. Теория полипептидных цепей. Глобулярные и фибрилярные белки. Первичная, вторичная и третичная структура белка. Классификация белковых Классификация белковых веществ. 18 веществ. Важнейшие белки (протеины и протеиды). Протамины и гистоны. Альбумины и глобулины. Глютелины и проламины (растительные белки).Строение нуклеиновых кислот Хромопротеиды. Химическое строение гемоглабина. Некоторые свойства гемоглабина и его производных. Фосфопротеиды. Глюкопротеиды. Сложные белки – ферменты. Химия углеводов Общая характеристика углеводов. 18 Физиологическая роль углеводов. Важнейшие углеводы. Классификация углеводов. ФГОС-3 19.01.2016 УМО 5 5 Моносахариды 6 7 Дисахариды Химия липидов. 8 Ферменты Циклические формы моносахаридов. Гексозы D- и Lряда. Пентозы. Тетрозы. Триозы. Гептозы. Фосфорные эфиры углеводов. Аминосахара. Глюкозиды. Полисахариды. Мукополисахариды Общая характеристика. Классификация липидов. Жиры. Строение жиров. Содержание жиров в тканях. Состав природных жиров. Физико-химические свойства жиров. Общее понятие о ферментах. Теория действия ферментов как биологических катализаторов. Свойства ферментов как биологических катализаторов. Химическая природа ферментов. Ферменты–специфические белки. Ферменты–простые и сложные белки. Номенклатура и классификация ферментов. 18 18 18 18 4.2. Разделы дисциплины, виды занятий и работ № п/п 1 Наименование раздела ЛК* КЛ ПЗ ЛР КП (КР, СРС дисциплины (модуля) РГР) Введение в биохимию. + + + + Химия белковых веществ. 2 Химические свойства + + + + белков. Строение белков. 3 Классификация белковых + + + + веществ. 4 Химия углеводов + + + + 5 Моносахариды + + + + 6 Дисахариды + + + + 7 Химия липидов + + + + 8 Ферменты + + + + * Используемый вид занятий при прохождении данного раздела помечается знаком “+” 4. Практические занятия Нет ФГОС-3 19.01.2016 УМО 6 № п/п 1 3 4 5 6 7 8 5. Лабораторный практикум Наименование Наименование лабораторных работ раздела дисциплины (модуля) Введение в Цветные реакции на белки и аминокислоты биохимию. Химия белковых веществ. Химические свойства Методы количественного определения белков. Строение белка. Реакции осаждения белков. белков. Классификация Выделение белков из биологических белковых веществ. объектов. Выделение глобулинов и проламинов. Химия углеводов Действие амилазы на сырой и вареный крахмал. Анаэробное окисление углеводов. Моносахариды, Окисление глюкозы. Гидролиз крахмала. дисахариды. Химия липидов Определение йодного числа жира (методом Гануса). Определение кислотного числа жира Ферменты ВЫДЕЛЕНИЕ Α- И Β-АМИЛАЗ ИЗ СОЛОДА Трудоемкость (часы) 6 6 6 6 4 4 4 И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ АКТИВНОСТИ 6. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрен 7. Образовательные технологии В рамках учебного курса предусмотрено чтение проблемных лекций по следующим темам «Ферменты – специфические белки», «Качественные реакции аминокислоты, белки». «Классификация углеводов» (не менее 30%), проведение практикумов с разбором конкретных ситуаций по темам «Классификация биологических объектов», «Обмен веществ в живых организмах». Такие занятия, в сочетании с внеаудиторной самостоятельной работой, должны формировать и развивать профессиональные навыки обучающегося. 8. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов В процессе обучения студент должен полностью выполнить учебный план, предусмотренный вузовской рабочей учебной программой дисциплины, по всем видам учебных занятий и набрать 4 зачетные единицы трудоемкости. В частности, он должен выполнить все предусмотренные программой лабораторные работы, практические занятия в виде установленных практикумов, самостоятельных видов работы. Рекомендуемая балльно-рейтинговая система оценки Степень успешности освоения дисциплины в системе зачетных единиц оценивается суммой баллов, исходя из 10 максимально возможных, и включает две составляющие: Первая составляющая − оценка преподавателем итогов учебной деятельности студента по изучению каждого модуля дисциплины в течение предусмотренного учебным ФГОС-3 19.01.2016 УМО 7 планом временного отрезка (в сумме не более, чем 8 баллов). Структура баллов, составляющих балльную оценку преподавателя, включает отдельные доли в баллах, начисляемые студенту за успешность рубежных контролей по каждому учебнообразовательному модулю. Вторая составляющая - за посещаемость аудиторных лекционных и практических занятий (пропорционально числу посещенных занятий). Методика рубежного контроля по первой составляющей балльно - рейтинговой оценки. Максимальное количество баллов по каждому учебно-образовательному модулю – 10 баллов. Оценочное средство представляет собой билет, состоящий из 3 вопросов, сформированных на основе дидактического минимума содержания и содержания учебнообразовательного модуля, представленного в рабочей учебной программе (примерное содержание представлено в табл.4.1). Оценка ответов на билет осуществляется по следующей схеме: правильный и полный ответ на вопрос - +2 балла; в целом правильный, но не полный ответ, наличие несущественных ошибок - +1 балл; отсутствие ответа – 0 баллов; принципиально неверный ответ - - 2 балла; за пропуск каждой лекции и семинара по модулю - - 0,2 балла. Примеры контрольных вопросов и заданий для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, а также для контроля самостоятельной работы обучающегося по отдельным разделам дисциплин. Текущий контроль Модуль 1 1. Классификация аминокислот. Функциональные группы влияющие на активность аминокислот. 2. Качественные реакции на пептидную связь. 3. Структура белков. Модуль 2 1. Ферменты. Их специфичность действия. Основные физические и химические свойства ферментов. 2. Механизм действия ферментов. 3. Составить структурную формулу дипептида состоящего из остатков аланина и триптофана. Модуль 3 1. Классификация углеводов. 2. Химические свойства глюкозы. 3. Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. Их отличие друг от друга. Примеры заданий для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины 1. Роль аминокислот в живых организмах. 2. Обмен жиров в организме. 3. Ферментативный катализ. ФГОС-3 19.01.2016 УМО 8 4. Структура белковых молекул. 5. Цикл Кребса. 6. Энергетические функции углеводов. Примеры заданий для контроля самостоятельной работы по отдельным разделам дисциплины - способы связи аминокислот в молекуле белка. Пептидная связь и синтез пептидов. Первичная, вторичная и третичная структура белка. - протеиды (белки опорных тканей).Нуклеопротеиды и их химическое строение. - стереоизомерия моносахаридов. Методы определения глюкозы. Строение гликогена - биологическая роль простагландинов. Природные воски. Терпены. - коферменты в ферментативном катализе. Единицы активности ферментов. Регуляция активности ферментов. Распределение ферментов внутри клетки. 9. Перечень вопросов к экзамену (зачету) 1. Общая характеристика белковых веществ. 2. Возникновение понятия о белковых веществах. 3. Элементарный состав белков. 4. Физико-химические свойства белков. 5. Молекулярная масса белковых веществ. 6. Коллоидное состояние белковых веществ. 7. Растворимость и осаждаемость белков. 8. Денатурация белков. 9. Белки как амфотерные электролиты 10. Общая характеристика белковых веществ. 11. Возникновение понятия о белковых веществах. 12. Элементарный состав белков. 13. Физико-химические свойства белков. 14. Молекулярная масса белковых веществ. 15. Коллоидное состояние белковых веществ. 16. Растворимость и осаждаемость белков. 17. Денатурация белков. 18. Белки как амфотерные электролиты. 19. Условия осаждения белков. 20. Химический состав белковых веществ. 21. Гидролиз белка. Аминокислоты – составные части белка. 22. Оптическая изомерия аминокислот. 23. Ациклические аминокислоты. 24. Циклические аминокислоты. Иминокислоты. 25. Цветные реакции аминокислот и белков. 26. Строение белка. 27. Теория полипептидных цепей. 28. Глобулярные и фибрилярные белки. 29. Первичная, вторичная и третичная структура белка. 30. Классификация белковых веществ. 31. Важнейшие белки (протеины и протеиды). 32. Протамины и гистоны. 33. Альбумины и глобулины. 34. Глютелины и проламины (растительные белки). 35. Строение нуклеиновых кислот. ФГОС-3 19.01.2016 УМО 9 36. Хромопротеиды. 37. Некоторые свойства гемоглабина и его производных. 38. Фосфопротеиды. 39. Глюкопротеиды. 40. Сложные белки – ферменты. 41. Общая характеристика углеводов. 42. Физиологическая роль углеводов. 43. Важнейшие углеводы. 44. Классификация углеводов. 45. Моносахариды. 46. Циклические формы моносахаридов. 47. Гексозы D- и L- ряда. 48. Пентозы. 49. Тетрозы. Триозы. 50. Фосфорные эфиры углеводов. 51. Аминосахара. 52. Глюкозиды. 53. Дисахариды. 54. Полисахариды. 55. Мукополисахариды. 56. Общая характеристика липидов (жиров). 57. Классификация липидов. 58. Жиры. 59. Строение жиров. 60. Содержание жиров в тканях. 61. Состав природных жиров. 62. Физико-химические свойства жиров. 63. Общее понятие о ферментах. 64. Теория действия ферментов как биологических катализаторов. 65. Свойства ферментов как биологических катализаторов. 66. Химическая природа ферментов. 67. Ферменты–специфические белки. 68. Ферменты–простые и сложные белки. 69. Общие понятия об обмене веществ. 70. Тканевое дыхание (окислительно-восстановительные процессы в организме). 71. Обмен углеводов (роль углеводов в питании). 72. Обмен липидов (роль жиров в питании). 73. Обмен белков (роль белков в питании). 74. Связь между обменом белков, жиров и углеводов. 75. Роль воды и солей в организме. 11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) 9.1. Основная литература: 1. Окишева Н.А., Чадина В.В. Биохимия. Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Биохимия» для студентов специальности 260601 заочной формы обучения. – Саратов, 2009 2. Комов В.П. Биохимия: учеб. для вузов/ В.П.Комов, В.Н. Шведов. –М:дрофа 2004. -638. 3. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. М: Высшая школа, 2007. 4. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия.М: Дрофа, 2004 ФГОС-3 19.01.2016 УМО 10 9.2. Дополнительная литература: 1. Филиппович Ю. Б., Севастьянова Г. А., Егорова Т. А., Клунова С. М., Ковалевская Н. И., ред., Филлипович Ю. Б. Биологическая химия. 3-е изд., М.: Академия, 2009 г. 2. Кольман Я., Рём К.-Г., Рем К. Г. Наглядная биохимия, М.: Мир, 2009г. 3. Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И. Биоорганическая химия, М. Дрофа, 2008 г. 4. Северин Е. С., Северина Е. С. Биохимия., М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2009 г. 5. Комов В., Шведова В. Биохимия., М.: Дрофа, 2008 г. 6. МОРОЗКИНА Т. С., КУХТА В. К., РЕД., АВТ, ОЛЕЦКИЙ Э. И., ТАГАНОВИЧ А. Д. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ., М.: БИНОМ, 2008 Г 9.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы Институт имеет операционные системы Windows, стандартные офисные программы, электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе. 12. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля): Кафедра ФОХ располагает лабораторией для проведения лабораторных, практических занятий, коллоквиумов по биохимии. Данная лаборатория (№ 207) оснащена современным оборудованием, необходимым для осуществления лабораторного практикума, в том числе техническими весами, колбонагревателями, вакуумным насосом. 13. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины (методические рекомендации преподавателю): Учебным управлениям (отделам) вузов и кафедрам, ведущим образовательный процесс по дисциплине необходимо: сформировать вариативное расписание проведения обучения по отдельным учебно образовательным модулям дисциплины различными преподавателями; обеспечить углубленную научную, практическую и методическую подготовку преподавателей, специализирующихся на проведении занятий по отдельным модулям. Студенты перед началом изучения дисциплины должны быть ознакомлены с системами и балльно-рейтинговой оценки, которые должны быть опубликованы и размещены на сайте вуза или кафедры. В учебном процесс рекомендуется внедрение субъект-субъектной педагогической технологии, при которой в расписании каждого преподавателя определяется время консультаций студентов по закрепленному за ним модулю дисциплины. Практикумы, тренинги и обучающие игры являются формой индивидуальногруппового и практико-ориентированного обучения на основе реальных или модельных ситуаций применительно к виду и профилю профессиональной деятельности обучающегося. Преподаватель при проведении занятий этих форм выполняет не роль руководителя, а функцию консультанта, советника, тренера, который лишь направляет коллективную работу студентов на принятие правильного решения. Занятие осуществляется в диалоговом режиме, основными субъектами которого являются студенты. Самостоятельная работа студентов должна составлять не менее 50% от общей трудоемкости дисциплины, является важнейшим компонентом образовательного процесса, формирующим личность студента, его мировоззрение и культуру безопасности, развивающим его способности к самообучению и повышению своего профессионального уровня. Цели самостоятельной работы. Формирование способностей к самостоятельному познанию и обучению, поиску литераФГОС-3 19.01.2016 УМО 11 туры, обобщению, оформлению и представлению полученных результатов, их критическому анализу, поиску новых и неординарных решений, аргументированному отстаиванию своих предложений, умений подготовки выступлений и ведения дискуссий. Организация самостоятельной работы. Самостоятельная работа заключается в изучении отдельных тем курса по заданию преподавателя по рекомендуемой им учебной литературе, в подготовке к лабораторному практикуму, семинарам, практическим занятиям, к рубежным контролям, экзамену, в выполнении домашнего задания. Рабочая программа по дисциплине «Б.3.2.13.3.2 Биохимия» составлена в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта ВПО с учетом рекомендаций ПрОП ВПО по направлению151000.62 «Технологические машины и оборудование» и учебного плана по профилю подготовки «Машины и аппараты пищевых производств» Автор(ы) ___________________ (Неверная О.Г.) Согласовано: зав. библиотекой ________________ (И.В. Дегтярева) Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры протокол №___ от “___ “ ________ 20___ г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению 151000.62 «Технологические машины и оборудование» Зав. кафедрой ______________________ (А.В. Яковлев) Рабочая программа рассмотрена на заседании учебно-методической комиссии по направлению ___________ протокол № ___ от “___ “ ________ 20___ г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и учебного плана по направлению 151000.62 «Технологические машины и оборудование» ФГОС-3 19.01.2016 УМО