М2.В.ОД.4 Современные проблемы биохимии (новое окно)
реклама
Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 1 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Современные проблемы биохимии Направление — 050100.68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) Школа педагогики ДВФУ кафедра естественнонаучного образования курс 1 семестр 1, 2 лекции 12 (час.) лабораторные работы не предусмотрены практические занятия 52 (час.) всего часов аудиторной нагрузки 64 (час.) самостоятельная работа 116 (час.) реферативные работы не предусмотрены контрольные не предусмотрены зачет 2 семестр экзамен 1 семестр Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Приказ Министерства образования и науки РФ №35 от 14 января 2010г.). Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол № 10 « 27 » июня 2012 г. Заведующая кафедрой: Литвинова Е.А. Составитель: к.б.н., доцент Жукова Н.И. 2012 г. Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 2 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания СОДЕРЖАНИЕ Аннотация…………………………………………………………………….….3 Рабочая программа учебной дисциплины (РПУД)………………………..….9 Конспекты лекций…………………………………………………………..….30 Материалы практических занятий……………………………………..……..56 Материалы для организации самостоятельной работы студентов……….....62 Контрольно-измерительные материалы……………………………………....74 Список литературы……………………………………………………………..85 Глоссарий………………………………………………………………………..88 Дополнительные материалы…………………………………………………107 2 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 3 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Аннотация учебно-методического комплекса дисциплины «Современные проблемы биохимии» Учебно - методический комплекс дисциплины «Современные проблемы биохимии» разработан для студентов 1 курса, обучающихся по направлению 050100.68 «Педагогическое образование», магистерская программа Химическое образование (очной формы обучения) в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению и положением об учебно– методических комплексах дисциплин образовательных программ высшего профессионального образования (утверждено приказом и.о. ректора ДВФУ от 17.04.2012.№ 12-13-87). Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла. Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (12 часов), практические занятия (52 часа), самостоятельная работа студента (116 часов). Дисциплина реализуется на 1 курсе в 1 и 2 семестрах. Содержание дисциплины охватывает следующий круг вопросов: молекулярное строение живого – строение белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, особенности строения и функций ферментов; молекулярные основы метаболизма – общие представления о биоэнергетике, обмен углеводов, липидов, аминокислот и белков и взаимосвязь между обменами этих соединений; обмен генетической информацией – синтез нуклеиновых кислот и белков; регуляция молекулярных процессов жизнедеятельности, механизмы действия гормонов и других биологических регуляторов; характеристика метаболитного уровня регуляции. Регуляция ферментативных процессов за счет изменения активности ферментов: неспецифической (температура, рН и т.д.) и специфической (изостерической и аллостерической); регуляция объема синтеза ферментов (индукция и репрессия); оперонный уровень регуляции. Понятие об опероне. Регуляция биосинтеза информационных макромолекул. 3 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 4 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Латентное и активное состояние информационных макромолекул. Принцип обратной связи в регуляции обмена веществ; характеристика организменного уровня регуляции. Гормональная регуляция биосинтеза информационных макромолекул. Регуляция биосинтеза гормонов при посредстве тропинов; характеристика популяционного уровня регуляции. Механизм регуляции через рецепторные системы или ткани-мишени реципиента воздействием определенных химических соединений. Механизм действия антибиотиков микробов, фитонцидов растений, телергонов животных, фитогормонов и др.; примеры экзогенных и эндогенных регуляторов и их влияние на процессы жизнедеятельности. Явление апоптоза и его значение для нормального протекания процессов жизнедеятельности живой природе. Дисциплина «Современные проблемы биохимии» логически и содержательно связана с такими курсами, как биоорганическая химия, биотехнология, молекулярная биология, молекулярная генетика, физиология, медицина и др. Дисциплина направлена на формирование следующих общекультурных и профессиональных компетенций выпускника: ОК-5; ПК-2; ПК-8; ПК-15. Учебно-методический комплекс включает в себя: - рабочую программу дисциплины; - конспекты лекций (краткие конспекты лекций); - материалы для практических занятий (темы семинаров, задания для практических занятий); - материалы для организации самостоятельной работы (методические указания по их выполнению); - контрольно-измерительные материалы; - список литературы (в том числе интернет-ресурсов); - глоссарий; 4 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 5 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания - дополнительные материалы (учебники, монографии, статьи, демонстрационный материал, медиаматериалы, законодательные и нормативные акты, образовательные интернет-ресурсы и др.). Достоинством данного УМКД методические рекомендации для преподавателей к изложению лекционного материала и рекомендации по организации и проведению практических занятий. Автор-составитель учебно-методического комплекса: кандидат биологических наук, доцент кафедры естественнонаучного образования Школы педагогики ДВФУ Жукова Н.И. Зав. кафедрой естественнонаучного образования 5 Литвинова Е.А. Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 6 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Abstract The teaching materials on the course «Modern Problems of Biochemistry» are designed to train students of the 1 year in the «Chemical Education» educational program. Field of study – 050100.68. «Pedagogical Education», qualification (degree) to be earned – Master of Science in Chemical Education. Full-time program. Language of the program – Russian. The teaching materials are written in Russian. This teaching materials on the course are developed in accordance with the curriculum of the educational program under the Federal State Educational Standard of Higher Professional Education (FSES HPE) 050100.68 « Chemical Education» (Master's degree), approved by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (January 14, 2010. № 35). The contents of the course covers the following issues: The molecular structure of living things - the structure of proteins, carbohydrates, lipids, nuclec acids, especially the structure and function of enzymes. The molecular basis of metabolism - a general idea of bio-energy, metabolism of carbohydrates, lipids, amino acids and proteins, and the relationship between the exchanges of these compounds. Exchange of genetic information - synthesis of nucleic acids and proteins. The regulation of the molecular processes of life, the mechanisms of action of hormones and other biological regulators. Characterization of metabolite levels of regulation. Regulation of enzymatic processes by altering the activity of enzymes, nonspecific (temperature, pH, etc.) and specific (isosteric and allosteric-tion); regulation of enzyme synthesis (induction and repression). Operons level of regulation. The concept of the operon. Regulation of biosynthesis of informational macromolecules. Latent and active state of informational macromolecules. The principle of feedback regulation on the exchange of substances. Characteristics of the organismic level of regulation. Hormonal re-gulyatsiya biosynthesis informational macromolecules. Regulation of hormone biosynthesis by means Tropin. Characteristics of population-level regulation. The mechanism of regu-lation through receptor systems or 6 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 7 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания tissue recipient impact of a definition of chemical compounds. The mechanism of action of antibiotics microbes, volatile plant telergonov animal, plant hormones, etc. Examples of exogenous and endogenous regulators and their impact on the processes of life. The phenomenon of apoptosis and its significance for the normal processes of life wildlife. Discipline « Modern problems of biochemistry » is logically and meaningfully related to the courses «Bioorganic chemistry», «Biotechnology presents», «Molecular biology», «Molecular genetics», «Physiology». Discipline aimed at the formation of common cultural and professional competencies of graduates. The teaching materials on the course provide extensive use of active, creative and interactive lessons, combined with private study in order to create and develop the professional skills of the students. The total number of the course’s credits – 5 credits (180 hours). These teaching materials on the course include the following materials: 1. Course syllabus; 2. Lectures notes; 3. Materials for practice work lessons; 4. Materials for students’ private study; 5. Test and examination materials; 6. Reading list; 7. Glossary; 8. Additional materials. The advantage of this UMKD guidelines for teachers to the presentation of the lecture material and recommendations on the organization and conduct of practical training. The author-composer of the educational and methodical complex: 7 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 8 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания PhD, assistant professor of science education school pedagogy FEFU Zhukova N.I. Head of department of science education Litvinova E.A. 8 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на Лист 9 из 138 УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКО ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД) Современные проблемы биохимии Направление — 050100.68. Педагогическое образование Магистерская программа – Химическое образование Форма подготовки (очная) Школа педагогики ДВФУ кафедра естественнонаучного образования курс 1 семестр 1, 2 лекции 12 (час.) лабораторные работы не предусмотрены практические занятия 52 (час.) всего часов аудиторной нагрузки 64 (час.) самостоятельная работа 116 (час.) реферативные работы не предусмотрены контрольные не предусмотрены зачет 2 семестр экзамен 1 семестр Рабочая программа составлена на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Приказ Министерства образования и науки РФ №35 от 14 января 2010г.). Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол № 10 « 27 » июня 2012 г. Заведующая кафедрой: Литвинова Е.А. Составитель: к.б.н., доцент Жукова Н.И. 2012 г. 9 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Оборотная сторона титульного листа РУПД I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (и.о. фамилия) 10 Лист 10 из 138 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 11 из 138 АННОТАЦИЯ Данный курс «Современные проблемы биохимии» разработан для студентов 1 курса, обучающихся по направлению 050100.68 «Педагогическое образование», магистерская программа «Химическое образование» (очной формы обучения) в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению и положением об учебно–методических комплексах дисциплин образовательных программ высшего профессионального образования (утверждено приказом и.о. ректора ДВФУ от 17.04.2012.№ 12-13-87). Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла. Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (12 часов), практические занятия (52 часа), самостоятельная работа студента (116 часов). Дисциплина реализуется на 1 курсе в 1 и 2 семестрах. В процессе изучения дисциплины используются обзорные лекции, лекция-информация, лекция-консультация, лекции презентации лекция- визуализация, проблемная лекция, лекция-консультация. При проведении семинарского занятия используются ролевая игра, деловая игра, тренинг, беседа, традиционный, обсуждение докладов, общественный смотр знаний. Лабораторные занятия - индивидуальные, групповые. Дисциплина « Современные проблемы биохимии» логически и содержательно связана с такими курсами, как биоорганическая химия, биотехнология, молекулярная биология, молекулярная генетика, физиология, медицина и др. Для освоения дисциплины «Химические основы биорегуляции организмов» обучающиеся используют знания, умения, сформированные в ходе изучения дисциплин «Органическая химия», «Биологическая химия», «Коллоидная химия», «Основы химического эксперимента». 11 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 12 из 138 Дисциплина направлена на формирование следующих компетенций выпускника: ОК-5; ПК-2; ПК-8; ПК-15: - способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе, в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-5); - готовностью использовать современные технологии диагностики и оценивания качества образовательного процесса (ПК-2); - готовностью к разработке и реализации методических моделей, методик, технологий и приемов обучения, к анализу результатов процесса их использования в образовательных заведениях различных типов (ПК-8); - способностью проектировать формы и методы контроля качества образования, а также различные виды контрольно-измерительных материалов, в том числе, на основе информационных технологий и на основе применения зарубежного опыта (ПК-15). Цель и задачи дисциплины Цель освоения дисциплины: формирование понятий о химических основах биорегуляции организмов. Задачи освоения дисциплины: – формирование общих методологических и теоретических основ биорегуляции организмов; – раскрытие принципов химической основы осуществления биорегуляции; – изучение механизмов саморегуляции; – приобретение знаний о влиянии факторов внешней среды на нормальное протекание процессов обмена, воспроизведения и регуляции в живых системах; 12 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 13 из 138 – формирование навыков проведения химического эксперимента с биологическим материалом. – формирование навыков применения полученных знаний при выполнении задач и упражнений и моделировании химических процессов биорегуляции; Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: – способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования; владеет основными химическими и физическими понятиями, знаниями фундаментальных законов химии и физики; явлений и процессов, изучаемых химией и физикой; владеет знаниями о составе, строении и химических свойствах простых веществ и химических соединений; иметь представление об электронном строении атомов и молекул, закономерностях химических превращений веществ; веществ; владеет классическими и современными методами анализа способен к постановке эксперимента, анализу и оценке лабораторных исследований; владеет знаниями о закономерностях развития органического мира и химических основах биорегуляции организмов; владеет навыками оценки агрессивности химической среды и решениями по обеспечению безопасного устойчивого взаимодействия человека с природной средой. В результате изучения дисциплины магистрант должен; 13 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 14 из 138 знать: - строение, физические и химические свойства основных классов соединений, участвующих в регуляции обменных процессов в организме; основные биохимические процессы, протекающие в организмах и основы биорегуляции организмов; основные методы идентификации, химического синтеза и исследования структуры биорегуляторов ; основные уровни регуляции обмена веществ и энергии в организме; уметь: синтезировать, выделять, химически идентифицировать и устанавливать структуру биологически важных соединений; проводить анализ биоорганических соединений с использованием физико-химических методов исследования; владеть: знаниями о закономерностях развития органического мира и химических основах биорегуляции организмов; знаниями о зависимости биологической активности соединений от их строения; лабораторными навыками и умениями при работе с биологическим материалом; способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы). Образовательные технологии В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий используются следующие образовательные технологии: лекции (традиционная лекция с визуализацией, проблемная лекция с визуализацией – использование активных и интерактивных форм проведения (компьютерные презента14 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 15 из 138 ции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций), практика (репродуктивные и исследовательские лабораторные работы), дискуссии (диалог, конференция, выступление), исследование (анализ конкретных ситуаций). При организации самостоятельной работы занятий используются следующие образовательные технологии: исследование (подготовка письменных аналитических работ), активизация творчества (использование компьютерных технологий, информационный поиск), самообучение (индивидуальная и групповая самостоятельная работа), решение практических задач: расчетных примеров, кейсов (в качестве индивидуального задания). 15 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 16 из 138 I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА Тема 1. Биохимия как одна из составляющих физико-химической биологии. Методы биохимических исследований (1 час) Тема 2. Химический состав организмов. Характеристика основных классов органических соединений, представленных в живых организмах, и общее понятие об обмене веществ и энергии в биосфере (1 час) Тема 3. Белки. Классификация, свойства, функции (1 час) Тема 4. Ферменты. Классификация, механизм действия(1 час) Тема 5. Витамины и другие биоактивные соединения (1 час) Тема 6. Нуклеиновые кислоты и их обмен (1 час) Тема 7. Обмен белков. Пути распада и синтеза (1 час) Тема 8. Углеводы и их обмен (1 час) Тема 9. Липиды и их обмен (0,5 ч) Тема 10. Биологическое окисление и синтез АТФ (0,5 ч) Тема 11. Гормоны и их роль в обмене веществ (1 час) Тема 12. Водный и минеральный обмен (1 час) Тема 13. Взаимосвязь и регуляция обмена веществ (1 час) II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ Занятие 1. Предмет, задачи и методы биохимии (2 часа) Занятие 2. Аминокислоты. Пептиды. Белки. Структура, свойства, функции. Выделение и очистка (2 часа) Занятие 3. Цветные реакции на аминокислоты и белки (2 часа) Строения и свойства аминокислот. Пептиды. Аминокислотный состав белков. Занятие 4. Реакции осаждения белков (2 часа) 16 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 17 из 138 Разделение альбуминов и глобулинов методом высаливания и диализа. Количественное определение белков. Занятие 5. Контрольная работа (2 часа) Аминокислоты. Пептиды, белки. Занятие 6-7. Ферменты. Классификация, механизм действия (4 часа) Занятие 8. Качественные пробы на присутствие ферментов (2 часа) Качественные пробы на присутствие ферментов. Определение активности каталаз. Занятие 9. Сравнение ферментативного и кислотного гидролиза крахмала (2 часа) Ферменты, строение, свойства, механизм действия. Занятие 10-11. Витамины. Классификация, коферментная функция (4 часа) Занятие 12. Контрольная работа (2 часа) Ферменты, строение, свойства, классификация. Занятие 13-14. Качественные реакции на витамины (4 часа) Витамины как коферменты. Занятие 15. Структура и обмен нуклеиновых кислот (2 часа) Строение нуклеиновых кислот, Нуклеотидов и нуклеозидов. Занятие 16. Выделение ДНК - протеинов из селезенки. Определение дезоксирибозы (2 часа) Занятие 17-18. Углеводы и обмен углеводов (4 часа) Занятие 19. Превращение углеводов в организме человека (2 часа) Занятие 20. Контрольная работа (2 часа) Углеводы и их обмен. Занятие 21. Липиды и обмен липидов (2 часа) Выделение нейтральных и полярных липидов из желтка яиц. Структура, свойства, биологическая роль липидов. 17 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 18 из 138 Тонкослойная хроматография фракций нейтральных и полярных липидов. Биологические мембраны и их функции Обмен и функции липидов. Структура, свойства, биологическая роль липидов. Переваривание и всасывание липидов пищи. Занятие 22. Выделение холестерола из мозга. Качественные реакции на холестерол (2 часа) Занятие 23. Контрольная работа (2 часа) Липиды их обмен. Занятие 24. Гормоны. Классификация, механизм действия (2 часа) Гормоны. Химическая природа, классификация. Молекулярные механизмы действия гормонов. Вторичные посредники действия гормонов. Семинар: « Классификация гормонов и механизм их действия». Реферативные сообщения: Пепдидные стероидные гормоны. Гормональная регуляция обмена веществ. Занятие 25. Качественные пробы на присутствие гормонов (2 часа) Гормональная регуляция обмена веществ. Занятие 26. Регуляция обмена веществ (2 часа) Уровни регуляции обмена веществ. Проблемы экологической биохимии. III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА В рамках читаемого курса предусмотрены следующие виды контроля: 1. текущий контроль; 2. рубежный контроль; 3. итоговый контроль. Проверка знаний студентов осуществляется на практических занятиях (текущий контроль), а по отдельным разделам следует проводить рубежный контроль знаний студентов в форме коллоквиумов, что позволяет при индивидуальном обсуждении со студентами выявить степень их подготовленно18 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 19 из 138 сти. Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей Примерные вопросы к зачету Белки 1. Аминокислотный состав белков 2. Первичная структура белков. Методы ее определения. 3. Вторичная структура белков. Классификация белков по элемен- там вторичной структуры. 4. Надвторичная структура белков. Домены в белках. 5. Третичная структура белковой молекулы. Самоорганизация бел- ковой глобулы. Белки – шапероны. 6. Четвертичная структура белков. Протомеры и мультимеры. Стро- ение гемоглобина и лактатдегидрогеназы. 7. Структурная и функциональная классификация белков. Ферменты и витамины 1. Ферменты как катализаторы биологической природы. Энзимы, рибозимы, абзимы и гибридозимы. 2. Строение ферментов. Субстратный, каталитический и аллостери- ческий центры ферментов. Специфичность действия ферментов. 3. Механизм действия ферментов (на примере химотрипсина). 4. Номенклатура и классификация ферментов. 5. Оксидоредуктазы. Коферменты оксидоредуктаз. Цитохром Р-450. Гликолатоксидаза, каталаза. 6. Трансферазы, их общая характеристика и представители. 7. Гидролазы, их общая характеристика и представители. 8. Лиазы, их общая характеристика и представители. 9. Лигазы, их общая характеристика и представители. 19 Разработчик: Жукова Н.И. 10. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 20 из 138 Водорастворимые витамины. Их роль в обмене веществ, связь с ферментами. 11. Жирорастворимые витамины и их роль в обмене веществ. Нуклеиновые кислоты и их обмен 1. Общая характеристика структуры и функций ДНК и РНК. 2. Нуклеозиды и нуклеотиды. 3. Принцип комплементарности и его реализация в строении нукле- иновых кислот, репликации и транскрипции. 4. Строение и внутриклеточная локализация ДНК. Структура хро- матина. 5. Вторичная структура нуклеиновых кислот. Полиморфизм вто- ричной структуры ДНК. 6. Классификация рибонуклеиновых кислот. Общая характеристика видов РНК и их функций. 7. Структура и функции транспортных РНК. 8. Структура и функции рибосомальных РНК. 9. Структура и функции матричных РНК. 10. Дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы. Характеристика отдель- ных представителей. Полинуклеотидфосфорилаза. 11. Распад нуклеотидов. Путь деструкции пиримидиновых основа- 12. Распад нуклеотидов. Путь деструкции пуриновых оснований. 13. Биосинтез пиримидиновых оснований. 14. Биосинтез ДНК. Механизм репликации ДНК бактерий. Реплика- ний. тивная вилка. Ферменты и белковые факторы репликации у прокариот. 15. Транскрипция и процессинг мРНК. Регуляция транскрипции. 20 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 21 из 138 Белковый обмен 1. Распад белков. Ферменты, принимающие участие в распаде бел- 2. АТФ - зависимый протеолиз. Роль убиквитина и протеасом в рас- ков. паде белков. 3. Пути распада аминокислот в организме. 4. Конечные продукты распада азотсодержащих соединений. Орни- тиновый цикл. 5. Пути синтеза аминокислот в организме. Первичные аминокисло- ты, заменимые и незаменимые аминокислоты. 1. Современные представления о структуре рибосом. 2. Аминоацил-тРНК-синтетазы, их свойства и функции. 3. Инициация биосинтеза белка. 4. Процессы элонгации и терминации при биосинтезе белков в ри- босомном аппарате клетки. 5. Роль РНК, макроэргических соединений и белковых факторов в биосинтезе белков. 6. Код белкового синтеза. История его открытия и современное представление о нем. Вопросы к экзамену Белки 1. Методы выделения белков из биологического материала. Ме- тоды фракционирования белков: Высаливание, осаждение солями тяжелых металлов, электрофорез, гельфильтрация. 2. Аминокислотный состав белков. Методы гидролиза белков до аминокислот. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Роль биотехнологии в производстве незаменимых аминокислот. 3. Физико-химические свойства белков. Денатурация белков. Поня21 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 22 из 138 тие о нативном белке. 4. Способ связи аминокислот в белковой молекуле. Работы А.Я. Да- нилевского и Э.Фишера. Пептиды. Методы синтеза пептидов. Природные пептиды и их биологическое значение. 5. Тонкое строение полипептидной цепи. Доказательства полипеп- тидной теории строения белка. 6. Классификация белков. Простые и сложные белки. Классифика- ция белков по форме молекулы, аминокислотному составу, растворимости и функциональной активности. Примеры белков. 7. Первичная структура белков. Методы определения первичной структуры белка. 8. Вторичная структура белкой. Понятие об альфа- и бета – кон- формациях полипептидной цепи. Параметры альфа – спирали. Силы, удерживающие полипептидную цепь в альфа - конформации. Степень спирализации полипептилных цепей белков. 9. Третичная структура белков. Типы связей, обеспечивающих под- держание третичной структуры белковой молекулы. 10. Четвертичная структура белков. Понятие о протомерах и муль- тпмерах. Примеры четвертичной структуры белков. Типы связей между протомерами. Понятие о самосборке биологических структур. Ферменты 1. Строение и свойства ферментов и механизм их действия на при- мере АХЭ. Использование ферментативных препаратов в промышленности, медицине и сельском хозяйстве. 2. Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика гид- ролаз. 3. Оксидоредуктазы. Строение, действие, примеры. 4. Трансферазы. Строение, действие, примеры. 22 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания 5. Лиазы. Строение, действие, примеры. 6. Изомеразы. Строение, действие, примеры. 7. Лигазы. Строение, действие, примеры. Лист 23 из 138 Нуклеиновые кислоты 1. Химический состав нуклеиновых кислот. Нуклеозиды, нуклеоти- 2. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Молекулярная масса, ды. химический состав, структура, функции. 3. Рибонуклеиновая кислота (РНК). Сравнительная характеристика видов РНК по молекулярной массе, нуклеотидному составу, локализации и функциям. Витамины и коферменты 1. Коферменты. Химическая природа и механизм действия некото- рых коферментов. 2. Витамины. История их открытия. Роль витаминов в питании че- ловека и животных. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы. Классификация витаминов. 3. Водорастворимые витамины. Их роль в обмене веществ. Пред- ставители. Краткая характеристика. 4. Жирорастворимые витамины. Их роль в обмене веществ. Пред- ставители. Краткая характеристика. Обмен нуклеиновых кислот 1. Пути распада нуклеиновых кислот. Классификация и характери- стика типов нуклеаз. Деструкция нуклеозидфосфатов. Конечные продукты распада пуриновых и пирамидиновых оснований у представителей различных классов животных. 2. Механизм биосинтеза ДНК. Ферменты, участвующие в процессе репликации ДНК, и их функции на определенных этапах биосинтеза ДНК. 23 Разработчик: Жукова Н.И. 3. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 24 из 138 Биосинтез РНК. Строение, свойства и механизм действия РНК- полимеразы. Локализация биосинтеза РНК в клетке. Обмен белков 1. Пути распада белков в организме. Ферменты, принимающие уча- стие в распаде белков. Их классификация и характеристика. 2. Метаболизм аминокислот. Преобразования аминокислот по ами- ногруппе и карбоксильной группе, механизм соответствующих реакций и характеристика ферментов в них участвующих. 3. Конечные продукты распада азотосодержащих соединений. Ор- нитиновый цикл — путь связывания аммиака в организме. 4. Пути новообразования аминокислот и их соотношение из различ- ных классов организмов. 5. Матричная теория биосинтеза белков. Общая схема матричного биосинтеза белков. Перенос вещества, энергии и информации. 6. Строение и виды рибосом. Рабочий цикл рибосомы. 7. Код белкового синтеза. История его открытия. Характеристика биологического кода. 8. Регуляция биосинтеза белков. Обмен углеводов 1. Пути распада углеводов в организме. Гидролиз и фосфоролиз по- лисахаридов. 2. Общая схема обмена углеводов. 3. Аэробный распад глюкозы. Биологический смысл аэробного расщепления глюкозы. 4. Анаэробныи распад глюкозы. Биологический смысл анаэробного расщепления глюкозы. 5. Реакции цикла Кребса. 6. Спиртовое брожение глюкозы. Химизм процесса и его биологи24 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 25 из 138 ческое значение. 7. Механизм первичного биосинтеза углеводов в процессе фотосин- 8. Синтез простых и сложных углеводов в гетеротрофных организ- теза. мах. Обмен липидов 1. Распад жиров в организме. Продукты распада и их дальнейшие превращения. 2. Биосинтез высших жирных кислот, триглицеридов и фосфолипи- 3. Фосфолипиды. Состав, структура и функции. дов. Биологическое окисление 1. Биологическое окисление. Ферменты системы, обеспечивающие перенос водорода на кислород при биологическом окислении. 2. Пути биосинтеза АТФ. Значение АТФ. Взаимосвязь обменов веществ 1. Взаимосвязь обмена жиров и углеводов. Химические процессы при переходе первых во вторые и обратно. 2. Взаимосвязь обмена белков и углеводов. Химические процессы при переходе первых во вторые и обратно. IV.ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ Учебным планом курсовые работы и рефераты не предусмотрены. 25 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 26 из 138 V. УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. 4. Комов, В.П. Биохимия: учеб. для вузов / В.П. Комов, В.Н.Шведова М.: Дрофа, 2004. – 638 с. 5. Кольман Я. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К.-Г.Рем. - М.: Мир; БИНОМ., 2009 – 469 с. 6. Филиппович, Ю.В. Основы биохимии: учеб. для вузов / Ю.В.Филиппович, Н.И.Ковалевская. — М.: Издат. центр «Академия», 2009. — 495 с. 7. Филиппович, Ю.Б. Биохимические основы жизнедеятельности человека / Ю.В. Филиппович, А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова, Н.М. Кутузова. М.: Владос, 2005 – 320 с. 8. Коничев, А.С. Биохимия и молекулярная биология: словарь термнов / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова. - М.: Дрофа, 2008. Дополнительная литература 1. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 2. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. 26 Разработчик: Жукова Н.И. 3. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 27 из 138 Тюкавкина, Н.А. Биоорганическая химия: учебн. для вузов / Н.А. Тю- кавкина, Ю.И. Бауков. – М.: Дрофа, 2004. – 544 с. Электронные информативные образовательные ресурсы http://znanium.com Северин Е.С., Зыкова Е.С. Биологическая химия: для высшего медицинского и фармацевтического образования. – Т. 14. – М.: Русский врач, 2005.- 362. http://znanium.com Ауэрман Т.Л. Основы биохимии: Учебное. - М.: НИЦ Инфра-М, 2013. - 400 с. http://znanium.com Сироткин О.С. Эволюция теории химического строения вещества А.М. Бутлерова в унитарную теорию строен. химич. соед. (осн. един. химии): Монография - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013 - 247с. 27 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 28 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 28 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 29 из 138 Тема 1. Биохимия как одна из составляющих физико-химической биологии. Методы биохимических исследований (1 час), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Активные методы обучения: - элементы лекции-дискуссии - демонстрация слайдов по истории развития биохимии Цель – раскрыть значение биохимии в системе естественных наук План 1. Биохимия – наука о качественном составе. 2. Физико-химические биологические методы в биохимии. 3. Биологические методы в биохимии. Краткое содержание лекции: Биохимия – наука о качественном составе, количественном содержании и преобразованиях в процессе жизнедеятельности соединений, образующих живую материю. История возникновения биохимии и ее роль в становлении молекулярной биологии, генной инженерии и биотехнологии. Основные этапы развития и достижения биохимии и молекулярной биологии, роль отечественных ученых в развитии этих наук (работы А. Я. Данилевского, А. Н. Баха, Н. И. Лунина, И. П. Павлова, А. Н. Белозерского, В. А. Энгельгардта, А. А. Баева, Ю. А. Овчинникова и др.). Взаимосвязь биохимии с биофизикой, биоорганической химией и молекулярной биологией. Значение биохимии для развития биологии, медицины, сельского хозяйства, генетики, экологии и биотехнологии. Физико-химические и биологические методы в биохимии. Разработка скоростных и автоматизированных методов биохимического анализа структуры и синтеза основных биополимеров и их значение для возникновения биоинформатики, геномики и протеомики. 29 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 30 из 138 Проблемные вопросы для лекции – дискуссии. 1. Физико-химические и биологические методы в биохимии. 2. Взаимосвязь биохимии с биофизикой, биоорганической химией и молекулярной биологией. 3. Значение биохимии для развития биологии, медицины, сельского хозяйства, генетики, экологии и биотехнологии. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 4. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 5. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Биохимия – наука о качественном составе. 2. Физико-химические биологические методы в биохимии. 3. Биологические методы в биохимии. Тема 2. Химический состав организмов. Характеристика основных классов органических соединений, представленных в живых организ30 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 31 из 138 мах, и общее понятие об обмене веществ и энергии в биосфере (1 час), с использованием метода активного обучения – лекция с элементами дискуссии Цель - изучить химический состав организмов: 1.Рассмотреть характеристику основных классов органических соединений. 2.Рассмотреть общее понятие об обмене веществ и энергии в биосфере. План 1. Химический состав организмов. 2. Основные классы органических соединений, представленных в живых организмах. 3.Обмен веществ и энергии в биосфере. Краткое содержание лекции: Постоянно и иногда встречающиеся в живых организмах элементы. Понятие о главных биогенных элементах. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Закономерности распространения элементов в живой природе. Биогеохимический круговорот веществ в природе – основа сохранения биосферы. Загрязнения природной среды и биохимические методы их тестирования. Зависимость между увеличением концентрации элементов в среде и накоплением их в живых организмах. Содержание нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов, минеральных веществ и других соединений в организме человека, животных и растений. Пластические и энергетические вещества. Биоактивные соединения, их место и роль в живой природе. Понятие о пестицидах и их видах. Активные методы обучения: - элементы лекции-дискуссии - демонстрация слайдов Проблемные вопросы для лекции-дискуссии: 31 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 32 из 138 1. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы. 2. Закономерности распространения элементов в живой природе. 3. Биогеохимический круговорот веществ в природе – основа со- хранения биосферы. 4. Загрязнения природной среды и биохимические методы их тести- рования. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 6. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 7. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Химический состав организмов. 2. Основные классы органических соединений, представленных в живых организмах. 3. Обмен веществ и энергии в биосфере. Тема 3. Белки (1 час), с использованием метода активного обучения – ведомая лекция 32 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 33 из 138 Цель - изучить строение и функции белков: 1. Рассмотреть роль белков в построении и функционировании жи- вых систем. 2. Рассмотреть понятие о протеоме. План 1. Строение и функции белков. 2. Роль белков в построении и функционировании живых систем. 3. Протеом, понятие. Краткое содержание лекции: Методы выделения и очистки белков. Выделение белков из биологического материала, химический синтез белков, возможности и перспективы белковой инженерии. Аминокислотный состав белков. Способ связи аминокислот в белковой молекуле (работы А.Я. Данилевского и Э. Фишера). Пептиды. Природные пептиды (глутатион, вазопрессин, энкефалины и др.) и их физиологическое значение. Синтез пептидов заданного строения и возможности их применения. Компьютерные банки данных о первичной структуре. Эволюция первичной структуры белков (на примере цитохромов). Вторичная структура белков. Понятие об - и -конформациях полипептидной цепи. Параметры α-спирали полипептидной цепи. Другие виды спиралей (310, ). Связь между первичной и вторичной структурой белков. Классификация белков по элементам вторичной структуры белковой молекулы. Надвторичные структуры. Домены. Понятие о структурных и функциональных доменах (на примере иммуноглобулинов и ферментов). Третичная структура белков, методы ее определения. Типы связей, обеспечивающих поддержание третичной структуры. Динамичность третичной структуры белков. Самоорганизация третичной структуры белковой мо33 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 34 из 138 лекулы и роль, специфических белков-шаперонов в организации пространственной структуры белков. Предсказание третичной структуры белков, исходя из их первичной структуры. Четвертичная структура белков. Субъединицы (протомеры) и эпимолекулы (мультимеры). Конкретные примеры четвертичной структуры белков (гемоглобин, лактатдегидрогеназа и др.). Типы связей между субъединицами в эпимолекуле. Номенклатура и классификация белков. Функциональная классификация белков и характеристика отдельных групп: структурных, сократительных, защитных, рецепторных и регуляторных белков. Белки (металлотионеины, цитохром Р450 и др.) как детоксиканты ксенобиотиков. Проект «Протеом человека». Целью проекта «Геном человека», завершенного в 2001-2003 годах, было секвенирование последовательности нуклеотидов всего генома. Активные методы обучения: - ведомая лекция – беседа - демонстрация слайдов Проблемные вопросы для ведомой лекции – беседы: 1. Структура белковой молекулы. 2. Доказательства полипептидной теории строения белков. 3. Первичная структура белков, методы ее определения. 4. Автоматические и молекулярно-генетические методы определе- ния первичной структуры белков. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 34 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 35 из 138 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 8. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 9. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Строение и функции белков. 2. Роль белков в построении и функционировании живых систем. 3. Протеом, понятие. Тема 4. Ферменты (1 час), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Цель – показать роль биологических катализаторов в процессах жизнедеятельности План 1. Каталитическая функция белков. 2. Открытие рибозимов и их роль в биокатализе. 3. Коферменты. 4. Мультиэнзимные комплексы и метаболоны. Краткое содержание лекции: Каталитическая функция белков. Различия в свойствах ферментов и катализаторах иной (небелковой природы). Роль отечественных ученых (И. П. 35 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 36 из 138 Павлова, А. Е. Браунштейна, В. А. Энгельгардта и др.) в развитии энзимологии. Открытие рибозимов и их роль в биокатализе. Понятие окаталитически активных антителах (абзимах) и гибридозимах. Коферменты. Коферменты – переносчики водорода и электронов (ФМН, ФАД, НАД, НАДФ) и атомных групп (НДФ-сахара, АТФ и др.). Понятие о субстратном и аллостерическом центрах в молекуле ферментов. Ферменты-мономеры (трипсин, лизоцим) и мультимеры (протеинкиназы). Множественные формы ферментов. Генетические и эпигенетические причины возникновения множественных форм ферментов. Значение исследований множественных форм ферментов для медицины, генетики, селекции и мониторинга окружающей среды. Мультиэнзимные комплексы и метаболоны. Полифункциональные ферменты. Механизм действия ферментов. Фермент-субстратные комплексы. Константа диссоциации фермент-субстратного комплекса (Кs) и константа Михаэлиса (Кm). Активаторы и ингибиторы ферментов. Номенклатура ферментов. Систематические и рабочие (рекомендуемые) названия ферментов. Шифры ферментов. Классификация ферментов. Классы ферментов. Оксидоредуктазы. Характеристика важнейших свойств и коферментов оксидоредуктаз. Первичные и вторичные дегидрогеназы, оксидазы, оксигеназы и цитохромы. Трансферазы. Трансферазы, переносящие ацильные остатки (холинацетилтрансфераза).Гликозилтрансферазы (гликогенфосфорилаза). Аминотрансферазы (аспартат--кетоглутарат аминотрансфераза). Фосфотрансферазы (гексокиназа, протеинкиназы). 36 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 37 из 138 Гидролазы. Липазы, пептид-гидролазы, фосфатазы. Лиазы. Углерод-углерод-лиазы (пируватдекарбоксилаза). Углерод-азотлиазы (аспартаза). Изомеразы. Триозофосфатизомераза, альдозомутаротаза и другие представители. Лигазы (синтетазы). Лигазы, катализирующие синтез С–С – связи (оксалоацетатсинтетаза), С-N – связи (пантотенатсинтетаза), С–S – связи (ацетилкоэнзим А-синтетаза). Промышленное получение и использование ферментов. Иммобилизованные ферменты. Применение ферментов в генетической инженерии. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 10. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 11. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Каталитическая функция белков. 2. Открытие рибозимов и их роль в биокатализе. 37 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 38 из 138 3. Коферменты. 4. Мультиэнзимные комплексы и метаболоны. Тема 5. Витамины и другие биоактивные соединения (1 час), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Цель – изучить строение и функции витаминов План 1. История открытия витаминов. 2. Жирорастворимые витамины. 3. Водорастворимые витамины. Краткое содержание лекции: История открытия витаминов. Роль витаминов в питании человека и животных. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы. Взаимосвязь витаминов и коферментов. Классификация и номенклатура витаминов. Витамерия. Жирорастворимые витамины. Витамин А и его роль в организме. Витамины D1, D2 и D3 в фосфорно-кальциевом обмене. Водорастворимые витамины. Витамины В1, В 2 , В 3, В 5 , В 6 и их значение в обмене веществ. Витамин С (аскорбиновая кислота), строение и роль в обмене веществ. Витамин Р (рутин). Взаимообусловленность действия витаминов С и Р. Другие биоактивные соединения: антивитамины, антибиотики, ростовые вещества, фитонциды (важнейшие представители и механизмы их действия). Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 38 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 39 из 138 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 12. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 13. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. История открытия витаминов. 2. Жирорастворимые витамины. 3. Водорастворимые витамины. Тема 6. Нуклеиновые кислоты и их обмен (1 час) Цель – показать роль нуклеиновых кислот в процессе жизнедеятельности организмов План 1. Генетическая инженерия. 2. ДНК: строение, функции. 3. Нуклеиновые кислоты: строение, функции. 4. Нуклеиновые кислоты и их обмен. Введение в генетическую инженерию с использованием методов активного обучения (проводится в форме лекции беседы) Краткое содержание лекции: 39 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 40 из 138 История открытия и изучения нуклеиновых кислот, их химический состав. Пуриновые и пиримидиновые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. Два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Различия между ДНК и РНК по составу азотистых оснований, пентозам, молекулярной массе, локализации в клетке и функциям. ДНК. Содержание ДНК в организме и ее локализация в клетке (ядро, митохондрии, хлоропласты, плазмиды). Размеры и формы молекул ДНК. Кольцевые молекулы ДНК бактерий, некоторых вирусов и фагов, митохондрий и хлоропластов. Нуклеотидный состав ДНК. Первичная структура ДНК и методы ее определения. Работы Ф. Сангера. Достижения и перспективы в расшифровке структуры генов про- и эукариот, вирусов и бактнриофагов. Болезни, вызываемые ДНК-содержащими вирусами. Проект «Геном человека». Вторичная структура ДНК (модель Дж. Уотсона и Ф. Крика). Принцип комплементарности и его значение для воспроизведения структуры геномов. Полиморфизм вторичной структуры ДНК (A-, B-, C- , Z – формы ДНК). Третичная структура ДНК. Сверхспирализация ДНК. Структура хроматина. Гистоны и негистоновые белки хроматинов. Строение нуклеосомы. Уровни конденсации хроматина. Эухроматин и гетерохроматин. Мутации в ДНК и факторы их вызывающие. Механизмы исправления повреждений (репарации) ДНК. Ферменты репарации ДНК. Понятие об апоптозе. РНК. Виды РНК (тРНК, рРНК, мРНК, мя РНК, тм РНК, вирусные РНК). Сравнительная характеристика видов РНК по молекулярной массе, коэффициенту седиментации, нуклеотидному составу, локализации и функциям в клетке. Многообразие функций РНК. 40 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 41 из 138 Структура и функции тРНК. Первичная, вторичная и третичная структура тРНК. Изоакцепторные тРНК. Структура и функции рРНК(23- 28S, 16-18S, 5S, 5,8S рРНК). Структура мРНК у прокариот и эукариот. Мозаичное строение генов эукариот и функциональные участки зрелых (процессированных) молекул мРНК. Вирусные РНК. РНК-содержащие вирусы. Ретровирусы. Распад нуклеиновых кислот до свободных нуклеотидов. Виды нуклеаз и их специфичность. Полинуклеотидфосфорилаза и значение данного фермента для расшифровки генетического кода. Рестриктазы, их биологическая роль и использование для расшифровки структуры ДНК. Пути распада нуклеотидов. Конечные продукты распада пуриновых и пиримидиновых оснований. Биосинтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Биосинтез (репликация) ДНК. Полуконсервативный принцип репликации ДНК. Ферменты (ДНК-полимеразы, РНК-полимераза, ДНК-лигаза, ДНКтопоизомераза) и белковые факторы (Dna-A, Dna-В, SSB –белки и др.) принимающие участие в репликации ДНК. Схема репликации кольцевых и линейных двуцепочечных молекул ДНК. Вилки репликации и этапы биосинтеза ДНК. Скорость и точность репликации ДНК. Теломерные повторы ДНК и их наращивание. ДНК-теломеразы. Биосинтез РНК (транскрипция). Строение, свойства и механизм действия РНК-полимераз. Единицы транскрипции (транскриптоны). Строение и регуляция активности оперонов бактерий. Многообразие факторов транскрипции у эукариот. Созревание (процессинг) РНК. Процессинг тРНК и рРНК. Процессинг мРНК (кэпирование, сплайсинг, полиаденилирование). Понятие об альтернативном сплайсинге. «Редактирование» РНК. 41 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 42 из 138 Понятие об обратной транскрипции. РНК-зависимая ДНК-полимераза (ревертаза), распространение и функции данного фермента. РНК-зависимая РНК-полимераза (репликаза) и ее роль в биосинтезе РНК у бактериофагов. Введение в генетическую инженерию. Понятие о рекомбинантных ДНК. Генетическая инженерия как технология получения функционально активных генетических структур. Различные стратегии получения рекомбинантных ДНК. Определение нуклеотидных последовательностей ДНК (метод Сангера – Коулсена и его модификации). Геномика и ее достижения. Химико-ферментативный синтез генов. Работы Х.-Г. Корана. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 14. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 15. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Генетическая инженерия. 42 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 43 из 138 2. ДНК: строение, функции. 3. Нуклеиновые кислоты: строение, функции. 4. Нуклеиновые кислоты и их обмен. Тема 7. Обмен белков (1 час), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Цель – рассмотреть строение и свойства белков и показать участие их в процессе передачи наследственной информации роль белков План 1. Белки: строение, свойства. 2. Распад белков. 3. Код белкового синтеза, история его открытия. Краткое содержание лекции: Распад белков. Характеристика ферментов, осуществляющих распад белков. АТФ-зависимый протеолиз и роль убиквитина в этом процессе. Протеасомы – комплексы протеолитических ферментов. Ограниченный протеолиз как источник возникновения функционально активных белков и пептидов. Метаболизм аминокислот. Конечные продукты распада аминокислот и пути связывания аммиака в организме. Орнитиновый цикл. Пути новообразования аминокислот. Первичные и вторичные аминокислоты. Биосинтез белков. Нематричный (мультиэнзимный) механизм синтеза белков. Матричная теория биосинтеза белков (трансляция мРНК). Этапы биосинтеза белка и его регуляция. Активирование аминокислот. Свойства аминоацил-тРНК-синтетаз и синтез аминоацил-тРНК. Современные представления о строении рибосом. Состав прокариотических и эукариотических рибосом. Полирибосомы. Этапы трансляции (инициация, элонгация, терминация) 43 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 44 из 138 и белковые факторы, принимающие участие в их осуществлении. Роль различных видов РНК в осуществлении трансляции. Код белкового синтеза, история его открытия. Особенности генетического кода митохондрий и хлоропластов. Перепрограммирование трансляции. Функции тмРНК. Особенности регуляции трансляции у высших эукариот. Информосомы (работы А. С. Спирина) как формы существования мРНК. Трансмембранный перенос белков, котрасляционные и посттрансляционные модификации белков. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 16. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 17. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Белки: строение, свойства. 2. Распад белков. 3. Код белкового синтеза, история его открытия. 44 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 45 из 138 Тема 8. Углеводы и их обмен (1 час), с использованием методов активного обучения – лекция-беседа Цель – рассмотреть строение, свойства и метаболизм углеводов План 1. Углеводы, классификация углеводов. 2. Функции углеводов. 3. Обмен глюкозо-6-фосфата. 4. Обмен пировиноградной кислоты. 5. Биосинтез углеводов. Краткое содержание лекции: Классификация углеводов. Простые углеводы (моносахариды) и их важнейшие представители (рибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза). Сложные углеводы. Дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза). Полисахариды, их структура и отдельные представители (гликоген, крахмал, хитин, клетчатка). Функции углеводов (энергетическая, метаболическая, рецепторная и др.). Гликопротеины групп крови. Обмен углеводов. Пути распада полисахаридов. Ферменты распада полисахаридов и олигосахаридов (амилазы, фосфорилазы, гликозидазы). Регуляция фосфоролиза полисахаридов при участии G-белков, цАМФ и протеинкиназ. Обмен глюкозо-6-фосфата (дихотомический и пентозофосфатный путь). Обмен пировиноградной кислоты. Гликолиз. Спиртовое брожение. Мультиэнзимный комплекс окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Цикл трикарбоновых и дикарбоновых кислот, его роль в обмене веществ. Биосинтез углеводов. Понятие о первичном биосинтезе углеводов у зеленых (фотосинтезирующих) растений. Рибулозо-1,5-дифосфат как акцептор углекислого газа. Глюконеогенез, роль фосфоенолпируваткарбоксилазы и фруктозо-1,6-дифосфатазы в этом процессе. 45 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 46 из 138 Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 18. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 19. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Углеводы, классификация углеводов. 2. Функции углеводов. 3. Обмен глюкозо-6-фосфата. 4. Обмен пировиноградной кислоты. 5. Биосинтез углеводов. Тема 9. Липиды и их обмен (0,5 ч), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Цель – рассмотреть классификацию липидов и показать роль их в процессах жизнедеятельности План 1. Общая характеристика и классификация липидов. 2. Обмен жиров. 46 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 47 из 138 3. Механизм биосинтеза высших жирных кислот. 4. Воски, их строение, функции и представители. 5. Фосфолипиды. 6. Гликолипиды. Краткое содержание лекции: Общая характеристика и классификация липидов. Структурное и функциональное разнообразие липидов. Роль липидов в построении биологических мембран. Обмен жиров. Обмен глицерина. Окисление высших жирных кислот. Механизм - окисления. Глиоксилевый цикл и его роль во взаимосвязи обмена липидов и углеводов. Механизм биосинтеза высших жирных кислот. Строение и механизм действия ацетил-КоА-карбоксилазы и синтазы высших жирных кислот. Биосинтез триглицеридов. Нарушения в обмене жиров. Воски, их строение, функции и представители (спермацет, пчелиный воск). Стериды. Стеролы (холестерол, эргостерол и др.). Структура и функции стероидов (холевая кислота, стероидные гормоны). Фосфолипиды: многоатомные спирты и жирные кислоты, входящие в их состав. Биологическая роль фосфолипидов. Фосфоинозитиды как источники вторичных посредников (инозитол-1,4,5,-трифосфата и диацилглицерола) гормонов. Гликолипиды. Структура и функции цереброзидов и ганглиозидов. Структура и функции липопротеинов, их использование в медицинской биохимии. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 47 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 48 из 138 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 20. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 21. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Общая характеристика и классификация липидов. 2. Обмен жиров. 3. Механизм биосинтеза высших жирных кислот. 4. Воски, их строение, функции и представители. 5. Фосфолипиды. 6. Гликолипиды. Тема 10. Биологическое окисление и синтез АТФ (0,5 ч), с использованием метода активного обучения – лекция-беседа Цель – рассмотреть сущность биологического окисления и показать механизм биосинтеза АТФ План 1. История изучения процессов биологического окисления. 2. Системы микросомального окисления в клетке. 3. Сопряжение окисления с фосфорилированием. Краткое содержание лекции: 48 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 49 из 138 История изучения процессов биологического окисления: работы А.Н. Баха, В.И. Палладина, О. Варбурга, В.А. Энгельгардта. Классификация ферментов биологического окисления. Комплексы оксидоредуктаз. Оксигеназы и гидроксилазы. Активные формы кислорода и их воздействие на структуру, и функциональную активность нуклеиновых кислот, белков и липидов. Системы микросомального окисления в клетке. Цитохром Р450 и его роль в детоксикации ксенобиотиков. Защитные функции супероксиддисмутазы и каталазы. Сопряжение окисления с фосфорилированием. Субстратное фосфорилирование и фосфорилирование на уровне электронотранспортной цепи. Понятие о сопрягающей мембране митохондрий (работы П. Митчела и В. П. Скулачева). Строение протонной АТФазы и вероятные механизмы биосинтеза АТФ. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 22. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 23. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. 49 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 50 из 138 Вопросы для самопроверки 1. История изучения процессов биологического окисления. 2. Системы микросомального окисления в клетке. 3. Сопряжение окисления с фосфорилированием. Тема 11. Гормоны и их роль в обмене веществ (1 час), с использованием методов активного обучения (проводится в форме лекции беседы) Цель – рассмотреть роль гормонов в обмене веществ План 1. Гормоны, классификация гормонов. 2. Пептидные гормоны. 3. Адреналин, ауксин, гиббереллины, цитокинины, простогландины, их структура и механизмы действия. Краткое содержание лекции: Классификация гормонов. Стероидные гормоны (кортикостерон, тестостерон, эстрадиол, экдизон и др.) и механизм их действия. Пептидные гормоны. Характеристика инсулина, гормона роста, тиреотропина, гастрина, вазопрессина. Механизм действия пептидных гормонов. Прочие гормоны (адреналин, ауксин, гиббереллины, цитокинины, простогландины), их структура и механизмы действия. Рилизинг-факторы гормонов. Нейрогормоны (эндорфины и энкефалины). Применение гормонов. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 50 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 51 из 138 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 24. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 25. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Гормоны, классификация гормонов. 2. Пептидные гормоны. 3. Адреналин, ауксин, гиббереллины, цитокинины, простогландины, их структура и механизмы действия. Тема 12. Водный и минеральный обмен (1 час) Цель – рассмотреть значение водного и минерального обмена в жизнедеятельности организмов План 1. Содержание воды в клетке, организме. 2. Участие минеральных веществ в формировании структуры биополимеров. 3. Роль минеральных элементов в обмене белков, углеводов, липидов. Краткое содержание лекции: Содержание воды в клетке, организме. Состояние воды в тканях организма. Влияние ионов на степень структурирования воды. Регуляция водного обмена. Участие минеральных веществ в формировании структуры биополимеров. Ферменты-металлопротеины. Значение ионов Mg2+, Mn2+, Zn2+, Ca2+ для 51 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 52 из 138 сборки ферментов-мультимеров и внутриклеточных частиц. Ионы металлов и фермент-субстратные комплексы. Роль минеральных элементов в обмене белков, углеводов, липидов и поддержании буферных систем организма. Тяжелые металлы в пищевых цепях. Понятия о бионеорганической химии, ее проблемы и перспективы развития. Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 26. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 27. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Гормоны, классификация гормонов. 2. Пептидные гормоны. 3. Адреналин, ауксин, гиббереллины, цитокинины, простогландины, их структура и механизмы действия. Тема 13. Взаимосвязь и регуляция обмена веществ (1 час) 52 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 53 из 138 Цель - рассмотреть взаимосвязь обмена веществ и показать пути регуляции обменных процессов в организме План 1. Обмен веществ. 2. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и белков. 3. Взаимосвязь обменов углеводов и липидов. 4. Уровни регуляции обмена веществ. Краткое содержание лекции: Общие представления о взаимосвязи обмена веществ в клетке, организме и популяциях. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и белков. Понятие о ключевых регуляторных белках. Химические аспекты белково-нуклеиновых взаимодействий. Взаимосвязь углеводного и белкового обмена. Роль пировиноградной кислоты и цикла дикарбоновых и трикарбоновых кислот в этой взаимосвязи. Взаимосвязь обменов углеводов и липидов. Роль ацетил-КоА в этом процессе. Понятие о ключевых метаболитах в обмене веществ. Уровни регуляции обмена веществ: клеточный, организменный, популяционный и межвидовой. Клеточный уровень регуляции. Регуляция на уровне транскрипции и клеточных метаболитов (транскрипционный и метаболитный уровни), их взаимодействие. Организменный уровень регуляции. Гормональная регуляция обмена веществ. Каскадный механизм регуляции. Популяционный уровень регуляции. Биохимические аспекты спонтанной и индуцированной изменчивости в популяциях. Межвидовой уровень регуляции. Антибиотики микробов, фитонциды растений, телергоны животных и их влияние на процессы жизнедеятельности. 53 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 54 из 138 Литература Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 28. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 29. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Вопросы для самопроверки 1. Обмен веществ. 2. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и белков. 3. Взаимосвязь обменов углеводов и липидов. 4. Уровни регуляции обмена веществ 54 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 55 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске МАТЕРИАЛЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 55 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 56 из 138 Занятие 1. Предмет, задачи и методы биохимии (2 часа), с использованием метода активного обучения – слайдовые презентации Цель - знакомство со структурой практикума, правилами поведения и техника безопасности в лаборатории. Инструкция по оформлению лабораторных опытов: Все наблюдения и выводы по экспериментальной работе следует заносить в рабочий журнал, отражающий всю работу магистранта. На обложке или первой странице журнала должны быть написаны фамилия магистранта, его инициалы, номер группы и название практикума. Записи в журнале производят непосредственно после проведения опыта. Запись должна содер- жать: 1. Дату выполнения работы. 2. Название темы и название опыта. 3. Цель и значение работы. 4. Ход работы. 5. Уравнения происходящих в опытах реакций. 6. Изменение окраски веществ, выделение и характер осадка. 7. Расчеты, проводимые при выполнении работы. 9. Выводы. Аминокислоты. Пептиды. Белки. Структура, свойства, функции. Выделение и очистка (2 часа) с использованием методов активного обучения (проводится в виде слайдовых презентаций). Цель - изучить строение и физико-химические свойства аминокислот как структурных единиц белков и пептидов и усвоить общие принципы определения содержания белка в биологических жидкостях. Активные методы обучения: 56 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 57 из 138 доклады магистрантов с электронными презентациями на темы: «Аминокислоты», «Пептиды», «Белки». - дискуссия после прослушанного материала Проблемные вопросы для обсуждения: 1.Цветные реакции на аминокислоты и белки. 2. Хроматографическое разделение смеси аминокислот. 3. Осаждение белков из растворов. Высаливание. Денатурация солями тяжелых металлов, минеральными и органическими кислотами, щелочами, алкалоидами. Тепловая денатурация. 4. Диализ. 5.Изоэлектрическая точка белка. 6. Качественные реакции на сложные белки. 7.Количественное определение белка. Построение калибровочного графика. Занятие 2. Аминокислоты. Пептиды. Белки. Структура, свойства, функции. Выделение и очистка (2 часа) Цель - сформировать представление о первичной структуре белковой молекулы. Познакомить со значением реакций гидролиза белков для процессов жизнедеятельности и в медицинской практике. Цветные реакции на аминокислоты и белки. Упражнения Строения и свойства аминокислот. Пептиды. Аминокислотный состав белков. Для проверки исходного уровня знаний выполните следующие задания: 1. Какая из перечисленных аминокислот является нейтральной? А. Гистидин. Б. Аланин. В. Аспартат. Г. Лизин. 2. Выберите аминокислоту, которая не обладает оптической активностью. 57 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 58 из 138 А. Аланин. Б. Цистеин. В. Глицин. Г. Аргинин. 3. Назовите аминокислоту, содержащую кольцо индола. А. Оксилизин. Б. Серин. В. Триптофан. Г. Пролин. Д. Гистидин. 4. Выберите -иминокислоту. А. Оксилизин. Б. Серин. В. Триптофан. Г. Пролин. Д. Гистидин. 5. Олигопептид — это соединение, которое содержит: А. 2 остатка аминокислот. Б. 9 остатков аминокислот. В. 10 остатков аминокислот. Г. 12 остатков аминокислот. 6. Белок — это соединение, которое содержит: А. 15 остатков аминокислот. Б. 28 остатков аминокислот. В. 49 остатков аминокислот. Г. 120 остатков аминокислот. 7. Какие функции присущи только белкам? А. Энергетическая. Б. Каталитическая. В. Буферная. Г. Структурная. Занятие 3. Цветные реакции на аминокислоты и белки (2 часа) Цель - изучить строение и физико-химические свойства аминокислот и методы их определения с помощью качественных реакций Проблемные вопросы для обсуждения: 58 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 59 из 138 1. Аминокислоты, классификация. Общие свойства. Формулы протеиногенных аминокислот, номенклатура. 2. Пептиды, строение. Классификация и биологическая роль пептидов. 3. Белки как класс органических веществ, биологические функции. Классификация белков. 4. Методы количественного определения белка (рефрактометрический, нефелометрический, фотоэлектроколориметрический, спектрофотометрический). Принципы определения, сравнительная характеристика методов, их применение в клинике. 5. Общие принципы спектрофотометрии. Молярный коэффициент экстинкции. Построение калибровочного графика и работа с ним. 6. Количественное определение белка биуретовым методом. Инструкция выполнения опытов: а) Биуретовая реакция Биуретовую реакцию способны давать вещества, которые содержат в молекуле не менее двух пептидных связей – СО – NН- . Раствор любого белка в этой реакции приобретает сине – фиолетовое окрашивание. Порядок выполнения работы В пробирку наливают 1 мл 1% раствора яичного белка, добавляют 0,5 мл 10% раствора едкого натрия и 0,2 мл 1% раствора сернокислой меди. перемешивают. Вывод: б) Ксантопротеиновая реакция Ксантопротеиновая реакция обусловлена нитрованием бензольного кольца, входящего в состав молекул циклических аминокислот – триптофана, тирозина, при этом раствор приобретает желтый цвет. Порядок выполнения работы 59 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 60 из 138 В пробирку наливают 1 мл 1% раствора яичного белка и добавляют 0,3 мл концентрированной азотной кислоты, перемешивают и осторожно кипятят. Вывод: в) Реакция Фоля Растворы белков, имеющих в молекуле аминокислоты, содержащие серу (цистеин и цистин) с реактивом Фоля образуют черный осадок. Порядок выполнения работы В пробирку наливают 0,5 мл 1% раствора яичного белка и добавляют 0,5 мл 10% едкого натра и 2-3 капли 5 % раствора уксуснокислого свинца. перемешивают. Вывод: г) Нингидриновая реакция Растворы белков, молекулы которых построены из α- аминокислот при нагревании с нингидрином образуют синее окрашивание. Порядок выполнения работы Берут две пробирки. В первую помещают 0,5 мл 0,1% раствора глицина, во вторую – 0,5 мл 1% раствора яичного белка. В обе пробирки добавляют по 2-3 капли 0,1% раствора нингидрина и нагревают. Вывод: Рефлексия 1.Записать формулу глицина и подчеркнуть функциональные группы. Объяснить почему глицин относится к α- аминокислотам. 2.Записать образование дипептида между глицином и аланином. Подчеркнуть пептидную связь. 60 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 61 из 138 Занятие 4. Реакции осаждения белков (2 часа) Цель - изучить реакции осаждения и фракционирования белков Инструкция к проведению занятия: Денатурация белка (необратимое осаждение) сводится к нарушению пространственной структуры белка и потере им биологических свойств. При необратимых реакциях осаждения белки претерпевают глубокие изменения и не могут быть растворимы в первоначальном растворителе. К необратимым реакциям относятся: осаждение белка солями тяжелых металлов, минеральными и органическими кислотами, алкалоидными реактивами и осаждение при кипячении. Осаждение белков солями тяжелых металлов, в отличие от высаливания, происходит при небольших концентрациях солей. Белки при взаимодействии с солями тяжелых металлов (свинца, меди, серебра, ртути и др.) адсорбируют их, образуя солеобразные и комплексные соединения, растворимые в избытке этих солей (за исключением солей нитрата серебра и хлорида ртути), но нерастворимые в воде. Растворение осадка в избытке солей называется адсорбционной пептизацией. Это происходит вследствие возникновения одноименного положительного заряда на частицах белка. Высаливание — обратимая реакция осаждения белков из раствора с помощью больших концентраций нейтральных солей: NaCl, (NH4)2SO4, MgSO4. При высаливании происходят дегидратация молекул белка и устранение заряда. На процесс высаливания влияет ряд факторов: гидрофильность белка, его относительная молекулярная масса, заряд, в связи с чем для высаливания различных белков требуется разная концентрация одних и тех же солей. Альбумины осаждаются в насыщенном р-ре (NH4)2SO4, а глобулины — в полунасыщенном р-ре (NH4)2SO4 , так как у глобулинов большая молекулярная масса, чем у альбуминов. 61 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 62 из 138 Высаливание белков — обратимая реакция, так как осадок белка может вновь растворяться после уменьшения концентрации солей путем диализа или разведения водой. Хлорид натрия осаждает белки слабее, чем сульфат аммония, вследствие меньшей дегидратирующей способности, которая характеризуется положением ионов в ряду Гофмейстера: SO4 > Cl- > Br- > NO3- > I- > CNSCa2+ > Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+. Разделение альбуминов и глобулинов яичного белка 20 капель яичного белка + 20 капель насыщенного р-ра (NH4)2SO4 перемешивают. Выпадает осадок яичного глобулина. Через 5 мин. осадок отфильтровывают. В фильтрате остается другой белок — яичный альбумин. К фильтрату добавляют измельченный порошок сульфата аммония до полного насыщения, т. е. пока новая порция порошка остается нерастворенной. Выпавший осадок альбумина отфильтровывают. С фильтратом проводят биуретовую реакцию: к фильтрату добавляют 2 капли 1 % р-ра CuSO4 + 5 капель 10 % р-ра NaOH. Отрицательная биуретовая реакция (голубое окрашивание) указывает на отсутствие белка в исследуемом растворе. Занятие 5. Контрольная работа (2 часа) Цель – закрепить знания магистрантов по теме «Аминокислоты. Пептиды, белки» Проблемные вопросы для обсуждения: 1. Классификация и физико-химические свойства аминокислот (общие и специфические). Роль в структурной организации белка. 62 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 63 из 138 2. Первичная структура белка и методы ее определения. Свойства пептидной связи. Значение биуретовой реакции для качественного и количественного определения белка в биологических жидкостях. 3. Вторичная, надвторичная, третичная, четвертичная структуры белковой молекулы. Особенности структурной организации, разновидности, типы стабилизирующих связей, методы изучения. 4. Основы функционирования белков. 5. Растворимость белков. Почему белки растворяются в воде? Факторы устойчивости белков в растворе. Высаливание и осаждение белков. Механизм и практическое использование. Денатурация белка, денатурирующие факторы, использование в медицине. 6. Гидролиз белка. Типы гидролиза, роль в организме. Методы определения полноты гидролиза. Практическое использование. 7. Методы выделения и очистки белков. Этапы исследования структуры белка. Методы очистки белка от низкомолекулярных примесей. Принципы разделения и очистки белков методами хроматографии: а) адсорбционной; б) распределительной; в) ионообменной; г) аффинной; д) гель-хроматографией. Ультрацентрифугирование. Принцип метода. 63 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 64 из 138 Электрофорез. Принцип метода, практическое применение. Электрофорез в полиакриламидном геле. Изоэлектрофокусирование. Метод «отпечатков пальцев» (метод Ингрэма). Принцип метода, практическое применение. Вестерн-блот. Основные этапы, практическое применение. Понятие «молекулярный зонд». 8. Назовите методы искусственного синтеза белков и пептидов. Занятие 6-7. Ферменты (4 часа), с использованием метода активного обучения – круглый стол Цель - научиться применять знания о свойствах ферментов и ферментном составе организмов при последующем изучении обмена веществ, а также для решения вопросов применения ферментов в медицине в промышленности и в быту. Активные методы обучения: - реферат на тему: «Ферменты» - круглый стол: обсуждение свойств ферментов. Проблемные вопросы для круглого стола: 1. Особенности ферментов как белковых катализаторов. 2. Современная классификация ферментов, общая характеристика классов. Класс окси доредуктаз, подклассы. Шифр ферментов. 2 Номенклатура ферментов (систематическое и рабочее названия), правила номенклатуры ферментов каждого класса. 3 Строение ферментов. Кофакторы ферментов и их роль в катализе. 4 Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации субстрата, рН, темпера64 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 65 из 138 туры (молекулярный механизм, графическая зависимость). Константа Михаэлиса (Кm), использование Кm для прогнозирования протекания биохимических реакций. 5 Специфичность действия ферментов. Виды специфичности. 6 Единицы активности ферментов. Занятие 8. Качественные пробы на присутствие ферментов (2 часа) Качественные пробы на присутствие ферментов. Определение активности каталаз. Занятие 9. Сравнение ферментативного и кислотного гидролиза крахмала (2 часа) Сравнение ферментативного и кислотного гидролиза крахмала. Цель – Научиться выделять фермент из биологического материала и определять его активность. Инструкция к практическому занятию Метод основан на определении наименьшего количества амилазы (при максимальном разведении слюны), полностью расщепляющего весь добавленный крахмал. Амилазная активность слюны выражается количеством 0,1 % раствора крахмала в миллилитрах, которое расщепляется 1 мл неразведенной слюны при 38С в течение 30 мин. В норме амилазная активность слюны равна 160–320. Амилазная активность обозначается «А 380/30/». Этот метод широко используется для определения амилазной активности крови и мочи. Порядок выполнения работы. В 10 пробирок наливают по 1 мл воды и в 1-ю из них добавляют 1 мл разведенной в 10 раз слюны. Содержимое этой пробирки перемешивают, несколько раз втягивая и выпуская жидкость из пипетки. Набирают в пипетку 1 мл смеси и переносят ее во 2-ю пробирку. Содержимое этой пробирки перемешивают и 1 мл смеси переносят в 3-ю пробирку 65 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 66 из 138 и т. д. до 10-й пробирки. Из 10-й пробирки отбирают 1 мл смеси и выливают. Во все пробирки добавляют по 1 мл воды и по 2 мл 0,1 % раствора крахмала, перемешивают, встряхивают пробирки и помещают в термостат при 38С на 30 мин. После инкубации пробирки охлаждают водопроводной водой, добавляют по 1 капле 0,1% раствора йода и перемешивают. При реакции с йодом жидкость в пробирках окрашивается в желтоватый, розовый и фиолетовый цвет. Отмечают последнюю пробирку с желтоватой окраской, где гидролиз крахмала прошел полностью, и делают расчет. Полученные данные заносят в таблицу. Рефлексия Используя материал лекции и учебника письменно ответить на вопросы: 1. Какая связь существует между витаминами и ферментами? 2. Что такое апофермент и кофермент? 3. По какому принципу и на какие классы делятся ферменты. Ферменты, строение, свойства, механизм действия. Занятие 10-11. Витамины (4 часа), с использованием активного метода обучения – дискуссия Цель - закрепить знания по химической структуре и молекулярным механизмам биологического действия коферментных форм витаминов. Сформировать представление об участии витаминов в процессах обмена для применения их при последующем изучении метаболизма органов и систем. Познакомить студентов с методами обнаружения витаминов в различных веществах и биологических объектах Активные методы обучения 66 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 67 из 138 - дискуссия на тему полезности витаминов для организма человека и растений - слайдовые презентации по методам обнаружения витаминов в пищевых продуктах Проблемные вопросы для дискуссии на тему полезности витаминов для организма человека и растений 1.Качественное и количественное определение витаминов. 2.Витамины и их коферментная функция. 3.Качественные и количественные методы обнаружения витаминов в пищевых продуктах. 4.Ферменты и витамины. Занятие 12. Контрольная работа (2 часа) Ферменты, строение, свойства, классификация Цель – закрепить знания магистрантов по теме «Ферменты, строение, свойства, классификация» Проблемные вопросы для написания контрольной работы: 1.Ферменты, классификация. Уметь назвать класс фермента и его порядковый номер на основании приведенной реакции. 2.Свойства ферментов. Термолабильность, специфичность, влияние pH и концентрации субстрата на активность фермента. Понятие о кинетике ферментативных реакций. Константа Михаэлиса и принципы ее определения. 3.Активность фермента, единицы измерения активности. 4.Активный центр и его строение. 5.Коферменты, классификация. 67 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 68 из 138 6.Механизмы регуляции активности ферментов, обратимая и необратимая регуляция, изостерическая и аллостерическая регуляция, ковалентная модификация структуры фермента. 7.Примеры использования ферментов и их регуляторов в медицинской практике. 8.Механизмы регуляция количества фермента в клетке (схема Жакоба – Моно). Занятие 13-14. Качественные реакции на витамины (4 часа), с использованием метода активного обучения – доклады с использованиемпрезентаций Цель - закрепить знания по химической структуре и молекулярным механизмам биологического действия коферментных форм витаминов. Сформировать представление об участии витаминов в процессах обмена для применения их при последующем изучении метаболизма органов и систем. Познакомить студентов с методами обнаружения витаминов в различных веществах и биологических объектах. Качественные реакции на витамины. Активные методы обучения - доклады магистрантов с электронными презентациями по значению ферментов в жизни человека Упражнение Витамины как коферменты. Инструкция к лабораторной работе «Качественные реакции на витамины». Для обнаружения витаминов в различных веществах и биологических жидкостях и определения их количества существуют качественные реакции, основанные на цветных реакциях, характерных для той или иной группиров68 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 69 из 138 ки, входящей в витамин. Опыт 1. Качественные реакции на витамин В1 Витамин В1 состоит из пиримидинового и тиазолового колец. Витамин В1 получил название тиамина потому, что содержит серу и азот. 1. Реакция окисления Принцип метода. В щелочной среде тиамин окисляется в тиохром феррицианидом калия. Тиохром обладает синей флюоресценцией при ультрафиолетовом облучении раствора на флюороскопе. Ход работы. К 1 капле 5 % раствора тиамина прибавляют 5–10 капель 10 % раствора едкого натра, 1–2 капли 5 % раствора феррицианида калия и взбалтывают. Прогрев флюороскоп, наблюдают синюю флюоресценцию при облучении раствора ультрафиолетовыми лучами. 2. Диазореакция Принцип метода. В щелочной среде тиамин с диазореактивом образует сложное комплексное соединение оранжевого цвета. Ход работы. К диазореактиву, состоящему из 5 капель 1 % раствора сульфаниловой кислоты и 5 капель 5 % раствора нитрата натрия, добавляют 1–2 капли 5 % раствора тиамина и затем по стенке, наклонив пробирку, осторожно добавляют 5–7 капель 10 % раствора бикарбоната натрия. На границе двух жидкостей появляется кольцо оранжевого цвета. Опыт 2. Качественная реакция на витамин В2 Витамин В2 — рибофлавин — состоит из изоаллоксазинового ядра и спирта рибитола. Принцип метода. Окисленная форма витамина В2 представляет собой желтое флюоресцирующее в ультрафиолетовых лучах вещество. Реакция на витамин В2 основана на его способности легко восстанавливаться. При этом раствор витамина В2, обладающий желтой окраской, приобретает сначала розовый 69 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 70 из 138 цвет за счет образования промежуточных соединений, а затем обесцвечивается, т. к. восстановленная форма витамина В2 бесцветна. Ход работы. В пробирку наливают 10 капель раствора витамина В2, добавляют 5 капель концентрированной хлористоводородной кислоты и опускают зернышко металлического цинка. Начинается выделение пузырьков водорода, жидкость постепенно розовеет, затем обесцвечивается. Сравнивают обе формы витамина В2 по флюоресценции. Опыт 3. Качественная реакция на витамин РР Витамин РР — производный пиридинового ядра. Антипеллагрической активностью, помимо никотиновой кислоты, обладает и ее амид. Принцип метода. Витамин РР при нагревании с раствором ацетата меди образует плохо растворимый синий осадок медной соли никотиновой кислоты. Ход работы. Наливают в пробирку 20 капель 3 % раствора витамина РР (перед определением раствор обязательно следует взболтать) и нагревают до кипения; при этом мутный раствор становится прозрачным. Взболтав 5 % раствор ацетата меди, приливают 20 капель его к нагретому раствору витамина РР. Содержимое пробирки доводят до кипения и сразу охлаждают под струей холодной воды. На дне пробирки выпадает синий осадок медной соли никотиновой кислоты. Опыт 4. Качественная реакция на витамин В6 Группа витамина В6: пиридоксол, пиридоксаль, пиридоксамин, являющиеся производными пиридина и носящие общее название пиридоксина, обладают активностью витамина В6. Принцип метода. Витамин В6 при взаимодействии с раствором хлорного железа образует комплексную соль типа фенолята железа красного цвета. Ход работы. К 5 каплям 1 % раствора витамина В6 приливают равное количество 1 % раствора хлорного железа и перемешивают. Развивается красное окрашивание. 70 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 71 из 138 Опыт 5. Качественная реакция на витамин В12 В12 — единственный витамин, содержащий в своей структуре металл (кобальт). Кобальт связан координационной связью с четырьмя атомами азота, входящими в состав порфириноподобной структуры (корриновое ядро) и с атомом азота 5,6-ди-метилбензимидазола. Принцип метода. При взаимодействии ионов кобальта с тиомочевиной при нагревании образуется роданид кобальта зеленого цвета. Ход работы. На беззольный фильтр наносят 2–3 капли раствора тиомочевины и высушивают над пламенем спиртовки. После этого наносят на фильтр 1–2 капли минерализата (В12) и снова нагревают фильтр над спиртовкой. На фильтре, чаще по краю, появляется зеленое окрашивание, свидетельствующее о наличии кобальта. Результаты опытов записывают в таблицу. Занятие 15. Структура и обмен нуклеиновых кислот (2 часа), с использованием метода активного обучения – круглый стол Цель - получить представление о метаболизме нуклеиновых кислот, механизмах биосинтеза и распада нуклеотидов и регуляции этих процессов. Активные методы обучения: - реферат на тему: «Нуклеиновые кислоты» - круглый стол: обсуждение приёмов «Генной инжинерии» Проблемные вопросы для круглого стола: 1. Выделение ДНК и РНК из биологического материала. 2. Определение чистоты и нативности выделенных препаратов нуклеиновых кислот. Генетический код и его свойства. Механизмы передачи генетической информации. Матричные синтезы. Геном человека.Генная инженерия. 3.Мононуклеотиды, строение, номенклатура, биологическая роль. 71 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 72 из 138 4.Первичная, вторичная и третичная структуры нуклеиновых кислот (особенности структуры, разновидности, типы стабилизирующих связей). 5.Обмен нуклеопротеинов. Переваривание нуклеопротеинов в желудочно-кишечном тракте (значение, этапы, ферменты). Распад нуклеиновых кислот в тканях, роль лизосомных ферментов. 6.Распад пуриновых нуклеотидов (химизм, мочевая кислота как конечный продукт катаболизма). Биосинтез пуриновых нуклеотидов de novo (источники азота и углерода пуринового кольца, участие фолиевой кислоты, основные промежуточные продукты, ключевой фермент, регуляция синтеза). Представление о синтезе нуклеотидов из свободных азотистых оснований. 7..Распад пиримидиновых нуклеотидов. 8.Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов (субстраты, ферменты, схемы реакций, роль витаминов). Представление о нарушениях пиримидинового обмена (оротацидурия). 9.Синтез дезоксирибонуклеозидфосфатов, нуклеозиддифосфатов и нуклеозидтрифосфатов. Строение нуклеиновых кислот, Нуклеотидов и нуклеозидов. Занятие 16. Выделение ДНК - протеинов из селезенки. Определение дезоксирибозы (2 часа) Цель - закрепить теоретические знания по теме «Нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды» и приобрести навыки качественного определения компонентов нуклеиновых кислот, образующихся в результате гидролиза нуклеопротеидов. Инструкция к лабораторной работе Для изучения состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей в присутствии серной кислоты. При непродолжительном гидролизе нуклеопротеиды распадаются на белок и нуклеиновые кислоты. При продолжительном гидролизе наступает полный распад нуклеопротеидов. С помо72 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 73 из 138 щью специальных реакций можно открыть в гидролизате составные части нуклеопротеидов. Биуретовой реакцией устанавливают наличие полипептидов. Пуриновые основания открывают по образованию осадка серебряных солей, фосфорную кислоту – по реакции с молибдатом аммония, а пентозу – пробой Троммера. Ход работы: Помещают 1 г пекарских дрожжей в большую пробирку или круглодонную колбу, добавляют 20 мл 10% раствора серной кислоты и 20 мл дистиллированной воды, закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой и кипятят под тягой в течение часа. После прекращения кипячения, охлаждают, фильтруют. С фильтратом проделывают качественные реакции на составные части нуклеопротеидов. 1. Серебряная проба на пуриновые основания Метод основан на способности пуриновых оснований с аммиачным раствором нитрата серебра образовывать осадок серебряных солей пуриновых оснований, окрашенных в светло-коричневый цвет. OH OH N N AgNO3 H2N N N NH4OH NH H2N N N NH4NO3 H2O N Ag гуанин серебряная соль гуанина Нейтрализуют 10 капель гидролизата 1 каплей концентрированного аммиака и добавляют 5 капель 2% аммиачного раствора нитрата серебра. При стоянии через 3-5 минут выпадает небольшой бурый осадок серебряных производных пуриновых оснований. 2. Проба Троммера на пентозы Метод основан на окислении альдегидной группы рибозы и дезоксирибозы до карбоксильной, при этом гидроксид меди (II) восстанавливается в гидроксид или оксид меди (I) и выпадает в осадок. CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2 73 Разработчик: Жукова Н.И. CH2OH ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания OH O OH Cu(OH)2 CH2OH OH OH OH рибоза COOH H2O Лист 74 из 138 2 CuOH OH рибоновая кислота 2CuOH → H2O + Cu2O↓ К 10 каплям гидролизата добавляют 5 капель 10 % раствора NaOH до щелочной среды и добавляют по каплям 7% раствор сульфата меди CuSO4 до появления голубой мути, далее пробирку нагревают до кипения, при этом выпадает желтый осадок CuOH или образуется осадок меди Cu2O красного цвета. Внимание! Избыток CuSO4 мешает реакции, так как образующийся при нагревании Cu(OH)2 дает оксид меди (II) CuO черного цвета. 3. Молибденовая проба на фосфорную кислоту Метод основан на обнаружении фосфорной кислоты по реакции с молибдатом аммония, в результате которой образуется фосфомолибденовый комплекс, который в свою очередь под действием восстановителей (аскорбиновая кислота) переходит в молибденовую синь. H3PO4 +2(NH4)2MoO4 + 21HNO3 → (NH4)3(PO4∙12MoO3) + 21NH4NO3 + 12H2O Берут 10 капель гидролизата, добавляют 10 капель раствора молибдата аммония, перемешивают содержимое встряхиванием и наливают 10 капель раствора аскорбиновой кислоты. Вновь перемешивают и оставляют стоять до развития специфического окрашивания. Указания к составлению отчета: При составлении отчета написать в тетради схему полного распада нуклеопротеидов и химические формулы компонентов нуклеотидов. Контрольные вопросы по лабораторной работе: 1) Какие белки входят в состав нуклеопротеидов и в чем состоит их особенность? 2) Какие типы нуклеиновых кислот вы знаете и какова их биологическая роль? 74 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 75 из 138 3) Какие углеводы и азотистые основания входят в состав ДНК и РНК? Занятие 17-18. Углеводы и обмен углеводов (4 часа), с использованием метода активного обучения – доклады с использованием презентации Цель - закрепить знания по структуре углеводов животных тканей и растительных углеводов пищи. Активные методы обучения - доклады магистрантов с электронными презентациями по вопросу определения углеводов в биологическом материале Проблемные вопросы для подготовки докладов: 1 Определение углеводов в биологичнеском материале. Коллоквиум "Энергетический обмен". Обмен и функции углеводов. Гликолиз, гликогенолиз. Количественное определение сахара и промежуточных метаболитов углеводного обмена (лактат, пируват) в биологических жидкостях. Семинар. Основные пути катаболизма и анаболизма углеводов в различных тканях. Обмен гликогена. Гормональная регуляция обмена углеводов. Коллоквиум "Обмен углеводов". Занятие 19. Превращение углеводов в организме человека (2 часа) Цель - сформировать представление об особенностях переваривания углеводов, транспорта глюкозы в клетки; о молекулярных механизмах депонирования и мобилизации гликогена, физиологическом значении и регуляции этих процессов. Усвоить анаэробные процессы окисления глюкозы и их значение. Проблемные вопросы для обсуждения темы: 1. Переваривание углеводов, продукты, нарушения переваривания и их молекулярные механизмы, симптомы, подходы к диагностике и лечению. Роль клетчатки в пищеварении. 75 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 76 из 138 2. Всасывание продуктов переваривания углеводов, молекулярные механизмы, нарушения. Судьба всосавшихся моносахаридов. Транспорт глюкозы в клетки. 3. Синтез гликогена, назначение, последовательность реакций, энергозатраты и регуляция. Агликогенозы. 4. Распад (фосфоролиз, гидролиз) гликогена в печени и мышцах, последовательность реакций, регуляция. Гликогенозы. 5. Гликолиз, биологическая роль, субклеточная локализация, этапы (неокислительный, гликолитической оксидоредукции), реакции, ферменты, энергетический выход и механизм образования АТФ. Регуляция гликолиза, ключевые ферменты. 6. Спиртовое брожение, общие реакции с гликолизом, различие гликолиза и спиртового брожения, регуляция. Занятие 20. Контрольная работа (2 часа) Цель - закрепить знания по теме «Углеводы и их обмен». Задания с проблемной направленностью: Задание 1. Знать основные этапы переваривания углеводов в пищеварительном тракте. Усвоить, что в процессе переваривания углеводов происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей. Запомнить названия ферментов, принимающих участие в переваривании, и их локализацию. Задание 2 2.1. Вспомнить способы всасывания моносахаридов из кишечника в кровь. Знать, что первое химическое превращение глюкозы в клетках — ее фосфорилирование, катализируемое гексокиназой (глюкокиназой). Уметь написать эту реакцию. 2.2. Рассмотреть схему превращения глюкозо-6-фосфата в клетке. 76 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 77 из 138 Задание 3 3.1. Рассмотреть синтез и распад гликогена. 3.2. Запомнить: а) из каких мономеров построен гликоген; б) какие связи соединяют мономеры в молекуле гликогена; в) в каких органах преимущественно откладывается гликоген. 3.3. Выучите реакции синтеза и распада гликогена, умейте писать их в виде схемы, запомните ферменты. Запомните необратимые стадии процессов и реакции, связанные с потреблением энергии. 3.4. Запомните реакции синтеза и распада, катализируемые регуляторными ферментами. 3.5. Запомните реакции перехода фосфорилазы и гликогенсинтазы (ферментов) из неактивного состояния в активное. Объясните молекулярный механизм изменения активности. Задание 4 4.1. Рассмотреть схему гликолиза. 4.2. Усвоить, что гликолиз — серия реакций, в результате которых глюкоза распадается на две молекулы пирувата. 4.3. Обратить внимание на то, что: в гликолизе можно выделить несколько этапов: а) подготовительный (активирование глюкозы и распад гл-6-ф на две молекулы глицеральдегид-3-фосфата); б) окисление глицеральдегид-3-фосфата до пировиноградной кислоты; большинство реакций гликолиза, за исключением трех, обратимы; все промежуточные продукты находятся в фосфорилированном состоянии; источником фосфата при гликолизе является АТФ; образование АТФ при гликолизе идет путем субстратного фосфорилирования. 4.4. Сравнить гликолиз с брожением, установить сходство и различия. Занятие 21. Липиды и обмен липидов (2 часа) Цель - познакомиться с составом и структурой липидного питания человека,выявить особенности переваривания и усвоения липидов пи- 77 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 78 из 138 щи,изучить внутриклеточный метаболизм липидов (синтез, мобилизация, окисление). Проблемные вопросы для обсуждения темы: Выделение нейтральных и полярных липидов из желтка яиц. Структура, свойства, биологическая роль липидов. Тонкослойная хроматография фракций нейтральных и полярных липидов. Биологические мембраны и их функции Обмен и функции липидов. Структура, свойства, биологическая роль липидов. Переваривание и всасывание липидов пищи. Контрольные вопросы для конференции: 1. Какие продукты питания для человека являются источниками липидов? Норма потребления и структура липидного питания. 2. Чем определяется биологическая ценность липидов? 3. Назвать условия, необходимые для переваривания жира в организме человека. 4. Как усваиваются и транспортируются продукты переваривания жира? 5. Особенности окисления глицерина. Энергетический эффект? 6. β- окисление жирных карбоновых кислот. Энергетический эффект? 7. Что такое кетоновые тела? Из чего и при каких условиях они образуются? Занятие 22. Выделение холестерола из мозга. Качественные реакции на холестерол (2 часа) Цель – научиться выделять холестерол из биологическиз объектов, проводить качественные пробы на присутствие холестеролов и анализировать содержание холестерола в различных тканях. Проблемные вопросы по теме: 78 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 79 из 138 1. Биологическая роль холестерола, пищевые источники. Выведение холестерола из организма, желчные кислоты как основной конечный продукт обмена холестерола, представление о желчнокаменной болезни. 2. Биосинтез холестерола (тканевая и субклеточная локализация, субстраты, этапы, химизм I этапа, регуляция). 3. Механизмы поддержания баланса холестерола в клетках. Транспорт холестерола (ЭХ) во внепеченочные клетки, роль апоВ100. Роль ЛПВП и ЛХАТ в разгрузке клеток от избытка холестерола. Метаболизм эфиров холестерола, роль АХАТ, холестеролэстеразы. 4. Транспорт холестерола (ЭХ) кровью. Гиперхолестеролемия и ее причины. Биохимия атеросклероза, гиперхолестеролемия как фактор риска, другие факторы риска. Кетогенез: тканевая и субклеточная локализация, субстраты, химизм. Оксиметилглутариловый и деацилазный путь образования кетоновых тел. Молекулярные механизмы кетонемий при сахарном диабете, недостаточном углеводном питании, голодании. Утилизация кетоновых тел (взаимопревращения, активация, включение в метаболизм, энергетика окисления). 5. Мобилизация липидов из жировой ткани. Роль депонирования и мобилизации жиров, нарушения этих процессов при ожирении. Инструкция к выполнению лабораторных опытов «Качественные реакции на холестерин» 1) Реакция Сальковского В сухую пробирку налить 1 мл раствора холестерина в хлороформе, добавить 1 мл конц. Серной кислоты. Встряхнуть (осторожно!). Слой хлороформа окрашивается в кроваво-красный цвет, слой серной кислоты – в красный цвет с зеленой флуоресценцией. 2) Реакция Либермана-Бурхарда 79 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 80 из 138 В пробирку налить 1-2 мл раствора холестерина в хлороформе, добавить 10 капель уксусного ангидрида и 2 капли конц серной кислоты. Хорошо взболтать. Наблюдать образование красной окраски, её переход в фиолетовую, затем в синюю и зеленую. Под действием концентрированной серной кислоты происходит дегидратация. В результате две молекулы холестерина соединяются между собой по третьему атому углерода с образованием окрашенного продукта. Эта реакция используется для количественного определения холестерина в крови и других объектах. Обнаружение холестерина в сливочном масле и маргарине. В пробирку налить 1-2 мл раствора сливочного масла (или маргарина) в хлороформе, добавить 10 капель уксусного ангидрида и 2 капли концентрированной серной кислоты. Хорошо взболтать. Сравнить содержание холестерина в сливочном масле и маргарине. Занятие 23. Контрольная работа (2 часа) Цель - закрепление знаний по теме «Липиды их обмен». Задания с проблемной направленностью: 1. Какие вещества относятся к липидам, простым липидам, неомыляемым и омыляемым липидам? Структура, физико-химические свойства и функции природных восков, ацилглицеролов, глицеро- и сфингофосфолипидов, гликолипидов, сульфолипидов. Уметь писать химические формулы ацилглицеролов, фосфатидной кислоты, фосфатидилинозита, лизолецитина, фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот, блок-схемы строения церамида, цереброзидов и ганглиозидов (GM1), сфингомиелина. Уметь писать реакции -окисления жирных кислот с четным и нечетным числом угле80 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 81 из 138 родных атомов, подсчитывать энергетический выход полного окисления отдельных жирных кислот и ацилглицеролов. 2. Этапы переваривания липидов в желудочно-кишечном тракте. Представители первичных, конъюгированных и вторичных желчных кислот. Место их образования, роль в переваривании липидов. Уметь объяснить эмульгирующие свойства желчных кислот в просвете кишечника, роль таурина и глицина, печеночно-кишечная рециркуляция желчных кислот. 3. Какие жирные кислоты подвергаются -окислению в пероксисомах? Отличие -окисления в митохондриях и пероксисомах. 4. В какой части клетки осуществляется -гидроксилированние и окисление жирных кислот? Знать метаболические последствия нарушения синтеза рецептора для фитанат гидроксилазы, нарушения в организме при болезни Рефзума. 5. Регуляторная взаимосвязь -окисления жирных кислот в клетках и аэробного дихотомического окисления глюкозы. Знать и уметь схематически изображать этапы превращения углеводов в депонируемые липиды. 6. Ферментные системы, ответственные за образование ненасыщенных жирных кислот в клетке. Ненасыщенные жирные кислоты, относящиеся к группе незаменимых факторов питания. Схема синтеза арахидоновой кислоты и пути ее использования. 7. Виды эйкозаноидов, закономерности их действия, функции в организме. Механизм действия противовоспалительных лекарственных препаратов нестероидной природы. 8. Условия, при которых активируется биосинтез жирных кислот в клетках. Внутриклеточная локализация этого процесса и происхождение 81 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 82 из 138 исходных субстратов. Уметь писать реакции синтеза жирных кислот, рассчитывать затрату глюкозы (молекул) на синтез заданного триацилглицерола (молекулы). 9. Схемы путей образования НАДФНН+ для кетоацилредуктазной и еноилредуктазной реакций биосинтеза жирных кислот в гепатоцитах и адипоцитах. 10.Сколько АТФ нужно затратить на синтез жирных кислот (кислоты по вашему усмотрению), чтобы обеспечить ими образование одной молекулы глюкоцерамида? 11.Схема ферментов тканевого дыхания. Комплексы дыхательной цепи. Указать на схеме участки с энергией, достаточной для образования АТФ. На основании какого измеряемого показателя можно определить количество энергии, выделяемой в реакции переноса электронов? Регуляция дыхательной цепи, роль АДФ, АТФ. 12.Уметь изобразить схему ферментов тканевого дыхания для НАДзависимых и ФАД-зависимых субстратов. Уметь включать субстраты -окисления жирных кислот (-гид-роксиацил-КоА, ацил-КоА) в дыхательную цепь. Знать, чему равен коэффициент фосфорилирования (РО) для каждого из этих субстратов. На схеме обязательно указывать участки сопряжения транспорта электронов и фосфорилирования. Можно ли использовать для окисления субстратов в митохондриях НАДФ+? Роль НАДФ+ в клетке. 13.Что такое окислительное фосфорилирование (определение, этапы, субклеточная локализация)? Основные положения теории П. Митчелла, объясняющие механизм окислительного фосфорилирования. Что такое разобщение окислительного фосфорилирования? Какими свойствами должен обладать разобщитель? Примеры разобщителей. Как изменяет- 82 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 83 из 138 ся процесс окислительного фосфорилирования при недостатке кислорода в клетках (объяснить механизм)? Занятие 24. Гормоны (2 часа) Цель - научиться применять знание классификации гормонов, типов гормональных рецепторов, G-белков и последующего каскада внутриклеточных передатчиков для понимания особенностей механизма действия гормонов на клетки. Уметь применять знания о механизме действия индивидуальных гормонов для объяснения расстройств метаболизма при нарушении образования или гиперпродукции гормонов в организме. 1. Круглый стол: Гормоны. Химическая природа, классификация. Молекулярные механизмы действия гормонов. Вторичные посредники действия гормонов. 2. Семинар: « Классификация гормонов и механизм их действия». 3. Реферативные сообщения: Пепдидные стероидные гормоны. Гормональная регуляция обмена веществ. Рекомендуемые темы для реферативных докладов: Механизм действия стероидных гормонов: внутриклеточная рецепция, взаимодействие с геномом клетки, активация синтеза ферментов. Типы гормональных рецепторов. Механизм рецепции гормонов 1-TMS и 7-TMS рецепторами. Проявления наследственного дефекта рецепторов. Молекулярный механизм действия инсулина и сахарный диабет. Молекулярный механизм действия тиреоидных гормонов. Зоб, микседема и базедова болезнь. Применение анаболических гормонов в спортивной медицине. 83 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 84 из 138 Эндокринная функция эпифиза. Оксид азота: происхождение, регуляторное действие в организме, использование в лекарственной терапии. Факторы роста, их рецепторы, механизм действия. Значение в межклеточном взаимодействии Занятие 25. Качественные пробы на присутствие гормонов (2 часа) Цель - закрепить знания о химическом строении и механизмах действия индивидуальных гормонов. Особое внимание уделить роли гормонов в регуляции процессов жизнедеятельности. Инструкция к выполнению лабораторных опытов : проделать перечисленные ниже химические реакции; проанализировать полученные результаты и сделать вывод. 1. Качественные реакции на инсулин. а) Реакция Геллера. К 10 каплям концентрированной азотной кислоты осторожно по стенке пробирки приливают равный объем (10 капель) раствора инсулина. Пробирку наклоняют под углом 45о так, чтобы жидкости не смешивались. На границе двух жидкостей образуется белый аморфный осадок в виде небольшого кольца. б) Биуретовая реакция. К 10 каплям инсулина добавляют 5 капель 10%-го раствора едкого натра и 1 каплю 1%-го раствора сернокислой меди. Жидкость окрашивается в фиолетовый цвет. в) Реакция Фоля. К 5 каплям раствора инсулина приливают 5 капель реактива Фоля и кипятят. Через 1-2 минуты при сгорании появляется бурый или черный осадок сернистого свинца. 84 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 85 из 138 2. Качественные реакции на адреналин. По химической природе адреналин является производным пирокатехина. Он легко окисляется, превращаясь в неактивный хинон – адренохром (красного цвета): адреналин адренохром. Адренохром далее полимеризуется с образованием высокомолекулярного коричневого пигмента. а) Реакция с хлорным железом. При взаимодействии адреналина с хлорным железом образуется зеленое комплексное соединение типа фенолята. В пробирку вносят три капли раствора адреналина (1:1000) и 1 каплю 1%-го раствора хлорного железа. Жидкость приобретает зеленое окрашивание. При добавлении 1 капли концентрированного аммиака окраска переходит в красную вследствие образования адренохрома, а затем в коричневую б) Диазореакция. В результате взаимодействия адреналина с диазосоединениями образуются азокрасители. В пробирку вносят по 3 капли 1%-го раствора сульфаниловой кислоты, 5%-го раствора азотистокислого натрия, 5 капель раствора адреналина (1:1000) и 3 капли 10%-го раствора углекислого натрия. Жидкость окрашивается в красный цвет. 3. Реакция на фолликулин. Фолликулин (эстрон), половой гормон стероидной структуры, является производным углеводорода: эстран эстрон (фолликулин) а) Реакция с концентрированной серной кислотой. При взаимодействии фолликулина с концентрированной серной кислотой образуется эфирное соединение соломенно-желтого цвета (фолликулинсульфат): фолликулин фолликулинсульфат. В пробирку вносят 3-5 капель масляного раствора фолликулина и 2 капли концентрированной серной кислоты. Жидкость окрашивается в соломенно-желтый цвет. 4. Определение 17-кетостероидов в моче. 85 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 86 из 138 17-кетостероиды являются конечным продуктом обмена гормонов коры надпочечников половых гормонов (тестостерона и эстрадиола). При 17-м углеродном атоме циклопентанпергидрофенантренового ядра они имеют кетогруппу: Принцип метода. Нормальное содержание 17-кетостероидов в суточной моче составляет 10–16 мг у мужчин и 6–13 мг у женщин. Качественная реакция на 17-кетостероиды проводится с метадинитробензолом, при этом образуется продукт конденсации вишнево-красного цвета. Ход работы. В пробирку вносят 5 капель мочи, 5 капель 30%-го раствора едкого натра, 5 капель 2%-го раствора метадинитробензола в этиловом спирте и перемешивают. Через 2–3 мин появляется вишнево-красное окрашивание, характерное для 17-кетостероидов. 5. Реакция на тироксин. При щелочном гидролизе тироксина образуется йодистый калий, из которого йод можно вытеснить йодноватистокислым калием. Йод дает синее окрашивание с крахмалом: 5KJ + KJO3 + 6HCl → 3J2 + 6KCl + 3H2O; J2 + крахмал → синее окрашивание Ход работы. Таблетированный тиреоидин (5 таблеток) растирают в ступке. Порошок переносят в колбу, добавляют 5 мл 10%-го раствора KHCO3 и 5 мл дистиллированной воды. Смесь кипятят в течение 10–15 минут. 24 капли охлажденного гидролизата переносят в пробирку и добавляют по каплям 10й раствор серной кислоты до кислой реакции (на лакмус). После подкисления добавляют 3 капли 1-го раствора крахмала и 5–10 капель 2%-го раствора йодноватистокислого калия (не следует добавлять избыток). Выделившийся йод дает синее окрашивание с крахмалом. 86 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 87 из 138 Рефлексия 1. Распределите гормоны (паратгормон, прогестерон, трийодтиронин, инсулин, кортизол, кальцитонин, соматостатин, кортикотропин) по группам: А – белки, В – стероиды, С - производные аминокислот, Д – пептиды. 2. К указанным гормонам подберите соответствующие органы-мишени. 1. кальцитонин А. почки , 2. альдостерон В. костная ткань, 3. кальцитриол С. Кишечник, 4. паратгормон Д. печень, 5. глюкагон. Занятие 26. Регуляция обмена веществ (2 часа) с использованием методов активного обучения – конференция, доклады с использованием презентации Цель - изучить уровни регуляции обмена веществ и проблемы экологической биохимии. Вопросы для обсуждения: 1.Молекулярные механизмы, обеспечивающие единство и взаимосвязь в обмене веществ (общие, промежуточные продукты при обмене аминокислот, углеводов, жирных кислот, глицерина и др.). 2.Уровни регуляции обмена веществ в организме человека. 3. Обратимость реакций при обмене веществ. Гормональные механизмы регуляции обмена веществ. 87 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания 4. Проблемы экологической биохимии. 88 Лист 88 из 138 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 89 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г.Уссурийске МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 89 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 90 из 138 В процессе обучения магистранты выполняют задания для самостоятельной работы, направленные на развитие навыков работы с литературными источниками, справочной литературой, создание мультимедийных проектов. Текущая самостоятельная работа студентов включает: - работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса, - выполнение домашних заданий, - опережающая самостоятельная работа, - изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку, - подготовка к практическим и семинарским занятиям; - подготовка к контрольной работе и коллоквиуму, к зачету. - создание мультимедийных проектов. - написание рефератов. Каждый магистрант должен разработать план отчета по самостоятельной работе , а результаты изучения заданных тем представить в виде отчета. Отчет может быть представлен в виде тезисов, реферата, презентации. Темы рефератов 1. Биологически активные пептиды. 2. Иммуноглобулины и их биологическая роль. 3. Ядовитые белки и пептиды. 4. Эволюция структуры и функции ферментов. 5. Ферменты метаболизма и детоксикации ксенобиотиков. 6. Протеолитические ферменты и регуляторные функции. 7. Ингибиторы ферментов. 90 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 91 из 138 8. Повреждение первичной структуры ДНК и их причины. 9. Структура хроматина. 10. Мир РНК. 11. Рестриктазы, их структура и механизм действия. 12. Особенности репликации ДНК у эукариот. 13. Регуляция транскрипции 14. Обратные транскриптазы и их биологическая роль. 15. Регуляция метаболизма углеводов в клетке. 16. Структура и функции сложных липидов. 17. Синтез высших жирных кислот. 18. Структура и функции протонной АТФазы. 19. Структура и функции ГТФ- связывающих белков. 20. Механизм действия пептидно-белковых гормонов. 21. Оперонный уровень регуляции обмена веществ. 22. Обмен веществ-признак живого. 23. Здоровьесберегающие аспекты на примере элементов периодиче- ской системы. Требования к выполнению реферата Реферат студент выполняет самостоятельно на основе изучения учебной, научной, научно-популярной и справочной литературы. Написание реферата призвано помочь студенту глубже изучить конкретную проблему курса «Современные проблемы биохимии». Тему реферата студент выбирает самостоятельно на основе предложенного списка. Объем реферата составляет до 16 страниц текста, отпечатанного на принтере. Формат страницы А4; поля страницы: верхнее и нижнее – по 2 см, правое – 1,5 см, левое – 3 см. Шрифт – Times New Roman; кегль – 14. Реферат включает в себя Введение, в котором излагается актуальность темы, и указываются задачи реферата, Заключение, в котором подводятся 91 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 92 из 138 итоги проделанной работы, приложения (при необходимости), список использованных источников. Основное содержание работы включает, как правило, не более двух разделов. При необходимости текст реферата сопровождается схемами, графиками, таблицами. Реферат должен показать умение студента самостоятельно работать с учебной и научной литературой, грамотно и доказательно излагать изученный материал. Критерии оценки реферата При оценке реферата учитывается: - соответствие содержания реферата заявленной теме; - полнота раскрытия темы; - перечень использованной литературы; - соответствие оформления требованиям. Для подготовки к отчету в помощь магистранту предлагаются вопросы для самоконтроля по темам: Тема 1. Химический состав организмов. Характеристика основных классов органических соединений, представленных в живых организмах, и общее понятие об обмене веществ и энергии в биосфере (16 часов) Вопросы: 1. Что вы знаете о химическом составе клеток? Приведите перечень макро- и микроэлементов, входящих в их состав. 2. Каковы масштабы обмена веществ в живой природе? 3. Приведите примеры макроэргических соединений биологической природы. Каковы основные пути превращения энергии в живой природе? 4. В чем состоят отличительные черты живой природы? 92 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 93 из 138 5. Какие виды пестицидов вам известны? Рекомендуемая литература по теме: Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 30. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 31. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Тема 2. Белки (20 час) Вопросы: 1. Почему аминокислоты обладают амфотерными свойствами? 2. В какой среде (кислая, нейтральная, щелочная) лежат изоэлек- трические точки следующих пептидов: а) цис-вал-ала-глу; б) лиз-фен-промет; в) арг-лей-асн-цис-тир? 3. Каковы доказательства полипептидной теории строения белковой молекулы? 93 Разработчик: Жукова Н.И. 4. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 94 из 138 Какова последовательность операций, лежащих в основе рас- шифровки первичной структуры? 5. Приведите примеры природных пептидов и объясните их физио- логическое значение. 6. Какие типы конфигураций полипептидной цепи наиболее часто встречаются среди белков? Каковы их параметры? 7. Каков перечень аминокислот, радикалы которых участвуют в об- разовании ковалентных, водородных и ионных связей и гидрофобных взаимодействий при формировании третичной структуры белка? 8. Что понимают под доменом? Какова доменная структура имму- ноглобулинов? 9. Что понимают под четвертичной структурой белка? Охарактери- зуйте четвертичную структуру лактатдегидрогеназы и гемоглобина. 10. Вычислите длину (нм) полипептидной цепи, состоящей из 200 аминокислотных остатков при условии, что она спирализована на 50 %. 11. Какие виды классификации белков вам известны? Приведите примеры белков – токсинов, защитных, сократительных и структурных белков. Задания для самостоятельной работы 1. Молекула аминокислоты, находящаяся в изоэлектрической точке: А. Имеет положительный заряд. Б. Не имеет заряда. 94 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 95 из 138 В. Имеет отрицательный заряд. 2. В изоэлектрической точке белок: А. Имеет наименьшую растворимость. Б. Является катионом. В. Является амфионом. Г. Обладает наибольшей степенью ионизации. 3. В какой среде пептид ала-гис-лиз-фен будет двигаться к катоду при электрофорезе? А. Кислой. Б. Нейтральной. В. Щелочной. 4. Выберите правильные утверждения: А. Биуретовую реакцию дают все аминокислоты. Б. Биуретовую реакцию дает биурет. В. Биуретовую реакцию дают трипептиды. Г. Биуретовую реакцию дают белки. 5. Рефрактометрический метод основан на: А. Определении угла отражения падающего света. Б. Явлении светорассеяния. В. Определении коэффициента преломления. Г. Определении коэффициента экстинкции. Рекомендуемая литература по теме: Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 95 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 96 из 138 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 32. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 33. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Тема 3. Ферменты (20 час) Вопросы: 1. На чем основана специфичность действия ферментов и высокая интенсивность (скорость) катализа с их участием? 2. Как определяется константа диссоциации фермент – субстратного комплекса? Какое значение имеет определение Кm для оценки эффективности работы ферментов? 3. Для чего служат субстратный, каталитический и аллостерический центры в молекулах ферментов? 4. Каковы различия между множественными формами ферментов и мультиэнзимными комплексами? Что вы знаете о структуре и функциях изозимов лактатдегидрогеназы? 96 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 97 из 138 5. Какие классы ферментов вам известны? Приведите примеры уравнений окислительно-восстановительных реакций, идущих с участием коферментов. 6. Используя структурные формулы всех компонентов, напишите уравнение реакции, катализируемой L-аспартат: 2-оксоглутарат- аминотрансферазой. К какому классу и подклассу относится данный фермент? Что представляет собой кофермент данного фермента? 7. В чем состоят отличия между синтезами (лигазами) и фосфотрансферазами (киназами)? Проиллюстрируйте ответ, используя соответствующие уравнения реакций, катализируемых данными энзимами. 8. Какие ферменты, функционирующие в желудочно-кишечном тракте человека вам известны? В чем состоит механизм действия химотрипсина? 9. Напишите примеры уравнений реакций, катализируемых ацетилхолинэстеразой и липазой. К какому классу относятся эти ферменты? В чем состоит физиологическое значение этих реакций? 10. Напишите уравнения реакций, катализируемых альдолазой и триозофосфатизомеразой. К какому классу относятся данные ферменты? 11. Какие ферменты, и каким образом используются в промышленности и медицине? Приведите примеры ферментов, участвующих в детоксикации ксенобиотиков. Рекомендуемая литература по теме: 97 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 98 из 138 Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 34. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 35. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Тема 4. Витамины и другие биоактивные соединения (20 час) Вопросы: 1. В чем выражаются А-авитаминоз и D-авитаминоз? Каковы природные источники этих витаминов? 2. Каково значение витаминов В1, В2, В3 и В5 в обмене веществ? Источником, каких коферментов являются данные витамины? Напишите структурные формулы соответствующих витаминов и коферментов. 3. Напишите структурные формулы окисленной и восстановленной формы витамина С. В чем выражается С-авитаминоз? Какие еще водорастворимые витамины вам известны? 98 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 99 из 138 4. Какие вещества называют антивитаминами? В чем состоит их воздействие на организм человека? 5. Какие вещества относятся к антибиотикам, гербицидам и телергонам? Каков механизм их действия и области применения? Рекомендуемая литература по теме: Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 36. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 37. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Тема 5. Нуклеиновые кислоты и их обмен (20 час) Вопросы: 1. Что вы знаете об истории открытия и изучения структуры нуклеиновых кислот? В чем состоят различия в структуре ДНК и РНК? 2. Локализация и основные функции ДНК в клетке. 99 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 100 из 138 3. Что вам известно о вторичной структуре ДНК и ее полиморфизме? 4. Сопоставьте различные виды клеточной РНК по молекулярной массе, локализации и функциям. 5. Охарактеризуйте вторичную структуру тРНК. Каковы функции различных элементов ее вторичной структуры? 6. В чем состоит принцип комплементарности и каково его значение для биосинтеза нуклеиновых кислот и белков? 7. Перечислите известные вам нуклеазы. В чем состоит специфичность их действия? 8. Изобразите структуру репликативной вилки с указанием всех ферментов, принимающих участие в биосинтезе ДНК. В чем состоят отличия в репликации ДНК у про- и эукариот? 9. Каково строение и механизм действия РНК-полимераз? 10.Перечислите основные элементы оперонов и объясните механизмы активации и репрессии транскрипции. 11.Чем отличаются пре-мРНК от зрелых молекул мРНК? Каковы основные этапы созревания (процессинга) мРНК? Рекомендуемая литература по теме: Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 100 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 101 из 138 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 38. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 39. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Тема 6. Обмен белков (20 час) Вопросы: 1. Какие ферменты принимают участие в распаде белков до аминокислот? Что представляют собой протеосомы? 2. Каковы пути новообразования аминокислот в организме? 3. Как образуются аминоацил-тРНК? Напишите две стадии реакции, катализируемой аминоацил-тРНК-синтетазами. 4. Что вам известно о структуре рибосом? Какие функциональные центры существуют в рибосомах? Как осуществляется связь между мРНК и рибосомой? Их перемещения в процессе транскрипции? 101 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 102 из 138 5. Изобразите в виде схемы этапы трансляции (инициация, элонгация, терминация) с указанием всех белковых факторов, принимающих участие в этом процессе у прокариот. 6. Перечислите основные параметры кода белкового синтеза Рекомендуемая литература по теме: Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. Дополнительная литература 40. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 41. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. Студенту рекомендуется следующая схема подготовки к семинарскому занятию: 1. Проработать конспект лекций; 2. Прочитать основную и дополнительную литературу, рекомендо- ванную по изучаемому разделу; 102 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 103 из 138 3. Ответить на вопросы плана семинарского занятия; 4. Выполнить домашнее задание; 5. Проработать тестовые задания и задачи; 6. При затруднениях сформулировать вопросы к преподавателю. 103 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 104 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 104 ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Разработчик: Жукова Н.И. Лист 105 из 138 Промежуточная аттестация Требования к выполнению контрольной работы Контрольная работа выполняется на 3-5 страницах с целью усвоения конкретной проблемы учебного курса при подготовке к внутрисеместро- вой аттестации. В контрольной работе должна быть последовательно и логично изложена суть рассматриваемой проблемы. При необходимости текст контрольной работы сопровождается схемами, графиками, таблицами. Текст излагается своими словами, грамотно. Недопустимо дословное переписывание теста учебника или дословное копирование сайтов Интернета. Контрольная работа должна показать умение студента самостоятельно излагать изученный материал. Критерии оценки контрольной работы Контрольная работа получает оценку «зачтено», если в ее тексте правильно излагается поставленная проблема, студент показывает твердое знание изученного по проблеме учебного материала. Контрольная работа получает оценку «не зачтено», если студент ошибочно излагает основное содержание заявленной проблемы. Контрольная работа №1 1. Четвертичный уровень организации белковой молекулы (типы структур, внутримолекулярные взаимодействия, поддерживающие данный уровень организации, примеры). 2. Разложите дипептид глу-тир фенилизотиоционатным методом. Контрольная работа №2 1. Дайте определение следующим терминам: фермент, субстратный центр фермента, мультиэнзимный фермент, единица активности фермента, активатор. 2. Дайте характеристику строения ферментов. Чем отличаются про- стые ферменты от сложных? В чем специфика добавочной группы? 105 Разработчик: Жукова Н.И. 3. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 106 из 138 Как изменяется активность фермента от температуры, рН? Контрольная работа №3 1. Дайте определение терминам: обмен веществ, метаболизм, нук- леиновые кислоты, дезоксирибонуклеотид. 2. Напишите механизм действия передачи энергии при расщепле- нии макроэргической связи АТФ. Напишите участок молекулы ДНК, в состав которой входят азотистые основания аденин – тимин - гуанин. 3. В составе молекулы ДНК было обнаружено 13% а.о. аденин. Сколько участков в составе ДНК (2 цепи) содержится н.к. в составе которых есть а.о. гуанин? (если одна цепь состоит из 10 000 звеньев). Контрольная работа №4 1. Дайте определение следующим терминам: нуклеосома, изоакцеп- торные тРНК, транскрипция, трансляция. 2. Чем представлены первичная и вторичная структуры ДНК? В ка- ких формах вторичная структура существует в клетке? Какие силы поддерживают эту структуру? 3. Напишите уравнения распада гуанозин-3'-фосфата до гуанина. (2 пути) Какие ферменты катализируют эти процессы? Тесты для промежуточной аттестации 1. Выберите один неправильный ответ К главным (биогенным) элементам органических соединений, представленных в живой природе, относятся: А. кислород; Б. углерод; В. сера; Г. водород; Е. азот; Д. железо; Ж. кальций; З. фосфор. 2. Аминокислоты, входящие в состав белков являются производными карбоновых кислот. 3. Установите соответствие 106 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 107 из 138 Подберите к каждой аминокислоте соответствующее название: А. Лиз 1. H2N–CH–COOH │ CH3 Б. Вал 2. H2N–CH–COOH │ (CH2)2 В. Глу │ COOH Г. Фен 3. H2N–CH–COOH │ (CH2)4 Д. ала │ NH2 4. Абсолютной специфичностью обладает А. Алкогольдегидрогеназа Б. Уреаза В. Карбоксилаза Г. Протеиназа Д. Липаза 5. Выберите правильный ответ При внутримолекулярном дезаминировании аминокислот образуются: А. Предельные кислоты; Б. Непредельные кислоты; В. Оксикислоты; Г. Кетокислоты. 6 . Заполните пропуск в следующем утверждении. _______________________ в молекуле т-РНК построен таким образом, 107 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 108 из 138 что его основания образуют пары с комплементарной последовательной из трех нуклеотидов, называемой ___________________________ , в молекуле мРНК. 7. Выберите один неправильный ответ. Для генетического кода характерны: А. вырожденность Г. триплетность Б. универсальность Д. комплементарность В. непрерывность 8. Транскрипция начинается, когда молекула ________________ связывается с промоторной последовательностью ДНК. 9. Выберите наиболее полное утверждение. При репликации происходит: А. образование 3',5' – фосфодиэфирных связей между мономерами Б. локальное расхождение цепей ДНК – матрицы В. удвоение генома клетки Г. образование фрагментов Оказаки Д. образование нуклеотидных цепей, комплементарных нуклеотидным цепям матрицы 10. Установите соответствие: матрица: процесс 1. одна цепь ДНК А. трансляция 2. обе цепи ДНК Б. сплайсинг 3. мРНК В. репликация Г. метилирование ДНК Д. транскрипция 108 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 109 из 138 11. Создание искусственных генетических программ – основная задача: А. геномики В. биотехнологии Б. генетической инженерии Г. биоинформатики 12. Выберите один неправильный ответ: Гормоны: А. образуются в клетках-мишенях Б. отличаются по механизму действия В. могут влиять на интенсивность синтеза и активность ферментов в клетке Г. способны избирательно связываться с клетками-мишенями 13. Выберите правильный ответ: Убихинон переносит электроны между ферментными комплексами дыхательной цепи митохондрий: А. I и II Б. I и III В. II и III Г. III и IV 14. Укажите последовательность стадий синтеза белка: 1. инициация рибосомального цикла; 2. посттрансляционный процессинг; 3. транскрипция; 4. элонгация рибосомального цикла; 5. терминация рибосомального цикла; 6. посттранскрипционный процессинг. 15. Укажите последовательность процессов, идущих на начальной стадии элонгации рибосомального цикла: 1. образование пептидной связи между метионином и аминокислот- ным радикалом в А-сайте при участии пептидилтрансферазы; 2. в Р-сайте находится метионил-тРНК; 109 Разработчик: Жукова Н.И. 3. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 110 из 138 в А-сайт присоединяется первая аминоацил-тРНК, соединенная с фактором элонгации и ГТФ; 4. тРНК покидает Р-сайт; 5. пептидилтранслоказа, фактор элонгации и энергия ГТФ участву- ют в перемещении рибосомы на 1 триплет; 6. в А-сайт присоединяется вторая аминоацил-тРНК; 7. А-сайт становится свободным. 16. Подберите к каждой группе (А, Б, В) соответствующие им соединения (а, б, в, …): А. Нуклеозид. 1. аденин; 2. цитидин 5’-монофосфат; Б. Азотистое основание. 3. гуанозин; 4. цитозин; В. Нуклеотид. 5. аденозин; 6. уридин; 7. тимидин 5’-монофосфат. 17.Укажите необходимые условия для процесса репликации: А. Субстраты: 1. азотистые основания; 2. дезоксинуклеозидтрифосфаты; 3. дезоксинуклеозидмонофосфаты. Б. Матрица: 1. иРНК; 2. ДНК 3. пептид В. Ферменты: 1. РНК-полимераза; 2. ДНК – полимераза; 110 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания 3. ДНК-зависимая РНК-полимераза; 4. праймаза; 5. АРС-аза. 18.Функции углеводов в организме человека: 1. энергетическая; 2. пластическая; 3. каталитическая; 4. транспортная; 5. резерв энергетического материала; 6. хранение генетической информации. Тесты для итоговой аттестации 1. Ферменты являются: А) регуляторами; Б) катализаторами; В) активаторами субстратов; Г) переносчиками веществ через мембрану; Д) медиаторами нервного импульса. 2. Ферменты могут состоять только из: А) белка; Б) белка и небелковой части; В) нуклеотидов; Г) низкомолекулярных азотсодержащих органических веществ; Д) липидов и углеводов. 3. Кофактор – это: А) активная часть простого фермента; Б) показатель активности фермента; В) показатель стабильности фермента; 111 Лист 111 из 138 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 112 из 138 Г) белковая часть сложного фермента; Д) небелковая часть сложного фермента. 4. Кофермент – это: А) легкоотделяющаяся белковая часть сложного фермента; Б) неотделяющаяся небелковая часть сложного фермента; В) белковая часть сложного фермента; Г) небелковая часть простого фермента; Д) непрочносвязанная небелковая часть сложного фермента. 5. Простетическая группа – это: А) белковая часть сложного фермента; Б) стабилизатор структуры фермента; В) активатор сложного фермента; Г) прочносвязанная с ферментом небелковая часть; Д) часть фермента, образующая каталитический центр. 6. По типу реакций ферменты подразделяются на: А) оксидазы, трансферазы, гидролазы, каталазы, изомеразы, эстеразы; Б) оксидоредуктазы, изомеразы, гидролазы, эстеразы, пероксидазы, лиазы; В) оксидазы, оксидоредуктазы, каталазы, гидролазы, эстеразы, лиазы; Г) оксидоредуктазы, гидролазы, лиазы, карбоксилазы, изомеразы, лигазы; Д) оксидоредуктазы, гидролазы, трансферазы, изомеразы, лиазы, лигазы. 7. К оксидоредуктазам относятся: А) дегидрогеназы; Б) гидролазы; В) цитохромы; Г) липазы; Д) лигазы. 112 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 113 из 138 8. К оксидазам относятся: А) пероксидаза; Б) каталаза; В) трансферазы; Г) липоксигеназа; Д) дегидрогеназы. 9. В состав пиридинзависимых дегидрогеназ входят: А) витамин В2; Б) витамин В1; В) витамин РР; Г) пантотеновая кислота и цитохромы; Д) пангамовая кислота и АТФ. 10. В состав флавинзависимых дегидрогеназ входят: А) инозит; Б) убихинон; В) витамин РР; Г) витамин В2; Д) кофермент А (КоА). 11. Дегидрогеназы: А) катализируют гидролиз субстратов; Б) ускоряют окислительно-восстановительные реакции с участием кислорода; В) ускоряют окислительно-восстановительные реакции в анаэробной среде; Г) ускоряют реакции переноса только электронов; Д) ускоряют реакции отщепления водорода и электронов от субстрата на промежуточный окислитель. 12. Гидролазы: 113 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 114 из 138 А) ускоряют реакции гидрирования субстратов; Б) катализируют превращения альдегидов в спирты; В) ускоряют реакции переноса гидроксо-групп внутри молекулы субстрата; Г) катализируют гидролитическое расщепление субстратов; Д) ускоряют реакции отщепления воды от субстрата. 13. К гидролазам относятся: А) протеазы, липазы; Б) декарбоксилазы, карбоксилазы; В) ФАД и ФМН; Г) НАД и НАДФ; Д) цитохромы, убихинон. 14. К протеазам относятся: А) амилаза; Б) уреаза; В) карбоксипептидаза; Г) каталаза; Д) пепсин, трипсин. 15. Протеазы катализируют расщепление: А) сложноэфирных связей; Б) углерод-углеродных связей (С-С); В) пептидных связей; Г) гликозидных связей; Д) углерод-водородных связей (С-Н). 114 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 115 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 115 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 116 из 138 Основная литература 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. 4. Комов, В.П. Биохимия: учеб. для вузов / В.П. Комов, В.Н.Шведова М.: Дрофа, 2004. – 638 с. 5. Кольман Я. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К.-Г.Рем. - М.: Мир; БИНОМ., 2009 – 469 с. 6. Филиппович, Ю.В. Основы биохимии: учеб. для вузов / Ю.В.Филиппович, Н.И.Ковалевская. — М.: Издат. центр «Академия», 2009. — 495 с. 7. Филиппович, Ю.Б. Биохимические основы жизнедеятельности человека / Ю.В. Филиппович, А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова, Н.М. Кутузова. М.: Владос, 2005 – 320 с. 8. Коничев, А.С. Биохимия и молекулярная биология: словарь термнов / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова. - М.: Дрофа, 2008. Дополнительная литература 42. Северина, Е.С. Биохимия: Учеб. для вузов / Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 794 с. 43. Овчинников, Ю.А. Биоорганическая химия / Ю.А. Овчинников – М.: Просвещение, 1987. – 815 с. 44. Тюкавкина, Н.А. Биоорганическая химия: учебн. для вузов / Н.А. Тю- кавкина, Ю.И. Бауков. – М.: Дрофа, 2004. – 544 с. 116 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 117 из 138 Электронные информативные образовательные ресурсы http://znanium.com Северин Е.С., Зыкова Е.С. Биологическая химия: для высшего медицинского и фармацевтического образования. – Т. 14. – М.: Русский врач, 2005. http://znanium.com Ауэрман Т.Л. Основы биохимии: Учебное. - М.: НИЦ Инфра-М, 2013. - 400 с. http://znanium.com Сироткин О.С. Эволюция теории химического строения вещества А.М. Бутлерова в унитарную теорию строен. химич. соед. (осн. един. химии): Монография - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013 - 247с. 117 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 118 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске ГЛОССАРИЙ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 118 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 119 из 138 Аденозинтрифосфат (АТР). Рибонуклеозид-5-трифосфат, участвующий в энергетическом цикле клетки в качестве донора фосфатной группы. Активация аминокислоты. АТР-зависимое ферментативное образование эфирной связи между карбоксильной группой аминокислоты и З'-гидроксильной группой соответствующей ей тРНК. Активный транспорт. Требующий энергии перенос растворенного вещества через мембрану в направлении более высокой его концентрации. Активный центр. Участок поверхности фермента, в котором молекула субстрата связывается и претерпевает превращения. Акцептор электронов. Вещество, присоединяющее электроны в окислительно-восстановительной реакции. Алкалоиды. Азотсодержащие органические соединения растительного происхождения; часто это вещества основной природы, обладающие высокой биологической активностью. Аллостерические ферменты. Регуляторные ферменты, каталитическая активность которых меняется при не ковалентном связывании специфического метаболита не в каталитическом центре, а в другом участке. Аллостерический центр. Специфический участок на поверхности молекулы аллостерического фермента (отличный от активного центра), с которым связывается молекула модулятора или эффектора. Аминоацил-тРНК. Эфир аминокислоты и тРНК. Аминоацил-тРНК –синтетаза.Фермент, катализирующий образование аминоацил-тРНК за счет энергии АТР. Аминокислоты. Карбоновые кислоты с аминогруппой в α-положении, составные элементы белков. Аминотрансферазы. Группа ферментов, катализирующих перенос 119 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 120 из 138 аминогрупп от одного метаболита к другому; их называют также трансаминазами. Амфиболический путь. Метаболический путь, используемый как для катаболизма, так и для анаболизма. Амфипатическое соединение. Соединение, молекула которого содержит и полярные, и неполярные области. Анаболизм. Фаза промежуточного метаболизма, связанная с требующим затрат энергии биосинтезом компонентов клеток из молекулпредшественников. Антиген. Молекула, способная вызывать синтез специфического антитела у позвоночных. Антикодон. Специфическая последовательность из трех нуклеотидов в тРНК, комплементарная кодону для аминокислоты в мРНК. Антитело. Защитный белок, синтезируемый иммунной системой высших организмов; он специфическим образом взаимодействует с чужеродной молекулой (антигеном), которая индуцировала его синтез. Ацидоз. Метаболические условия, при которых буферная емкость жидкостей организма по отношению к ионам Н+ уменьшается; обычно ацидоз сопровождается понижением рН крови. Бактериофаг. Вирус, способный реплицироваться в бактериальной клетке. Белок. Полимер, состоящий из одной или нескольких полипептидных цепей, для каждой из которых характерны определенная аминокислотная последовательность и определенная молекулярная масса. Библиотека генов. Неупорядоченный набор фрагментов ДНК, содержащий всю генетическую информацию данного вида. 120 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 121 из 138 Вектор. Автономно реплицирующаяся в клетке-хозяине молекула ДНК, к которой можно присоединить фрагмент ДНК, чтобы обеспечить его репликацию; например, плазмида или ДНК умеренного фага. Вирион. Вирусная частица. Вирус. Самореплицирующийся инфекционный комплекс нуклеиновой кислоты и белка, содержащий ДНК- или РНК-хромосому и требующий для своей репликации интактную клетку-хозяина. Витамин. Органическое вещество, которое должно присутствовать в пище в следовых количествах; большинство витаминов представляет собой составную часть определенных коферментов. Водородная связь. Сравнительно слабое электростатическое притяжение между электроотрицательным атомом и атомом водорода, ковалентно связанным с другим электроотрицательным атомом.. Восстановление. Приобретение соединением электронов. Всасывание. Поступление продуктов пищеварения из кишечника в кровь. Вставочная мутация. Мутация, вызванная вставкой дополнительного основания между двумя последовательно расположенными основаниями ДНК. Вторичная структура белка. Регулярная конформация остова полипептидной цепи. Вырожденный код. Код, в котором один элемент на каком-то одном языке кодируется несколькими элементами на другом языке. Высокоэнергетическое соединение. Соединение, гидролиз которого в стандартных условиях сопровождается значительным уменьшением свободной энергии. Гем. Железопорфириновая простетическая группа гемопротеинов. 121 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 122 из 138 Гемоглобин. Гемсодержащий белок красных кровяных клеток (эритроцитов), принимающий участие в переносе 02. Ген. Участок хромосомы, который кодирует одну или несколько полипептидных цепей или молекулу РНК. Генетическая информация. Наследственная информация, содержащаяся в нуклеотидной последовательности хромосомной ДНК или РНК. Генетический код. Набор кодовых слов (триплетов) в ДНК кодирующих аминокислоты белков. Геном. Совокупность всех генов организма. Гидролиз. Расщепление молекулы на две или несколько меньших молекул в реакции с водой. Гидрофильный. «Водолюбивый»; так говорят о полярных или заряженных молекулах либо о группах, которые ассоциируются с водой. Гидрофобный. «Ненавидящий воду»; так говорят о неполярных молекулах или группах, которые не растворимы в воде. Гистоны. Группа основных белков, связанных с хромосомами эукариотических клеток. Гликолиз. Тип брожения, при котором глюкоза расщепляется на две молекулы пирувата. Глиоксилатный цикл. Разновидность цикла лимонной кислоты, используемая бактериями и рядом растительных клеток для превращения ацетата в сукцинат и в конечном итоге в новый углевод. Глобулярный белок. Растворимый белок, полипептидная цепь которого плотно свернута в пространстве с образованием глобулы. 122 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 123 из 138 Глюкогенные аминокислоты. Аминокислоты, углеродная цепь которых может быть превращена в процессе метаболизма в глюкозу или гликоген. Глюконеогенез. Биосинтез новых углеводов из неуглеводных предшественников. Гомологичные белки. Белки с одинаковой функцией и сходными свойствами у разных видов организмов, например гемоглобины. Гормон. Химическое вещество, которое синтезируется в следовых количествах эндокринной тканью и выполняет роль посредника в регулировании функции другой ткани или органа. Двойная спираль. Спираль, образованная двумя комплементарными антипараллельными цепями ДНК или РНК. Дегидрогеназы. Ферменты, катализирующие удаление из субстрата двух атомов водорода. Дезаминирование. Ферментативное удаление аминогрупп из аминокислот. Дезоксирибонуклеотиды. Нуклеотиды, содержащие в качестве пентозного компонента 2-дезокси-D-рибозу. Делеционная мутация. Мутация, возникшая в результате утраты одного или большего числа нуклеотидов из гена. Денатурация. Частичное или полное расплетание полипептидной цепи (цепей) белка с утратой его специфической природной конформации. Денатурированный белок. Белок, утративший свою природную конформацию под воздействием какого-либо стабилизирующего фактора, например при нагревании. Диабет сахарный. Болезнь, вызванная нарушением метаболизма из-за нехватки инсулина и характеризующаяся трудностью транспорта глюкозы из крови в клетки при нормальных концентрациях глюкозы. 123 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 124 из 138 Диализ. Удаление молекул малого размера из раствора макромолекул за счет диффузии первых в воду через полупроницаемую мембрану. Дисульфилный мостик. Ковалентная поперечная связь, образующаяся между цистеиновыми остатками двух полипептидных цепей. ДНК-лигаза. Фермент, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между З'-концом одного фрагмента ДНК и 5'-концом другого в условиях, когда оба фрагмента комплементарно спарены с цепью-матрицей. ДНК-полимераза. Фермент, который катализирует протекающую в присутствии матрицы реакцию синтеза ДНК из предшественников - дезоксирибонуклеозид-5'-трифосфатов. ДНК-репликазная система. Полный набор ферментов и специализированных белков, необходимых для репликации ДНК. Донор протонов. Вещество, отдающее протон в кислотно-основной реакции, т.е. кислота. Донор электронов. Донор электронов в окислительно- восстановительной реакции. Дыхание. Окислительное расщепление молекулы питательного вещества с высвобождением энергии под воздействием кислорода. Дыхательная цепь. Электронпереносяшая цепь, состоящая из последовательности белков-переносчиков электронов, которые переносят электроны от субстрата к молекулярному кислороду в аэробных клетках. Жирная кислота. Алифатическая кислота с длинной углеродной цепью, остатки которой содержатся в природных жирах и маслах. Заменимые аминокислоты. Аминокислоты белков, которые могут синтезироваться человеком и другими позвоночными из более простых предшественников и потому их присутствие в пище не обязательно. 124 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 125 из 138 Зимоген. Неактивный предшественник фермента; например, пепсиноген. Изозимы (изоферменты). Множественные формы фермента, отличающиеся друг от друга по сродству к субстрату, по максимальной активности или по регуляторным свойствам. Изомераза. Фермент, катализирующий превращение соединения в его структурный изомер. Изоэлектрическая точка. Значение рН, при котором растворенное вещество не имеет суммарного электрического заряда. Иммунный ответ. Способность позвоночных вырабатывать антитела к антигену, т.е. к чужеродным для их организма макромолекулам. Иммуноглобулин. Белок, являющийся антителом, вырабатываемым к специфическому антигену. Индуктор. Молекула, способная вызывать синтез данного фермента; обычно это субстрат фермента. Индуцибельный фермент. Фермент, который не вырабатывается клеткой (т. е. его синтез подавлен) до тех пор, пока его синтез не индуцируется своим субстратом или другим близкородственным соединением. Инициирующие факторы. Специфические белки, необходимые для инициации синтеза полипептида рибосомами. Инициирующий кодон. Триплет AUG, кодирующий первую аминокислоту в полипептидной цепи, которой у прокариот является Nформилметионин, а у эукариот - метионин. Интерферон. Белок, вырабатываемый зараженными вирусом клетками позвоночных и препятствующий заражению этих клеток вирусами другого вида. Интрон. Вставочная последовательность в гене; она транскрибирует125 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 126 из 138 ся, но вырезается до процесса трансляции. Катаболизм. Фаза метаболизма, включающая деградацию молекул питательных веществ и сопровождающаяся выделением энергии. Киназа. Фермент, катализирующий фосфорилирование молекулы акцептора при помощи АТР. Конститутивные ферменты. Ферменты главных метаболических путей, которые всегда присутствуют в нормальных клетках. Кортикостероиды. Стероидные гормоны, вырабатываемые корой надпочечников. Кофактор. Низкомолекулярное термостабильное неорганическое или органическое соединение, необходимое для проявления активности фермента. Кофермент. Кофактор органической природы, необходимый для действия определенных ферментов; часто в качестве составной части содержит витамин. Коэффициент седиментации. Физическая константа, определяющая скорость осаждения частицы в центрифуге при заданных условиях. Лизосома. Окруженная мембраной органелла в цитоплазме эукариотических клеток, содержащая большое число гидролитических ферментов. Липкий конец. Свободный одноцепочечный конец двухцеиочечной ДНК, комплементарный одноцепочечному концу противоположной полярности этой же или другой молекулы ДНК. Матрица. Макромолекулярный шаблон для синтеза информационной макромолекулы. Матричная РНК (мРНК). Класс молекул РНК, каждая из которых комплементарна одной цепи клеточной ДНК и 126 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 127 из 138 служит для переноса генетической информации от хромосомы к рибосомам. Медиатор нервных импульсов. Низкомолекулярное соединение (обычно содержащее азот), секретируемое окончанием нейрона и связывающееся со следующим нейроном; служит для передачи нервных импульсов. Межклеточное вещество. Коллоидальный гидратированный полисахаридный комплекс, присутствующий в пространстве между клетками животных тканей. Мембранный транспорт. Перенос растворенного вещества через мембрану, осуществляемый обычно с помощью особого белка мембраны. Метаболизм. Полная совокупность катализируемых ферментами превращений органических молекул питательных веществ в живых клетках. Микросомы. Окруженные мембраной пузырьки, образованные в результате фрагментации эндоплазматического ретикулума эукариотических клеток и выявляемые при дифференциальном центрифугировании. Митоз. Репликация хромосом в соматических клетках эукариот. Митохондрии. Окруженные мембраной органеллы, присутствующие в цитоплазме эукариотических клеток; они содержат ферментные системы, необходимые в цикле лимонной кислоты, в транспорте электронов и при окислительном фосфорилировании. Мукопротеины. Сложные белки, содержащие кислый мукополисахарид; их называют также протеогликанами. Мультиферментная система. Последовательность связанных между собой ферментов, участвующих в данном метаболическом пути. Мутаген. Химический агент, способный вызывать изменения в гене, т.е. мутацию. Мутация. Наследуемое изменение в хромосомe. 127 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 128 из 138 Нативная конформация. Биологически активная конформация белковой молекулы. Незаменимые аминокислоты. Аминокислоты, которые не могут синтезироваться человеком и другими позвоночными и должны поступать с пищей. Незаменимые жирные кислоты. Группа полиненасыщенных жирных кислот растительного происхождения, которые обязательно должны содержаться в пище млекопитающих. Нонсенс-кодон. Кодон, который не кодирует ни одну из аминокислот, а указывает место окончания синтеза полипептидной цепи. Нуклеаза. Фермент, способный гидролизовать межнуклеотидные связи в нуклеиновой кислоте. Нуклеиновые кислоты. Природные полинуклеотиды, в которых нуклеотидные остатки соединены между собой в определенной последовательности фосфодиэфирными связями. Нуклеозид. Соединение, состоящее из пуринового или пиримидинового основания, ковалентно связанного с пентозой. Нуклеозиддифосфатсахар. Переносчик молекулы сахара, выполняющий роль кофермента в ферментативных реакциях синтеза полисахаридов и производных сахаров. Нуклеоид. Ядерная зона в прокариотической клетке; она содержит хромосому, но не окружена мембраной. Нуклеотид. Нуклеозид, фосфорилированный по одной из гидроксильных групп пентозы. Обратная транскриптаза. Синтезируемая ретровирусами РНКзависимая ДНК-полимераза, способная катализировать синтез ДНК, комплементарной РНК. 128 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 129 из 138 Окислительное фосфорилирование. Ферментативное превращение ADP в АТР, сопряженное с переносом электронов от субстрата к молекулярному кислороду. Оксигеназа. Фермент, катализирующий реакцию, в ходе которой в акцепторную молекулу вводится кислород. Оператор. Область ДНК, которая взаимодействует с белком репрессором, благодаря чему регулируется экспрессия гена или группы генов. Оперон. Единица генетической экспрессии, состоящая из одного или нескольких связанных между собой генов, а также из промотора и оператора, которые регулируют их транскрипцию. Оптимум рН. Значение рН, при котором фермент проявляет максимальную каталитическую активность. Оптическая активность. Способность вещества вращать плоскость плоскополяризованного света. Пентозофосфатный путь. Путь окисления глюкозо-6-фосфата с образованием пентозофосфатов. Пептид. Две или большее число аминокислот, ковалентно соединенных друг с другом пептидными связями. Пептидаза. Фермент, катализирующий гидролиз пептидной связи. Пептидная связь. Замещенная амидная связь между α-аминогруппой одной аминокислоты и α-карбоксильной группой другой. Перемещающийся элемент (транспозон). Фрагмент ДНК, который может менять свое положение в геноме. Плазмида. Внехромосомная независимо реплицирующаяся небольшая кольцевая молекула ДНК. Промотор. Участок ДНК, с которым может связываться РНК129 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 130 из 138 полимераза, инициируя тем самым транскрипцию. Простагландины. Класс жирорастворимых гормоноподобных регуляторных молекул, являющихся производными арахидоновой кислоты и других полиненасыщенных жирных кислот. Протеинкиназы. Ферменты, катализирующие фосфорилирование определенных аминокислотных остатков в ряде белков. Протеолитический фермент. Фермент, катализирующий гидролиз белков или пептидов. Разобщающий агент. Вещество, которое разобщает процессы фосфорилирования ADP и транспорта электронов, например 2,4 динитрофенол. Регуляторный ген. Ген, продукт которого принимает участие в регуляции экспрессии другого гена, например ген, кодирующий белок- репрессор. Регуляторный фермент. Фермент, обладающий регуляторной функцией благодаря его способности изменять свою каталитическую активность в результате нековалентного или ковалентного присоединения особого модулирующего метаболита. Рекомбннантная ДНК. ДНК, образованная в результате соединения генов в новой комбинации. Рекомбинация. Соединение генов, группы генов или частей генов в результате биологического процесса или в ходе лабораторного манипулирования, приводящее к новым комбинациям генов. Рентгеноструктурный анализ. Использование метода дифракции рентгеновских лучей на кристаллах исследуемого соединения для определения его трехмерной структуры. Репликация. Синтез дочерней молекулы двухцепочечной ДНК, идентичной родительской двухцепочечной ДНК. Репрессибельный фермент. Фермент, синтез которого ингибируется 130 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 131 из 138 в том случае, если продукт катализируемой им реакции легко доступен бактериальной клетке. Репрессор. Белок, который связывается с регуляторной последовательностью (оператором) гена и блокирует его транскрипцию. Рестриктирующне эндонуклеазы. Эндодезоксирибонуклеазы, узнающие специфическую нуклеотидную последовательность и вызывающие расщепление обеих цепей ДНК в сайтах, которые определяются нуклеотидными последовательностями, обладающими симметрией второго порядка относительно центра. Эти ферменты являются важным инструментом генетической инженерии. Ретровирус. РНК-содержащий вирус, в состав которого входит обратная транскриптаза, т.е. РНК-зависимая ДНК-полимераза. Рецептор гормона. Специфический участок на поверхности клетки или внутри нее, связывающий гормон. Рилизинг-факторы (факторы терминации). Входящие в состав цитозоля факторы белковой природы, необходимые для высвобождения готовой полипептидной цепи из рибосомы. Сателлитная ДНК. Высокоповторяющиеся нетранслируемые участки ДНК в эукариотических клетках. Сбраживание.Анаэробное расщепление молекул питательного вещества, например глюкозы, сопровождающееся выделением энергии. Сведберг (S). Единица скорости седиментации частицы в центрифуге. Стероиды. Класс липидов, содержащих циклопентанфенантреновую кольцевую структуру. Структурный ген. Ген, кодирующий белки и РНК. Субстрат. Определенное соединение, на которое действует фермент. 131 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 132 из 138 Терминирующая последовательность. Последовательность ДНК, которая находится на конце транскрипционной единицы и служит сигналом окончания транскрипции. Терминирующие кодоны. Три кодона UAA, UAG и UGA, которые служат сигналами окончания синтеза полипептидной цепи. Тетрагидрофолиевая кислота. Кофермент, представляющий собой восстановленную активную форму витамина фолиевой кислоты. Токсины. Белки, которые вырабатываются некоторыми организмами и являются ядовитыми для других видов. Топоизомеразы. Ферменты, способные осуществлять положительное или отрицательное сверхскручивание колец двухцепочечной ДНК. Трансаминазы. Ферменты, катализирующие перенос аминогрупп от α-аминокислот к α-кетокислотам; их также называют аминотрансферазами. Трансдукция. Перенос генетического материала из одной клетки в другую с помощью вирусного вектора. Транскрипционный контроль. Регуляция белкового синтеза при помощи регуляции образования мРНК. Транскрипция. Ферментативный процесс, при котором генетическая информация, содержащаяся в одной цепи ДНК, используется для синтеза комплементарной нуклеотидной последовательности в цепи мРНК. Транслоказа. Фермент, вызывающий какое-либо движение, например перемещение рибосомы вдоль мРНК. Трансляционный контроль. Регуляция синтеза белка за счет изменения скорости его трансляции в рибосоме. Трансляция. Процесс, при котором генетическая информация, содержащаяся в молекуле мРНК, направляет синтез соответствующей аминокислотной последовательности в белке. 132 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 133 из 138 Транспозиция. Перемещение гена или группы генов из одного места генома в другое. Транспортная РНК (тРНК). Класс молекул РНК (мол. масса 2500030000), каждая из которых на первом этапе белкового синтеза ковалентно соединяется со специфической аминокислотой. Факторы инициации. Специфические белки, необходимые для инициации синтеза полипептида в рибосомах. Флавинадениндинуклеотид (FAD). Кофермент ряда окислительновосстановительных ферментов, содержащий рибофлавин. Фосфорилирование. Образование фосфатного производного биомолекулы обычно за счет ферментативного переноса фосфатной группы от АТР. Фосфорилирование в дыхательной цепи. Окислительное фосфорилирование, т.е. фосфорилирование ADP, сопряженное с переносом электронов от субстрата к кислороду. Фосфорилирование на уровне субстрата. Фосфорилирование ADP и некоторых других нуклеозид-5'-дифосфатов, сопряженное с дегидрированием органического субстрата и протекающее независимо от переноса электронов. Фосфоролиз. Ферментативное расщепление соединения в результате взаимодействия с фосфатом, аналогичное гидролизу. Фотосинтетическое фосфорилирование (фотофосфорилирование). Ферментативное образование АТР из ADP, сопряженное со светозависимым переносом электронов в фотосинтезирующих организмах. Хемиосмотическое сопряжение. Сопряжение синтеза АТР и переноса электронов через мембрану за счет электрохимического градиента Н + Хиломикрон. Компонент плазмы крови, представляющий собой крупную каплю триацилглицеролов, стабилизированную с помощью оболочки из белка и фосфолипида. 133 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 134 из 138 Химерная ДНК. Рекомбинантная ДНК, содержащая гены из двух разных видов организмов. Химерный белок. Ковалентно соединенные белки из разных видов организмов; их синтез кодируется химерной ДНК. Хроматин. Нитевидный комплекс ДНК, гистонов и других белков, составляющий основу эукариотических хромосом. Хроматография. Процесс, при котором сложные смеси молекул могут быть разделены путем многократно повторяющихся актов распределения между стационарной и движущейся фазами. Хромосома.Одна большая молекула ДНК, содержащая ряд генов и выполняющая функцию хранения и передачи генетической информации. Цикл мочевины. Метаболический путь, обнаруживаемый в печени; приводит к синтезу мочевины из аминогрупп и С02. Циклический AMP (циклический аденилат). Вторичный посредник внутри клеток; его образование при помощи аденилатциклазы стимулируется некоторыми гормонами. Цитохромы. Гемосодержащие белки, выполняющие роль переносчиков электронов при дыхании и фотосинтезе. Четвертичная структура. Пространственное расположение подогнанных друг к другу субъединиц олигомерного белка. Число оборотов. Число, указывающее, сколько раз молекула фермента преобразует молекулу субстрата за 1 мин в условиях, когда фермент проявляет максимальную активность. Экзергоническая реакция. Химическая реакция, сопровождающаяся отрицательным изменением стандартной свободной энергии («нисходящая» реакция). 134 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 135 из 138 Экзон. Участок эукариотического гена, транскрипт которого оказывается в зрелой мРНК; он кодирует определенный участок полипептидной цепи белка. Экзонуклеаза. Фермент, гидролизующий только концевую фосфодиэфирную связь нуклеиновой кислоты. Электрофорез. Перемещение заряженных растворенных веществ в электрическом поле; часто используется для разделения смесей ионов. Электрохимический градиент. Сумма градиентов концентрации и электрических зарядов при переносе ионов через мембрану. Элюат. Жидкость, вытекающая из хроматографической колонки. Эндергоническая реакция. Химическая реакция, сопровождающаяся положительным изменением стандартной свободной энергии («восходящая» реакция). Эндокринные железы. Железы, содержащие клетки, специализирующиеся на синтезе гормонов и их секреции в кровь; при помощи гормонов' осуществляется регуляция деятельности клеток других типов. Эндонуклеаза. Фермент, способный гидролизовать внутренние фосфодиэфирные связи в нуклеиновых кислотах. Эндоплазматический ретикулум. Обширная система двойных мембран в цитоплазме эукариотических клеток; она окружает секреторные каналы и часто усеяна рибосомами. Энергия активации. Количество энергии (в килокалориях), необходимое для того, чтобы перевести все молекулы, содержащиеся в 1 моле реагирующего вещества, в состояние переходного комплекса. Энергия связи. Энергия, необходимая для разрыва связи. Энтальпия. Содержание тепла в системе. Энтропия. Мера степени неупорядоченности системы. 135 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 136 из 138 Эукариоты. Организмы, клетки которых содержат окруженное мембраной ядро с множественными хромосомами и внутриклеточны органеллы. Эффектор (модулятор). Метаболит, который, связываясь с аллостерическим центром регуляторного фермента, меняет его кинетические характеристики. Ядро. Органелла эукариотической клетки, окруженная мембраной и содержащая хромосомы. Ядрышко. Интенсивно окрашиваемая структура в ядре эукариотических клеток; участвует в синтезе рРНК и образовании рибосом. Список использованной литературы: 1. Биохимия / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006. – 974 с. 2. Филиппович, Ю.Б. Биологическая химия: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю.Б. Филиппович, Н.И. Ковалевская, Г.А. Севастьнова и др.; под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Изд. центр «Академия», 2005, - 256 с. 3. Жукова, Н.И. Биохимия в вопросах, упражнениях и задачах / Н.И. Жукова, Е.И. Потенко. - Уссурийск: Изд-во УГПИ, 2004. – 108 с. 4. Комов, В.П. Биохимия: учеб. для вузов / В.П. Комов, В.Н.Шведова М.: Дрофа, 2004. – 638 с. 136 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 137 из 138 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Филиал ДВФУ в г. Уссурийске ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ по дисциплине «Современные проблемы биохимии» 050100.68 – «Педагогическое образование» Магистерская программа – «Химическое образование» г. Уссурийск 2012 137 Разработчик: Жукова Н.И. ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Современные проблемы биохимии Идентификационный номер: Контрольный экземпляр находится на УМКД.8(32)-050100.68кафедре естественнонаучного образоМ2.В.ОД.4-2012 вания Лист 138 из 138 Электронные информативные образовательные ресурсы http://znanium.com Северин Е.С., Зыкова Е.С. Биологическая химия: для высшего медицинского и фармацевтического образования. – Т. 14. – М.: Русский врач, 2005. http://znanium.com Ауэрман Т.Л. Основы биохимии: Учебное. - М.: НИЦ Инфра-М, 2013. - 400 с. http://znanium.com Сироткин О.С. Эволюция теории химического строения вещества А.М. Бутлерова в унитарную теорию строен. химич. соед. (осн. един. химии): Монография - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2013 - 247с. http://nehudlit.ru/books/subcat283.html Учебники, лабораторные практикумы, дополнительная литература по биохимии. http://bio.fizteh.ru/student/files/biochemistry/lections/ Наглядные материалы. http://www.inbi.ras.ru/ Институт биохимии им. А.Н. Баха. http://www.biolinks.net.ru/ Коллекция ссылок по биохимии. 138
