Дисциплина «Биология - Ставропольский государственный

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра общей и биологической химии
УТВЕРЖДАЮ:
Заведующий кафедрой
общей и биологической химии
_____________________ К.С. Эльбекьян
31 августа 2015г
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Основы биохимии и молекулярной биологии»
Направление подготовки 19.03.01 - Биотехнология
Профиль подготовки – Технология лекарственных препаратов
Квалификация (степень) «бакалавр»
Форма обучения - очная
г. Ставрополь
2015 г.
1. Вопросы, выносящиеся на самостоятельное изучение
(внеаудиторная работа)
№
п/п
1.
Наименование разделов дисциплины
Виды самостоятельной
работы
Кол-во
часов
Коды формируемых компетенций
24
ОПК-2, ОПК-3
белковой молекулы как общий
механизм каталитической функции фермента и его восприимчивости к аллостерическим эффекторам.
7. Циклические нуклеотиды и другие вторичные посредники.
Модуль 2. Обмен веществ (метаболизм) в организме
1.Проработка и повторение
30
1.Хемиосмотическая теория солекционного
материала,
мапряжения.
териала учебников и учебных
2. Активные формы кислорода.
Источники их образования и роль пособий.
2. Оформление протокола к
в метаболических процессах.
3. Методы определения глюкозы в занятиям
3.Написание рефератов.
крови.
4.Оформление презентаций.
4. Методы определения холестерола в крови.
5. Методы определения мочевины
в крови.
ОПК-2,
ОПК-3, ПК-2
Модуль 1. Биологически активные вещества
1.Биологическая химия: определе- 1. Проработка и повторение
ние; краткий исторический очерк; лекционного материала, маоткрытие новых методов исследо- териала учебников и учебных
вания и разработка лабораторной
пособий (подготовка к занятехники, как основа развития био- тиям).
химии.
2.Оформление протокола к
2. Новые направления в биохизанятиям.
мии: биотехнология, молекуляр3. Написание рефератов, соные основы конструирования нообщений.
вых лекарственных веществ.
4.Оформление презентаций.
3.Методы определения витаминов
в различных фруктах и овощах.
4.Гидролиз как метод исследования структур ферментов.
5. Иммобилизованные фермен-
ты.
6. Конформационные перестройки
2.
2. Задания для самостоятельной работы
1. Что такое биохимия, цели и задачи, стоящие перед ней. Место биохимии среди других
наук. Значение биохимии в практической деятельности врача;
2. Понятие о витаминах. Заслуги ученых в развитии учения о витаминах.
3. Классификация и номенклатура витаминов. Провитамины.
4. Гиповитаминозы, авитаминозы, гипервитаминозы, причины их возникновения.
5. Механизм действия жирорастворимых витаминов.
6. Механизм действия водорастворимых витаминов.
7. Витамин А.Химическое строение, суточная потребность, биологическая роль, явление
недостаточности.
8. Витамин Д. Химическое строение, суточная потребность, биологическая роль, явление
недостаточности.
9.Свойства ферментов как биологических катализаторов: термолабильность, влияние рН
среды, специфичность.
10.Механизмы активирования ферментов. Проферменты, физиологическое значение образования их.
11.Ингибиторы ферментов: специфические и неспецифические.
12.Конкурентное торможение, значение в изыскании лекарственных препаратов.
13.Аллостерические (регуляторные) ферменты.
14.Регуляция по типу обратной связи (ретроингибирование).
15. Понятие о гормонах, биологическая роль. Классификация.
16. Иерархия регуляторных систем (гипоталамо-гипофизарная система).
17. Гормоны гипоталамуса, строение, биологическая роль.
18. Гормоны гипофиза, строение, биологическая роль.
19. Клеточные рецепторы, строение, локализация. Биологическая роль. Виды
мембранных рецепторов.
20. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетках (мембранный и
внутриклеточный механизмы).
21. Понятие о метаболизме. Анаболические и катаболические процессы и их взаимосвязь.
22. Макроэргические соединения. АТФ – универсальный аккумулятор и источник энергии
в организме. Энергетический заряд клетки.
23. Этапы катаболизма. Биологическое окисление (тканевое дыхание). Особенности биологического окисления..
24. Организация дыхательной цепи. Переносчики в дыхательной цепи (ЦПЭ).
25. Окислительное фосфорилирование АДФ. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Коэффициент окислительного фосфорилирования (Р/О).
26. Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Роль клетчатки в
организме.
27. Пути превращения глюкозы в клетке.
28. Гликоген. Содержание гликогена в тканях. Механизм синтеза и распада гликогена, регуляция.
29.Аэробное окисление углеводов (гликолиз), последовательность реакций, энергетический
эффект, биологическая роль.
30.Анаэробное
окисление
углеводов
(гликолиз),
последовательность
реакций,энергетический эффект, биологическая роль.
31. Сходство и различие аэробного и анаэробного окисления глюкозы. Эффект Пастера.
32. Ресинтез жиров в энтероцитах
33. Транспортные формы липидов, строение. Функции хиломикронов и ЛПОНП.
34. Мобилизация триацилглицеролов (липолиз). Регуляция.
35. β- окисление высших жирных кислот. Энергетический баланс окисления пальмитиновой кислоты.
36.Синтез нейтральных жиров.
3. Темы рефератов
1. Витамин С. Строение, механизм действия, проявления недостаточности.
2. Витамин Д. Строение, механизм действия, проявления недостаточности.
3. Витамин РР. Строение, механизм действия, проявления недостаточности.
4. Витамин В2. Строение, механизм действия, проявления недостаточности.
5. Витамин А. Строение, механизм действия, проявления недостаточности.
6. Антивитамины – лекарственные препараты.
7. Антивитамины – лекарственные препараты.
8. Ферментативный гидролиз. Достижение и перспективы.
9. Роль БАВ в питании человека.
10. Перекисное окисление липидов. Биологическая роль.
11. Антиоксидантная система защиты организма.
12. Простагландины. Особенности строения, метаболизм, биологическая роль.
4. Перечень вопросов для самопроверки
1. Предмет и задачи биологической химии. Объекты биохимического исследования.
Место биохимии среди других биологических дисциплин. Основные разделы и
направления в биохимии: статическая, динамическая и функциональная биохимия,
молекулярная биология.
2. Белки, понятие, биологическая роль. Физико – химические свойства белков:
молекулярная масса, растворимость, гидратация. Осаждение белков: высаливание,
денатурация, их сходство и различия. Применение в медицине.
3. Строение белков. Первичная структура белков, характеристика пептидной связи.
Специфичность первичной структуры белков.
4. Вторичная, третичная структуры белков. Связи, их стабилизирующие.
5. Четвертичная структура белков. Особенности строения и функционирования
олигомерных белков на примере гемсодержащих
белков – гемоглобина и
миоглобина.
6. Простые белки: альбумины, глобулины, гистоны, протамины. Особенности их
строения, биологическая роль.
7. Сложные белки: классификация, строение, характеристика отдельных групп,
биологическая роль.
8. Нуклеопротеины, химическое строение ДНК, РНК, биологическая роль.
9. Связи, формирующие первичную и вторичную структуры ДНК и РНК. Виды РНК.
10. История открытия и изучения витаминов. Классификация витаминов и функции
витаминов.
11. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Причины (экзо-,
эндогенные). Гипервитаминозы.
12. Витамин С, химическое строение, явления недостаточности, биологическая роль.
Участие витамина «С» в синтезе коллагена. Реакция гидроксилирования пролина и
лизина.
13. Витамин РР, строение и биологическая роль. НАД-зависимые дегидрогеназы.
14. Суточная потребность. Проявления авитаминоза.
15. Витамин В1, строение, участие в обмене веществ. Тиаминдифосфат ( ТДФ), проявление авитаминоза. Суточная потребность.
16. Витамин В2, строение, роль (ФАД, ФМН), суточная потребность, признаки авитаминоза.
17. Витамин В6: пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. Строение и биологическая
роль. Явления недостаточности. Суточная потребность.
18. Витамин «А», химическое строение, суточная потребность. Авитаминоз, гипервитаминоз, проявления. Провитамины.
19. Витамины группы Д (Д2 и Д3). Провитамины Суточная потребность. Авитаминоз, гипервитаминоз, проявления.
20. Ферменты. Биологическая роль. Классификация и номенклатура ферментов.
21. Химическая природа и строение ферментов. Активный (каталитический) и
аллостерический (регуляторный) центры.
22. Сходство и отличие ферментов и неорганических катализаторов. Зависимость
скорости ферментативных реакций от температуры, рН. Виды специфичности.
23. Активаторы ферментов: ионы металлов, частичный протеолиз, фосфолирование и
дефосфолирование.
24. Ингибиторы ферментов: обратимые и необратимые. Лекарственные препараты как
ингибиторы ферментов.
25. Регуляция активности ферментов по принципу обратной связи.
26. Гормоны. Классификация и биологическая роль.
27. Основные системы регуляции метаболизма; иерархия регуляторных систем.
28. Строение и биологическое действие гормонов гипоталамуса.
29. Строение и биологическое действие гормонов гипофиза.
30. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетках. Рецепторы мембран – локализация, механизм трансформации биологического сигнала: мембранный и внутриклеточный.
31. Кальций как вторичный мессенджер гормонов. Кальмодулин. Образование и действие инозитолтрифосфата (ИФ3)и диацилглицерола (ДАГ).
32. Гормоны коры надпочечников. Химическое строение. Изменение метаболизма при
гипер-, гипокортицизме (болезнь Аддисона, болезнь Иценко-Кушинга).
33. Гормоны поджелудочной железы. Инсулин, глюкагон, структура. Механизм их действия.
34. Половые гормоны, строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез.
35. Гормоны щитовидной железы, механизм образования, строение, биологическое
действие. Гипо-, гиперфункция гормонов (кретинизм, микседема, Базедова болезнь).
Эндемический зоб.
36. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин,
кальцитриол).
37. Метаболизм: анаболизм и катаболизм. Макроэргические соединения (АТФ, УТФ,
ЦТФ, креатин-фосфат), химическое строение, биологическая роль.
38. Этапы катаболизма.
39. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК). Последовательность реакций. Связь с процессами окислительного фосфорилирования. Понятие о субстратном фосфорилировании.
Энергетический эффект. Функции ЦТК.
40. Биологическое окисление, особенности. Структурная организация дыхательной цепи.
Последовательность расположения комплексов. Структура и роль их компонентов
(ФМН, убихинон, цитохромы).
41. Окислительное
фосфорилирование.
Сопряжение
окисления (дыхания)
и
фосфорилирования (теория Митчелла). V комплекс-АТФ-аза. Коэффициент
окислительного фосфорилирования Р/О.
42. Разобщение окисления и фосфорилирования, разобщающие факторы.
Гипоэнергетические состояния как результат гипоксии, голодания, авитаминозов и
других причин. Микросомальное окисление. Биологическая роль.
43. Образование токсических форм кислорода (супероксиданион, гидроксилрадикал,
пероксид водорода), их повреждающее действие. Антиоксиданты (витамины Е,А,С,
убихинон и др.) и антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза,
пероксидаза).
44. Углеводы, классификация: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, и их
производные (аминосахара, уроновые кислоты, фосфорные эфиры);дисахариды
(сахароза, лактоза, мальтоза); гомополисахариды, гетерополисахариды. Химическое
строение, биологическая роль в организме.
45. Переваривание и всасывание углеводов. Роль клетчатки. Мальабсорбция. Лактазная
недостаточность. Причины, проявления. Пути превращения глюкозы в клетке.
46. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека.
Последовательность реакций, распространение и
физиологическое значение
аэробного распада глюкозы.
47. Анаэробный распад глюкозы (гликолиз), значение анаэробного распада глюкозы.
Эффект Пастера.
48. Биосинтез глюкозы (глюконеогенезе) из аминокислот, глицерина и молочной
кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
Гормональная регуляция.
49. Гликоген- резервный гомополисахарид. Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена
с образованием глюкозы в печени. Регуляция процессов. Гликогенозы.
50. Роль липидов в организме. Классификация по химическому строению и
физиологическому значению. Химическое строение отдельных представителей.
51. Переваривания липидов. Роль желчных кислот. Всасывание продуктов
переваривания. Нарушение переваривания и всасывания (стеаторея). Причины.
52. Ресинтез жиров в стенке кишечника. Состав, строение и роль транспортных форм
липидов (липопротеинов).
53. Основные
фосфолипиды
(фосфатидилхолин,
фосфатидилэтаноламин,
фосфатидилсерин),
химическое строение, биологическая роль. Жировое
перерождение печени. Причины возникновения.
54. Схема распада фосфолипидов мембран. Образование эйкозаноидов из арахидоновой
кислоты: простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов, простациклинов. Роль в
норме и патологии (атеросклероз, бронхиальная астма).
55. Классификация высших жирных кислот. Биологическая роль. ω-3 и ω-6 кислотынезаменимые компоненты пищи.
56. β – окисление жирных кислот. Локализация, роль карнитина, последовательность
реакций. Энергетический баланс окисления пальмитиновой кислоты.
57. Мобилизация и синтез нейтральных жиров (триацилглицеринов), регуляция процесса.
Ожирение, причины.
58. Кетоновые тела, биосинтез, биологическая
роль. Причины
и последствия
возникновения кетонемии и кетонурии.
59. Холестерол, строение, биологическая роль. Поступление и выведение из организма.
Последовательность реакций синтеза холестерола до мевалоновой кислоты. Пути
превращения холестерола в организме: окисление, этерификация, дегидрирование.
60. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерола в крови. Гиперхолестеролемия.
Биохимические основы развития атеросклероза. Желчнокаменная болезнь.
61. Белки, биологическая роль. Нормы белка в питании. Заменимые и незаменимые
аминокислоты. Биологическая ценность белков.
62. Переваривание белков. Эндопептидазы – пепсин, трипсин, химотрипсин;
проферменты протеиназ и механизмы их превращения в ферменты. Экзопептидазы:
карбоксипептидаза, аминопептидазы, дипептидазы. Роль соляной кислоты в процессе
пищеварения.
63. Трансаминирование аминокислот. Роль трансаминаз
(аланинтрансаминаза,
аспартаттрансаминаза), кофермента-пиридоксальфосфата. Биологическое значение
реакций трансаминирования. Значение определения трансаминаз в сыворотке крови
при заболеваниях сердечной мышцы, печени.
64. Окислительное дезаминирование аминокислот. Прямое и непрямое дезаминирование
аминокислот (трансдезаминирование).
65. Основные источники аммиака в организме. Роль глютамата в обезвреживании и
транспорте аммиака. Судьба аммиака в организме. Биосинтез мочевины
(орнитиновый цикл). Нарушение синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия.
66. Обмен фенилаланина и тирозина. Фенилкетонурия, причина, проявления болезни.
Алкаптонурия, альбинизм, причины, проявления.
67. Декарбоксилирование аминокислот. Образование биогенных аминов: гистамина,
серотонина, γ-аминомасляной кислоты. Биологическая роль. Инактивация биогенных
аминов.
68. Синтез креатина, креатин-фосфата, креатинина. Роль креатин-фосфата. Причины
физиологической и патологической креатинурии.
69. Сахарный диабет. Типы, причины возникновения. Изменения метаболизма углеводов,
липидов, аминокислот. Патогенез основных симптомов сахарного диабета.
70. Кровь, биологическая роль, физико-химические свойства. Органические и
неорганические компоненты крови.
71. Основные белковые фракции плазмы крови и их биологическая роль. Причины
гипер-, гипопротеинемии, диспротеинемии, парапротеинемии.
72. Небелковые азотосодержащие вещества крови («остаточный азот»). Азотемия, виды,
причины. Буферные системы крови, понятие об ацидозе и алкалозе.
73. Обмен гемоглобина, биосинтез гема и его регуляция. Распад гемоглобина.
Неконъюгированный и конъюгированный билирубин.
74. Желтухи: гемолитическая, обтурационная, паренхиматозная. Диагностическое
значение определения билирубина и других желчных пигментов в крови, моче и кале.
5. Библиотечно-информационные ресурсы
5.1. Литература
а) основная литература:
1.Биохимия [Текст] : учеб. для студ. мед. вузов / под ред. Е. С. Северина.- 5-е изд., испр. и
доп. - М : ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 768 с. (299 экз).
2.Биохимия [Электронный ресурс]: учебник / под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп.
- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 768 с. – Режим доступа: – Режим доступа
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970427866.html?SSr=4801337895101803afce578280
11959
3.Проскурина, И. К. Биохимия [Текст] : учеб.для студ. вузов / И. К. Проскурина. - 2-е изд.,
стер. - М. : ИЦ "Академия", 2014. -336 с.
б) дополнительная литература:
1. Биологическаяхимияс упражнениями и задачами [Электронный ресурс]: учебник / под ред. С.Е.
Северина. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 624 с.: ил. – Режим доступа:
http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970430279.html
2. Биологическаяхимияс упражнениями и задачами [Электронный ресурс]: учебник / под ред.
чл.-корр. РАМН С.Е. Северина. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 624 с.: ил. – Режим доступа
:http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970417553.html
5.2. Базы данных, справочные и поисковые системы, Интернет-ресурсы, ссылки
- интернет ресурсы, отвечающие тематике дисциплины, в том числе:
- Chemlib.ru, Chemist.ru, ACD Labs, MSU. Chem.ru, Pub.med.ru, medline.ru
Разработчик:
Доцент кафедры общей и биологической
химии СтГМУ, к.б.н.
Л.В. Романова