МИНОБРНАУКИ РОССИИ - Астраханский государственный

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
(Астраханский государственный университет)
УТВЕРЖДЕНО
Ученым советом Университета
от «22» сентября 2014 г., протокол № 1
ПРОГРАММА КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА
ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
в соответствии с темой диссертации на соискание ученой степени кандидата наук
Направление подготовки
06.06.01 Биологические науки
Профиль подготовки
03.01.04 Биохимия
РАЗРАБОТАНА
Кафедрой молекулярной биологии,
генетики и биохимии
(заседание кафедры от «27» августа
2014 г., протокол №1)
Астрахань – 2014 г.
Программа кандидатского экзамена составлена в соответствии с приказом
Министерства образования и науки Российской Федерации от 8 октября 2007 г. № 274
(зарегистрирован Минюстом России 19 октября 2007 г., регистрационный № 10363);
паспортом
научной специальности, разработанным экспертным советом Высшей
аттестационной комиссии Министерства в связи с утверждением приказом Минобрнауки
России от 25 февраля 2009 г. № 59 Номенклатуры специальностей научных
работников (редакция от 11 ноября 2011 года).
Программа кандидатского экзамена и список основной и дополнительной
литературы обновлен с учетом развития науки, культуры, экономики, техники,
технологий и социальной сферы (выписка из протокола заседания кафедры прилагается).
Форма контроля: кандидатский экзамен
Трудоемкость в ЗЕ – в соответствии с учебным планом
Программу разработали:
Кондратенко Елена Игоревна д.б.н., профессор кафедры молекулярной биологии,
генетики и биохимии ______________________
СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ
Программа кандидатского экзамена по специальности 03.01.04 – Биохимия
предназначена для аспирантов (соискателей степени кандидата наук) в качестве
руководящего учебно-методического документа для целенаправленной подготовки к
сдаче кандидатского экзамена.
Цель экзамена – установить глубину профессиональных знаний соискателя ученой
степени, уровень подготовленности к самостоятельной научно-исследовательской работе.
Сдача кандидатского экзамена по специальности обязательна для присуждения ученой
степени кандидата наук.
В основу настоящей программы положены: общие вопросы; физико-химические
основы биохимии; структура и физико-химические свойства низкомолекулярных
соединений, входящих в состав биологических объектов; структура и свойства
биополимеров; обмен веществ и энергии в живых системах; хранение и реализация
генетической информации; взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ в
организме.
Кандидатский экзамен по специальности 03.01.04 – Биохимия сдается на третьем
году обучения в аспирантуре в сроки, определенные учебным планом по специальности.
Для проведения экзамена приказом ректора (проректора по НИР) создается
экзаменационная комиссия, которая формируется из высококвалифицированных научнопедагогических и научных кадров, включая научных руководителей аспирантов.
Комиссии правомочна принимать кандидатский экзамен, если в ее заседании участвуют
не менее двух специалистов по профилю принимаемого экзамена, в том числе один
доктор наук. При приеме экзамена могут присутствовать ректор, проректор.
Кандидатский экзамен проводиться по усмотрению экзаменационной комиссии по
билетам или без билетов. Для подготовки ответа аспирант (соискатель ученой степени)
использует экзаменационные листы, которые сохраняются после экзамена в течение года.
1. Пояснительная записка.
Цель программы кандидатского экзамена по специальности 03.01.04 - Биохимия –
формирование у аспирантов высокого уровня теоретической и профессиональной
подготовки, знаний общих концепций и методологических вопросов биохимии, глубокого
понимания основных проблем биохимии и умения применять полученные знания для
решения исследовательских и прикладных задач. Целью кандидатского экзамена по
специальной дисциплине в аспирантуре по специальности «Биохимия» является
определение уровня знаний, полученных аспирантом, его готовность к выполнению
научно-исследовательской деятельности.
При сдаче кандидатского экзамена по специальной дисциплине аспирант должен:
знать: основные разделы биохимии;
уметь: пользоваться данными научной литературы, посвященной основным
вопросам биохимии;
владеть: приемами поиска и использования научно-технической и научнометодической информации.
2. Основные критерии оценивания
Оценка «5» на экзамене ставится при правильном, полном и логично построенном
ответе
- умении оперировать специальными терминами
- использовании в ответе дополнительный материал
- иллюстрировать теоретические положения практическим материалом
Оценка «4» на экзамене ставится при правильном, полном и логично построенном
ответе
- умении оперировать специальными терминами
- использовании в ответе дополнительный материал
- иллюстрировать теоретические положения практическим материалом
Но в ответе
- имеются негрубые ошибки или неточности
- возможны затруднения в использовании практического материала
- делаются не вполне законченные выводы или обобщения
Оценка «3» ставится при схематичном неполном ответе
- неумении оперировать специальными терминами или их незнание
- с одной грубой ошибкой
- неумением приводить примеры практического использования научных знаний
Оценка «2» ставится при ответе на все вопросы билета с грубыми ошибками
- неумением оперировать специальной терминологией
- неумением приводить примеры практического использования научных знаний
3.
Содержание
Введение
В основу настоящей программы положены основные разделы биохимии: белки,
нуклеиновые кислоты, ферменты, липиды, терпеноиды и биологические мембраны, обмен
азота, витамины, образование органического вещества у растений и микробов, углеводы и
их ферментативное превращения, брожение и дыхание, энергетический обмен клетки,
биосинтез белков, взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ в организме.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии по
органической химии при участии Института биоорганической химии РАН имени М.М.
Шемякина и Ю.А. Овчинникова и Московской государственной академии тонкой
химической технологии имени М.В. Ломоносова.
1. Общие вопросы
Предмет и задачи биохимии. Связь биохимии с сопредельными дисциплинами –
биофизикой,
биоорганической
химией,
цитологией,
микробиологией,
генетикой,
физиологией, экологией, такс оном и ей. Основные этапы развития биохимии.
Молекулярная биология и ее место в системе биологических дисциплин.
Жизнь как особая форма движения материи. Молекулярная «логика» живых систем.
Проблема возникновения и эволюции жизни. Роль структурной организации клетки.
Компартментация веществ и процессов. Значения обмена веществ (ассимиляция и
диссимиляция) в явлениях жизни. Регуляция обмена веществ в клетке.
Развитие биохимии и ее связи с практикой – агрономией, биотехнологией, медициной
и ветеринарией.
Общая характеристика веществ, входящих в состав организмов, их роль и значение. Роль
воды и минеральных элементов, белков, липидов, углеводов, витаминов в обмене веществ и в
питании человека и животных.
2. Белки
Специфическая роль белков в явлениях жизни. Аминокислоты как мономеры белков.
Физические и химические свойства аминокислот, стерео изомеры. Непротеиновые
аминокислоты.
Пептиды. Глутатион и его значение в обмене веществ. Теория строения белковой
молекулы. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белков. Природа
химических связей, обеспечивающих стабильность структуры белковой молекулы.
Принципы и методы изучения структуры белков. Значение третичной структуры белковой
молекулы для проявления ее биологической активности. Величина и форма белковых
молекул.
Глобулярные
и
фибриллярные
белки.
Антитела
и
интерфероны.
Изоэлектрическая точка белков. Конформационная динамика белковой молекулы.
Денатурация белков. Принципы выделения, очистки и количественного определения
белков.
3. Нуклеиновые кислоты
Роль нуклеиновых кислот в живом организме. Типы нуклеиновых кислот. Пуриновые
и пиримидиновые основания. Нуклеозиды и нуклеотиды. Биосинтез мононуклеотидов.
Полинуклеотиды.
Принцип
комплиментарности
азотистых
оснований.
Минорные
основания. Структура, рибонуклеиновых кислот. Типы РНК – малая ядерная, рибосомная,
матричная, транспортная. Особенности строения дезоксирибонуклеиновой кислоты. Роль
ДНК как носителя генетической информации в клетке. Саттелитные ДНК. ДНК вирусов и
бактерий. Обратные транскриптазы. ДНК хлоропластов и митохондрий. Плазмиды.
Принципы генетической инженерии. Организация генома у про- и эукариот. Структурная
организация ДНК
трансформация,
в составе хромосом.
трансдукция,
лизогения,
Гистоны. Эволюция генома (мутации,
конъюгация,
рекомбинация,
подвижные
генетические элементы). Репарация.
4. Ферменты
История развития энзимологии. Понятие о ферментах как о белковых веществах,
обладающих каталитическими функциями. Рибозимы. Основные положения теории
ферментативного катализа. Энергия активации ферментативных реакций. Образование
промежуточного комплекса «фермент – субстрат» Активный центр фермента и методы
его изучения.
Кинетика ферментативного катализа. Обратимость действия ферментов. Начальная
скорость ферментативной реакции и метод ее определения. Единица активности
ферментов. Стандартная единица, удельная и молекулярная активность. Константа
Михаэлиса, методы ее нахождения и физический смысл. Критерии чистоты ферментных
препаратов. Двухкомпонентные и однокомпонентные ферменты. Простетические группы
и
коферменты.
Химическая
природа
коферментов.
Значение
металлов
для
ферментативной активности.
Действия ферментов. Негеминовые железо протеиды. Влияние физических и
химических факторов на активность ферментов. Действие температуры и концентрации
водородных
ионов.
Специфические
активаторы
и
ингибиторы
ферментативных
процессов.
Механизм
конкурентное
и
ингибирования
неконкурентное
ферментов.
Обратимое
ингибирование.
и
необратимое,
Специфичность
ферментов.
Классификация ферментов и ее принципы. Оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы,
распространение в природе, важнейшие представители; значение и в пищевой технологии.
Лиазы, изомеразы и лигазы, важнейшие представители. Регуляция активности и синтеза
ферментов. Аллостерические ферменты. Индукция и репрессия синтеза ферментных
белков. Теория Жакоба и Моно. Катаболитная репрессия. Конститутивный синтез
ферментов.
Полиферментные
системы.
Пируватдегидрогеназа.
Иммобилизованные
ферменты. Использование ферментов в биотехнологии. Методы выделения и очистки
ферментов.
5. Липиды. Терпеноиды и биологические мембраны
Жирные кислоты, в том числе незаменимые. Коэнзим А и его роль в процессе обмена
веществ. Ацетилкоэнзим А. Биосинтез жирных кислот. Синтетаза жирных кислот. Бета- и
альфа-окисление жирных кислот. Липооксигеназа, ее свойства, механизм действия и роль
в пищевой промышленности.
Классификация липидов. Жиры и их свойства. Ферментативный гидролиз жиров.
Липазы, распространение в природе и характеристика. Биосинтез триглицеридов.
Регуляция процесса распада и синтеза жирных кислот и липидов. Превращение жиров при
созревании и прорастании семян и плодов.
Фосфатиды. Лецитины и кефалины. Ферментативные превращения фосфатидов.
Значение фосфатидов в пищевой промышленности.
Простагландины. Эфирные масла и их превращения в растениях.
Терпены и терпеноиды, классификация, стероиды как провитамин Д. Каучук и гупта.
Тетратерпены — каротиноиды. Биосинтез биологических структур через мевалоновую
кислоту.
Биологические
мембраны,
и
молекулярная
организация.
Характеристика
плазматической (клеточной) мембраны. Мембраны митихондрий, лизосом, аппарата
Гольджи. Ядерная мембрана. Мембранный транспорт. Функция АТФазы.
6. Обмен азота
Ассимиляция молекулярного азота и нитратов. Нитрогеназа, нитратредуктаза и
нитритредуктаза. Первичный синтез аминокислот у растительных организмов и микробов.
Кетокислоты
как
Переаминирование.
предшественники
Аминотрансферазы.
аминокислот.
Другие
пути
Прямое
биосинтез
аминирование.
а
аминокислот.
Освобождение аминокислот при гидролизе белков. Протеолитические ферменты, общая
характеристика и систематика. Роль протеолитических ферментов в обмене белковых
веществ, реакции органического протеолиза и их участие в регуляции биологических
процессов. Внутриклеточный распад белков. Лисозомы.
Использование протеолитических ферментов в промышленности и медицине.
Биохимия
диссимиляции
аминокислот.
Дезаминирование
аминокислот.
Типы
дезаминирования. Роль аспарагина, глутамина и мочевины в обмене азота. Орнитиновый
цикл. Амины и алкалоиды, пути их образования и превращений.
7. Витамины
Роль витаминов в питании животных и человека. Витамины как коферменты.
Жирорастворимые витамины. Витамины Д и Е. Витамин B1. Каталитические функции
тиаминпирофосфата . Витамины В2 и РР. Участие витаминов В2 и РР в построении
коферментов аэробных и анаэробных дегидрогеназ. Витамин Вб и его каталитические
функции. Пантотеиновая кислота. Биотин и его участие в биосинтезе биологических
молекул. Витамин В6 и его нуклеотидная форма. Витамин С, ферментативное описание
аскорбиновой кислоты. Витамины. Антивитамины.
8. Образование органического вещества у растений и микробов
Фотосинтез как основной источник органических веществ и О2 на Земле. Световые и
темновые реакции. Цикл Кальвина. Строение хлоропластов. Хлорофиллы, другие
фотосинтетические
пигменты.
Фотосинтетическая
цепь
переноса
электрона
и
сопряженное фосфорилирование. Фотолиз воды и выделение кислорода. Организация и
функционирование реакционных центров. Фотосинтетическая ассимиляция углерода.
Хемосинтез.
9. Углеводы и их ферментативные превращения
Классификация
углеводов.
Наиболее
широко
распространенные
в
природе
моносахариды (альдозы и кетозы) и их свойства. Конформации моносахаридов. Продукты
окисления и восстановления моносахаридов. Аминосахара. Гликозиды. Важнейшие
дисахариды и трисахариды. Их моносахаридный состав и строение. Основные
полисахариды
высших
растений:
крахмал,
целлюлоза,
гемицеллюлозы,
инулин,
пектиновые вещества. Углеводы водорослей: агар, альгиновая кислота, каррагинан.
Полисахариды животного происхождения: гликоген, гепарин, хитин. Бактериальные
полисахариды: декстраны, ксантан, леван.
Фосфорные эфиры сахаров и нуклеозитдифосфатсахара (НДФС) – важнейшие
промежуточные соединения углеводного обмена. Фосфаты сахаров и роль фосфорной
кислоты
в
процессах
взаимопревращения
углеводов
в
организме.
Ферменты,
катализирующие взаимопревращения сахаров и образование фосфорных эфиров.
Ферменты, гидролизующие олигосахариды. Взаимопревращения крахмала и сахарозы в
растениях. Амилазы. Распространение в природе и характеристика отдельных амилаз.
Другие гидролазы полисахаридов. НДФС и роль в биосинтезе олигосахаридов и
полисахаридов. Гликозилтрансферазы. Биосинтез крахмала, гликогена, целлюлозы и
хитина.
Функции углеводов в живом организме: энергетическая, опорная, маркировка
клеточных поверхностей.
10. Брожение и дыхание. Энергетический обмен клетки
Общая
характеристика
процессов
диссимиляции.
Аэробная
и
анаэробная
диссимиляция углеводов. Взаимосвязь процессов гликозида, брожения и дыхания.
«Неполные» окисления (лимонная кислота, уксусная, молочнокислого брожения).
Пентозофосфатный путь. Цикл трикарбоновых кислот, его регуляция. Глиоксилатный
цикл. Биосинтез цианических кислот в растениях. Микробиологические процессы
биосинтеза органических кислот.
Окислительное фосфорилирование. Системы транспорта электронов. Дыхательная
цепь. Переносчики электронов НАД, ФАД, ФМН, СоА, цитохромы. Сопряжение работы
дыхательной цепи с процессом синтеза АТФ.
Локализация окислительных процессов в клетке. Митохондрии, структура и функции
отдельных компартментов. Биогенез митохондрий. Хемиосматическая гипотеза Митчела.
Альтернативные гипотезы сопряжения дыхания и фосфорилирования. Представления о
биоэнергетике. Роль АТФ и других нуклеозидтрифосфатов. Энергетический потенциал
клетки. Макроэргические связи. Фосфагены. Регуляция энергетического обмена.
Мембранный потенциал и его связь с энергетическим обменом. Роль тиоэфиров.
Молекулярные основы подвижности биологических систем.
11. Биосинтез белков
Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белков. Биосинтез нуклеиновых кислот.
Ферменты биосинтеза ДНК и РНК. Транскрипция у про- и эукариот и созревание
транскрипта.
«Редактирование
РНК»
(Посттранскрипционная
модификация
РНК).
Информационная РНК и ее функция. Синтез мРНК, процесс транскрипции. Сплайсинг.
Информосомы.
Активирование аминокислот. Транспортные РНК и их роль в процессе биосинтеза белка.
Рибосомы: структура, состав и функции. Трансляция и ее этапы: инициация, элонгация,
терминация, пострансляция.
12. Взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ в организме
Единство процессов обмена веществ. Связь процессов ассимиляции и диссимиляции.
Взаимосвязь между обменом белков, углеводов, жиров и липидов. Принципы
термодинамики (энергетика состояния системы).
5. Литература
а) основная литература:
1. Иванов В.И., Барышникова Н.В.; Билева Дж.С.; Дадали Е.Л.; Константинова Л.М.; Кузнецова
О.В.; Поляков А.В. Генетика Учебник для вузов/ Под ред. академика РАМН В.И. Иванова. М.:ЙКЦ «Академкнига», 2007. - 638 с .
2. Плакунов
В.К., Николаев
Ю.А.
Основы
динамической
биохимии:
учебник
Издательство: Логос, 2010 г. (www.e.lanbook.com)
2. Комов В.П., Шведов В.Н.. Биохимия, М.: Дрофа, 2006 - 638 с
3. Жимулев, И.Ф. Общая и молекулярная генетика : Рек. М-вом образования и науки РФ в
качестве учеб. пособ. для студ. ун-тов, по направлению 510600 - Биология и биологическим
спец. / И. Ф. Жимулев ; Отв. ред.: Е.С. Беляева, А.П. Акифьев. - 4 изд. ; стер. - Новосибирск :
Сиб. унив. изд-во, 2007. - 479 с.
4. Жученко А.А. Генетика: Рек. М-вом с/х РФ в качестве учеб. пособ. для вузов / А.А.Жученко,
Ю.Л.Гужов, В.А. Пухальский и др.; Под ред. Жученко А.А. - М. : КолосС, 2003. - 480 с. (Учебники и учеб. пособ. для студ. вузов). - ISBN 5-9532-0069-2 : 340-52. АГР-19; ЕИ-30;
5. .Жученко. А.А. Генетика : Рек. М-вом с/х РФ в качестве учеб. пособ. для вузов / Под ред.
А.А.Жученко. - М. : КолосС, 2004. - 480 с. - (Учебники и учеб. пособ. для вузов).
Книгофонд
 Курчанов Н.А Генетика человека с основами общей генетики. (для самоподготовки).
Издательство: СпецЛит, 2009 г.
б) дополнительная литература:
1. Браун Терри А. Геномы; пер. с англ. А.А. Светлова; Под ред. А.А. Миронова. - М.;
Ижевск : Ин-т компьют. исслед., 2011. - 922 с.
2. Гончаренко Г.Г. Основы генетической инженерии : доп. М-вом образования Республики
Беларусь в качестве учеб. пособ. для биологических специальностей вузов / Г. Г. Гончаренко. Мн. : Высш. шк., 2005. - 183 с.
3. Комов, Вадим Петрович. Биохимия : Доп. М-вом образования РФ в качестве учеб. для
студентов вузов / Комов, Вадим Петрович, Шведова, Валентина Николаевна. - М. : Дрофа,
2004. - 640 с. : ил. - (Высшее образование. Современный учебник).
4. Кузнецов Вл.В., Кузнецов В.В., Романов Г.А. Молекулярно-генетические и
биохимические методы в современной биологии растений Издательство: "Бином.
Лаборатория знаний", 2012. – 487 с. (www.e.lanbook.com)
5. Пухальский В.А. Введение в генетику : (краткий конспект лекций): Рек. М-вом сел. хоз-ва РФ в
качестве учеб. пособ. для студ. вузов, обучающихся по агрономическим спец. - М. : КолосС, 2007.
- 224 с. : рис. - (Междунар. ассоциация "Агрообразование". Учеб. и учеб. пособ. для студ. вузов).
6. Разин С.В., Быстрицкий А.А. Хроматин: упакованный геном, Издательство: "Бином.
Лаборатория знаний", 2012. - 176 с
7. Смирнов А.В. Мир белковых молекул: учебное пособие, Издательство: "Бином.
Лаборатория знаний", 2013. – 124 с (www.e.lanbook.com).
8. Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии. Издательство: "Бином. Лаборатория знаний" , 2013. Изд-е 2-е. (www.e.lanbook.com).
9. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия : Рек. М-вом образования РФ в качестве учеб. пособ.
для вузов – 2-е изд. ; исправ. и доп. - Новосибирск : Сибирское унив. изд-во, 2004. - 496 с.
6. Перечень вопросов к кандидатскому экзамену
1. История развития биохимии. Основные направления развития отечественной
биохимии.
2. Обмен
веществ
и
энергии,
иерархическая
структурная
организация
и
самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи. Катаболизм и
анаболизм.
3. Жизнь как особая форма движения материи. Молекулярная «логика» живых
систем. Проблема возникновения и эволюции жизни. Роль структурной
организации клетки. Компартментация веществ и процессов. Значения обмена
веществ (ассимиляция и диссимиляция) в явлениях жизни. Регуляция обмена
веществ в клетке.
4. Строение и функции белков. Белки простые и сложные. Уровни организации
белковой молекулы. Взаимосвязь структуры и функции.
5. Многообразие структурно и функционально различных белков. Биологически
активные
пептиды.
Структурные
белки.
Самосборка
многомолекулярных
белковых структур: полиферментных комплексов, клеточных органелл, вирусных
частиц, коллагеновых волокон.
6. Нуклеиновые
кислоты.
жизнедеятельности.
Нуклеиновые
Нуклеотидный
кислоты.
состав
Виды,
роль
в
рибонуклеиновых
процессах
(РНК)
и
дезоксирибонуклеиновых (ДНК) кислот. Комплементарные и некомплементарные
полинуклеотидные цепи. Вторичная структура РНК. Двойная спираль ДНК.
7. Рибосомы
и
рибосомальные
РНК.
Полирибосомы
и
матричные
РНК.
Транспортные РНК. Строение хромосом. Самосборка нуклеопротеидных частиц.
8. Саттелитные ДНК. ДНК вирусов и бактерий. Обратные транскриптазы. ДНК
хлоропластов и митохондрий. Плазмиды.
9.
Принципы генетической инженерии.
10. Организация генома у про- и эукариот.
11. Эволюция генома (мутации, трансформация, трансдукция, лизогения, конъюгация,
рекомбинация, подвижные генетические элементы). Репарация.
12. Ферменты. История открытия и изучения ферментов. Классификация и
номенклатура
Зависимость
ферментов.
скорости
Свойства
ферментов.
ферментативных
реакций
Специфичность
от
действия.
температуры,
рН,
концентрации фермента и субстрата.
13. Понятие о проферментах и изоферментах. Кофакторы ферментов: ионы металлов и
коферменты. Коферментные функции витаминов. Ингибиторы ферментов:
обратимые и необратимые. Виды ингибирования: конкурентное, неконкурентное,
бесконкурентное, субстратное и аллостерическое. Лекарственные препараты ингибиторы ферментов.
14. Действия ферментов. Негеминовые железо протеиды. Влияние физических и
химических факторов на активность ферментов. Действие температуры и
концентрации водородных ионов. Специфические активаторы и ингибиторы
ферментативных процессов. Механизм ингибирования ферментов. Обратимое и
необратимое, конкурентное и неконкурентное ингибирование.
15. Специфичность
Оксидоредуктазы,
ферментов.
Классификация
трансферазы,
гидролазы,
ферментов
и
ее
распространение
принципы.
в
природе,
важнейшие представители; значение и в пищевой технологии. Лиазы, изомеразы и
лигазы, важнейшие представители.
16. Регуляция активности и синтеза ферментов. Аллостерические ферменты.
Индукция и репрессия синтеза ферментных белков. Теория Жакоба и Моно.
Катаболитная репрессия. Конститутивный синтез ферментов.
17. Полиферментные системы. Пируватдегидрогеназа. Иммобилизованные ферменты.
Использование ферментов в биотехнологии. Методы выделения и очистки
ферментов.
18. Пути
регуляции
активности
ферментов:
аллостерические
ингибиторы
и
активаторы; каталитический и регуляторный центры; четвертичная структура
аллостерических ферментов и кооперативные изменения конформации протомеров
фермента; фосфорилирование-дефосфорилирование.
19. Жирные кислоты, в том числе незаменимые. Коэнзим А и его роль в процессе
обмена веществ. Ацетилкоэнзим А. Биосинтез жирных кислот. Синтетаза жирных
кислот. Бета- и альфа-окисление жирных кислот. Липооксигеназа, ее свойства,
механизм действия и роль в пищевой промышленности.
20. Классификация липидов. Жиры и их свойства. Ферментативный гидролиз жиров.
Липазы, распространение в природе и характеристика. Биосинтез триглицеридов.
Регуляция процесса распада и синтеза жирных кислот и липидов. Превращение
жиров при созревании и прорастании семян и плодов.
21. Фосфатиды. Лецитины и кефалины. Ферментативные превращения фосфатидов.
Значение фосфатидов в пищевой промышленности. Простагландины. Эфирные
масла и их превращения в растениях. Терпены и терпеноиды, классификация,
стероиды как провитамин Д. Каучук и гупта. Тетратерпены — каротиноиды.
Биосинтез биологических структур через мевалоновую кислоту.
22. Биологические
мембраны,
и
молекулярная
организация.
Характеристика
плазматической (клеточной) мембраны. Мембраны митихондрий, лизосом,
аппарата Гольджи. Ядерная мембрана. Мембранный транспорт. Функция АТФазы.
23. Ассимиляция молекулярного азота и нитратов. Нитрогеназа, нитратредуктаза и
нитритредуктаза. Первичный синтез аминокислот у растительных организмов и
микробов.
Кетокислоты
как
предшественники
аминокислот.
Прямое
аминирование. Переаминирование. Аминотрансферазы.
24. Другие пути биосинтез а аминокислот. Освобождение аминокислот при гидролизе
белков. Протеолитические ферменты, общая характеристика и систематика. Роль
протеолитических ферментов в обмене белковых веществ, реакции органического
протеолиза и их участие в регуляции биологических процессов. Внутриклеточный
распад белков. Лисозомы.
25. Использование протеолитических ферментов в промышленности и медицине.
Биохимия диссимиляции аминокислот. Дезаминирование аминокислот. Типы
дезаминирования. Роль аспарагина, глутамина и мочевины в обмене азота.
Орнитиновый цикл. Амины и алкалоиды, пути их образования и превращений.
26. Витамины.
Классификация,
номенклатура
витаминов.
Жирорастворимые
витамины (А, D, Е и К) - источники, суточная потребность, биологическая роль.
27. Водорастворимы витамины (источники, суточная потребность, биологическая
роль.)
28. Жирорастворимые и водорастворимые витаминоподобные вещества. Витамин F,
влияние на обменные процессы. Понятие об антивитаминах.
29. Фотосинтез как основной источник органических веществ и О2 на Земле. Световые
и темновые реакции. Цикл Кальвина. Строение хлоропластов. Хлорофиллы,
другие фотосинтетические пигменты. Фотосинтетическая цепь переноса электрона
и сопряженное фосфорилирование. Фотолиз воды и выделение кислорода.
Организация и функционирование реакционных центров. Фотосинтетическая
ассимиляция углерода. Хемосинтез.
30. Классификация углеводов. Наиболее широко распространенные в природе
моносахариды (альдозы и кетозы) и их свойства. Конформации моносахаридов.
Продукты окисления и восстановления моносахаридов. Аминосахара. Гликозиды.
Важнейшие дисахариды и трисахариды. Их моносахаридный состав и строение.
31. Основные полисахариды высших растений: крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы,
инулин, пектиновые вещества. Углеводы водорослей: агар, альгиновая кислота,
каррагинан. Полисахариды животного происхождения: гликоген, гепарин, хитин.
Бактериальные полисахариды: декстраны, ксантан, леван.
32. Фосфорные эфиры сахаров и нуклеозитдифосфатсахара (НДФС) – важнейшие
промежуточные соединения углеводного обмена. Фосфаты сахаров и роль
фосфорной кислоты в процессах взаимопревращения углеводов в организме.
Ферменты,
катализирующие
взаимопревращения
сахаров
и
образование
фосфорных эфиров.
33. Ферменты, гидролизующие олигосахариды. Взаимопревращения крахмала и
сахарозы в растениях. Амилазы. Распространение в природе и характеристика
отдельных амилаз. Другие гидролазы полисахаридов. НДФС и роль в биосинтезе
олигосахаридов и полисахаридов. Гликозилтрансферазы. Биосинтез крахмала,
гликогена, целлюлозы и хитина.
34. Функции углеводов в живом организме: энергетическая, опорная, маркировка
клеточных поверхностей.
35. Общая характеристика процессов диссимиляции. Аэробная и анаэробная
диссимиляция углеводов. Взаимосвязь процессов гликозида, брожения и дыхания.
«Неполные» окисления (лимонная кислота, уксусная, молочнокислого брожения).
Пентозофосфатный путь.
36. Цикл трикарбоновых кислот, его регуляция. Глиоксилатный цикл. Биосинтез
цианических кислот в растениях. Микробиологические процессы биосинтеза
органических кислот.
37. Окислительное фосфорилирование. Системы транспорта электронов. Дыхательная
цепь. Переносчики электронов НАД, ФАД, ФМН, СоА, цитохромы. Сопряжение
работы дыхательной цепи с процессом синтеза АТФ.
38. Локализация окислительных процессов в клетке. Митохондрии, структура и
функции отдельных компартментов. Биогенез митохондрий. Хемиосматическая
гипотеза
Митчела.
Альтернативные
гипотезы
сопряжения
дыхания
и
фосфорилирования. Представления о биоэнергетике.
39. Роль АТФ и других нуклеозидтрифосфатов. Энергетический потенциал клетки.
Макроэргические
связи.
Фосфагены.
Регуляция
энергетического
обмена.
Мембранный потенциал и его связь с энергетическим обменом. Роль тиоэфиров.
Молекулярные основы подвижности биологических систем.
40. Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белков. Биосинтез нуклеиновых кислот.
Ферменты биосинтеза ДНК и РНК. Транскрипция у про- и эукариот и созревание
транскрипта. «Редактирование РНК» (Посттранскрипционная модификация РНК).
Информационная РНК и ее функция. Синтез мРНК, процесс транскрипции.
Сплайсинг. Информосомы.
41. Активирование аминокислот. Транспортные РНК и их роль в процессе биосинтеза
белка. Рибосомы: структура, состав и функции. Трансляция и ее этапы: инициация,
элонгация, терминация, пострансляция.
42. Единство
процессов
обмена
веществ.
Связь
процессов
ассимиляции
и
диссимиляции. Взаимосвязь между обменом белков, углеводов, жиров и липидов.
Принципы термодинамики (энергетика состояния системы).