Б3.В.ОД.11 «Биохимия» Составитель аннотации: Опарина С.А. , к.п.н., доцент Кафедра биологии, географии и химии Цель изучения дисциплины Краткая характеристика учебной дисциплины (основные блоки, разделы, темы) Формирование фундаментальных знаний о химических основах жизнедеятельности организмов; о структуре и функциях биологически важных соединений. Дисциплина «Биохимия» относится к вариативной части профессионального цикла обязательных дисциплин (Б3.В.ОД.11). Основные разделы дисциплины: Раздел 1. Введение. Предмет, задачи, проблемы биохимии. История становления биохимии. Значение биохимии для развития биологии, медицины, сельского хозяйства. Перспективы развития биохимии. Методы выделения и изучения веществ в живой природе. Методы биохимических исследований и их характеристика. Раздел 2. Важнейшие макромолекулы живого. Аминокислоты - структурные единицы макромолекул белка. Строение, свойства, классификация. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Общие свойства и метаболизм аминокислот. Белки: структура и функции. Свойства, классификация. История открытия и изучения белков. Первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры белков. Мультимеры. Ферменты, коферменты: структура, свойства. Регуляция активности ферментов. Мультиферментные системы. Ретроингибирование. Множественные формы ферментов. Саморегуляция активности ферментов. Номенклатура, классификация ферментов. Углеводы. Общая характеристика, структура, классификация, биологические функции. Стереоизомерия моносахаридов. Углеводы: простые, сложные. Физико-химические свойства. Дисахариды: типы строения, свойства. Полисахариды растительного и животного происхождения, их химическая структура, свойства. Витамины. Их роль в функционировании ферментов. Классификация витаминов, их роль в обмене веществ. Водорастворимые и жирорастворимые витамины. Роль витаминов в питании человека, потребность в них организма человека. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы, витамерия. Липиды. Классификация, структура, биологические функции, их роль в построении биологических мембран. Простые липиды. Сложные липиды. Локализация липидов в клетке и их биологическое значение. Нуклеиновые кислоты. История открытия и изучения нуклеиновых кислот. Нуклеотиды, нуклеозиды, нуклеопротеины. ДНК - носитель наследственной информации. ДНК: первичная, вторичная, третичная структура. Правила Чаргаффа. Работы Уотсона, Крика. Химическая природа гена, хроматина, хромосомы. РНК, их классификация. Особенности молекулярной организации генома прокариот, эукариот. Первичная, вторичная, третичная структура РНК. Гормоны: структура, функции. Номенклатура и классификация гормонов. Стероидные гормоны, пептидные гормоны. Механизм их действия. Применение гормонов в медицине, сельском хозяйстве. Компетенции, формируемые в результате освоения учебной дисциплины Наименования дисциплин, необходимых для освоения данной учебной дисциплины Знания, умения и навыки, Раздел 3. Обмен важнейших макромолекул в организме. Обмен аминокислот как источник возникновения биологически активных соединений. Метаболизм аминокислот по аминогруппе, карбоксильной группе и радикалу. Конечные продукты обмена аминокислот. Пути обезвреживания аммиака. Орнитиновый цикл. Обмен нуклеиновых кислот, пути распада НК до свободных нуклеотидов. Конечные продукты распада пуриновых и пиримидиновых оснований у представителей различных классов животных. Биосинтез нуклеотидов, механизм биосинтеза ДНК (репликация). Ферменты, участвующие в процессе репликации. Работы Оказаки. Этапы процесса репликации. Биосинтез РНК (транскрипция). Этапы процесса транскрипции. Процессинг, обратная транскрипция. Строение и модели работы рибосом. Матричный синтез белка (трансляция). Генетический код, основные свойства. Основные стадии биосинтеза белка. Обмен углеводов. Гликолиз, гликогенолиз, брожение, энергетика. Клеточное дыхание, цикл Кребса, окислительное фосфорилирование, энергетика. Дихотомический и апотомический пути обмена глюкозы. Механизм первичного биосинтеза углеводов и его энергетическое обеспечение. Фотосинтез: фотофизическая, фотохимическая стадии. Синтез ди-полисахаридов. Глюконеогенез. Метаболизм гликогена, регуляция метаболизма углеводов. Биологическое окисление и его сопряжение с фосфорилированием. Возможные механизмы синтеза АТФ. Превращения энергии в природе. Метаболизм липидов: β-окисление и биосинтез жирных кислот. Обмен триацилглицеролов, фосфолипидов, гликолипидов, стеридов. Энергетика. Биологическая роль. Раздел 4. Интеграция метаболизма. Метаболизм: обмен веществ и энергии в организме как единое целое - неотделимое свойство живого. Биоэнергетика, биологическое окисление, окислительное фосфорилирование. Катаболизм, анаболизм. Общие положения о взаимосвязи обмена веществ в организме. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и белков. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и углеводов. Взаимосвязь обмена нуклеиновых кислот и липидов. Взаимосвязь белкового и углеводного обмена. Взаимосвязь обмена углеводов и липидов. Регуляция обмена веществ. ОК-1, ОК-2,ОК-6, ОПК - 3, ОПК-6 Для освоения дисциплины студенты используют знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предметов «Основы цитологии и гистологии», «Химия», «Анатомия и морфология человека» на предыдущем уровне образования. Знать: основные биохимические процессы, протекающие в получаемые в процессе изучения дисциплины организмах и основы биорегуляции организмов; основные классы биоорганических соединений, строение, физические и химические свойства представлений этих классов, методы выделения из природных источников; основные методы химического синтеза и исследования структуры биомолекул, основные пути обмена веществ и энергии в организме. Уметь: синтезировать и выделять, химически идентифицировать и устанавливать структуру биологически важных соединений; проводить анализ биоорганических соединений с использованием физико-химических методов исследования. применять научные знания в области биологической химии в учебной и профессиональной деятельности; осуществлять поиск и анализ научной информации по актуальным вопросам современного естествознания; Владеть: знаниями о закономерностях развития органического мира и химических основах биорегуляции организмов; способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы). практическими навыками для проведения экспериментальных научно-исследовательских работ с биологическими объектами. Используемые Мультимедийное оборудование для демонстрации учебных инструментальные материалов. Мультимедийные презентации к курсу лекций. и программные Аппаратура визуализации. средства Инструментальные программные средства обучения и контроля на базе компьютера: - Windows XP, Windows 7 - MS Office 2007 или MS Office 2010 - Internet Explorer или другой браузер - тестирование в системе «Прометей» - программа визуализации молекул. Формы - самостоятельное выполнение творческих заданий и их публичная промежуточного презентация на лабораторно-практических занятиях; контроля - написание рефератов с последующими краткими докладами на занятиях; - оформление словаря биохимических терминов и понятий; - отчеты о выполненных лабораторно-практических работах; - терминологические диктанты; - семинары; - решение домашних задач; - самостоятельная работа на занятии в форме выполнения задач и упражнений разного уровня сложности; - работа с периодическими научными и научно-популярными изданиями и ресурсами Интернета; - контрольные работы; - тесты Формы итогового контроля Экзамен