МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Биологический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
__________________ Е.Г. Елина
"___" ________________ 2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Интегративная биология
Модуль 4. Общая токсикология
Направление подготовки
050100 Педагогическое образование
Профиль подготовки
Биология
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Саратов
2011
1. Цели освоения модуля.
Целью дисциплины является формирование биоцентрического мировоззрения и
современного представления о масштабах, путях решения и предотвращения экологически
опасных ситуаций; выработка ситуационного опыта, экологически адекватного поведения;
развитие системного, прогностического, ассоциативного мышления.
Целями освоения модуля «Токсикология» являются: сформировать представление о
воздействии токсичных веществ на биологические объекты на всех уровнях организации
живой материи. Курс предусматривает получение знаний о накоплении токсикантов в живых
организмах, механизмах их токсического действия, об основных способах детоксикации,
метаболической активации и выведения ксенобиотиков из организмов в окружающую среду.
2. Место модуля в структуре ООП бакалавриата:
Цикл Б.3, курс по выбору, дисциплина осваивается в 3-8 семестрах. Дисциплина
состоит из 6 модулей, модуль «Токсикология» осваивается в 6 семестре.
Для успешного освоения модуля необходимы знания по неорганической, органической,
аналитической химии, биологической химии, физиологии человека и животных, генетике,
молекулярной биологии.
В процессе изучения модуля затрагиваются вопросы, смежные с курсами экологии,
биофизики.
Знания основ токсикологии необходимы как предшествующие для освоения
теоретических и практических знаний и навыков по экологии человека, биотехнологии.
3 Требования к результатам освоения модуля:
В процессе освоения модуля формируются компетенции профиля «Биология» и
компетенции: ОК-1, ОК-2, ОПК-3, ОПК-4, ОПК-6, ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК8, ПК-9, ПК-10, ПК-11.
Знать:
- основные источники поступления ксенобиотиков в окружающую среду, их распределение и
превращение;
- общие механизмы действия ядовитых веществ на живые организмы и виды их
специфического действия, свойства токсикантов, определяющие их токсичность4
- принципы токсикологического нормирования и классификации вредных веществ,
механизмы биотрансформации чужеродных соединений;
- теоретические основы, достижения и проблемы экологической токсикологии.
Уметь:
- применять основные методы анализа и оценки состояния живых систем при воздействиях
токсикантов;
- применять полученные знания для профилактики и охраны здоровья.
Владеть:
- экспериментальными приемами мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны
живой природы;
- подходами к диагностике и лечению интоксикаций, оказанию первой помощи при
отравлениях
- широким спектром аналитических методов и подходов токсикологии, биохимии,
молекулярной биологии, иммунохимии.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4,7 зачетных единиц, 168 часов.
4.1 Структура дисциплины
1
1.
1.1
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3
3.1
3.2
3.3
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.2
5.3
Самостоятельная
работа
Практические
Семинары
Лекции
Неделя семестра
Раздел дисциплины
Семестр
№
п/п
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов
и трудоемкость (в часах)
2
3
4
6
7
8
9
Введение в токсикологию
История токсикологии.
6
1
2
2
2
Экологическая токсикология
Ксенобиотики.
6
2
2
1
1
4
Источники поступления
6
3
2
1
1
4
ксенобиотиков.
Классификация
6
4
2
1
1
4
экотоксикантов
Токсичные неорганические
6
5
2
1
1
4
соединения. Тяжелые
металлы
Токсичные органические
6
6
2
1
1
4
соединения
Токсины биологического
6
7
2
1
1
4
происхождения
Токсическое действие
6
8
2
1
1
4
кислорода
Токсикодинамика
Механизмы действия
6
9
2
1
1
4
токсикантов
Свойства токсикантов,
6
10
2
1
1
4
определяющие токсичность
Специальные формы
6
11
2
1
1
4
токсического процесса
Токсикометрия
Зависимость «доза-эффект»
6
12
2
1
1
4
в токсикологии
Методы анализа
6
13
2
1
1
4
токсикантов
Биотестирование и
6
14
2
1
1
4
биоиндикация
Механизмы обезвреживания эндогенных и экзогенных соединений
Транспорт и резорбция
6
15
2
1
1
4
токсикантов
Реакции 1-ой фазы
6
16
1
0,5
0,5
2
биотрансфор-мации
Реакции 2-ой фазы
6
16
1
0,5
0,5
2
биотрансформации
Промежуточная аттестация
Итого (228 ч.)
6
6
4.2. Содержание модуля
Раздел 1. Введение в токсикологию
32
16
16
36
104
Формы текущего
контроля
успеваемости (по
неделям семестра)
Формы
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
10
опрос
опрос
опрос
опрос
контрольная
работа
опрос
коллоквиум
опрос
опрос
контрольная
работа
коллоквиум
опрос
коллоквиум
контрольная
работа
опрос
коллоквиум
Заключительная
контрольная
работа
экзамен
Экзамен
История токсикологии. Направления в современной токсикологии. Основные понятия
в токсикологии. Цели и задачи токсикологии.
Раздел 2. Экологическая токсикология
Ксенобиотики. Ксенобиотический профиль окружающей среды. Введение в
экологическую токсикологию. Предмет и задачи экологической токсикологии.
Приоритетные загрязнители и особо опасные токсиканты.
Источники поступления ксенобиотиков в окружающую среду. Распределение и
превращения ксенобиотиков в абиотических и биотических элементах окружающей среды.
Классификации токсических соединений, поступающих из окружающей среды в
человеческий организм. Классификация по способу использования человеком, по
механизму действия токсикантов, по способу изолирования из биологического материала,
по происхождению и другие.
Токсичные неорганические соединения. Токсичные соединения азота, фосфора, серы,
источники их поступления в окружающую среду, механизмы токсического действия.
Тяжелые металлы: источники поступления, распределения тяжелых металлов по классам
опасности, характер накопления в живых организмах. Механизмы токсического действия.
Токсикологическая характеристика наиболее опасных тяжелых металлов.
Токсичные органические соединения. Ядовитые галогенпроизводные, альдегиды,
кетоны, спирты. Пестициды, основные классы. Характеристика отдельных представителей
хлорорганических и фосфорорганических пестицидов. Диоксины как суперэкотоксиканты.
Детергенты, источники поступления в окружающую среду, токсичность детергентов по
отношению к живым организмам, особенности загрязнения окружающей среды
детергентами.
Токсины
биологического
происхождения.
Бактериотоксины,
микотоксины,
фитотоксины, зоотоксины.
Токсическое действие кислорода. Активные формы кислорода, озон, свободные
радикалы. Механизмы защиты от токсического действия кислорода. Антиоксидантные
ферменты. Антиоксидантные витамины. Перекисное окисление липидов.
Раздел 3. Токсикодинамика
Общие
механизмы
действия
токсикантов.
Токсиканты,
блокирующие
кислородпередающую функцию крови: метгемоглобинообразователи, угарный газ,
гемолитические яды. Синильная кислота и ее соли, блокирующие тканевое дыхание.
Сульфгидрильные яды. Токсиканты, ингибирующие фермент ацетилхолинэстеразу.
Свойства токсикантов, определяющие токсичность. Корреляция «структуратоксикологический эффект». Факторы, влияющие на токсичность. Явления, наблюдаемые
при длительном воздействии токсикантов. Коергизм ксенобиотиков.
Специальные формы токсического процесса. Иммунотоксичность. Мутагенное,
тератогенное и эмбриотоксическое действие ксенобиотиков. Химический канцерогенез.
Разнообразие канцерогенных веществ по химической структуре и происхождению веществ.
Ароматические амины, нитрозамины, афлатоксины, их метаболизм. Метаболизм
бензантрацена в организме. Развитие раковой клетки.
Раздел 4. Токсикометрия
Зависимость «доза-эффект» в токсикологии. Токсикометрия. Биосистемы – мишени
действия токсикантов.
Методы анализа токсикантов. Отбор проб и физико-химический анализ
экотоксикантов. Методы анализа. Спектральные методы. Электрохимические методы.
Хроматографические методы. Биохимические методы определения ядовитых и сильно
действующих веществ. Иммунохимические методы анализа. Биосенсорный анализ.
Биотестирование и биоиндикация. Биотестирование на основе микроорганизмов,
микроводорослей и высших растений. Тест системы на позвоночных животных.
Тестирование экотоксикантов на основе анализа влияния их на биологические мембраны,
отклик нервной системы.
Раздел 5. Механизмы обезвреживания эндогенных и экзогенных соединений
Транспорт и резорбция токсикантов. Транспорт токсичных веществ через клеточные
мембраны. Пути поступления ксенобиотиков в организм. Резорбция ксенобиотиков.
Распределение ксенобиотиков в организме.
Реакции 1-ой фазы биотрансформации. Механизмы обезвреживания чужеродных
соединений. Микросомальное окисление и реакции конъюгации. Монооксигеназное
окисление. Цитохром Р-450 зависимая монооксигеназная система. Энзимы первой фазы
метаболизма и активируемые ими реакции.
Реакции 2-ой фазы биотрансформации. Коньюгация с сульфатом, конъюгация с
глюкуроновой кислотой, конъюгация с глутатионом и цистеином. Механизмы выведения
токсинов из тканей растений и животных.
Перечень лабораторных работ к дисциплине
Методы идентификации нитратов и нитритов.
Количественное определение нитритов и нитратов в природных водах.
Обнаружение тяжелых металлов и других токсических неорганических соединений.
Токсичные органические вещества: характеристика и обнаружение их в окружающей
среде. Обнаружение мочевины в объектах окружающей среды.
5. Определение концентрации неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) в
модельных сточных водах.
6. Определение фитотоксичности нефтезагрязненных почв методом проростков и по
азотобактеру (метод Красильникова).
7. Изучение влияния экотоксикантов на почвенные микроорганизмы и на биохимическую
активность почв.
8. Использование дождевых червей для оценки токсичности загрязненной почвы.
9. Биоиндикация токсичности природных вод с помощью дафний и ампулярий.
10. Исследование качества воды водоемов методом автографии на фотобумаге.
11. Индикация загрязнения окружающей среды по качеству пыльцы.
12. Исследование растений на присутствие токсикантов.
13. Определение хлорофоса в кормах методом хроматографирования в тонком слое.
14. Экспериментальное отравление лабораторных животных кадмием.
1.
2.
3.
4.
5. Образовательные технологии
В процессе реализации учебной дисциплины предусмотрено использование
мультимедийных и проблемных лекций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных
ситуаций, творческие задания, тестовый анкетный и автоматизированный контроль в
сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных
навыков обучающихся.
Предусмотрены встречи с представителями государственных и общественных
организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации
по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа выполняется студентами в традиционных формах: подготовка
рефератов, докладов и современных: подготовка деловых игр; разработка творческих
заданий.
6.1. Виды самостоятельной работы:
1. Подготовка к деловой игре по теме «Нефть и нефтепродукты как приоритетные
загрязнители окружающей среды». Студентам необходимо получить теоретические знания
об источниках загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, о токсичности
нефтяных углеводородов, о возможных последствиях нефтяного загрязнения на всех уровнях
организации живой материи. Получив эти знания, студенты в ходе деловой игры могут
применить знания при оценке реальных ситуаций и проблем, возникающих в случае
нефтяных загрязнений.
2. Подготовка к коллективной игре, являющейся формой контроля знаний, полученных
студентами при изучении дисциплины «Основы токсикологии» по следующим темам:
«Понятие о гигиеническом нормировании. Предельно допустимые концентрации и уровни.
Основные токсикологические характеристики»; «Биотестирование и биоиндикация
мутагенных, тератогенных и канцерогенных соединений. Тест-организмы и тест-функции»;
«Токсичность кислорода. Активные формы кислорода».
3. Подготовка к проблемному семинару по теме: «Яды биологического
происхождения». Перед семинаром преподаватель предлагает подготовить к обсуждению
проблемы, связанные с содержанием данной темы, разделив студентов на 4 группы
(бактериотоксины, микотоксины, фитотоксины и зоотоксины). Во время семинара в
условиях групповой дискуссии проводится обсуждение проблем, что позволяет выявить
уровень знаний студентов в данной области и сформировать интерес к изучаемому разделу
учебного курса.
6.2. Темы рефератов и докладов студентов:
1. Становление токсикологии на научные основы в России.
2. Молекулярные механизмы воздействия токсикантов на организм.
3. Природные яды и их аналоги.
4. Экстремальные синдромы химической патологии.
5. Экологотоксикологическая оценка химического загрязнения отдельных районов г.
Саратова.
6. Динамика биоразнообразия в условиях химического загрязнения окружающей среды.
7. Динамика растительных и животных сообществ в зоне воздействия металлургических
предприятий.
8. Динамика почвенных сообществ после разливов нефти и нефтепродуктов.
9. Основные концепции экологического нормирования. Виды нормативов.
10. Прогнозирование экологического эффекта воздействия токсических веществ.
11. Цитогенетические исследования популяционного стресса.
12. Экотоксиканты и популяции.
13. Современная трактовка воздействия мутагенов на генофонд популяций.
14. Методические приемы выявления, извлечения и анализа экотоксикантов в объектах
окружающей среды.
15. Применение хроматографических методов в химико-токсикологическом анализе.
Рекомендуемая литература:
1. Агроэкология. Методология, технология, экономика / Под ред. В.А. Черникова, А.И.
Чекереса. – М.: КолосС, 2004. – 400 с.
2. Арзамасцев А.П., Садчикова Н.П., Харитонов Ю.Я. Валидация аналитических методов //
Фармация. – 2006. - № 4. – С. 8-12.
3. Биологическая диагностика и индикация почв: Краткий курс лекций. / Под ред. И.Н.
Безкоровайной. – Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т., 2001. – 40 с.
4. Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов,
практическое руководство. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 270 с.
5. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С. и др. Общая химия. Биофизическая химия.
Химия биогенных элементов: Учебник для вузов / Под ред. Ю.А. Ершова. – М. Высшая
школа, 2005. – 560 с.
6. Квеситадзе Г.И., Хатисашвили Г.А., Садунишвили Т.А., Евстигнеева З.Г. Метаболизм
антропогенных токсикантов в высших растениях. – М.: Наука, 2005. – 199 с.
7. Киреева Н.А., Водопьянов В.В., Мифтахова А.М. Биологическая активность
нефтезагрязненных почв. – Уфа: Гилем, 2001. – 376 с.
8. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Азнаурьян Д.К., Жаркова М.Г.
Биодиагностика
экологического
состояния
почв,
загрязненных
нефтью
и
нефтепродуктами. – Ростов н/Д: Изд-во Ростиздат, 2007. – 192 с.
9. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. - М.: Мир, 2006. - 504 с.
10. Лабораторная диагностика острых химических отравлений: Пособие для врачей / Сост.
Белова М.В., Лисовик Ж.А., Клюев А.Е. и др. – М.: Миклош, 2003. – 46 с.
11. Лужников Е.А., Остапченко Е.Н., Суходолова Е.Н. Неотложные состояния при острых
отравлениях (диагностика, клиника, лечение). – М.: Медпрактика, 2001. – 220 с.
12. Мусселиус С.Г., Рык А.А. Отравления грибами. – М.: ГамбраМедикас, 2002. – 322 с.
13. Николаев А.Я. Биологическая химия. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицинское
информационное агентство, 2004. – 566 с.
14. Почвы мегаполисов, их экологическая оценка, использование и создание (на примере г.
Москвы) / Савич В.И., Федорин Ю.В., Химина Е.Г. и др. - М.: Агробизнесцентр, 2007. - 660
с.
15. Селивановская С.Ю., Латыпова В.З. Создание тест-системы для оценки токсичности
многокомпонентных образований, размещаемых в природной среде // Экология. – 2004. –
№ 1. – С. 21-24.
16. Токсикологическая химия. Практикум / Под ред. Т.В. Плетеневой. – М.: Эксмо, 2008. –
528 с.
6.3. Контрольная работа № 1 по темам:
ПРИОРИТЕТНЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ И ОСОБО ОПАСНЫЕ ТОКСИКАНТЫ.
МЕТОДЫ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
Классификация токсических соединений, поступающих в окружающую среду;
токсичные неорганические соединения в окружающей среде; тяжелые металлы;
токсикологическое значение веществ, перегоняемых дистилляцией с водяным паром:
синильная кислота, ядовитые галогенпроизводные, альдегиды и кетоны алифатического
ряда, спирты алифатического ряда, алкалоиды, ароматические соединения; пестициды,
классификация, токсикологическая характеристика; бактериотоксины, микотоксины,
фитотоксины, зоотоксины, как опасные токсиканты; диоксины – суперэкотоксиканты;
детергенты.
Вариант 1.
Выбрать верное:
1. К группе микотоксинов относят:
а) амигдалин б) ботулотоксин в) эрготамин г) сакситоксин
2. Пестициды, использующиеся для борьбы с клещами, называют:
а) родентициды б) инсектициды в) гербициды г) акарициды
3. Опишите механизм действия синильной кислоты.
4. Какие группы токсичных веществ выделяют при их классификации по методам
изолирования из анализируемых объектов? Перечислите.
5. Изобразите структурную формулу 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксина. Дайте
токсикологическую характеристику диоксинам.
6. Какая реакция лежит в основе качественного обнаружения ацетона? Напишите.
7. Какие методы качественного определения препаратов ртути вам известны? Опишите ход
исследований.
Вариант 2.
Выбрать верное:
К ядовитым галогенпроизводным относят:
а) фенол б) хлороформ в) этиленгликоль г) сероуглерод
2) Диоксин вызывает у человека специфическое заболевание:
а) метгемоглобинемия б) порфирия в) астма г) болезнь Юшо
3) Опишите токсическое действие метанола.
4) Какие группы токсичных веществ выделяют при их классификации по вызываемым ими
патологическим реакциям? Перечислите.
5) Изобразите структурную формулу кокаина. Дайте токсикологическую характеристику
алкалоидам.
6) Поясните, почему поверхностно-активные вещества (ПАВ) относят к опасным загрязнителям.
7) Каким методом можно обнаружить нитриты в водной пробе? Опишите ход исследования.
Вариант 3.
Выбрать верное:
1) К полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ) относятся:
а) бенз(а)пирен б) этилен в) бензол г) ацетон
2) К токсичным неорганическим соединениям, содержащимся в атмосфере в достаточно
высоких концентрациях, относят:
а) NaCl б) SO2 в) CuSO4 г)CaO
3) Какие алкалоиды наиболее опасны, опишите их действие.
4) Какие группы токсичных веществ выделяют при их классификации по происхождению?
Перечислите.
5) Изобразите структурную формулу 4,4 – дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ). Дайте
токсикологическую характеристику пестицидам.
6) Какое воздействие на человека оказывают: ртуть, свинец, кадмий?
7) Как можно обнаружить мочевину в объектах окружающей среды? Опишите ход
исследований.
6.4. Контрольная работа № 2 по темам:
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФОРМЫ ТОСИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
БИОТЕСТИРОВАНИЕ И БИОИНДИКАЦИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ
Биотестирование на основе микроорганизмов, микроводорослей, высших растений;
тест системы на позвоночных животных; тестирование экотоксикантов на основе анализа
влияния их на биологические мембраны, отклик нервной системы; мутагенное, тератогенное
и эмбриотоксическое действие ксенобиотиков; химический канцерогенез.
Вариант 1.
1. Что такое биотестирование?
2. Что такое тест-объекты?
3. Какая разница между острой и хронической токсичностью?
4. Что такое пороговая доза воздействия токсиканта?
5. Каков механизм действия гонадодепрессивных токсикантов?
6. Что понимают под тератогенным действием токсикантов?
7. Какие проблемы существуют при оценке мутагенного действия соединений?
8. Как провести тест Эймса без метаболической активации?
9. Как выглядят нормальные и раковые клетки при культивировании их in vitro?
10. Когда началась история химического канцерогенеза?
11. Что происходит при метаболизме бензантрацена в организме?
Вариант 2.
1) Что служит основанием для выбора тест-объекта при проведении биотестирования?
2) Можно ли использовать биотестирование вместо химического анализа на содержание
загрязняющих веществ?
3) Приведите пример проведения биотестирования на молекулярном уровне организации
живой материи.
4) Что такое ПДК? Дайте определение.
5) Каков механизм действия мутагенных токсикантов?
6) Перечислите критические фазы эмбрионального периода к воздействию ксенобиотиков.
7) Укажите причины и следствия тератогенной эпидемии 1958-1962 годов.
8) Как провести тест Эймса с метаболической активацией?
9) В чем заключается сущность рака?
10) Каков механизм нарушения регуляции пролиферации?
11) Какой опасный метаболит образуется при метаболизме бензпирена в организме?
6.5. Контрольная работа № 3 по теме:
МЕХАНИЗМЫ НАКОПЛЕНИЯ, БИОТРАНСФОРМАЦИИ И ВЫВЕДЕНИЯ
ТОКСИКАНТОВ ИЗ ОРГАНИЗМА
Транспорт токсичных веществ через клеточные мембраны. Пути поступления и
абсорбция ксенобиотиков в организме; механизмы обезвреживания чужеродных соединений;
микросомальное окисление и реакции конъюгации; цитохром Р-450 зависимая
монооксигеназная система; энзимы первой фазы метаболизма и активируемые ими реакции;
ферментативные реакции второй фазы биотрансформации.
Вариант 1.
1. Перечислите возможные пути транспорта токсичных веществ через клеточные мембраны.
Опишите особенности фильтрации.
2. Охарактеризуйте: абсорбцию токсикантов при ингаляционном поступлении и абсорбции
токсикантов через кожу.
3. Что такое биотрансформация ксенобитиков? Перечислите, какие реакции происходят при
биотрансформации, чем они завершаются?
4. Как происходит метилирование и ацетилирование токсикантов? Чем эти реакции
отличаются от остальных реакций 2-ой фазы биотрансформации?
Вариант 2.
1. Опишите особенности проникновения токсикантов внутрь клетки путем пассивной
диффузии.
2. Перечислите пути поступления токсикантов в организм. Опишите процесс –
пресистемная элиминация.
3. Приведите общую схему ферментативного гидролиза ксенобиотиков. Какие
ксенобиотики и с помощью каких ферментов подвергаются гидролизу в организме
человека?
4. Какие реакции конъюгации с глутатионом известны? Запишите уравнения реакций.
Вариант 3.
1. Какие виды специального транспорта токсичных веществ через клеточные мембраны
известны? Опишите их.
2. Что такое абсорбция? Охарактеризуйте процесс абсорбции токсикантов через желудочнокишечный тракт.
3. Приведите общую схему реакции окисления, катализируемой ферментом цитохромом Р450. Каков биологический смысл этой реакции?
4. Как происходит глюкуронирование? Изобразите структурную формулу косубстрата
глюкуронирования.
5. Напишите 2 реакции восстановления хинонов до гидрохинонов. В чем их отличие?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
6.6. Итоговая контрольная
Вопросы:
Воздействие токсических веществ на организм.
Прямое и косвенное воздействие токсикантов.
Токсичность и способы ее оценки.
Экологическая токсикология – новая область науки об окружающей среде. Предмет и
объекты экотоксикологии.
Понятие: «загрязнение окружающей среды», поллютант (загрязнитель), ксенобиотики,
соотношение терминов.
Закономерности химических превращений и взаимодействия с биологическими
объектами тяжелых металлов, диоксинов и их производных и других токсикантов.
Глобальные экологические проблемы.
Закономерности воздействия токсических веществ на геном.
9. Химическое загрязнение и здоровье человека.
10. Методы биоиндикации и биотестирования.
11. Экотоксикологический мониторинг.
12. Экологическое нормирование в экотоксикологии.
13. Транспорт токсичных веществ через клеточные мембраны. Виды транспорта. Пути
поступления и абсорбция токсикантов. Пресистемная элиминация.
14. Ингаляционное поступление токсикантов, абсорбция токсикантов через кожу,
желудочно-кишечный тракт.
15. Биотрансформация токсикантов. Ферментативные реакции 1-ой фазы биотрансформации:
гидролиз и восстановление. Окисление при биотрансформации. Цитохром Р450.
16. Реакции метилирования и ацетилирования 2-ой фазы биотрансформации.
17. Ферментативные реакции 2-ой фазы биотрансформации. Глюкуронирование.
Сульфатирование.
18. Ферментативные реакции 2-ой фазы биотрансформации: конъюгация с глутатионом и
конъюгация с аминокислотами.
19. Механизмы экскреции токсикантов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
6.7. Контрольные вопросы к промежуточной аттестации
История токсикологии. Направления в современной токсикологии. Экологическая
токсикология как новая область науки об окружающей среде.
Предмет, цель и задачи экотоксикологии, место в системе наук об окружающей среде.
Практическое значение и актуальность экотоксикологических исследований.
Основные понятия экологической токсикологии: загрязнение окружающей среды,
поллютант, ксенобиотик, экотоксичность. Ксенобиотический профиль среды.
Источники поступления ксенобиотиков в окружающую среду.
Распределение и превращения ксенобиотиков в абиотических и биотических элементах
окружающей среды.
Классификации токсических соединений, поступающих в окружающую среду.
Биосистемы – мишени действия токсикантов. Общие механизмы действия токсикантов.
Фосфорорганические соединения – ингибиторы холинэстеразы.
Вещества, блокирующие кислородпередающую функцию крови.
Приоритетные загрязнители и особо опасные экотоксиканты. Нефть и нефтепродукты
как приоритетные загрязнители.
Токсикологическое значение веществ, перегоняемых дистилляцией с водяным паром.
Синильная кислота, ядовитые галогенпроизводные.
Токсиканты: альдегиды и кетоны алифатического ряда, спирты алифатического ряда.
Токсичные неорганические соединения в окружающей среде.
Тяжелые металлы: источники поступления, характер их накопления в экосистемах,
токсическое действие.
Краткая характеристика токсинов биологического происхождения. Бактериотоксины,
микотоксины, зоотоксины как опасные токсиканты.
Фитотоксины, классификация, токсическое действие. Алкалоиды.
Синтетические токсические соединения. Пестициды, классификация, токсикологическая
характеристика.
Диоксины как суперэкотоксиканты.
Особенности токсического действия детергентов.
Токсичность кислорода. Активные формы кислорода.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ). Механизмы защиты от токсического действия
кислорода.
Свойства токсиканта, определяющие его токсичность.
Корреляция «структура-токсикологический эффект».
Спектральные методы анализа токсикантов.
25. Хроматографические методы определения токсичных веществ.
26. Биохимические методы определения ядовитых и сильно действующих веществ.
Иммунохимические методы анализа. Биосенсорный анализ.
27. Понятие о гигиеническом нормировании. Предельно допустимые концентрации и
уровни. Основные токсикологические характеристики.
28. Биотестирование и биоиндикация. Тест-организмы и тест-функции.
29. Биотестирование с использованием микроорганизмов и простейших.
30. Использование биохимической активности почвы в качестве индикации и тестирования
загрязнений.
31. Методы определения фитотоксичности.
32. Тест-системы на основе беспозвоночных и позвоночных животных.
33. Биотестирование и биоиндикация мутагенных соединений. Тест Эймса.
34. Тератогенное и эмбриотоксическое действие ксенобиотиков.
35. Химический канцерогенез.
36. Транспорт токсичных веществ через клеточные мембраны. Виды транспорта.
37. Пути поступления и абсорбция токсикантов. Пресистемная элиминация.
38. Ингаляционное поступление токсикантов, абсорбция токсикантов через кожу,
желудочно-кишечный тракт.
39. Биотрансформация
токсикантов.
Ферментативные
реакции
1-ой
фазы
биотрансформации: гидролиз и восстановление.
40. Окисление при биотрансформации. Цитохром Р450.
41. Реакции метилирования и ацетилирования 2-ой фазы биотрансформации.
42. Ферментативные реакции 2-ой фазы биотрансформации. Глюкуронирование.
Сульфатирование.
43. Ферментативные реакции 2-ой фазы биотрансформации: конъюгация с глутатионом и
конъюгация с аминокислотами.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература
1. Хабриев Р.У. Токсикологическая химия. Аналитическая токсикология. Учебник (+
CD-ROM). – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 752 с.
2. Куценко С.А. Основы токсикологии: Разделы: токсикометрия, токсикокинетика,
токсикодинамика, экотоксикология и др.: Учеб. Пособие для мед вузов СанктПетербурга, 2004. – 720 с.
3. Токсикологическая химия: учебник для вузов / Под ред. Т.В. Плетеневой. – 3-е изд.,
исп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 512 с.
4. Общая токсикология / Под ред. Б.А. Курляндского, В.А. Филова. – М.: Медицина,
2002. – 608 с.
5. Ревич Б.А. Экологическая эпидемиология: Учебник для высш. учеб. заведений / Б.А.
Ревич, С.А. Авалиани, Г.И. Тихонова; Под ред. Б.А. Ревича. – М.: Издательский центр
«Академия», 2004. – 384 с.
б) дополнительная литература
1. Егорова Н.А. Экстраполяция токсикологических данных с животных на человека. –
М.: Медицина, 2009. – 208 с.
2. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: учеб. пособие /
Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская. 3-е издание, перераб. – М.: Высш.
шк., 2006. – 334 с.
3. Бадюгин И.С., Каратай Ш.С., Константинова Т.К. Экстремальная токсикология:
руководство для врачей / Под ред Е.А. Лужникова – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 416
с.
4. Келина Н.Ю., Безручко Н.В. Токсикология в таблицах и схемах / Н.Ю. Келина, Н.В.
Безручко. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 144 с.
5. Пурыгин П.П., Белоусова З.П. Основы химической токсикологии. Учебное пособие. –
Самара: Издательство «Самарский университет», 2003. – 51 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. http://www.xumuk.ru/toxicchem/ Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. Учеб.
пособие.
2. http://abc.vvsu.ru/Books/ecolog_tocsicolog/ Иваненко Н.В. Экологическая токсикология.
Учеб. пособие.
3. http://www.medline.ru/public/monografy/toxicology/
Куценко
С.А.
Основы
токсикологии. Учеб. пособие.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
1. Таблицы
2. Иллюстрации
3. Слайды
4. Мультимедийное оборудование
5. Лабораторная посуда и реактивы
6. Оборудование:
Спектрофотометр СФ46 ( 2 шт)
Фотоэлектроколориметры (2 шт)
Центрифуги на 7000 об/мин и 15 тыс. об/мин
Аналитические и торсионные весы
рН-метры
Термостаты (2 шт)
Сушильные шкафы (2 шт)
Аквадистиллятор
Вытяжные шкафы
Микробиологический бокс
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 050100-Педагогическое
образование, профилю Биология.
Автор:
Доцент кафедры биохимии
и биофизики, д.б.н.
__________________________ Е.В. Плешакова
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии и биофизики от 07.02.2011 года,
протокол № 165.
Подписи:
Зав. кафедрой биохимии и
биофизики, проф., д.б.н.
__________________________ С.А. Коннова
Декан биологического факультета
профессор, д.б.н.
__________________________ Г.В. Шляхтин