Министерство спорта Российской Федерации Башкирский институт физической культуры (филиал) УралГУФК РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Б1.Б.9 БИОХИМИЯ ЧЕЛОВЕКА по направлению подготовки 49.03.01 «Физическая культура» профиль: «Спортивная тренировка в избранном виде спорта» Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная Уфа, 2014 1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ В программе определены значение предмета для профессиональной подготовки бакалавров направления «Физическая культура», задачи, содержание, форма обучения и контроля по дисциплине «Биохимия человека». Изучение дисциплины базируется на основных научных достижениях в области биологии, биохимии и молекулярной биологии. 1.1 Цель и задачи дисциплины: Цель преподавания курса «Биохимия человека» в высших учебных заведениях, физической культуры - вооружить будущих бакалавров по направлению «Физическая культура» знаниями о строении и функции веществ, входящих в состав организма человека, об особенностях протекания и регуляции биохимических процессов, являющихся основой жизнедеятельности. Базируясь на теоретических медико-биологических дисциплинах учебного плана, «Биохимия человека» является теоретической дисциплиной, непосредственно направленной на профессиональную подготовку бакалавра в области «Физическая культура». Роль дисциплины «Биохимия человека» в подготовке высококвалифицированных бакалавров в области физической культуры возрастает в связи с повышенными требованиями к бакалаврам в области физической культуры, работающими со спортсменами разных возрастов. 1.2 Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина «Биохимия человека» реализуется в соответствии с учебным планом цикла Б1.Б.9 и направлена на комплексное усвоение знаний о строении и функции веществ, входящих в состав организма, обмене веществ и энергии и его регуляции. Программа реализуется в 4 семестре 2 курса направления подготовки 49.03.01 Физическая культура, профиль «Спортивная тренировка в избранном виде спорта». 1.3. Перечень формируемых компетенций В результате освоения дисциплины у студента должны быть сформированы следующие общекультурные, общепрофессиональные компетенции: - способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7); - способность определять анатомо-морфологические, физиологические, биохимические, биомеханические психологические особенности физкультурноспортивной деятельности и характер её влияния на организм человека с учётом возраста и пола (ОПК-1). 1.4. Требование к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины «Биохимия человека» студент должен знать: - химический состав организма человека, строение и функции веществ, входящих в ткани организма; - поступление в организм пищевых веществ, их усвоение и биологическая ценность; - основные биохимические процессы энергетического и пластического обменов в организме, обеспечивающие жизнедеятельность и представляющие суть обмена веществ; - взаимосвязь белкового, липидного и углеводного обменов в организме; эссенциальные вещества и симптомы их дефицита в организме; водно-солевой обмен в организме; - механизмы регуляции основных биохимических процессов в организме; зависимость скорости обменных процессов от различных факторов: наличия необходимых веществ, физической нагрузки, возраста, пола и т.п.; - методы медико-биологического, психологического и педагогического контроля состояния занимающегося, - медико-биологические и психологические основы и технологию тренировки в детско-юношеском спорте и у спортсменов массовых разрядов в избранном виде спорта; - В результате освоения программы курса «Биохимия человека» студент должен уметь: планировать различные виды занятий с учетом медико-биологических, санитарно-гигиенических, психолого-педагогических основ физкультурной деятельности, в целях совершенствования природных данных, поддержания здоровья, оздоровления и рекреации занимающихся; использовать информацию медико-биологических методов контроля для оценки влияния физических нагрузок на индивида и вносить соответствующие коррективы в процесс тренировок формулировать задачи (коррекционные, компенсаторные, профилактические, оздоровительные, и др.) в процессе физического воспитания различных групп населения, в том числе для лиц с отклонениями в состоянии здоровья; формировать физическую активность детей и взрослых, здоровый образ жизни на основе физической активности; В результате освоения программы курса «Биохимия человека» студент должен владеть: - методами теоретического и экспериментального исследования в биохимии, позволяющими оценивать свою профессиональную деятельность в зависимости от результатов контроля за деятельностью занимающихся. 1.5 Перечень и объем активных и интерактивных форм учебных занятий В процессе проведения курса «Биохимия человека» применяются следующие активные и интерактивные формы обучения: Активные формы учебной работы: Учебно-исследовательская деятельность (активный поиск информации) темы: 1-3, 7-8 (СРС) Конференции (семинары). Темы: 3, 4, 6-8. (аудиторная) Интерактивные формы занятий (всего 16 ч.): 1. Учебная дискуссия: Темы: 2 (2 ч.), 4 (2 ч.). ПЗ 2. кейс-метод: Тема: 2 (2 ч.), 3 (2 ч), 6 (2 ч), 7 (2 ч) ПЗ 3. «мозговой штурм»: Темы: 5 (2 ч), 6 (2 ч); ПЗ 2. Содержание дисциплины 2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы Таблица 1. Состав и объем дисциплины Вид учебной работы Общая трудоемкость дисциплины (ЗЕ/часы) Аудиторные занятия, всего в т.ч. лекции (Л) практические занятия (ПЗ) Всего часов/ЗЕТ 108/3 48 20 28 Распределение по семестрам (в часах) 4 семестр 108 48 20 28 Самостоятельная работа студента (СРС) Подготовка к докладу самостоятельное изучение учебного материала Вид итогового контроля 33 10 23 27 Продолжение таблицы 1 33 10 23 Экзамен 2. 2 Разделы дисциплины: В соответствии с государственными требованиями, заложенными в содержании цикла общих естественнонаучных дисциплин, курс «Биохимия человека» включает следующие разделы: - строение и функции веществ, входящих в состав организма; - обмен веществ и энергии в организме; - регуляция обмена веществ; понятие о гомеостазе. 2.3 Темы дисциплины и их краткое содержание Таблица 2 – Темы и их краткое содержание № п/п 1 1. 2. 3. 4. 5. Тема Краткое содержание 2 3 Раздел 1. Строение и функции веществ, входящих в состав организма. Тема 1. Углеводы: химическая Химический состав организма человека. Общие природа и функции. Углеводы закономерности обмена веществ. Химическая пищи и их гидролиз. Липиды: природа углеводов. Классификация углеводов, строение и функции. Липиды свойства, представители. Биологическая роль пищи и их гидролиз. углеводов. Поступление сахаров с пищей и их усвоение. Классификация липидов, строение и функции основных групп липидов. Поступление липидов с пищей и их переваривание. Тема 2. Белки: строение и Аминокислоты и их свойства. Состав белка и его функции. Гидролиз белков пространственная организация. Денатурация. пищи. Ферменты и витамины. Разнообразие белков и их функции. Белковые продукты. Переваривание белков. Ферменты. Основные свойства. Механизм действия ферментов. Классификация ферментов. Зависимость скорости ферментативной реакции от различных факторов. Тема 3. Гормоны. Гормоны. Свойства и механизм действия гормонов. Эндокринная регуляция Классификация гормонов по месту их синтеза. Гипонекоторых констант гомеостаза. и гиперпродукция эндокринных желез. Раздел 2. Обмен веществ и энергии Тема 4. Обмен веществ и Понятие обмена веществ и энергии в организме. энергии. Катаболизм и анаболизм, их взаимосвязь. Три этапа Взаимосвязь анаболических и катаболизма. Строение и функции АТФ. катаболических процессов. Тема 5. Анаэробные и аэробные Источники энергии для организма. АТФ – пути синтеза АТФ. универсальный источник энергии. Строение и функции АТФ. Пути синтеза АТФ – анаэробный: гликолиз, креатинфосфокиназный; аэробный: βокисление жирных кислот, цикл Кребса. Дыхательная цепь. Окислительное фосфорилирование Продолжение таблицы 2 1 6. 7. 8. 3 Обмен углеводов. Гликогеногенез. Глюкогенез. Гликогенолиз. Глюконеогенез. Регуляция уровня глюкозы в крови. Взаимосвязь белкового, углеводного и липидного обменов Взаимосвязь белкового, Взаимосвязь белкового, углеводного и липидного углеводного и липидного обменов. Заменимы и незаменимы вещества. обменов Метаболические пути взаимопревращения веществ. Раздел 3. Регуляция обмена веществ. Понятие о гомеостазе. Тема 8. Некоторые Понятие о гомеостазе. Кислотно-основное биохимические константы равновесие крови, Гуморальная регуляция гомеостаза и их регуляция. некоторых констант гомеостаза (регуляция уровня рН крови, концентрации глюкозы в крови, водносолевого обмена). Водно-солевой обмен. 2 Тема 6. Обмен углеводов. 2.4 Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы 1. Водорастворимые витамины, их роль в образовании коферментов. Пищевые источники водорастворимых витаминов. Суточная потребность организма в водорастворимых витаминах при занятиях спортом. Симптомы гипо- и авитаминозов отдельных водорастворимых витаминов. 2. Жирорастворимые витамины, их биологическая роль. Пищевые источники жирорастворимых витаминов. Суточная потребность организма в жирорастворимых витаминах при занятиях спортом. Симптомы гипо-, авитаминозов и гиперавитаминозов отдельных жирорастворимых витаминов. 3. Синергичные группы витаминов. Витамины-антиоксиданты. Витамины, необходимые для синтеза белка, кроветворения, для продукции энергии в клетке и др. 4. Гормоны – биологически активные вещества. Запрещенные гормональные препараты в спортивной практике. Механизм их действия. Последствия применения гормональных препаратов при занятиях спортом. 5. Роль гормонов в мышечной деятельности. 6. Понятие о гомеостазе. Основные параметры гомеостаза. Механизмы регуляции динамического равновесия физико-химических параметров внутренней среды организма. 7. Возможные пути компенсации метаболического ацидоза, развивающегося после физической нагрузки. Кислото- и щелочеобразующие продукты питания и напитки. 8. Содержание и роль воды в организме. Питьевой режим спортсмена. Причины и последствия обезвоживания в спортивной практике. 9. Функции некоторых микро- и макроэлементов в обмене веществ Fe, Cu, Ca, Na, K, Zn, Co, I и некоторых др. Пищевые источники минеральных веществ. Суточная потребность организма в минеральных веществах при занятиях спортом. 10. Электролитный состав крови человека. 11. Взаимосвязь углеводного, белкового и липидного обменов. 12. Понятие о внутренней среде организма и гомеостазе. 13. Некоторые биохимические константы гомеостаза: рН крови, концентрация глюкозы, ионов кальция, некоторых белков в крови, осмотическое давление. Регуляция этих параметров гомеостаза. 14. Декомпенсированное и компенсированное состояние внутренней среды организма. Фактроры, нарушающие гомеостаз 2.5. Примерный перечень вопросов к экзамену 1. Химический состав организма человека. Химические элементы, соединения, ионы, входящие в состав организма человека, их процентное содержание. Понятие о макро-, микро- и ультрамикроэлементах организма человека. 2. Обмен веществ между организмом и внешней средой как основное условие жизни, источник энергии для всех физиологических функций. Ассимиляция и диссимиляция. Пластический и функциональный обмен. Обмен веществ с внешней средой и промежуточный обмен. Энергетический обмен. 3. Адаптационные изменения обмена веществ как основа приспособляемости живых организмов. Изменения обмена веществ с возрастом, характером питания, функциональной активностью организма. Связь обменных процессов с клеточными структурами. 4. Условия протекания реакций обмена веществ в живых организмах. Роль ферментов в обмене веществ. Особенности химического строения и свойства ферментов. Механизм действия ферментов. 5. Витамины, их классификация. Общие представления о химическом строении различных витаминов. Механизмы воздействия витаминов на обменные процессы. Роль витаминов в образовании ферментов. Понятия о гиповитаминозе, авитаминозе, гипервитаминозе. Влияние занятий различными видами спорта на потребность организма человека в витаминах. 6. Общие принципы и механизмы регуляции обмена веществ в организме. 7. Гормоны, общие представления об их химическом строении. Роль гормонов в регуляции обмена веществ в организме. Механизмы регуляторного воздействия гормонов на обменные процессы. 8. Источники энергии живых организмов. Биологическое окисление как основной путь освобождения энергии в живых организмах. Аэробное и анаэробное биологическое окисление. 9. Аэробное окисление. Дыхательная цепь и перенос электронов. Ферменты аэробного окисления. Кислород как акцептор водорода. 10. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Особенности ее химического строения. Содержание и роль АТФ в организме человека. 11. Окисление, сопряженное с фосфорилированием. Энергетический эффект аэробного окисления. Свободное окисление. Зависимость степени сопряжения окисления с фосфорилированием от функционального состояния организма. Локализация систем аэробного окисления в клетке. Механизм внутриклеточного переноса энергии. 12. Углеводы, содержащиеся в продуктах питания. Химические превращения углеводов в процессе пищеварения. Ферменты, участвующие в этом процессе, условия их действия. Конечные продукты пищеварения углеводов, пути их использования в организме. 13. Биосинтез и расщепление гликогена в печени. Условия протекания этих процессов, их регуляция. 14. Анаэробный распад гликогена и глюкозы (гликолиз). Последовательность химических реакций гликолиза. Ресинтез АТФ в ходе гликолиза. 15. Аэробная стадия углеводного обмена. Окислительное декарбокси-лирование пировиноградной кислоты, образование ацетилкофермента А. Превращения ацетилкофермента А в цикле трикарбоновых кислот. Связь циклатрикарбоновых кислот с системой переноса водорода на кислород и ресинтеза АТФ. Энергетический эффект аэробного окисления углеводов. 16. Химические превращения липидов в процессах пищеварения. Роль желчных кислот в процессах пищеварения липидов и всасывания продуктов пищеварения. Дальнейшие превращения продуктов пищеварения липидов в организме. 17. Использование жиров в процессах энергетического обмена. Мобилизация жиров. Внутриклеточные превращения глицерина. Связь превращений глицерина с циклом трикарбоновых кислот. Энергетический эффект окисления глицерина. 18. Бета-окисление жирных кислот. Энергетический эффект бета-окисления жирных кислот. Образование ацетил-кофермента А и его дальнейшие превращения в цикле трикарбоновых кислот. Энергетический эффект полного окисления жирных кислот. 19. Биохимические механизмы и условия образования кетоновых тел.Дальнейшие превращения кетоновых тел. 20. Химические превращения белков в процессе пищеварения. Ферменты, участвующие в этом процессе, условия их действия. Конечные продукты пищеварения белков, пути их использования в организме. 21. Синтез специфических белков в клетке, его основные этапы. Роль нуклеиновых кислот в синтезе белка. Регуляция синтеза белка. 22. Внутриклеточные превращения аминокислот. Реакции переамини-рования, дезаминирования, декарбоксилирования аминокислот. Связь превращений аминокислот с циклом трикарбоновых кислот. 23. Образование и устранение аммиака в организме. Временное и постоянное связывание аммиака. Орнитиновый цикл синтеза мочевины как главный путь устранения аммиака. 24. Взаимосвязь превращений углеводов, белков, липидов: наличие общих промежуточных продуктов и путей превращений, взаимопревращения различных классов соединений. Центральная роль ацетилкофермента А в обмене углеводов, липидов, белков. 25. Биохимическое обоснование потребности организма человека в углеводах, липидах, белках. Обоснование представления о полноценности липидного и белкового питания. 26. Содержание, распределение между отдельными тканями и роль воды в организме. Важнейшие водно-дисперсные системы организма. Обмен воды. Факторы, влияющие на обмен воды. 27. Минеральные соединения организма человека, их содержание, распределение между отдельными тканями и биологическая роль. Обмен минеральных соединений и факторы на него влияющие. 28. Внутренняя среда организма. Значение некоторых биохимических констант гомеостаза: рН крови, концентрация глюкозы, ионов кальция в крови, осмотическое давление. 29. Регуляция гомеостаза. Понятие о компенсации и декомпенсации параметров внутренней среды организма. № п/п 1 2 3. 4 5 6 3 Распределение часов дисциплины по темам и видам работ 3.1 Тематический план лекционных занятий Таблица 3. Тематический план лекционных занятий № раздела Объем, Наименование лекций /темы час. 4 семестр 1/1 Химический состав организма человека. Углеводы: 2 строение и функции. липиды: строение и функции. Липиды: строение и функции. 2 1/2 Белки, строение и функции. 2 1/2 Ферменты и витамины. 2 1/3. 2 Гормоны. 2./4 2 Обмен веществ и энергии в организме. Катаболизм и анаболизм, их взаимосвязь. 7. 2/5. Источники энергии в организме. Анаэробный и аэробный синтез АТФ. 1 8 2 2/7 3 9 3/8 Обмен углеводов (глюкозы) Понятие о гомеостазе. гомеостаза и их регуляция. Продолжение таблицы 3 4 2 Биохимические константы 2 ИТОГО 20 3.2 Тематический план практических занятий Таблица 4. Тематический план практических занятий № №раздела/ Наименование практического занятия п/п темы 1 1/1 2 1/1 3 1/1 4 4 семестр Химический состав организма человека. Объем, час. 2 Углеводы: химическая природа и функции. Углеводы пищи и их гидролиз. Липиды: строение и функции. Липиды пищи и их гидролиз. 2 4 1/2 Белки: строение и функции. Гидролиз белков пищи. 2 2 5 1/2 Ферменты и витамины. Зависимость скорости ферментативной реакции от различных факторов. 2 2 2/5 Гормоны. Эндокринная регуляция некоторых констант гомеостаза Обмен веществ и энергии в организме. Взаимосвязь катаболических и анаболических процессов. Анаэробный и аэробный пути синтеза АТФ. 9 2/6 Обмен углеводов. 2 10 2/7 Взаимосвязь белкового, углеводного и липидного обменов 2 11 3/8 Кислотно-основное равновесие крови. Регуляция уровня рН. 2 12 3/8 Уровень глюкозы в крови и его гормональная регуляция 2 13 3/8 Водно-солевой баланс организма и его регуляция. Осмос. 2 6 1/3 7 2/4 8 ИТОГО № п/п 2 4 28 3.3 Тематический план самостоятельной работы студентов Таблица 5. Тематический план самостоятельной работы студентов Вид СРС № (наименование Сроки Формы Объем, час. раздела задания, темы выполнения контроля для СРС) 1 1.2,3/1-8 1 2 2 2,3 /5-8 Доклады (тема в перечне тем для докладов) 3 Самостоятельное изучение учебного материала 4 семестр Защита докладов 4 5 4 семестр Тестконтроль 10 Продолжение таблицы 5 6 ИТОГО 23 33 4. Формы контроля (текущего, промежуточного и итогового) Для определения уровня формирования компетенций студента при изучении дисциплины «Биохимия человека» используются следующие формы контроля: Текущий контроль по темам производиться при помощи тестов в ходе практических занятий; Промежуточный контроль осуществляется проведением коллоквиумов (в конце изучения 1 и 2 разделов дисциплины по одному коллоквиуму); Кейс-метод. Решение определенной ситуационной задачи с полным обоснованием ответа. Учебная дискуссия коллективное обсуждение определенной темы, сопровождающееся обменом суждений и мнениями в группе. «Мозговой штурм» - решение конкретной задачи путем обдумывания и подключения уже имеющихся знаний по данному вопросу. Модульно-рейтинговая система позволяет оценить работу студента в течение семестра по сумме баллов (рейтингу), которые он набрал по итогам аттестации (промежуточный контроль – тестирование, коллоквиумы, устный опрос) Итоговый контроль – экзамен в четвертом семестре. 5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 5.1 Перечень рекомендуемой литературы Таблица 6. Перечень рекомендуемой литературы № п/п 1. 2. 3. 4. 5. Наименование литературы а) основная литература Биологическая химия: учебник / под ред. Ковалевской Н.И. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Академия, 2013. 320 с. Проскурина И.К. Биохимия [Текст] : учебник. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2014. - 336 с. Комов В. П., Шведова В.Н. Биохимия [Текст] : учебник. - 2-е изд., испр. - М. : Дрофа, 2006. - 640 с.: ил. Артемова Э.К. Биохимия [Текст] : учеб. пособие. - М. : Физкультура и спорт, 2006. - 72 с. Биохимия мышечной деятельности [Текст]: учебник / Н.И. Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. – Киев: Олимп. лит, 2013. – В т.ч. наличие в библиотеке ин-та, экз. 3 2 5 10 2 504 с. Никулин Б.А. Биохимический контроль в спорте [Электронный 110 ресурс]: монография/ Никулин Б.А., Родионова И.И.— Электрон. текстовые данные.— М.: Советский спорт, 2011.— 232 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/9894.— ЭБС «IPRbooks», по паролю Продолжение таблицы 6 1 2 3 Ершов Ю.А. Общая биохимия и спорт [Электронный ресурс]: 110 7. учебное пособие/ Ершов Ю.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 2010.— 368 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/13096.— ЭБС «IPRbooks», по паролю 8. Биологическая химия [Электронный ресурс]: учебник/ А.Д. 110 Таганович [и др.].— Электрон. текстовые данные.— Минск: Вышэйшая школа, 2013.— 672 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/24052.— ЭБС «IPRbooks», по паролю б) дополнительная литература 9. Коновалова И.Э. Спортивная биохимия: учеб.-метод. пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов, 10 обучающихся по направлению 034300 «Физическая культура» / И.Э. Коновалова - Уфа: Башкирский институт физической культуры (филиал) УралГУФК, 2014. – 64 с 10. Коновалова И.Э. Биохимия человека [Текст]: курс лекций / И.Э. 10 Коновалова- Уфа: Башкирский институт физической культуры (филиал) УралГУФК, 2012. - 90 с. 11. Полиевский С.А. Основы индивидуального и коллективного питания 10 спортсменов [Текст]: учеб. пособие/ А.С. Полиевский.- М.: ФиС, 2005.- 384с. 12. Уилмор Дж.Х. Физиология спорта [Текст]: пер. с англ./ Дж.Х. 10 Уилмор, Д.Л. Костил.- Киев: Олимп. лит., 2005 – 504 с.: ил. 13 Биологическая химия [Текст]: учеб. пособие / под ред. Н.И. 1 Ковалевской. – М.: Академия, 2005. – 256с. 14 Метаболизм в процессе физической деятельности [Текст]: учеб. 2 пособие / под ред. М. Харгривса.- Киев: Олимп. лит., 1998. – 287с. 15. Биохимия мышечной деятельности [Текст]: учебник / Н.И. Волков, 3 Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. – Киев: Олимп. лит, 2000. – 504 с. 16. Биохимические основы жизнедеятельности человека [Текст]: учеб. 1 пособие/ Ю.Б. Филиппович, А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова. Н.М. Кутузова. – М.: Владос, 2005. – 408 с. : ил. 17. Волков Н.И. Биоэнергетика спорта [Электронный ресурс]: 110 монография/ Волков Н.И., Олейников В.И.— Электрон. текстовые данные.— М.: Советский спорт, 2011.— 160 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/16817.— ЭБС «IPRbooks», по паролю 5.2 Перечень методических рекомендаций и указаний Таблица 7. Перечень методических рекомендаций и указаний Назначение (виды занятий Наименование методических указаний по дисциплине № тем и т.д.) 1 Коновалова И.Э. Методические рекомендации к 4 семестр 6. практическим занятиям и выполнению ПЗ № 1-8, СРС самостоятельной работы по дисциплине «Биохимия человека для студентов, обучающихся по направлению: 034300 «Физическая культура»: метод. рекомендации / И.Э. Коновалова - Уфа: Башкирский институт физической культуры (филиал) УралГУФК, 2014. - 26 с. 5.3 Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ, учебных фильмов, мультимедийных материалов и т.п. 1. Мультимедийные материалы по лекционному курсу (слайд-лекции. темы: №№1- 7). 5.4 Информационно-справочные системы (адреса электронных библиотек) www.krelib.com http://razym.ru www.internet-biblioteka.ru