Функциональная биохимия клеточных структур. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов 020400.62 направление Биология; Профиль: «Биохимия», форма обучения – очная (стр. 3 )

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Структура и функции ферментов	+	+			+			+
	Биоэнергетика и биомембранология		+				+	+
2	Биохимия и химия липидов и углеводов	+		+	+				+

5. Содержание дисциплины.

Тема 1. Эволюция клетки. Возникновение первой клетки. Формирование метаболизма. Прокариоты и эукариоты: сходства и различия. Многоклеточность. Химические компоненты клетки. Упорядоченность биологических систем и энергия. Питательные вещества и источники энергии клетки. Биосинтез и создание упорядоченности. Координация катаболизма и биосинтеза

Тема 2. Информационные макромолекулы: структура и функции. Процессы молекулярного узнавания. Нуклеиновые кислоты. Структура белка. Функции белков. Основные генетические механизмы. Синтез РНК и белка. Механизмы репарации ДНК. Механизмы репликации ДНК. Механизмы генетической рекомбинации. Вирусы, плазмиды и транспозоны. Клонирование ДНК и генная инженерия. Цитоплазматическое РНК и ДНК.

Тема 3. Мембраны и их функции. Мембранные липиды. Мембранные белки. Мембранные углеводы. Мембранный транспорт. Каналы. Активный транспорт. Перенос через мембрану макромолекул и частиц: экзоцитоз и эндоцитоз. Цикл эндосом.

Тема 4 Биоэнергетика клетки. Катаболические процессы. Митохондрии. Митохондриальная мембрана. Окислительное фосфорилирование. Цикл Кребса. Дыхательная цепь и АТР-синтетаза. Восстановительные эквиваленты. Интеграция метаболических процессов. Хлоропласты.

Тема 5. Компартменты клеток и их функции. Организация и функции эндоплазматической сети. Строение и функции аппарата Гольджи, Транспортные везикулы. Секреторные гранулы. Строение и функции лизосом. Пероксисомы.

Тема 6. Клеточное ядро. Строение ядра. Организация хроматина. Устройство ядерных пор. Механизмы транспорта молекул внутри ядра. Генная экспрессия. Регуляция клеточного деления.

Тема 7. Цитоскелет и внутриклеточная регуляция. Строение цитоскелета. Филаменты. Центриоли. Механизмы внутриклеточной сигнализации. GPCR. Протеинкиназные каскады. Аденилатциклаза. Циклические нуклеотиды.

Тема 8. Межклеточные взаимодействия. Клеточный цикл.Организация рецепторов. Рецепторы гормонов пептидной и белковой природы. Механизмы действия стероидных гормонов. Межклеточное узнавание и адгезия клеток. Клеточные соединения. Внеклеточный матрикс. Мейоз и митоз. Половые клетки и оплодотворение. Клеточные механизмы развития. Половое размножение.

6. Планы практических занятий

Тема 1. Изучение химической среды в живых клетках.

Разделение клеток и их культивирование.

Гибридная дрожжевая система.

Тема 2. Фракционирование клеточного содержимого.

Методы ультрацентрифугирования.

Использование детергентов при получении мембранных препаратов.

Приготовление мембранных препаратов.

Тема 3. Очистка нуклеиновых кислот.

Выделение ДНК.

Выделение РНК.

Клонирование. ПЦР.

Тема 4. Технология рекомбинантных ДНК.

Создание генных конструкций.

Экспрессия генов.

Создание векторных ДНК.

Тема 5. Исследование свойств белков.

Методы очистки белков.

Работа с базами данных генетических и полипептидных последовательностей.

Подбор условий для кристаллизации белков.

Тема 6. Исследование функций ферментов.

Транспортные системы клетки.

Холинэргическая система.

Na, K-АТФаза – как пример активного транспорта.

Тема 7. Цитоскелет.

Выделение мембранных белков.

Электрофорез белков цитоскелета.

Реакция полимеризации актиновых филаментов

Тема 8. Межклеточные взаимодействия

Работа синапса.

Адгезия клеток.

Агрегация эритроцитов.

М - и G – фазы.

Цитокинез.

Мейоз.

7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Таблица 4

Осуществляемые студентами виды самостоятельных работ при изучении дисциплины и контроль за их выполнением

№ п/п	Вид самостоятельной работы	Деятельность студентов в ходе выполнения данного вида самостоятельной работы	Способ оценки	Кол-во баллов по СРС
1	Подготовка к промежуточному тестированию по теме.	По основным темам дисциплины предполагается проводить промежуточное тестирование, к которому студенты готовятся самостоятельно с использованием основной и дополнительной литературы, а также конспектов лекций. Примеры тестовых заданий приведены далее в рабочей программе	тест	0-2
2	Углубление и систематизация полученных знаний с использованием основной литературы	Предполагается, что по мере освоения материала студенты дополнительно самостоятельно прорабатывают конспекты лекций, а также рекомендованные разделы основной и дополнительной литературы.	Тест, ответ на семинаре	0-10
5	Подготовка к семинару по теме	По мере освоения лекционного материала проводится контроль теоретических знаний студентов по определенным темам дисциплины представленным в разделе тематическое планирование. Студенты самостоятельно готовятся к семинару с использованием материалов лекций, основной и дополнительной литературы.	ответ на семинаре	0-8
5	Знакомство с содержанием электронных источников (по теме)	Студенты самостоятельно готовятся к семинару с использованием материалов электронных источников.	Тест, ответ на семинаре	0-10
6	Подготовка презентаций	Студенты самостоятельно в ходе подготовки к семинару готовят при помощи соответствующего программного обеспечения слайды для более полного освещения вопросов семинара.	ответ на семинаре	0-4
7	Подготовка к научной дискуссии «Передача нервного импульса. Роль транспортных белков»	Тема 2 модуля 3 проводиться дискуссия о роли белковых каналов в передаче импульса, роль белков цитоскелета в транспорте везикул с нейромедиаторами.	Дискуссия на занятии	0-4
8	Подготовка реферата по теме	Тема 2 модуля 3 (см. раздел тематическое планирование) тема включает самостоятельную подготовку студентами рефератов, затрагивающих различные аспекты энзимологии.	Реферат	0-30

Дидактические материалы для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины:

Примеры тестовых заданий для промежуточного тестирования

1. заполните пропуски в следующих утверждениях.

А. Каждая молекула ДНК упакована в ______________, а вся генетическая информация, хранящаяся в хромосомах организма, составляет его ___.

Б. В спирали ДНК каждая область, где синтезируется функциональная молекула РНК, представляет собой ___.

2. Укажите, какие из утверждений правильные, а какие - нет.

А. Наиболее существенные регуляторы клеточного цикла у дрожжей - это тип питания и пол.

Б. У дрожжей ингибирование синтеза ДНК вызывает и прекращение цитокинеза; однако мутанты, не способные осуществлять цитокенез, могут многократно повторять цикл синтеза ДНК.

3. Белки пронизывающие мембрану, обладают характерной структурой в области бислоя. Какая из трех последовательностей, состоящих из 20 аминокислот, больше всего подходит на роль трансмембранного сегмента и почему?

А. ITLIYFGVMAGVIGTILLIS Б. ITPIYFGPMAGVIGTPLLIS В. ITEIYFGRMAGVIGTDLLIS

4. Используя уравнение Нернста, рассчитайте потенциал покоя: 1)предполагая, что он создается за счет ионов калия 2) предполагая, что он создается только за счет ионов натрия. Какой результат ближе к измеряемой величине потенциала покоя?

5. Заполните пропуски в следующих утверждениях

А. Углеводородные цепи, присоединенные к остаткам аспарагина в белках, называются ______.

Б. Белки, экспортируемые из ЭР. Входят в _____________ компартмент аппарата Гольджи, затем перемещаются в его ________ компартмент и, наконец, в ____________ компартмент.

Примерные темы рефератов

Эволюция электрон-транспортных цепей Хлоропласты и фотосинтез. Геномы митохондрий и хлоропластов Дифференцировка клеток и поддержание нормальной организации тканей Особенности клеток иммунной системы Особенности организации нервной системы Особенности растительных клеток Раковые клетки Механизмы апоптоза. Прионы. Вирусная инфекция и геном. Расшифровка генома.

Вопросы к экзамену

1. Формирование метаболизма.

2. Прокариоты и эукариоты: сходства и различия.

3. Переход к многоклеточности.

4. Процессы молекулярного узнавания.

5. Нуклеиновые кислоты.

6. Структура и функции белков.

7. Синтез РНК.

8. Синтез белка.

9. Синтез ДНК.

10. Мембранные липиды.

11. Мембранные белки.

12. Мембранные углеводы.

13. Молекулярный мембранный транспорт.

14. Перенос через мембрану макромолекул и частиц: экзоцитоз и эндоцитоз.

15. Митохондрии.

16. Дыхательная цепь и АТР-синтетаза.

17. Интеграция метаболических процессов.

18. Хлоропласты.

19. Организация и функции эндоплазматической сети.

20. Строение и функции аппарата Гольджи.

21. Строение и функции лизосом. Пероксисомы.

22. Строение ядра. Организация хроматина.

23. Генная экспрессия.

24. Регуляция клеточного деления.

25. Строение цитоскелета.

26. Механизмы внутриклеточной сигнализации.

27. Рецепторы гормонов пептидной и белковой природы.

28. Механизмы действия стероидных гормонов.

29. Клеточные соединения.

30. Клеточный цикл.

8. Образовательные технологии.

При реализации различных видов учебной работы в ходе освоения дисциплины используются следующие виды образовательных технологий:

- мультимедийные средства обучения: DVD курс "molecular biology of the cell".

- В лекционном курсе студентам демонстрируются анимированные слайды, видео ролики для более полного освещения материала. В ходе самостоятельной подготовки к семинарским занятиям студенты разрабатывают с помощью ПО - "PowerPoint" слайды для более полного освещения излагаемого материала.

- специализированные программы и оборудование:

- При подготовке и чтении лекционного курса используется программы пакета Microsoft Office ("МО PowerPoint, Windows Media Player, Internet Explorer"), указанное ПО также используют студенты в ходе самостоятельной работы.

- интерактивные технологии:

-  Дискуссии в рамках практических занятий

-  Научная дискуссия на тему «Передача нервного импульса. Роль транспортных белков»

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

9.1. Основная литература:

1. Биохимия человека: [учебник]: в 2 т. : пер. с англ. / Р. Марри [и др.]. – М.: Мир: Бином. Лаборатория знаний. - Т.1 с.

2. Кольман, Я. Наглядная биохимия = Taschenatlas der Biochemie: [справ. пособие] : пер. с нем. / Я. Кольман, К.-Г. Рем. - 4-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 20с.

3. Жимулев, и молекулярная генетика/ . - Новосибирск: Сиб. универ. изд-во, 20с.

4. Основы общей цитологии : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. и напр. "Биология" / . - 2-е изд., перераб. – М. : Академия, 20с.

5. Клетки=cells: пер. с. англ. /ред. [ и др. ]. - М: Бином. 2011 – 952 с.

6. Коничев, биология : учеб. вузов / , . - 2-е изд., испр. – М.: Академия, 20с.

9.2. Дополнительная литература:

1.  Нейрон : обработка сигналов, пластичность, моделирование : фундамент. рук. : [учеб. пособие] / ред. , , . - Тюмень: Изд-во ТюмГУ; М.: Компания Мир, 20с.

2.  Смирнов, сенсорных систем и высшая нервная деятельность : учеб. пособие для вузов / , . - 2-е изд., стер. – М.: Академия, 20с.

3.  Сергеева, арахидоновой кислоты / , . – М.: Народное образование, 20с.

4.  Нейрохимия : учеб. пособие для студ. вузов / авт.-сост. [и др.] ; науч. ред. . – М.: Дрофа, 20с.

5. Спирин, биология : рибосомы и биосинтез белка : учеб. для вузов/ . – М.: Академия, 20с.

6. Камкин, и молекулярная биология мембран клеток : учеб. пособие для мед. вузов / , . – М.: Академия, 20с.

9.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:

1. www.

2. www. *****

3. www. *****

4. books.

5. scholar.

6.

10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.

Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором, видеофильмами. В институте имеется 5 мультимедийных аудитории для проведения занятий. Лаборатория укомплектована необходимым оборудованием для выполнения практических заданий.