Рабочая программа

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МАЙКОПСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет Технологический_______________________________________

Кафедра Физической химии и физики_____________________________

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

_______________

«____»_____________20___г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД. Ф.02 Органическая, биологическая и физколлоидная химия_________

по специальности 110401 Зоотехния_______________________________________________

Факультет Аграрных технологий__________________________________________________

Форма обучения очная_______________________________________________________

МАЙКОП

Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и учебного плана МГТУ

специальности (направления) 110401 «Зоотехния»

Составители рабочей программы

доцент кафедры физической химии и физики,

кандидат педагогических наук ____________

(подпись) (Ф. И.О.)

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры

физической химии и физики____________________________________________________

(наименование кафедры)

Заведующий кафедрой

«____»________20___г. ____________

(подпись) (Ф. И.О.)

Одобрено научно-методической комиссией факультета Аграрного

(где осуществляется обучение) «____»________20__г.

Председатель

научно-методической

комиссии факультета ____________

(подпись) (Ф. И.О.)

Декан факультета

(где осуществляется обучение)

«___»__________20___г. ____________

(подпись) (Ф. И.О.)

СОГЛАСОВАНО:

Начальник УМУ

«___»___________20__г. __________

(подпись) (Ф. И.О.)

Зав. выпускающей кафедрой

по специальности

«____»_____________20__г. ____________

(подпись) (Ф. И.О.)

1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины

Курс органической, биологической и физколлоидной химии является фундаментом для усвоения ряда дисциплин, связанных с изучением процессов жизнедеятельности организма, а также предусматривает освоение студентами закономерностей строения и реакционной особенности основных классов органических соединений, их распространение, роль в природе, использование человеком в практической деятельности.

Данный курс позволяет студентам глубоко изучить химический состав живых организмов и закономерности процессов, лежащих в основе физиологических явлений. Знание этих закономерностей дает возможность управлять процессами жизнедеятельности с целью повышения продуктивности животных и улучшения качества продукции животноводства.

Цель преподавания органической, биологической и физколлоидной химии – дать студентам знания, необходимые им при рассмотрении физико-химической сущности и механизмов процессов, происходящих в живых организмах; развивать логическое мышление на примерах строения веществ и их свойств; вооружать знаниями и умениями, необходимыми для успешного изучения последующих дисциплин специальности.

Задачами лекционного курса органической, биологической и физколлоидной химии является формирование ключевых вопросов программы, материал лекций призван стимулировать студентов к последующей самостоятельной работе.

Лабораторные занятия ставят своей целью формирование умений и навыков для решения проблемных и ситуационных задач; формирование практических навыков постановки и выполнения экспериментальной работы.

Студент должен знать:

1. Общие закономерности реакционной способности органических соединений как химической основы их биологического функционирования.

2. Строение, конфигурацию и конформацию органических молекул как основы для понимания единства строения и функционирования биологических молекул.

3. Химические свойства основных классов органических соединений для понимания их реакционной способности в биологических системах.

4. Физико-химические свойства и биологические функции основных классов простых и сложных белков.

5. Основные этапы энергетического обмена, пути трансформации энергии в живой клетке.

6. Термодинамические и кинетические закономерности, определяющие протекание химических и биохимических реакций.

7. Физико-химические аспекты важнейших химических процессов.

8. Особенности физико-химии дисперсных систем и растворов ВМС.

Студент должен уметь:

Прогнозировать результаты физико-химических процессов, опираясь на теоретические положения. Научно обосновывать наблюдаемые явления. Производить физико-химические измерения, характеризующие те или иные свойства растворов, смесей и других объектов. Обнаруживать с помощью цветных реакций аминокислоты в растворах белков и пептидов. Представлять данные экспериментальных исследований в виде графиков и таблиц. Производить наблюдения за протеканием химических реакций и делать обоснованные выводы. Решать типовые качественные и расчетные химические задачи. Уверенно ориентироваться в информационном потоке (использовать справочные данные и библиографию по той или иной проблеме). Правильно воспринимать и использовать теоретические знания на практике, осуществлять анализ, синтез, сравнение, аналогии, обобщения, объяснения.

Студент должен приобрести навыки:

Самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой; вести поиск и делать обобщающие выводы. Безопасной работы в химической лаборатории и умение обращаться с химической посудой, реактивами, электрическими приборами.

1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе

В вводном разделе курса органической, биологической и физколлоидной химии определяются предмет и задачи, даются сведения об использовании знаний дисциплины в зоотехнии.

Раздел 1 «Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме» посвящен термодинамическим закономерностям протекания физико-химических процессов, необходимым для дальнейшего изучения биохимических реакций. Знания законов термодинамики позволяет будущему зооинженеру получить ясное представление об энергетическом балансе живых систем, установить специфические особенности преобразования одних видов энергии в другие в процессе жизнедеятельности, с помощью которых можно судить об осуществлении тех или иных реакций.

В разделе 2 «Биохимия биологических жидкостей и тканей» излагаются основы современного учения о растворах, знание которого зооинженеру необходимо, так как многие важные биохимические процессы протекают в растворах. Кроме того, уделяется внимание свойства молекул воды, полярности, а также гидрофильным и гидрофобным группам атомов и их участию в построении и функционировании биогенных структур. Важно знать водные и неводные фазы клеток, физико-химические механизмы движения растворителя и растворенного вещества в биологических системах, осмотические явления. В данном разделе рассматриваются буферные системы организма.

В разделе 3 «Энергетика и кинетика химических процессов в организме» рассматриваются вопросы формальной кинетики химических реакций. Кинетические параметры позволяют ответить на вопрос о практической возможности протекания термодинамически разрешенных процессов. Так как физико-химические процессы, составляющие основу жизнедеятельности, катализируются ферментами, то в данном разделе излагаются особенности ферментативного катализа, механизм участия ферментов в биологических реакциях, строение классификация и номенклатура ферментов, а также роль витаминов в синтезе ферментов.

Раздел 4 «Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров» рассматривает физико-химические закономерности поверхностных явлений, дает ключ к пониманию сущности процесса адсорбции, играющей значительную роль в жизнедеятельности организмов. Изучение этого раздела необходимо для понимания структуры и свойств биологических мембран. Материал по химии ВМС облегчает будущему зооинженеру понимание вопроса об участие вязких полисахаридов в защите организма от патогенных воздействий и роли слизистых веществ в жизнедеятельности животного.

В разделе 5 «Углеводы» излагаются важнейшие химические свойства углеводов в зависимости от их стереохимического строения; таутомерия как основа для понимания их метаболических превращений в организме. Особо уделяется внимание строению и свойствам полисахаридов (крахмал, клетчатка), их биологическому и практическому значению. Эти знания необходимы для понимания вопроса и роли углеводного состава корма в питании животных.

В разделе 6 «Липиды, жиры» излагаются основы строения, химические свойства омыляемых липидов и важнейших низкомолекулярных биорегуляторов – терпенов и стероидов. Кроме того, рассматривается обмен липидов в организме, энергетический эффект окисления жиров, роль липидов в питании животных, жирорастворимые витамины и их участие в обмене веществ.

Раздел 7 «Аминокислоты. Белки. Нуклеиновые кислоты» посвящен структурной организации, физико-химическим свойствам и биологическим функциям основных классов простых и сложных белков. Раскрывается роль белков в структуре и функции клетки. Формируются представления о беках как важнейших структурах, определяющих все биологические процессы и биологические функции организмов. Уделяется внимание строению и химическим свойствам нуклеиновых кислот и их мономерных единиц – нуклеотидов как основа для усвоения механизма действия нуклеотидных коферментов и понимания уровней структурной организации макромолекул нуклеиновых кислот.

В разделе 8 «Методы выделения и очистки основных классов органических соединений» излагаются основные методы выделения, очистки и идентификации органических соединений: перегонка, возгонка, кристаллизация, экстракция, хроматография. Рассматриваются принципы качественного и количественного анализа органических соединений. Индивидуальные характеристики животного по взаимосвязи хозяйственных показателей с уровнем в организме тех или иных органических соединений могут быть использованы как тесты для прогнозирования продуктивности животных.

2.1.3. Связь с предшествующими дисциплинами

Для освоения материала дисциплины студенту необходимо хорошо знать дисциплины, изучаемые ранее: общая и неорганическая химия, аналитическая химия, физика, математика в объеме Высшей школы.

Общая и неорганическая химия рассматривает основные понятия: тепловые эффекты химических реакций, скорость химических реакций, понятие химического равновесия, электродный потенциал. Знание этих понятий облегчат усвоение курса органической, биологической и физколлоидной химии.

Аналитическая химия подробно рассматривает вопросы, касающиеся способов выражения концентрации растворов, знание которых необходимо для успешного изучения раздела «Биохимия биологических жидкостей и тканей».

На знания законов физики (законы идеальных газов, I и II закон термодинамики, закон Ома и др.) опираются разделы «Обмен веществ и энергии в организме» и «Энергетика и кинетика химических процессов в организме».

Умение успешно решать уравнения с одним, двумя неизвестными, логарифмирование, извлечение корней, возведение в степень дает математика.

1.4.Связь с последующими дисциплинами

Изучение в курсе органической, биологической и физколлоидной химии закономерностей протекания физико-химических процессов, необходимы для дальнейшего изучения биохимических реакций, протекающих в живых организмах, которые более подробно рассматриваются в курсе микробиологии.

Так как многие биохимические процессы протекают в растворах, знание раздела «Биохимия биологических жидкостей и тканей» облегчает изучение физиологии животных.

Выяснение обменных процессов в организме животного позволит выработать приемы регулирования интенсивного выращивания, использования животных. Это связано с тем, что продуктивные и племенные качества животного обуславливаются уровнем биохимических процессов в организме. В связи с эти возрастает значимость изучения органической, биологической и физколлоидной химии, так как индивидуальные характеристики животного по взаимосвязи хозяйственных показателей с уровнем в организме тех или иных органических соединений могут быть использованы в курсе «Селекция животных».

2. Распределение часов учебных занятий по семестрам

Номер семестра	Учебные занятия	Форма итоговой аттестации (зачет, экзамен)	Количество часов в неделю
Общий объем	Аудиторные	СРС	Лекции	Практические	Лабораторные
Всего	Лекции	Практические	Лабораторные
3 4 5	85 90 85	38 54 38	19 18 19		19 36 19	47 36 47	Экзамен Зачет Экзамен	1 1 1		1 2 1

3. Содержание дисциплины

3.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий

Порядковый номер лекции	Раздел, тема учебного курса, содержание лекции	Количество часов	Литература
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29	3 семестр Раздел 1. Тема 1.1. Обмен веществ и энергии в организме. 1.1.1.Введение. Роль органической, биологической и физколлоидной химии в профессии зооинженера. Основные понятия и определения термодинамики. Формы энергии. Теплота и работа. Виды полезной работы в организме. Живые системы. Первый закон термодинамики. Понятие о внутренней энергии. Энтальпия. Стандартные условия в термодинамике. Направления изменения свободной энергии в биологических системах. Тема 1.1. (продолжение) 1.1.2.Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Процессы равновесные и неравновесные. Второй закон термодинамики. Энтропия. Энтропия и вероятность в существовании и развитии живых систем. Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Условия самопроизвольного протекания процессов и достижение равновесия. Экзергонические и эндергонические реакции. Макроэргические соединения. Тема 1.1. (продолжение) 1.1.3.Обмен веществ и энергии в организме. Метаболизм. Внешний обмен. Промежуточный обмен (метаболизм). Ассимиляция. Диссимиляция. Анаболизм. Катаболизм. Энергетический баланс организма, его этапы. Биологическое окисление и его значение. Окислительное фосфорилирование. Метаболиты. Роль АТФ в обмене веществ. Раздел 2. Тема 2.1. Биохимия биологических жидкостей и тканей. 2.1.1. Растворы, способы выражения концентрации растворов. Вода в живых организмах. Аномальные свойства воды. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Концентрация растворов и способы ее выражения. Тема 2.1. (продолжение) 2.1.2. Термодинамика процессов растворения. Водные и неводные фазы клеток. Физико - химические механизмы движения растворителя и растворенного вещества в биологических системах. Тема 2.1. (продолжение) 2.1.3.Коллигативные свойства разбавленных растворов. Давление насыщенного пара растворителя над раствором, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения. Осмотические явления. Закон Вант-Гоффа. Понятие о гомеостазисе. Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы. Роль осмоса в биологических процессах. Тема 2.1. (продолжение) 2.1.4.Свойства растворов электролитов. Отклонения свойств растворов электролитов от закона Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Растворы сильных электролитов. Основные положения теории сильных электролитов. Роль электролитов в процессах жизнедеятельности. Буферное действие водных растворов. Буферные системы организма. Раздел 3. Тема 3.1. Энергетика и кинетика химических процессов в организме. 3.1.1. Физико-химические основы биохимических реакций. Факторы, определяющие скорость химических реакций. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции. Факторы смещения равновесия. Константы равновесия Кр и Кс. Тема 3.1. (продолжение) 3.1.2. Гомогенный и гетерогенный катализ. Особенности и классификация каталитических процессов. Теория промежуточных продуктов в гомогенном катализе. Гетерогенный катализ, роль адсорбции в катализе. Теория активных центров. Тема 3.1. (продолжение) 3.1.3.Ферментативный катализ. Общая характеристика ферментов. Отличие ферментов от других видов катализаторов. Химическая природа ферментов. Температурный оптимум действия ферментов. Общие представления о механизме действия ферментов. Итого: 4 семестр Раздел 4. Тема 4.1. Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров. 4.1.1.Молекулярно-кинетические свойства биополимеров. Дисперсные системы и их классификация. Особенности коллоидного состояния. Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментационное равновесие. Тема 4.1. (продолжение) 4.1.2.Оптические и электрические свойства биополимеров. Строение мицеллы. Критическая концентрация мицеллобразования. Устойчивость и коагуляция биополимеров. Порог коагуляции. Пептизация. Тема 4.1. (продолжение) 4.1.3.Структура макромолекул биополимеров. Надмолекулярные структуры. Реакционные центры. Функции биополимеров. Раздел 5. Тема 5.1. Углеводы. 5.1.1.Общая характеристика углеводов. Моносахариды. Сахара, их распространение в природе и биологическая роль. Классификация сахаров: простые и сложные (олиго - и полисахариды); тетрозы, пентозы, гектозы, гептозы и т. д.; альдозы и кетозы. Пространственная конфигурация моносахаридов; D - и L-ряды. Тема 5.1. (продолжение) 5.1.2.Химические свойства моносахаридов. Качественные реакции на сахара. Циклическое (полуацетальное) строение моносахаридов. Аномеры. Образование глюкозидов. Тема 5.1. (продолжение) 5.1.3.Понятие о мутаротации, ее физико-химическое объяснение. Пиранозы и фуранозы; α- и β-формы глюкопиранозы; особые химические свойства полуацетального гидроксила. Тема 5.1. (продолжение) 5.1.4.Отдельные представители моносахаридов. Пентозы: рибоза, дезоксирибоза. Гектозы: глюкоза, галактоза, фруктоза. Качественные реакции на сахара. Инверсия сахаров. Тема 5.1. (продолжение) 5.1.5.Олигосахариды. Дисахариды – восстанавливающие и невосстанавливающие. Проблема установления строения полисахаридов. Представители дисахаридов: сахароза (получение, химические и физико-химические свойства), мальтоза, лактоза. Понятие о природных глюкозидах. Тема 5.1. (продолжение) 5.1.6.Полисахариды. Крахмал, химическое строение, химические и физико-химические свойства. Расщепление крахмала. Пектиновые вещества, амилоза и амилопектин. Биологическая роль крахмала. Инулин, гликоген (животный крахмал). Целлюлоза как полимер глюкозы. Физические и химические свойства целлюлозы. Итого: 5 семестр Раздел 6. Тема 6.1. Липиды, жиры, детергенты. 6.1.1.Производные карбоновых кислот: сложные эфиры, амиды, галогенангидриды и ангидриды; их химические свойства и способы получения. Жиры как глицериды высших жирных кислот. Нахождение и распространение в природе; их физиологические функции. Кислоты, входящие в состав жиров: предельные – пальмитиновая, стеариновая, лауриновая, арахиновая; непредельные – олеиновая, линолевая, линоленовая, эруковая. Принцип равномерного распределения. Цис-транс-изомеря непредельных карбоновых кислот. Жидкие и твердые жиры; превращение жидких жиров в твердые. Омыление жиров: щелочное, кислотное, энзиматическое. Усвоение жиров животными организмами, роль желчных кислот в усвоении жиров. Воски. Тема 6.1. (продолжение) 6.1.2.Фосфатиды; понятие о строении и физиологической роли в организме. Этаноламины (коламин) и холин. Сложные липиды: кефалины, лецитины, инозитфосфатиды, гликосфингозиды. Эфиры неорганических кислот. Физиологически активные эфиры фосфорной кислоты: АМФ, АДФ, АТФ. Тема 6.1. (продолжение) 6.1.3.Понятие о терпенах. Классификация. Простейшие терпены и терпеноиды. Каротиноиды. Стероиды: стерины, желчные кислоты, стероидные гормоны. Строение биомембраны. Основные источники жиров и масел. Получение и переработка жиров. Раздел 7. Тема 7.1. Аминокислоты, полипептиды, белки. 7.1.1.Физико-химические свойства α-аминокислот. Белки и полипептиды как полимеры α-аминокислот. Понятие о роли белков и полипептидов в живых организмах. α-аминокислоты как внутренние соли; изоэлектрическая точка. Оптическая активность природных α-аминокислот (L-ряд), их изображение с помощью проекционных формул Фишера. Химические свойства α-аминокислот. Реакции, свойственные карбоновым кислотам: образование солей, эфиров, галогенангидридов. Реакции, свойственные аминам: образование солей с кислотами, действие азотистой кислоты, образование N-ацильных и N-алкильных производных, взаимодейтсвие с альдегидами. Тема 7.1.(продолжение) 7.1.2.Природные α-аминокислоты. Алифатические (нейтральные – глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин; кислые – аспарагин, глутамин; основные – аргинин, лизин); оксиаминокислоты (серин, треонин); серосодержащие (цистин, цистеин, метионин); ароматические (фенилаланин, тирозин); гетероциклические (триптофан, гистидин, пролин, оксипролин). Полипептиды. Понятие о пептидной связи. Проблема синтеза пептидной связи. Активирование карбоксильной группы для образования пептидной связи. Тема 7.1.(продолжение) 7.1.3.Белки, их химические и физико-химические свойства. Индивидуальность белков. Цветные реакции белков. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белка. Тема 7.1. (продолжение) 7.1.4.Классификация белков: простые и сложные. Простые белки: альбумины, глобулины, проламины, гистоны и склеропротеины. Сложные белки (протеиды): нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды, хромопротеиды. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Проблема синтеза искусственной пищи. Витемины. Тема 7.2. Нуклеиновые кислоты, биологически активные органические соединения в сельском хозяйстве. 7.2.1Представление о строении нуклеиновых кислот: нуклеозиды и нуклеотиды. Гетероциклические основания, рибоза (дезоксирибоза) и фосфорная кислота как структурные единицы нуклеиновых кислот. Представление о строении РНК и ДНК. Рибосомальные, информационные и транспортные РНК. Связь между строением и биологическими функциями нуклеиновых кислот. Двойная спираль как модель молекулы ДНК. Роль водородных связей аденин-тимин и гуанин-цитозин в образовании двойной спирали. Пестициды: классификация, основные задачи и представители. Раздел 8. Тема 8.1. Методы выделения, идентификации и очистки основных классов органических соединений. 8.1.1. Перегонка, ее виды. Кристаллизация. Диализ. Упаривание. Сушка и лиофильная сушка. Фильтрование и центрифугирование. Возгонка. 8.1.2.Хроматографические методы анализа: бумажная, колоночная, тонкослойная, газо-жидкостная, гель-хроматография. Итого:	2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 19 2 2 2 2 2 2 2 2 2 18 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 19	Осн.[1,2] Доп.[1,2,5] Осн.[1,2] Доп.[1,2,3] Осн.[1,2] Доп.[1,2,3] Осн.[1,2] Доп.[2,3,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5] Осн.[1,2] Доп.[2,3,4,5]

3.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование, содержание и объем в часах

Практические (семинарские) занятия по учебному плану не предусмотрены.

3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах

Номер лабораторной работы	Наименование лабораторной работы	Раздел, тема лекционного курса	Объем часов
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	3 семестр Определение энтальпии процесса растворения безводной соли Определение рН буферных растворов Блок № 1. «Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме» Химическое равновесие Блок № 2. «Биохимия биологических жидкостей и тканей» Итого: 4 семестр Химическая кинетика. Зависимость скорости химических реакций от температуры Гетерогенные равновесия Адсорбция уксусной кислоты активированным углем Блок № 3. «Энергетика и кинетика химических процессов в организме» Дисперсные и коллоидные системы Качественные реакции на углеводы Блок № 4. «Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров» Растворимость липидов. Определение кислотного числа жиров Блок № 5. «Углеводы» Итого: 5 семестр Определение числа омыления жиров. Качественная реакция на витамин С. Качественные реакции на белки Блок № 6. «Липиды, жиры, детергенты» Свертывание белков. Реакции осаждения белков Блок № 7. «Аминокислоты, полипептиды, белки. Методы выделения, идентификации и очистки основных классов органических соединений» Итого:	Обмен веществ и энергии в организме Биохимия биологических жидкостей и тканей Энергетика и кинетика химических процессов в организме Энергетика и кинетика химических процессов в организме Энергетика и кинетика химических процессов в организме Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров Углеводы. Химические свойства углеводов Липиды, жиры, детергенты Липиды, жиры, детергенты Белки, их химические и физико-химические свойства Белки, их химические и физико-химические свойства	4 4 4 4 3 19 4 4 4 4 4 4 4 4 4 36 4 4 4 4 4 19

3.4. Самостоятельная работа студентов. Разделы, темы, перечень

примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы.

Сроки выполнения, объем в часах

Разделы и темы рабочей программы	Перечень домашних заданий и других вопросов для самостоятельного изучения	Сроки выполнения	Объем часов
Обмен веществ и энергии в организме Биохимия биологических жидкостей и тканей. Свойства растворов электролитов Обмен веществ и энергии в организме. Метаболизм Биохимия биологических жидкостей и тканей. Термодинамика процессов растворения Биохимия биологических жидкостей и тканей. Коллигативные свойства разбавленных растворов Биохимия биологических жидкостей и тканей. Свойства растворов электролитов Энергетика и кинетика химических процессов в организме. Гомогенный и гетерогенный катализ Энергетика и кинетика химических процессов в организме. Ферментативный катализ. Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров Углеводы. Отдельные представители моносахаридов Углеводы. Олигосахариды Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров Биохимия биологических жидкостей и тканей. Свойства растворов электролитов Липиды, жиры, детергенты Липиды, жиры, детергенты Аминокислоты, полипептиды, белки. Химические и физико-химические свойства белков Нуклеиновые кислоты, биологически активные органические соединения в сельском хозяйстве	3 семестр УИРС. Исследование теплоты нейтрализации УИРС. Исследование коэффициента распределения Написание реферата на одну из тем, предложенную преподавателем Вопросы на самостоятельное изучение: Энергетический баланс организма, его этаны. Биологическое окисление и его значение. Окислительное фосфорилирование. Метаболиты. Физико-химические механизмы движения растворителя и растворенного вещества в биологических системах. Водные и неводные фазы клеток. Понятие о гомеостазисе. Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы. Роль осмоса в биологических системах. 4 семестр УИРС. Изучение свойств буферных растворов Вопросы на самостоятельное изучение: Теория промежуточных продуктов в гомогенном катализе. Роль адсорбции в гетерогенном катализе. Теория активных центров. Температурный оптимум действия ферментов. Общие представления о механизме действия ферментов. Критическая концентрация мицеллообразования. Устойчивость и коагуляция биополимеров. Пнтозы: рибоза, дезоксирибоза. Гектозы: глюкоза, галактоза, фруктоза. Инверсия сахаров. Представители дисахаридов: сахароза (получение, химические и физико-химические свойства), мальтоза, лактоза. Понятие о природных глюкозидах. 5 семестр УИРС. Свойства растворов высокомолекулярных соединений УИРС. Исследование рефракции вещества Написание реферата на одну из тем, предложенную преподавателем Вопросы на самостоятельное изучение: Усвоение жиров животными организмами, роль желчных кислот в усвоении жиров. Воски. Физиологически активные эфиры фосфорной кислоты. АМФ, АДФ, АТФ. Проблема синтеза искусственной пищи. Витамины. Связь между строением и биологическими функциями нуклеиновых кислот. Пестициды: классификация, основные задачи и представители	1-4 неделя 5-8 неделя в течение семестра октябрь ноябрь декабрь Итого: 1-4 неделя февраль март апрель апрель апрель-май Итого: 1-4 неделя 5-8 неделя в течение семестра октябрь ноябрь декабрь декабрь Итого:	9 9 10 5 6 6 47 9 6 6 6 4 5 36 9 9 12 6 5 3 3 47

Темы рефератов (3 семестр)

1. Живой организм как открытая система.

2. Применение законов термодинамики к биологическим системам.

3. Кинетика ферментативных реакций.

4. Биологическая роль растворов.

5. Биологическая роль коллигативных свойств растворов.

6. Исследование рН биологических жидкостей в целях диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний животных.

7. Буферные системы крови.

8. Биологическое значение реакции среды для живых организмов.

9. Кислотно-щелочное равновесие крови, основные причины его нарушения.

10. Гетерогенные равновесия и их роль для живого организма.

11. Окислительно-восстановительные процессы в митохондриях – источник энергии для синтеза АТФ.

12. Диффузионные и мембранные потенциалы и их роль в генезе биоэлектрических потенциалов.

13. Кооперативный характер буферного действия буферных систем организма.

14. Биохимическая специализация структур клетки. Мультиферменты.

15. Изоферменты в зоотехнической практике.

Темы рефератов (5 семестр)

1. Роль коллоидных систем в живом организме.

2. Значение процессов коагуляции для жизнедеятельности организмов.

3. Физиологическое значение коллоидной защиты.

4. Биологическая роль и применение растворов ВМВ.

5. Биологическое значение процессов набухания, желатинирования.

6. Физико-химические основы гемосорбции.

7. Устойчивость растворов биополимеров. Нарушение устойчивости: высаливание, денатурация, коацервация.

8. Хромопротеиды, химический состав, представители, биологическая роль.

9. Альбумины и глобулины, содержащиеся в тканях организма.

10. Участие вязких полисахаридов в защите организма от патогенных воздействий.

11. Принципы определения калорийности пищи.

12. Роль углеводного состава корма в питании животных.

13. Жирорастворимые витамины и их участие в обмене веществ.

14. Перспективы использования гормональных препаратов в животноводстве.

15. Катаболические и анаболические пути превращения биогенных веществ и способы их сопряжения.

3.5. Курсовой проект (работа), его характеристика и трудоемкость, примерная тематика

Выполнение курсового проекта (работы) по учебному плану не предусмотрено.

3.6. Примерный перечень вопросов к экзамену (зачету)

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ (3 семестр)

1. Развитие органической, биологической и физколлоидной химии как науки.

2. Роль органической, биологической и физколлоидной химии в профессии зооинженера.

3. Основные понятия и определения термодинамики.

4. Формы энергии. Теплота и работа. Живые системы.

5. Первый закон термодинамики. Стандартные условия в термодинамике.

6. Понятие о внутренней энергии. Закон сохранения энергии. Энтальпия.

7. Процессы равновесные и неравновесные. Энтропия.

8. Второй закон термодинамики.

9. Изменение энтропии как критерий направленности и равновесия в изолированной системе.

10. Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Условия самопроизвольного протекания процессов.

11. Закон Гесса и следствия из него.

12. Экзергонические и эндергонические реакции. Макроэргические соединения.

13. Общие представления об обмене веществ и энергии.

14. Энергетический баланс организма, его этапы.

15. Биологическое окисление, его значение.

16. Окислительное фосфорилирование.

17. Метаболизм.

18. Вода в живых организмах. Аномальные свойства воды.

19. Диссоциация воды. Ионное произведение воды.

20. Растворы. Способы выражения концентрации растворов.

21. Термодинамика процессов растворения.

22. Основные направления в развитии растворов. Физическая и химическая теории растворов.

23. Коллигативные свойства разбавленных растворов: давление насыщенного пара растворителя над растворами. Закон Рауля.

24. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения разбавленных растворов.

25. Осмос. Диффузия. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

26. Понятие о гомеостазисе. Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы. Роль осмоса в биологических процессах.

27. Отклонения свойств разбавленных растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент.

28. Роль электролитов в процессах жизнедеятельности.

29. ТЭД. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации.

30. Применение закона действующих масс к электролитам. Закон разбавления Оствальда.

31. растворы сильных электролитов. Основные положения теории сильных электролитов.

32. Буферное действие водных растворов. Буферные системы живых организмов.

33. Физико-химические основы биохимических реакций. Гомогенные и гетерогенные, простые и сложные реакции.

34. Скорость химической реакции.

35. Порядок и молекулярность реакции.

36. Понятие равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.

37. Закон действующих масс. Константы равновесия Кр и Кс.

38. Гетерогенное равновесие. Правило фаз Гиббса.

39. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Теория переходного состояния. Активированный комплекс.

40. Особенности и классификация каталитических процессов.

41. Гомогенный катализ. Теория промежуточных продуктов.

42. Гетерогенный катализ. Теория активных центров.

43. Общая характеристика ферментов. Химическая природа ферментов.

44. Ферментативный катализ. Отличие ферментов от других видов катализаторов.

45. Температурный оптимум действия ферментов.

46. Общие представления о механизме действия ферментов.

Вопросы к зачету (4 семестр)

1. Дисперсные системы и их классификация.

2. Особенности коллоидного состояния.

3. Методы получения коллоидных систем.

4. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов. Броуновское движение. Уравнение Эйнштейна.

5. Диффузия коллоидных растворов. Закон Фика. Коэффициент диффузии.

6. Осмотическое давление коллоидных растворов. Формула Вант-Гоффа.

7. Седиментационное равновесие. Скорость оседания частиц.

8. Оптические свойства коллоидных растворов.

9. Электрические свойства коллоидных растворов. Электрофорез. Электроосмос.

10. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных растворов.

11. Коагуляция коллоидных растворов. Порог коагуляции.

12. Кинетика коагуляции.

13. Пептизация.

14. Мицеллообразование. Строение мицеллы. Причины образования зарядов коллоидных частиц.

15. Углеводы как органические соединения. Классификация углеводов.

16. Моносахариды. Общая характеристика и представители.

17. Глюкоза. Физические и химические свойства.

18. Олигосахариды. Общая характеристика и представители.

19. Полисахариды. Общая характеристика и представители.

20. Понятие о липидах, их классификация.

21. Энергетическая и строительная функции липидов.

22. Защитная и регуляторная функции липидов.

23. Строение и физико-химические свойства жирных кислот.

24. Химические свойства жирных кислот.

25. Строение и функции фосфолипидов.

26. Строение триглицеридов.

27. Стероиды. Характерные особенности.

28. Терпены. Строение и свойства.

29. Строение и функции восков.

30. Получение и переработка жиров и масел.

31. Строение биомембраны, ее жидкостно-мозаичная модель.

32. Перенос вещества через биомембрану (диффузия, обменная диффузия, активный транспорт).

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ (5 семестр)

1. Общая характеристика углеводов.

2. Элементарный состав и химическое строение углеводов.

3. Моносахариды. Физические и химические свойства.

4. Глюкоза. Химические свойства. Таутомерия.

5. Олигосахариды. Физические и химические свойства.

6. Представители олигосахаридов: мальтоза, лактоза, сахароза. Их биологическая роль.

7. Полисахариды. Физические и химические свойства.

8. Крахмал. Строение и свойства. Применение крахмала.

9. Гликоген. Строение и свойства.

10. Общая характеристика липидов. Функции липидов в организме.

11. Классификация липидов и липоидов.

12. Физико-химические свойства жиров.

13. Фосфолипиды. Строение. Свойства.

14. Стероиды. Строение. Функции.

15. Терпены. Строение. Свойства.

16. Воска. Строение. Функции.

17. Получение и переработка жиров и масел.

18. Строение биомембраны.

19. Механизмы транспортировки молекул и ионов через мембрану.

20. Биополимеры. Жизнь – следствие перехода сложных молекул от свойств к функциям.

21. Белки и полипептиды как полимеры.

22. Строение и классификация α-аминокислот.

23. Кислотно-основные свойства α-аминокислот.

24. Химические свойства аминокислот. Реакции аминогруппы и карбоксильной группы.

25. Качественные реакции аминокислот.

26. Пептиды, пептидная связь.

27. Первичная структура пептидов и белков.

28. Классификация белков.

29. Вторичная структура белков.

30. Денатурация белков.

31. Нуклеиновые кислоты. Строение. Функции. Свойства.

32. Использование знаний о нуклеиновых кислотах в народном хозяйстве.

33. Методы выделения и очистки органических соединений. Перегонка и ректификация.

34. Осаждение (кристаллизация).

35. Экстракция.

36. Хроматография. Общая характеристика метода. Классификация хроматографических методов.

37. Колоночная хроматография.

38. Тонкослойная хроматография.

39. Гель-хроматография.

40. Газо-жидкостная хроматография.

Организация и методика текущего и итогового контроля знаний

Перечень контрольных работ, тестов	Сроки проведения контроля	Разделы и темы рабочей программы
Блок № 1. «Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме» Блок № 2. «Биохимия биологических жидкостей и тканей» Отчет по индивидуальным заданиям Защита рефератов Блок № 3. «Энергетика и кинетика химических процессов в организме» Блок № 4. «Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров» Блок № 5. «Углеводы» Отчет по индивидуальным заданиям Блок № 6. «Липиды, жиры, детергенты» Блок № 7. «Аминокислоты, полипептиды, белки. Методы выделения, идентификации и очистки основных классов органических соединений» Отчет по индивидуальным заданиям Защита рефератов	3 семестр Октябрь (2-3 неделя) Ноябрь (2-3 неделя) В течение семестра Декабрь 4 семестр Март (2-3 неделя) Апрель (2-3 неделя) Май (2-3 неделя) В течение семестра 5 семестр Октябрь (2-3 неделя) Декабрь (2-3 неделя) В течение семестра Ноябрь	Обмен веществ и энергии в организме Биохимия биологических жидкостей и тканей По всем разделам дисциплины По всем разделам дисциплины Энергетика и кинетика химических процессов в организме Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров Углеводы. Химические свойства углеводов По всем разделам дисциплины Липиды, жиры, детергенты Аминокислоты, полипептиды, белки. Методы выделения, идентификации и очистки основных классов органических соединений По всем разделам дисциплины По всем разделам дисциплины

4. Учебно-методические материалы по дисциплине

4.1. Основная и дополнительная литература

1. Основная литература

1. ЭБС «Айбукс» Хаханина, химия: учеб. пособие/, ; под ред. . – М.: Юрайт; Высшее образование, 2010. – 396 с.

2. Физическая и коллоидная химия: учебник для студентов вузов / [ и др.]; под ред. . - М.: ГЭОТАР-Медиа, 20с.

2.Дополнительная литература

1. Мягченков, явления и дисперсные системы: учеб. пособие/ . – М.: КолосС, 2007. – 187 с.

2. Поверхностные явления. Адсорбция: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов технологических и инженерных специальностей высших учебных заведений/ [сост. ]. - Майкоп: , 20с.

3. Лабораторный практикум по курсу «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»: метод. пособие/[сост. ]. – Майкоп: , 2010. – 81 с.

4. Методические указания и контрольные задания по курсу "Поверхностные явления в дисперсных системах"/ [сост. , ]. - Майкоп: МГТУ, 20с.

5. Тюкавкина, химия: учебник для студентов вузов / , . - М.: Дрофа, 20с.

4.2. Перечень методических указаний к проведению учебных занятий и самостоятельной работы студентов

1. Поверхностные явления. Адсорбция: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов технологических и инженерных специальностей высших учебных заведений/ [сост. ]. - Майкоп: , 20с.

4.3. Перечень методических указаний к лабораторным занятиям

1. Лабораторный практикум по курсу «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»: метод. пособие/[сост. ]. – Майкоп: , 2010. – 81 с.

4.4. Таблицы, используемые в учебном процессе

Зависимость парциальных и общего давлений пара реального и идеального бинарных растворов от состава при положительных и отрицательных отклонениях от закона Рауля. Фазовая диаграмма воды. Мицелла золя иодида серебра полученного по реакции AgNO3 + KI при избытке KI.

4.5.Раздаточный материал

Билеты к блоку № 1 «Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме». Билеты к блоку № 2 «Биохимия биологических жидкостей и тканей». Билеты к блоку № 3 «Энергетика и кинетика химических процессов в организме». Билеты к блоку № 4 «Свойства дисперсных систем и растворов биополимеров». Билеты к блоку № 5 «Углеводы». Билеты к блоку № 6 «Липиды. Жиры. Детергенты». Билеты к блоку № 7 «Аминокислоты, полипептиды, белки. Методы выделения, идентификации и очистки основных классов органических соединений».

Дополнения и изменения в рабочей программе

за 2012/2013 учебный год

В рабочую программу _Органическая, биологическая и физколлоидная химия__________________________________________________________________________

(наименование дисциплины)

для специальности (тей) ____110401________________________________________________

(номер специальности)

вносятся следующие дополнения и изменения:

в пункт № 4.1 «Основная и дополнительная литература»

4.1. Основная и дополнительная литература

1. Основная литература

1. ЭБС «Айбукс» Хаханина, химия: учеб. пособие/, ; под ред. . – М.: Юрайт; Высшее образование, 2010. – 396 с.

2. Физическая и коллоидная химия: учебник для студентов вузов / [ и др.]; под ред. . - М.: ГЭОТАР-Медиа, 20с.

2.Дополнительная литература

1. Мягченков, явления и дисперсные системы: учеб. пособие/ . – М.: КолосС, 2007. – 187 с.

2. Поверхностные явления. Адсорбция: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов технологических и инженерных специальностей высших учебных заведений/ [сост. ]. - Майкоп: , 20с.

3. Лабораторный практикум по курсу «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»: метод. пособие/[сост. ]. – Майкоп: , 2010. – 81 с.

4. Методические указания и контрольные задания по курсу "Поверхностные явления в дисперсных системах"/ [сост. , ]. - Майкоп: МГТУ, 20с.

5. Тюкавкина, химия: учебник для студентов вузов / , . - М.: Дрофа, 20с.

Дополнения и изменения внес доцент кафедры физической химии и физики ____

(должность, Ф. И.О., подпись)

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры физической химии и физики

(наименование кафедры)

«____»______________20___г.

Заведующий кафедрой _______________

(подпись) (Ф. И.О.)