способностью нести ответственность за результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-4);
способностью к подготовке и редактированию текстов профессионального и социально значимого содержания (ОПК-5).
В области педагогической деятельности:
способностью разрабатывать и реализовать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях (ПК-1);
способностью решать задачи воспитания и духовно-нравственного развития личности обучающихся (ПК-2);
готовностью к взаимодействию с учениками, родителями, коллегами, социальными партнерами (ПК-6);
готовностью к обеспечению охраны жизни и здоровья обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной деятельности (ПК-8).
В области научно-исследовательской деятельности:
готовностью использовать систематизиронные теоретические и практические знания для определения и решения исследовательских задач в области образования (ПК-11);
способностью разрабатывать современные педагогические технологии с учетом особенностей образовательного процесса, задач воспитания и развития личности (ПК-12);
способностью использовать в учебно-воспитательной деятельности основные методы научного исследования (ПК-13).
Содержание теоретического курса дисциплины
«Биологическая химия»
Базовый модуль №1 «Метаболизм».
Тема 1. Введение в теорию метаболизма. Понятие метаболизма. Катаболические, анаболические, амфиболические пути. Центральные и специальные метаболические пути.
Тема 2. Переваривание поли - и олигосахаридов. Обмен фруктозы и галактозы. Обмен гликогена. Катаболизм углеводов. Расщепление углеводов в пищеварительном тракте. Амилолитические ферменты: характеристика. Всасывание моносахаридов в тонком кишечнике и их дальнейший транспорт. Расщепление гликогена (гликогенолиз). Строение, механизм действия и регуляция гликогенфосфорилазы. Энергетический баланс превращения остатка глюкозы в гликогене до лактата.
Тема 3. Гликолиз. Субстратное фосфорилирование. Брожение. Анаэробное расщепление глюкозы. Внутриклеточная локализация процесса. Отдельные реакции гликолиза: термодинамические характеристики. Окисление D-глицеральдегид-3-фосфата, сопряжённое с фосфорилированием карбокcильной группы, механизм сопряжения. Образование фосфоенолпирувата. Ресинтез АТP в реакциях, катализируемых фосфоглицераткиназой и пируваткиназой. Энергетический баланс анаэробного гликолиза. Регуляция гликолиза на уровне гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. Регенерация NAD+, роль лактатдегидрогеназы в этом процессе. Спиртовое брожение. Эндогенный и экзогенный этанол. Роль печени в метаболизме этанола. Аэробный метаболизм пирувата. Митохондрии: структура и энергетические функции. Окислительное декарбоксилирование пирувата. Строение мультиферментного пируватдегидрогеназного комплекса. Суммарное уравнение и энергетический баланс окислительного декарбоксилирования пирувата. Регуляция активности пируватдегидрогеназного комплекса: ковалентная модификация, аллостерический механизм.
Тема 4. Цикл лимонной кислоты. Отдельные реакции цикла, их термодинамические характеристики. Суммарное уравнение окисления ацетил-СоА в цикле Кребса. Необходимость анаплеротических путей, пополняющих запас компонентов, участвующих в цикле. Зависимое от АТP и биотина карбоксилирование пирувата – анаплеротический путь синтеза оксалоацетата. Роль цикла лимонной кислоты в катаболизме углеводов. Амфиболическое значение цикла Кребса. Регуляция цикла Кребса на уровне цитратсинтазы, изоцитратдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплекса.
Тема 5. Пентозофосфатный цикл. Цикл Кальвина. Альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата. Внутриклеточная локализация процесса. Отдельные реакции: их термодинамические характеристики. Суммарное уравнение пентозофосфатного пути. Циклический характер этого процесса, участки перекреста с гликолизом. Регуляция пентозофосфатного пути на уровне глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Биохимическая роль пентозофосфатного пути окисления глюкозы. Биосинтез гликогена, роль UDP-глюкозы. Характеристика гликогенсинтазы. Реципрокная регуляция расщепления и синтеза гликогена, роль гормонов в этих процессах. Катаболизм лактозы и галактозы. Два пути окисления фруктозы в печени. Нарушения углеводного обмена.
Тема 6. Переваривание и транспорт липидов. Катаболизм липидов. Ступенчатое расщепление липидов пищи в желудочно-кишечном тракте. Липолитические ферменты: липаза, фосфолипазы, сфингомиелиназы. Эмульгирование жиров, роль желчных кислот. Всасывание продуктов расщепления липидов в тонком кишечнике. Липолиз в тканях. Участие в этом процессе триглицерид-, диглицирид- и моноглицеридлипаз. Липопротеинлипаза плазмы крови. Механизм β-окисления насыщенных жирных кислот с четным числом углеродных атомов. Особенности окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода. Метаболизм пропионовой кислоты. Окисление моноеновых и полиеновых жирных кислот. Суммарное уравнение β-окисления жирных кислот. Образование и превращение кетоновых тел: ацетоацетата, β-гидроксибутирата, ацетона.
Тема 7. Цепь переноса электронов и окислительное фосфорилирование. Роль высокоэнергетических фосфатов в биоэнергетике. Биологическая роль АТР. Свободная энергия гидролиза АТР и других органических фосфатов. Свободное окисление и его биологическая роль. Окисление, сопряжённое с фосфорилированием АDР. Субстратное фосфорилирование на примере реакций, катализируемых глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой и енолазой. Понятие энергетического заряда клетки. Цепь переноса электронов и протонов внутренней мембраны митохондрий (дыхательная цепь, редокс-цепь). Компоненты дыхательной цепи: флавопротеины, железосерные белки, коэнзим Q, цитохромы. Представления о механизмах сопряжения окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Хемиосмотическая теория Митчелла. Электрохимический протонный градиент как форма запасания энергии. Строение АТP-синтазного комплекса. Механизм образования АТP. Обратимость реакции, катализируемой АТP-синтазой. Разобщение транспорта электронов и синтеза.
Тема 8. Переваривание белков. Внутриклеточный протеолиз. Реакции дезаминирования аминокислот. Превращение углеродных остатков аминокислот. Орнитиновый цикл. Катаболизма аминокислот. Биогенные амины.
Базовый модуль №2 «Основы молекулярной биологии»
Тема 9. Механизмы регуляции метаболических путей. Механизм действия гормонов белковой, пептидной природы и производных аминокислот. Взаимодействие этих гормонов с рецепторами на мембране клеток. Аденилатциклаза и образование вторичного посредника – сAMP. Роль G-белков в трансдукции гормонального сигнала. сAMP – аллостерический регулятор протеинкиназ, участвующих в фосфорилировании различных внутриклеточных белков. Инозитолтрифосфат, ионы кальция, диацилглицерол и сGMP как вторичные мессенджеры. Механизм действия стероидных и тиреоидных гормонов. Образование комплекса гормон цитоплазматический рецептор, транслокация его в ядро, регуляция транскрипции определенных генов.
Тема 10. Биосинтез ДНК. Биосинтез ДНК у про - и эукариот. Полуконсервативный механизм репликации ДНК, предложенный Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Компоненты реплицирующего аппарата клетки. ДНК-полимеразы I, II, III прокариот. Хеликазы. Топоизомераза I и II. Эукариотические ДНК-полимеразы:α, β, γ, отличия от ДНК-полимераз прокариот. ДНК-лигаза. Механизм ДНК-полимеразной реакции. Этапы биосинтеза ДНК. Инициация репликации. Образование репликативного комплекса ферментов и белковых факторов. Формирование репликативной вилки. Праймосома: компоненты праймосомы. Праймаза, обравающей цепи прерывистым способом. Фрагменты Оказаки в про - и эукариотических клетках. Элонгация репликации. Терминация репликации. Биосинтез ДНК на РНК-матрице. РНК-зависимая ДНК-полимераза. Точность процесса репликации. Репарация ДНК.
Тема 11. Биосинтез РНК. Процессинг. Промоторы: особенности их нуклеотидных последовательностей. ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. coli: субъединичная структура. Роль σ-фактора в транскрипции. РНК-полимеразы А, В и С эукариотических клеток: внутриядерная локализация. Асимметричность считывания с цепей ДНК. Этапы транскрипции: инициация, элонгация и терминация. Особенности транскрипции у эукариот. Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции. Работы Жакоба и Моно. Белки-регуляторы (активаторы и репрессоры). Процессинг первичных транскриптов в про - и эукариотических клетках. Сплайсинг. Сплайсосома. Роль малых ядерных РНК в вырезании интронов из первичных транскриптов. Транспорт мРНК из ядра в цитоплазму.
Тема 12. Биосинтез белка и его регуляция. Генетический код: основные характеристики. Биосинтез белка. Белок-синтезирующий аппарат клетки. Синтез белка в прокариотических клетках. Активирование аминокислот. Характеристика аминоацил-тРНК-синтетаз. Строение рибосом, формирование функциональных центров. Инициация трансляции. Белковые факторы инициации. Образование функционально активной 70S-рибосомы. Элонгация трансляции. Белковые факторы элонгации. Последовательность событий в процессе элонгации. Элонгация – циклический процесс. Терминация трансляции. Белковые факторы терминации. Точность процесса трансляции. Энергетические затраты на синтез белка. Ингибиторы трансляции. Фолдинг белков. Посттрансляционная модификация белков.
3.2.1.1. Технологическая карта обучения дисциплине
«Биологическая химия»
студентов ООП
Направление 050100.62 Педагогическое образование, уровень подготовки: бакалавр
Профиль: «Биология и химия»
по очной форме обучения
(общая трудоемкость 5 з. е.)
Наименование модулей, разделов, тем | Всего часов | Аудиторных часов | Внеаудит. часов | Содержание внеаудиторной работы | Формы контроля | |||
всего | лекций | семинаров | лаборат. работ | |||||
Входной модуль | 2 | 2 | - | - | 2 | - | - | Тестирование |
Модуль № 1 «Метаболизм» | 44 | 38 | 16 | - | 20 | 24 | ||
Тема 1. «Введение в теорию метаболизма» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №1. Подготовка к семинару №1 «Теория метаболизма». | Опрос по вопросам семинара |
Тема 2. «Переваривание поли- и олигосахаридов» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №2. Подготовка к семинару №1 «Катаболизм углеводов». | Опрос по вопросам семинара |
Тема 3. «Гликолиз» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №3. Подготовка к лабораторной работе №1 «Спиртовое брожение» | Составление отчета по лабораторной работе |
Тема 4. «Цикл Кребса» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №4. Подготовка к семинару № 2 «Биологическое окисление» | Опрос по вопросам семинара |
Тема 5. «Пентозофосфатный цикл» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №5. Подготовка к семинару № 3 «Пентозфосфатный цикл» | Опрос по вопросам семинара |
Тема 6. «Переваривание и транспорт липидов» | 10 | 6 | 2 | - | 4 | 4 | Составление конспекта лекции №6. Подготовка к лабораторной работе №2 «Исследование действия липазы поджелудочной железы». | Составление отчета по лабораторной работе |
Тема 7. «Цепь переноса электронов и окислительное фосфорилирование» | 8 | 4 | 2 | - | 2 | 4 | Составление конспекта лекции №7. Подготовка к семинару № 4 «Окислительное фосфорилирование» | Опрос по вопросам семинара |
Тема 8. «Переваривание белков» | 12 | 6 | 2 | 4 | 6 | Составление конспекта лекции №8. Подготовка к лабораторной работе №3 «Выделение и физико-химические свойства белков» Подготовка к лабораторной работе Подготовка к коллоквиуму. | Составление отчета по лабораторным работам Коллоквиум | |
Модуль № 2 «Основы молекулярной биологии» | 72 | 38 | 16 | 22 | 34 | |||
Тема 9. «Механизмы регуляции метаболических путей» | 18 | 10 | 4 | 4 | 8 | Составление конспекта лекции №9. Подготовка к семинару №5 «Гормональная регуляция метаболических путей». Выполнение ИДЗ | Выступлением с докладом и презентацией. ИДЗ№1 | |
Тема 10. «Биосинтез ДНК» | 18 | 10 | 4 | - | 6 | 8 | Составление конспекта лекции №10. Подготовка к лабораторной работе № 4 «Выделение и свойства нуклеиновых кислот» | Составление отчета по лабораторным работам. |
Тема 11. «Биосинтез РНК» | 16 | 8 | 4 | - | 6 | 8 | Составление конспекта лекции №11. Подготовка к семинару №6 «Матричные биосинтезы» Подготовка к тестированию «Нуклеиновые кислоты» | Опрос по вопросам семинара Тестирование |
Тема 12. «Биосинтез белка и его регуляция» | 20 | 10 | 4 | - | 6 | 10 | Составление конспекта лекции №12. Подготовка к семинару №7 «Биосинтез белка». Подготовка к коллоквиуму. | Опрос по вопросам семинара. Коллоквиум. |
Итоговый модуль | 36 | - | - | - | - | - | - | Экзамен |
ИТОГО | 144 | 76 | 32 | 44 | 68 |
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
Основные порталы (построено редакторами)