УТВЕРЖДАЮ
Директор ИНК
___________
«___» ____________2016 г.
БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)
БИОХИМИЯ
Направление ООП 12.03.04 биотехнические системы и технологии
Номер кластера (для унифицированных дисциплин)_________________
Профиль подготовки Биотехнические и медицинские аппараты и системы
Квалификация (степень) Бакалавр
Базовый учебный план приема 2016 г.
Курс 3 семестр 5
Количество кредитов 3
Код дисциплины ДИСЦ. В.М7
Виды учебной деятельности | Временной ресурс по очной форме обучения |
Лекции, ч | 16 |
Практические занятия, ч | 0 |
Лабораторные занятия, ч | 16 |
Аудиторные занятия, ч | 32 |
Самостоятельная работа, ч | 76 |
ИТОГО, ч | 108 |
Вид промежуточной аттестации зачет
Обеспечивающее подразделение кафедра промышленной и медицинской электроники ИНК ТПУ
Заведующий кафедрой _____________
(ФИО)
Руководитель ООП _____________
(ФИО)
Преподаватель ______________
(ФИО)
2016 г.
1. Цели освоения дисциплины
Целью учебной дисциплины является:
в области обучения
Ц1. ознакомить с биологической формой организации материи, принципами воспроизводства и развития живых систем и гомеостазе живых систем;
в области воспитания
Ц2. научить эффективно работать индивидуально и в команде, проявлять умения и навыки, необходимые для профессионального, личностного развития;
в области развития
Ц3. подготовка студентов к дальнейшему освоению новых профессиональных знаний и умений, самообучению, непрерывному профессиональному самосовершенствованию.
Соответствие целей дисциплины целям ООП:
Цели дисциплины | Цели ООП |
Ц1 | Ц1, Ц2 |
Ц2 | Ц3 |
Ц3 | Ц3,Ц4 |
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Биохимия» является основной в подготовке бакалавров, изучает основные процессы жизнедеятельности организма и возможности управления этими процессами. Является пререквезитом для дисциплины «Компьютерные технологии в медико-биологических исследованиях».
3. Результаты освоения дисциплины
При изучении дисциплины студенты ознакомятся с принципами строения основных биохимических элементов; характеристиками, свойствами и формулами химических связей; принципами взаимодействия химических элементов; фундаментальными законами природы и основными химическими законами; вычислительными методами анализа биологических последовательностей
После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы. Соответствие результатов освоения дисциплины «Биохимия» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данного модуля
Результаты обучения (компетенции из ФГОС) | Составляющие результатов обучения | |||||
Код | Знания | Код | Умения | Код | Владение | |
Р.1. (ОПК1, ОПК2,) | З1.5 | особенности биологического объекта как объекта исследований | У1.2 | физические и химические законы для решения практических задач | В1.2 | практического применения законов физики, химии и экологии |
Р.5. (ОПК1, ОПК2,) | З5.1 | роль измерения в медико-биологической практике | У5.1 | применять методы диагностических исследований |
В результате освоения дисциплины «Биохимия» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения модуля
№ п/п | Результат |
РД1 | Знать основные биохимические закономерности организма; особенности управления биохимическими процессами организма; общие закономерности обмена веществ в организме. |
РД2 | пользоваться специальной биохимической и медицинской терминологией; работать с литературой для биохимиков и с медицинской литературой |
РД3 | Владеть методами анализа биологических последовательностей; навыками интерпретации анализа основных биологических жидкостей организма (крови, мочи, желчи, желудочного сока и других). |
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров по направлению 12.03.04 биотехнические системы и технологии
Структура и содержание дисциплиныСтруктура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения
4.1.1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (ЛЕКЦИИ)
Цели преподавания теоретической части:
- ознакомить с метаболической системой организма; ознакомить с биохимическими процессами; ознакомить с управлением биохимическими процессами в организме, свойствами белков, жиров, углеводов.
ТЕМЫ ЛЕКЦИЙ:
Введение. Предмет курса. Краткий исторический обзор учения о биохимии человека. Биомолекулы, структура и свойства.2.1. Белки. Структура, свойства белков, классификация, функции.
2.2. Углеводы. Классификация. Моносахариды. Олигосахариды. Полисахариды. Функции углеводов.
2.3. Липиды. Классификация липидов. Простые липиды, сложные липиды. Биологические функции липидов.
2.4. Ферменты – биологические катализаторы. Свойства ферментов. Классификация ферментов. Механизм действия ферментов. Ферменты в организме.
Биоэнергетика. Биологические окисления. Ферменты тканевого дыхания – дыхательная цепь. Биологические мембраны – трансмембранный перенос веществ. Обмен веществ.5.1. Обмен углеводов. Переваривание углеводов, превращение глюкозы в тканях, анаэробный, аэробный распад, дыхательный цикл Кребса, распад и синтез гликогена. Регуляция содержания глюкозы в крови. Нарушения углеводного обмена.
5.2. Обмен липидов. Переваривание и всасывание липидов. Синтез липидов. Транспортные формы липидов. Нарушения обмена липидов. 5.3. Обмен белков. Потребность организма в белках. Переваривание и всасывание белков. Пути использования аминокислот. Обмен сложных белков.
5.4. Биомолекулы с регуляторными функциями.
5.4.1. Витамины. Витаминоподобные вещества. Антивитамины.
5.4.2. Гормоны. Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы. Гормоны желез внутренней секреции, антигормоны.
Биохимия тканей и органов.6.1. Жидкие среды и специализированные ткани. Кровь. Соединительная ткань.
6.2. Мышцы. Структура. Механизм сокращения.
6.3. Нервная ткань. Состав. Проведение нервного импульса.
6.4. Роль печени в метаболизме углеводов, липидов, белков. Детоксицирующая функция печени.
6.5. Жидкости организма. Регуляция параметров внеклеточной жидкости. Осмотическое давление, объем, состав, кислотно-щелочное состояние, буферные системы.
Биохимия патологических процессов.7.1. Нарушения углеводного обмена.
7.2. Нарушения липидного обмена.
7.3. Нарушение белкового обмена.
7.4. Воспалительные процессы.
7.5. Патологическая биохимия сердечно-сосудистой системы. Шок, инфаркт миокарда.
7.6. Эндокринные нарушения.
7.7. Патологические биохимические процессы в импульсной системе.
7.8. Злокачественный рост.
4.1.2.ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Целью проведения практических занятий является:
- усвоение основных терминов биохимии; изучение строения, свойств основных классов биохимических соединений; приобретение навыков работы со специальной литературой.
ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ:
Белки, жиры, углеводы. Классификация белков, жиров, углеводов. Кинетика ферментативных реакций. Биологические окисления. Пути превращения и использования глюкозы в клетках. Витамины. Классификация по химическим свойствам и по физиологическому действию. Гормоны – механизм действия. Роль отдельных гормонов в организме. Нарушения липидного обмена и их последствия. Обмен простых и сложных белков. Нарушения белкового обмена. Основные параметры внеклеточной жидкости. Кислотно-щелочное состояние, буферные системы.4.1.3.ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Целью проведения лабораторных занятий является:
- знакомство с сущностью биохимических процессов, протекающих в организме человека в норме и при патологии; овладение методами анализа биологических жидкостей и их интерпретация. овладение методами анализа биологических последовательностей и их интерпретация.
ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ:
Реакции обнаружения аминокислот в растворах.реакции аминокислот в водных растворах;
нингидриновая реакция;ксантопротеиновая реакция; разделение белков методом электрофореза.
Общедоступные базы данных Работа с базами данных NCBI. Поиск в PubMed и dbSNP. Формирование поисковых запросов. Выравнивание последовательностей. BLAST NCBI Работа с программой PyMol. Файлы *.pdb Моделирование докинга в программе Autodock (GUI — графический интерфейс пользователя) Моделирование докинга в программе Autodock (работа с командной строкой, скрипты *.py) Работа с геномными браузерами. NCBI Viewer хромосомных карт, геномный браузер UCSC, геномный браузер Ensembl. Изучение филогенеза. Принципы построения филогенетических деревьев. Качественные реакции на глюкозу. Реакция Троммера, Реакция «серебряного зеркала» Экспресс-методы определения глюкозы в биологических жидкостях человека. Определение непредельности высших жирных кислот. Омыление жиров.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1Текущая СРС включает:
- работу с лекционным материалом; подготовку к лабораторным и практическим занятиям; подготовку к текущим тест-контролям, итоговым контрольным работам, зачету; поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса (рекомендуется в случае недостаточного усвоения материала, а также студентам, пропустившим аудиторные занятия по какой-либо теме); опережающая самостоятельная работа; выполнение домашних заданий, а также изучение тем, не входящих в состав дисциплины, но рекомендуемых для расширения кругозора.
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа включает:
- поиск, анализ, структурирование и презентацию информации по заданным индивидуальным темам; анализ научных публикаций по заранее определенным темам; анализ статистических и фактических материалов по заданным темам
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по модулю (дисциплине)
Темы индивидуальных заданий:
- водорастворимые витамины (группы В, С, РР, Н, фолиевая кислота и др.): суточная потребность, пищевые источники, влияние на организм, признаки гиповитаминоза и передозировки. жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К): суточная потребность, пищевые источники, влияние на организм, признаки гиповитаминоза и передозировки. гормоны (гипофиза, эпифиза, щитовидной железы, тимуса, поджелудочной железы, надпочечников, половых желез, релизинг-факторы гипоталамуса): строение, свойства, влияние на организм, проявления избытка и дефицита. злокачественный рост: признаки малигнизации опухоли, причины, классификация. нарушения белкового обмена и способы их коррекции. шок и инфаркт миокарда нарушения углеводного обмена нарушения проведения нервного импульса нарушения липидного обмена детоксицирующая функция печени.
Темы, выносимые на самостоятельную проработку.
- строение, физиологическое действие андрогенов, эстрогенов и прогестинов, их влияние на обмен веществ; нарушения переваривания. Судьба всасывающихся моносахаридов в клетке; механизмы переноса веществ через мембраны; молекулярный механизм действия адреналина и норадреналина; взаимосвязь обмена углеводов, жиров и белков. Пункты взаимосвязей метаболизма глюкозы и липидов, углеводов и аминокислот, аминокислот и липидов. Значение в этих процессах цикла трикарбоновых кислот, глюконеогенеза; конституционные и индикативные ферменты плазмы крови, диагностическое значение их определения; биохимические изменения при мышечных дистрофиях; отличия механизма действия белково-пептидных и стероидных гормонов. Характеристика рецепторных комплексов стероидных и белково-пептидных гормонов.
6.3 Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Контроль со стороны преподавателя включает:
Текущие контроли по пройденным темам лекционного материла, практических занятий и лабораторных работ.Темы текущих контролей:
- Белки Липиды и углеводы Ферменты Обмен углеводов Обмен липидов.
- Биологические молекулы Биологический обмен Биохимия тканей и органов.
- Витамины Гормоны Биохимия патологических процессов.
6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Перечень необходимого учебно-методического обеспечения приведен в разделе 9.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля (дисциплины)
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия | Результаты обучения по дисциплине |
Контрольные работы | РД1, РД2 |
Выполнение и защита лабораторных работ и практических заданий | РД1, РД3 |
Защита индивидуальных заданий, зачет | РД2, РД3 |
Для оценки текущей успеваемости и промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины используются следующие методы:
Текущий контроль (проводится после пройденной лекции, практической и лабораторной работ по конкретной теме).
Примеры вопросов к текущему контролю:
По теме «Белки»1.Дать определение белков.
2.Какие типы связей существуют между аминокислотами в молекуле белка?
3.Что такое гидратная оболочка? Изобразите схематично.
По темам «Липиды и углеводы» Дать определение липидов. 2.Формула глюкозы. Что такое пиранозы? По теме «Ферменты» Назовите условия протекания химической реакции. 2. Уравнение Михаэлиса-Ментена, его физический смысл. 3. Классификация специфических ингибиторов. По теме «Обмен углеводов» Где в организме располагается первый фермент переваривания углеводов, как он называется и что делает? Автономная саморегуляция ГБФ-пути (кратко). По теме «Обмен липидов» Какие желчные кислоты и из чего синтезируются в печени? Охарактеризуйте лептин.- Рубежный контроль (проводиться после ряда пройденных тем, объединенных в раздел).
Примеры контрольных заданий:
Контрольная работа №1
Что такое малые молекулы? Охарактеризуйте сфингофосфолипиды. Какие белки содержит мембрана? Теория Питера-Митчела (кратко). Что собой представляет дыхательная цепь? Какие типы связей существуют между аминокислотами в молекуле белка? Что такое Vmax? Формула. Охарактеризовать специфические и неспецифические ингибиторы. Дать характеристику хиломикронов. Формула глюкозы.Контрольная работа №2
Назовите источники жира в организме. Охарактеризуйте α- и β-рецепторы адреналина по влиянию на липолиз. Охарактеризуйте первый этап ГБФ-пути. Каким образом ИНСУЛИН влияет на метаболизм углеводов и липидов. В каких случаях и при каких заболевания в организме происходит усиление липолиза? Где в организме располагается первый фермент переваривания углеводов, как он называется и что делает? Дать определение понятию «метаболический пул аминокислот». Классификация протеиназ по структуре каталитического центра. Какие вещества называют эмульгаторами? Что делает панкреатическая α-амилаза и где она располагается?- Итоговый семестровый контроль (экзамен)
Примеры билетов к экзамену:
Билет№1
Перечислите и подробно охарактеризуйте основные объекты изучения в биохимии. Определение липопротеинов. Схема строения липопротеиновой частицы. Основная роль липопротеинов. Функции апобелков. Классификация ферментов. Подробная характеристика всех классов. Какова постоянная концентрация глюкозы в крови? Что происходит с глюкозой в клетке после всасывания? Гексокиназная реакция, формула, биологический смысл. Назовите основные протеолитические системы крови, каковы общие принципы их работы.БИЛЕТ №6
Перечислите типы связей в молекуле белка. Подробно охарактеризуйте пептидную и дисульфидную связь. Стереоизомерия моносахаридов. Как образуются пиранозы и что это такое? Формула. Классификация и характеристика ингибиторов ферментов. Цикл трикарбоновых кислот. Характеристика. Какие вещества и на каких этапах ЦТК образуются за один оборот цикла? Патология сердечно-сосудистой системы. Инфаркт миокарда.
БИЛЕТ № 15
Чем регулируется метаболизм в клетке, формула. Биологическая роль системы митохондриального окисления. Характеристика фосфолипидов. Строение, классификация. Назовите и подробно охарактеризуйте основные ферменты переваривания жиров в ЖКТ. Изменения метаболизма при мышечной работе. Аэробная, смешанная и анаэробная зоны. «Красные» и «белые» мышцы. Витамин В6. Химическое название, суточная потребность. Влияние на организм. Пищевые источники. Проявления гиповитаминоза.
8. Рейтинг качества освоения модуля (дисциплины)
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Положением о проведении текущего оценивания и промежуточной аттестации в ТПУ» в действующей редакции. В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
- текущая аттестация (оценка качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем и др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах (максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра студент должен набрать не менее 33 баллов); промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра (оценивается в баллах (максимально 40 баллов), на зачете студент должен набрать не менее 22 баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов, полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
Основная литература
Основы биохимии Ленинджера: в 3 т.: пер. с англ. / Д. Нельсон, М. Кокс. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011 Комов, Вадим Петрович, Биохимия : учебник для академического бакалавриата / , ; Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия (СПХФА) ; под ред. .Вспомогательная литература
Биологическая химия. , . – М.:Высшая школа, 2003. Патохимия. , . – С-Пб: Элби-СПб, 2007.3. Биохимия врача. , . – Екатеринбург ИПП Уральский рабочий, 1994
4. , , . Основы биохимии. – М.: Медицина, 1999.
5. Леск, ведение в биоинформатику : пер. с англ. / А. Леск. — Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. — 318 с.: ил.. — ISBN 978-5-94774-501-6.
Интернет-ресурсы:
http://ncbi.nlm.nih.gov/ – банк данных по молекулярной биологии
http://rcsb.org/- банк данных по молекулярным структурам
http://expasy.org – инструменты для работы с биологическими последовательностями
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№ п/п | Наименование (компьютерные классы, учебные лаборатории, оборудование) | Корпус, ауд., количество установок |
1 | Аудитория для лекционных и практических занятий Компьютер - 1 шт Телевизор - 1 шт Маркерная доска – 1 шт | . ауд 318 (корпус 16В) |
2 | Компьютерный класс Компьютеры – 12 шт | . ауд 327 (корпус 16В) |
Программа составлена на основе СУОС ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению подготовки 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии»
Программа одобрена на заседании кафедры ПМЭ Института неразрушающего контроля (протокол № 03.16 от 01.01.01 г
Автор
Рецензент
