Биохимия: Рабочая программа, задание на контрольную работу

Министерство образования и науки Российской Федерации ________________________________________________________ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра МЕДИКОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Биохимия

Рабочая программа

Задание на контрольную работу Факультет информатики и систем управления Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 653900 - биомедицинская техника, 190600 - инженерное дело в медико-биологической практике Направление подготовки бакалавра 553400 - биомедицинская инженерия

Санкт-Петербург 2004 3

Утверждено редакционно-издательским советом университета У Д К 517.1 (075.8) Бихимия: Рабочая программа, задание на контрольную работу. - СПБ.: СЗТУ, 2004, - 11 с. Программа составлена в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653900 - «Биомедицинская техника» (специальности 190600 «Инженерное дело в медикобиологической практике») и направлению подготовки бакалавра 553400 «Биомедицинская инженерия». Рассмотрены основные химические систем и процессы, реакционная способность веществ, методы химической идентификации и определения веществ, свойства органических веществ (белков, жиров, углеводов, ферментов, витаминов, гормонов) и их превращения.

Рассмотрено на заседании кафедры медико-технических систем и безопасности жизнедеятельности 22 сентября 2003 г. Одобрено методической комиссией факультета информатики и систем управления 22 сентября 2003 г. Рецензенты - кафедра медико-технических систем и безопасности жизнедеятельности СЗТУ, В.Л. Филиппов, д-р. мед. наук, руководитель лаборатории комплексной оценки состояния здоровья и профилактики НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека. Составители: В.И. Гуткин засл. деят. науки и техники РФ, д-р биол. наук, проф.; Е.В. Рюмина канд. мед. ннаук, доц. © Северо-Западный государственный заочный технический университет , 2004 © Гуткин В.И., Рюмина Е.В., 2004

4

Предисловие Цель преподавания дисциплины Целью «Биохимии» является рассмотрение основных химических систем и процессов, реакционной способности веществ, методов химической идентификации и определения веществ, свойств органических веществ и их превращений, динамики метаболитических процессов. Программа учитывает высокую морфологическую и функциональную сложность биологических объектов, сложность химических превращений при нормальном функционировании и регуляции деятельности морфо-физиологических систем. В результате изучения дисциплины «Биохимия» студент должен: ЗНАТЬ: • методы теоретических и экспериментальных исследований; • строение, свойства и обмен белков, жиров и углеводов; • строение и свойства ферментов и гормонов; • общие закономерности обмена веществ в организме; • управление биохимическими процессами в организме; • принципы нейрогуморальной регуляции. УМЕТЬ: - применять современные методы и средства определения характеристик органических веществ; - определять степень воздействия на биохимические процессы вредных производственных и бытовых факторов; - создавать оптимальные условия труда и жизнедеятельности; ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ - о проблемах и перспективах развития биологии человека, биохимии, медико-биологических проблемах выживания человека в измененном им же самим мире. Общий объем дисциплины при подготовке специалиста - 100 часов, в том числе лекций 16 часов, лабораторных занятий 6 часов. Предусматриваются следующие виды академической отчетности студентов: защита отчетов по практическим заданиям и экзамен. Дисциплина «Биохимия» основывается на знаниях, полученных при изучении дисциплин: “Физика”, “Высшая математика”, “Химия”. В свою очередь, она служит основой для изучения дисциплин: “Биоло-гия человека и животных”, «Биофизика», «Безопасность жизнедеятельности» и др. 5

Дисциплина “Биохимия” обеспечивает взаимосвязь дисциплин естественнонаучного цикла со специальными дисциплинами. 1. Содержание дисциплины 1.1. Содержание дисциплины по ГОС Основы органической химии; биохимические процессы в организме; метаболитическая система организма, биохимический цикл; строение, функции и обмен белков, жиров и углеводов; водно-солевой обмен; дыхание; транспорт кислорода и особенности гемоглобина, дыхательный цикл Кребса; окислительные процессы; витамины; общие закономерности обмена веществ в организме; гормоны и ферменты; управление биохимическими процессами в организме; принципы нейрогуморальной регуляции. 1.2. Рабочая программа (объем курса 100 часов) Тема 1. Предмет дисциплины и ее задачи [1, 2, 3 ] Структура, содержание дисциплины и ее связь с другими дисциплинами учебного плана. Методы биохимических исследований. Задачи биологической химии. Краткие исторические сведения о биохимии. Контрольные вопросы 1.Предмет биохимии. 2. Цели и задачи биохимии. 3.Методические приемы, применяемые в биохимии. 4.Связь биохимии с другими дисциплинами медико-биологического профиля. Тема 2. Химия белков [1, 2, 3, 4, 6, 7] Общая характеристика белковых веществ. Возникновение понятия о белковых веществах. Элементарный состав белков. Содержание белков в тканях организма. Физико-химические свойства белков. Аминокислоты – составные части белка. Определение аминокислотного состава. Пептидная связь и синтез белков. Классификация белковых веществ. Способы связи аминокислот в молекуле белка. Пептидная связь и синтез белка. Глобулярные и фибриллярные белки. Первичная, вторичная и третичная структуры белка. Важнейшие простые белки (протеины). Альбумины и глобулины. Сложные белки (протеиды). Контрольные вопросы 1. Элементарный состав белковых молекул. 2. Содержание белка в органах животных и растениях. 3. Содержание белка в органах и тканях человека. 6

4. Методы определения молекулярного веса высокомолекулярных веществ. 5. Молекулярный вес некоторых белков. 6. Растворимость и осаждаемость белков. 7. Денатурация белков. 8. Белки как амфотерные электролиты. 9. Изоэлектрическая точка белков и условия их осаждения. 10. Химический состав белковых веществ. 11. Гидролиз белков. 12. Аминокислоты. 13. Оптическая изомерия аминокислот. 14. Ациклические аминокислоты. 15. Циклические аминокислоты. 16. Аминокислоты. 17. Определение аминокислотного состава белков. 18. Способы связи аминокислот в молекуле белка. 19. Пептидная связь и синтез пептидов. 20. Полипептидные цепи. 21. Глобулярные и фибриллярные белки. 22. Первичная, вторичная и третичная структура белков. 23. Протамины и гистоны. 24. Альбумины и глобулины. 25. Растительные белки. 26. Нуклеотиды и их химическое строение. 27. Строение нуклеиновых кислот. 28. Свойства гемоглобина и его производных. 29. Глюкопротеиды. Тема 3. Химия углеводов [1, 2, 3, 4, 6, 7] Общая характеристика углеводов. Важнейшие углеводы. Классификация углеводов. Моносахариды. Дисахариды. Полисахариды. Мукополисахариды. Контрольные вопросы 1.Физиологическая роль углеводов. 2. Содержание углеводов в некоторых органах и тканях человека и животных. 3. Содержание углеводов в некоторых тканях растений. 4. Классификация углеводов. 5. Пентозы. 6. Тетрозы. 7. Троозы. 8. Гептозы. 9. Аминосахара. 7

10. Глюкозиды. 11. Дисахариды. 12. Полисахариды. 13. Декстрины. 14. Гликоген. 15. Клетчатка. 16. Пектиновые вещества. 17. Мукополисахариды. Тема 4. Химия липидов [1, 2, 3, 4, 6, 7] Общая характеристика жиров и жироподобных веществ. Классификация липидов. Жиры. Липоиды.. Фосфатиды. Стероиды и стерины. Цереброзиды. Ганглиозиды Контрольные вопросы 1. Общая характеристика липидов. 2. Содержание липидов в органах и тканях человека и животных. 3. Содержание липидов в тканях некоторых растений. 4. Строение жиров. 5. Состав природных жиров. 6. Физико-химические свойства жиров. 7. Липоиды. 8. Стериды и стерины. 9. Цереброзиды. 10. Ганглиозиды. 11. Воска. Тема 5. Ферменты, витамины, гормоны [1, 2, 3, 4. 6, 7] Общие понятия о ферментах. Действие ферментов как биологических катализаторов. Свойства ферментов. Химическая природа ферментов. Методы получения и определения ферментов. Номенклатура и классификация ферментов. Общее понятие о витаминах. Авитаминозы (гипо- и гипервитаминозы). Определение содержания витаминов в продуктах. Классификация витаминов. Жирорастворимые и водорастворимые витамины. Общее понятие о гормонах. Гормоны щитовидной железы. Гормоны зобной железы. Гормоны паращитовидных желез. Гормоны поджелудочной железы. Гормоны надпочечной железы. Гормоны гипофиза. Гормоны половых желез.

Контрольные вопросы 8

1. Общее понятие о ферментах. 2. Действия ферментов как биологических катализаторов. 3. Теория катализа. 4. Свойства ферментов как биологических катализаторов. 5. Химическая природа ферментов. 6. Коферменты. 7. Методы количественного определения ферментов. 8. Методы получения ферментов. 9. Номенклатура и классификация ферментов. 10. Гидролазы. 11. Трансферазы. 12. Оксидоредуктазы. 13. Лиазы. 14. Изомеразы. 15. Лигазы. 16. Общие понятия о витаминах. Тема 6. Обмен веществ [1, 2, 3, 4, 6, 7] Общие понятия об обмене веществ. Понятие о превращении химической энергии в организме. Роль углеводов в питании. Превращение углеводов. Промежуточный обмен углеводов. Нарушения углеводного обмена. Роль липидов в питании. Превращение и всасывание жиров и липоидов. Промежуточный обмен жиров и липоидов. Нарушения жирового и липоидного обмена. Значение белков в питании и жизнедеятельности организма. Баланс азота и азотистое равновесие. Нормы белка и питание. Биологическая ценность белка. Обмен простых белков. Механизм биосинтеза белка. Конечные продукту распада аминокислот в живом организме. Синтез и взаимные превращения аминокислот. Обмен сложных белков. Нарушения азотистого обмена. Связь между обменом белков и углеводов. Связь между обменом белков и жиров. Связь между обменом углеводов и жиров. Контрольные вопросы 1. Методы изучения обменных процессов. 2. Метод экстрактов из органов. 3. Изотопный метод. 4. Конечные продукты обмена. 5. Баланс веществ. 6. Биологическое окисление. 7. Тканевое дыхание. 8. Ферменты тканевого дыхания. 9. Цитохромная система. 9

10. Окислительное фосфорилирование. 11. Роль углеводов в питании. 12. Превращение углеводов. 13. Роль клетчатки в питании. 14. Судьба всасывающихся моносахаридов. 15. Промежуточный обмен углеводов. 16. Механизм анаэробного расщепления углеводов в животных тканях. 17. Механизм аэробного окисления углеводов. 18. Нарушения углеводного обмена. 19. Роль липидов в питании. 20. Превращения жиров в желудочно-кишечном тракте. 21. Всасывание жиров в кишечнике. 22. Превращения и всасывание липидов. 23. Механизм окисления липидов в тканях. 24. Механизм синтеза высших жирных кислот в организме. 25. Нарушения жирового и липидного обмена. 26. Значение белков в питании и жизнедеятельности организма. 27. Норма белка в питании. 28. Белки полноценные и неполноценные. 29. Превращение белков в желудке. 30. Превращение белков в кишечнике. 31. Всасывание продуктов гидролиза белковых веществ. 32. Гниение белков в кишечнике под влиянием бактерий. 33. Распад белков в тканях. 34. Специфичность тканевых белков. 35. Механизм биосинтеза белков. 36. Процессы обновления белков тканей. 37. Дезаминирование аминокислот. 38. Восстановительное аминирование. 39. Трансаминирование. 40. Декарбоксилирование аминокислот. 41. Конечные продукты распада аминокислот в животном организме. 42. Синтез и взаимное превращение аминокислот. 43. Обмен нуклеопротеидов. 44. Обмен хромопротеидов. 45. Нарушения азотистого обмена. 46. Нарушения в обмене нуклеиновых кислот

Тема 7. Водно-солевой обмен [1, 2, 3, 4, 6, 7] 10

Содержание и роль воды в организме. Потребность в воде и пути ее выведения из организма. Регуляция обмена воды. Нарушения водного обмена. Содержание минеральных элементов в организме и тканях. Роль минеральных солей в организме. Потребность организма в солях. Всасывание минеральных солей. Выделение солей из организма. Нарушения минерального обмена. Контрольные вопросы 1. Содержание воды в органах и тканях человека. 2. Содержание воды в биологических жидкостях человека. 3. Вес и общее содержание воды в органах тела человека. 4. Потребность в воде. 5. Пути выведения воды из организма. 6. Нарушения водного обмена. 7. Содержание минеральных элементов в органах и тканях человеческого тела. 8. Соли и осмотическое давление. 9. Роль солей в буферной системе организма. 10. Судьба минеральных солей после всасывания.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

1.3. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения (16 часов) Предмет дисциплины и ее задачи ….......................................... 2 часа Химия белков ….......................................................................... 4 -"Химия углеводов …..................................................................... 2 -"Химия липидов …........................................................................ 2 -"Ферменты, витамины, гормоны …............................................. 2 -"Обмен веществ ….................................................................….. 2 -"Водно-солевой обмен …............................................................. 2 -"-

1.4. Темы лабораторных работ (6 часов ) 1. Определение общего белка в сыворотке крови биуреторным методом …………………………………………………..… 1 час 2. Методы разделения и очистки белков. Электрофоретическое разделение белков. Гель-хроматография ………………..………….…..… 1 -"3. Качественная реакция на гормоны ………..…………………..…. 1 -"4. Идеометричесское определение аскорбиновой кислоты в слюне. ………………………………………………………………….…. 1 -"5. Зависимость активности ферментов от условий внешней среды 1 -"6. Определение кислотности желудочного сока ……...………….. 1 -"2. Библиографический список 11

Основной: 1. Березов Т.Т., Коровин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990. 2. Северин Е.С. Алейников Т.А. Осипов Е.В. Биохимия. Учебник. – М.: Медицина, 2000. 3. Маршалл В. Дж. Клиническая биохимия. - М., СПб.: Бином, 2002. 4. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека. В 3 т. - М.: Мир, 1996. Дополнительный: 5. Справочник биохимика / Досон Р., Элис. Д., Элис У., Джонс К. - М.: Мир, 1991. 6. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. - Екатербург: Уральский рабочий. 1994. 7. Биохимия человека. В 2 том. / Марра Р., Гренер Д. - М.: Мир, 1993. 8. Глебская Л.В., Бельтюков П.П. Словарь основных биохимических терминов. –СПб.: СПбГМУ, 1998. 3. Задание на контрольную работу Контрольная работа, тема которой согласовывается с преподавателем, выполняется в виде реферата объемом не менее 15 с. машинописного текста. Реферат должен содержать: план, изложение выбранной темы и список использованной литературы. Так как реферат предусматривает глубокую проработку темы, он не должен представлять собой пересказ учебного материала. В качестве основы для реферата может служить соответствующая монографическая литература. При изложении материала основное внимание следует уделять современным научным данным. Перечень тем рефератов 1. Химия белков. 2. Химия глицидов. 3. Химия жиров и жироподобных веществ. 4. Ферменты. 5. Витамины. 6. Гормоны. 7. Тканевое дыхание. 8. Связь между обменов белков, жиров и углеводов. 9. Биохимия нервной ткани. 10. Биохимия мышечной ткани. 11. Биохимия крови. 12. Биохимия молочной железы и молока. 13. Биохимия почки и мочи. Студенты могут предложить и свою тему реферата. 12

Содержание Предисловие ...…………………………………………………….. 3 1. Содержание дисциплины …...…………………………………….4 1.1. Содержание дисциплины по ГОС …………….…………….…. 4 1.2. Рабочая программа …………………………..…………….……. 9 1.3. Тематический план лекций …….……………………...………. 10 1.4. Темы лабораторных работ ……………………………...………10 2. Библиографический список ……………………………………. 11 3. Задание на контрольную работу ………………..…………….. 11

Редактор Т.В.Шабанова Сводный тематический план 2004 г. ЛР №020308 от 14.02.97. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 ___________________________________________________________________________

Подписано к печати . . 2004. Б. кн.-журн. П.л. 0,75 Б.л. 0,5 Тираж 70

ФОРМАТ 60Х84 1/16. РТП РИО СЗТУ Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная 5

13