| Закреплена за кафедрой | Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии |
|---|---|
| Направление подготовки | 06.03.01. Биология |
| Профиль | Физиология |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 06_03_01_Биология-34-2017 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 14 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Лабораторные | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Сам. работа | 64 | 64 | 64 | 64 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2017-2018 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии
Протокол от 31.08.2017 г. № 1
Заведующий кафедрой Соколова Г.Г.
| 1.1. | Цель: формирование представлений о фундаментальной роли ферментов в обмене веществ и энергии, молекулярных механизмах регуляции и интеграции метаболических процессов в живых организмах. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.06 |
| СПК-3 | способностью применять базовые теоретические знания в области биохимии микроорганизмов, растений, животных и человека в профессиональной деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | классификацию и номенклатуру ферментов; строение, свойства и механизм действия ферментов; способы выражения и механизмы регуляции ферментативной активности; современные методы выделения и очистки ферментов; методы определения активности ферментов в биологических жидкостях. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | применять приемы номенклатуры и классификации ферментов; приводить примеры ферментов и по типу катализируемой реакции определять их принадлежность к одному из классов; доказывать белковую природу ферментов; давать характеристику важнейшим из них; использовать для объяснения механизмов ферментативных реакций, лежащих в основе процессов жизнедеятельности. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | базовыми знаниями о ферментах микроорганизмов, растений, животных и человека для решения профессиональных задач; методами определения активности ферментов в биологическом материале. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Классификация и номенклатура ферментов | ||||||
| 1.1. | Становление энзимологии как науки. Предмет и задачи. Единицы активности. Принципы классификации и номенклатуры ферментов | Лекции | 6 | 2 | СПК-3 | Л2.2, Л1.2 |
| Раздел 2. Химическая природа и строение ферментов | ||||||
| 2.1. | Белковые и небелковые ферменты (рибозимы). Классификация коферментов | Сам. работа | 6 | 8 | СПК-3 | Л1.2 |
| 2.2. | Принципы пространственной организации молекулы фермента | Лекции | 6 | 6 | СПК-3 | Л2.1, Л1.3, Л1.2 |
| 2.3. | Свойства ферментов, как биологических катализаторов | Сам. работа | 6 | 22 | Л1.2 | |
| 2.4. | Действие амилазы на крахмал. Определение оптимальной температуры действия ферментов. Влияние реакции среды на активность ферментов. Специфичность действия амилазы и сахаразы. Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов | Лабораторные | 6 | 12 | СПК-3 | Л2.1, Л1.1 |
| Раздел 3. Кинетика ферментативных реакций. Механизмы ферментативных реакций | ||||||
| 3.1. | Теория Михаэлиса-Ментен. Способы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции | Лекции | 6 | 4 | СПК-3 | Л1.3, Л2.2, Л1.2 |
| 3.2. | Ингибиторы ферментов и их классификация. Конкурентное, неконкурентное, бесконкурентное, смешанное ингибирование | Лекции | 6 | 2 | СПК-3 | Л1.3, Л1.2 |
| Раздел 4. Механизмы регуляции ферментативной активности | ||||||
| 4.1. | Типы регуляции активности ферментов; полифункциональные ферменты | Лекции | 6 | 2 | СПК-3 | Л2.1, Л1.3 |
| 4.2. | Уровни регуляции ферментативной активности | Лекции | 6 | 2 | СПК-3 | Л1.3, Л2.2 |
| Раздел 5. Методы выделения и очистки ферментов | ||||||
| 5.1. | Экстрагирование ферментов из биологического материала | Сам. работа | 6 | 24 | СПК-3 | Л1.2 |
| 5.2. | Различные методы очистки ферментов | Сам. работа | 6 | 10 | СПК-3 | |
| 5.3. | Количественное определение активности амилазы в моче по Вольгемуту. Количественное определение активности каталазы крови. Определение активности каталазы сырого молока. Определение активности сукцинатдегидрогеназы мышц. Определение эффективности пастеризации молока пробой на лактопероксидазу | Лабораторные | 6 | 12 | СПК-3 | Л2.2, Л1.1 |
| Раздел 6. Локализация ферментов | ||||||
| 6.1. | Тканевое, региональное, клеточное и субклеточное распределение ферментов | Лекции | 6 | 2 | СПК-3 | Л2.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 1. Какова химическая природа ферментов, и каковы отличия их от неорганических катализаторов? 2. На каком уровне структурной организации белков формируется активный центр фермента? 3. Чем обусловлена специфичность ферментов? Какое биологическое значение она имеет? 4. Перечислите факторы, влияющие на скорость ферментативной реакции. 5. Как можно обнаружить присутствие фермента в биологическом материале? 6. Каков принцип определения активности ферментов? 7. По изменению концентрации каких веществ можно измерить скорость реакций, катализируемых протеолитическими ферментами? Какие реакции для этого можно использовать? 8. Опишите реакцию, катализируемую пируватдегидрогеназой. Напишите формулу ацетил-КоА и укажите его значение. 9. Как помимо пируватдегидрогеназной реакции в организме может синтезироваться ацетил-КоА? 10. Как бактериям и растениям, в отличие от животных удается превратить ацетил-КоА в углеводы? 11. Какие компоненты входят в состав дыхательной цепи? Где она расположена и как функционирует? 12. Какой кофактор участвует в реакции декарбоксилирования? Объясните как он работает? 13. Какие ферменты называются аллостерическими? 14. Почему протеолитические ферменты в желудочно-кишечном тракте вырабатываются в неактивной форме? 15. Пищевые жиры нерастворимы в воде. Каков механизм действия ни них пищеварительных ферментов? 16. Как устроена синтаза жирных кислот у эукариот? Чем она отличается от фермента E. coli? 17. Назовите последовательные этапы ферментативного катализа 18. Каков механизм каталитического действия ферментов, не содержащих кофактор/кофермент (сериновые протеиназы, лизоцим, триозофосфатизомераза, рибонуклеаза); ферментов, взаимодействующих с растворимым коферментом (алькогольдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа); ферментов, с ковалентно связанным коферментом? 19. Каково значение доменной структуры и подвижности доменов для функционирования ферментов (на примере киназ и дегидрогеназ) 20. Дайте характеристику основных представителей классов оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| 1. Носители для иммобилизации: природные и синтетические. 2. Методы иммобилизации: физические (адсорбция, включение в гель, микрокапсулы, липосомы, ферментные пленки), 3. Методы иммобилизации: химические (ковалентное сшивание с носителем, сшивка би- или полифункциональными реагентами). 4. Применение иммобилизованных ферментов в промышленности, медицине, биомониторинге окружающей среды. 5. Врождённые (наследственные) энзимопатии. Классификация. 6. Механизм возникновения наследственных энзимопатий. 7. Метаболический блок обмена веществ. 8. Приобретённые энзимопатии: пищевые и токсические. 9. Клинические проявления энзимопатий. Энзимопатии с клиническими проявлениями. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Вистовская В.П., Иркитова А.Н., Бородулина И.Д., Мякишева Е.П. | Практикум по биохимии: Учебное пособие | Барнаул: Изд-во Алт. ун-та., 2013 | elibrary.asu.ru |
| Л1.2 | Науменко О.А. | Основы строения и кинетики ферментов в биологических системах: учебное пособие | Оренбург: ОГУ, 2017 | biblioclub.ru |
| Л1.3 | Комов В.П., Шведова В.Н. | Биохимия: учеб. для вузов. | Юрайт, 2015 | 34 |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Комов В.П. Шведова В.Н. | Биохимия: учебник для вузов | Дрофа, 2004 | 51 |
| Л2.2 | Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков | Биоорганическая химия: учеб. для вузов | М. : Дрофа, 2005 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | 1. www.humbio.ru | |||
| Э2 | 2. www.elibrary.ru | |||
| Э3 | 3. www.sci-lib.com/molekular-biology | |||
| Э4 | 4. www.dis.academic.ru | |||
| Э5 | 5. www.nkj.ru | |||
| Э6 | 6. www.cancerquest.org | |||
| Э7 | 7. www.news-medikal.net | |||
| Э8 | 8. www.MolBiol.ru | |||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| 1. Nelson D.L., Cox M.M. Leninger Principles of Biochemistry (Fourth Edition). Электронный ресурс (www.Molbiol.ru). 2. www.virginia.edu. 3. www.dehydrogenase.com. 4. www.ncbi.nlm.nih.gav. 5. www.molbiol.ru. 6. www. high.stanford.edu. 7. www.wikipedia.org | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Оборудование: вытяжной шкаф, термостат, водяная баня, фотоэлектроколориметр, кюветы к ФЭКу, весы, сушильный шкаф, дистиллятор. Компьютер, мультимедийный проектор, экран Химическая посуда: химические стаканы, колбы различной вместимости, мерные цилиндры, стеклянные палочки, стеклянные пипетки различного объема, воронки, фильтры бумажные, пробирки, полуавтоматические пипетки со сменными мерными капиллярами, калиброванные капилляры, Химические реактивы и расходные материалы. |
| Программой курса предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции (вводная, тематические), лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов. Предполагаемые формы самостоятельной работы студентов: различные виды домашних заданий, подготовка к лабораторным занятиям, выполнение рефератов. В курсе «Энзимология» предусмотрено использование словесных (лекция, объяснение, беседа, дискуссия, обсуждение) и наглядных (демонстрация схем, таблиц) методов обучения. Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на лабораторных занятиях в форме письменных контрольных работ, устных ответов на поставленные вопросы и их аргументации. Уровень знаний и способность самостоятельно мыслить могут быть оценены при обсуждении тематических выступлений, в ходе дискуссии или беседы. Самостоятельная работа контролируется либо на лабораторных занятиях, либо в часы индивидуальных консультаций преподавателя |