Бионеорганическая химия - Рабочая программа дисциплины - 04.04.01. Химия - Направления подготовки

Закреплена за кафедрой	Кафедра физической и неорганической химии
Направление подготовки	04.04.01. Химия
Профиль	Физическая химия
Форма обучения	Очная
Общая трудоемкость	3 ЗЕТ
Учебный план	04_04_01_ФХ-2-2019

Курс (семестр)	2 (3)	Итого
Недель	17
Вид занятий	УП	РПД	УП	РПД
Лекции	10	10	10	10
Лабораторные	14	14	14	14
Практические	8	8	8	8
Сам. работа	76	76	76	76
Итого	108	108	108	108

1. Цели освоения дисциплины

1.1.	формирование у обучающихся углубленных и систематизированных знаний роли металлов и их соединений в биологических процессах в живых организмах и в окружающей среде на молекулярном уровне, использования соединений металлов в медицине, биокатализе, биотехнологии и биоэлектронике, навыков их практического применения в профессиональной деятельности магистров по направлению «Химия».

1.1.

формирование у обучающихся углубленных и систематизированных знаний роли металлов и их соединений в биологических процессах в живых организмах и в окружающей среде на молекулярном уровне, использования соединений металлов в медицине, биокатализе, биотехнологии и биоэлектронике, навыков их практического применения в профессиональной деятельности магистров по направлению «Химия».

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.08

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-2	владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.	Знать:
3.1.1.	задачи и проблемы бионеорганической химии, основные направления развития бионеорганической химии, биологические функции ионов биометаллов в связи с их химическими свойствами, типами и конфигурацией связей в комплексах, основы взаимного влияния микроэлементов, гормонов, витаминов, ферментов
3.2.	Уметь:
3.2.1.	использовать основные понятиями и категориями координационной химии в применении к характеристике комплексных соединений биометаллов с биолигандами
3.3.	Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.	методами применения концепции жестких и мягких кислот и оснований к объяснению избирательности и специфичности металлолигандного взаимодействия

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия	Наименование разделов и тем	Вид занятия	Семестр	Часов	Компетенции	Литература
Раздел 1. Введение
1.1.	Предмет и задачи бионеорганической химии. Макро- и микроэлементы в живом веществе	Лекции	3	1	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 2. Биологическая роль биометаллов. Биокординационная химия
2.1.	«Металлы жизни». Принцип выбора природой жизненно важных элементов. Краткая характеристика основных электронно-химических свойств биометаллов.	Лекции	3	3	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.2.	Основные подходы к классификации ионов по их электронно-химическим характеристикам	Лекции	3	1	ПК-2	Л2.1, Л1.1
2.3.	Реакции комплексообразования ионов биометаллов	Лабораторные	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1
2.4.	Подготовка индивидуального задания	Сам. работа	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.5.	Подготовка к лабораторной работе	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.6.	Подготовка отчета по лабораторной работе	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.7.	Подготовка доклада	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
2.8.	Подготовка индивидуального задания	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 3. Биолиганды
3.1.	Общая характеристика основных типов биолигандов	Практические	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1
3.2.	Простые и совмещенные лигандообменные равновесия ионов биометаллов	Лабораторные	3	6	ПК-2	Л2.1, Л1.1
3.3.	Подготовка индивидуального задания	Сам. работа	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.4.	Подготовка к лабораторной работе	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.5.	Подготовка отчета по лабораторной работе	Сам. работа	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
3.6.	Подготовка доклада к практическому занятию	Сам. работа	3	3	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 4. Функции, выполняемые ионом металла в ферментативном катализе
4.1.	Каталитические и структурные функции ионов металлов в белках	Лекции	3	1	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.2.	Механизм катализа и роль иона металла	Практические	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1
4.3.	Подготовка к выступлению на семинаре	Сам. работа	3	5	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
4.4.	Подготовка доклада	Сам. работа	3	5	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 5. Лекарственные препараты на основе координационных соединений металлов
5.1.	Лекарственные препараты на основе координационных соединений элементов 1-4 групп главной и побочной подгрупп Периодической системы Д.И. Менделеева	Лекции	3	1	ПК-2	Л2.1, Л1.1
5.2.	Лекарственные препараты на основе координационных соединений элементов 4-8 групп главной и побочной подгрупп Периодической системы Д.И. Менделеева	Лекции	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.3.	Потенциометрическое определение содержания иона металла в лекарственном препарате	Лабораторные	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1
5.4.	Подготовка к выступлению на семинаре	Сам. работа	3	3	ПК-2	Л2.1, Л1.1
5.5.	Подготовка индивидуального задания	Сам. работа	3	5	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.6.	Подготовка к лабораторной работе	Сам. работа	3	5	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
5.7.	Подготовка отчета по лабораторной работе	Сам. работа	3	4	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
Раздел 6. Основные направления исследований в бионеорганической химии
6.1.	Моделирование металлоферментов и процессов с их участием. Лекарственные и диагностические средства	Лекции	3	1	ПК-2	Л2.1, Л1.1
6.2.	Возможности использования для разработки лекарственных препаратов современных модельных систем	Практические	3	2	ПК-2	Л2.1, Л1.1
6.3.	Подготовка доклада	Сам. работа	3	6	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
6.4.	Подготовка индивидуального задания	Сам. работа	3	6	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2
6.5.	Подготовка к зачету	Сам. работа	3	8	ПК-2	Л2.1, Л1.1, Л2.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

Приведены в ФОС в приложении

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)

не предусмотрены

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

в приложении

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л1.1	Бартини И., Грей Г.,Стифель Э.	Биологическая неорганическая химия. : основная литература	М.: Лаборатория знаний, 2017	e.lanbook.com
6.1.2. Дополнительная литература
	Авторы	Заглавие	Издательство, год	Эл. адрес
Л2.1	Егоров В.В.	Бионеорганическая химия: дополнительная литература	М. :Лань, 2017.	e.lanbook.com
Л2.2	Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С.	ОБЩАЯ ХИМИЯ. БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ХИМИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. КНИГА 1 и 2:	ЮРАЙТ, 2018	https://biblio-online.ru/viewer/obschaya-himiya-biofizicheskaya-himiya-himiya-biogennyh-elementov-v-2-kn-kniga-1-422387#page/1, https://biblio-online.ru/viewer/obschaya-himiya-biofizicheskaya-himiya-himiya-biogennyh-elementov-v-2-kn-kniga-2-422388#page/1
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"

6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная); Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная). 7-Zip AcrobatReader AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория	Назначение	Оборудование
101К	лаборатория неорганической химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Лабораторные мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доски меловые 1шт.; шкаф для хранения посуды и реактивов (3 шт.); сейф для хранения реактивов; весы ВЛТЭ 500; весы ВЛР-200; весы ВЛКТ-500; вытяжной шкаф; сушильный шкаф; микроскоп МБС-10; сушилка лабораторная; электрическая плитка; таблица Д.И. Менделеева. дистиллятор, штативы для пробирок, набор лабораторной посуды, набор реактивов, спиртовки, держатели для пробирок
108К	лаборатория физической химии; лаборатория общей химической технологии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации	Лабораторная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; весы ВЛР-200; весы НВ-600-М; кондуктометр «Анион 7020»; вытяжной шкаф (4 шт.); магнитная мешалка (2 шт.); мешалка верхнеприводная; электрическая плитка ОКА-4 (6 шт.); иономер ЭВ-74 (3 шт.); прибор М 2015 (6 шт.); электролизер; рефрактометр универсальный; прибор М 2020; водяная баня; муфельная печь; сушильный шкаф ПЭ-4610; насос Камовского; вольтметр Щ 4313; калориметр; микрокомпрессор. термостат жидкостный ТЖ-ТС-01,набор лабораторной посуды, реактивы, штативы для пробирок и пипеток, штативы с лапками для бюреток

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на практических занятиях, а также выполнять лабраторные работы, предлагаемые преподавателем.
При подготовке к практическим занятиям и лабораторным работам необходимо воспользоваться материалами учебной литературы, конспектами лекций, ресурсами Internet.
1. Ведение записей. В тетради для ведения записи лекций необходимо оставлять поля 3−4 см, которые используются для комментариев при изучении материала. Например, не всегда удается записать материал лекций без упущений, возникшие проблемы можно восстановить, работая с учебником. Запись лекций нужно вести обязательно, так как лекция — это краткое изложение самых основных и сложных разделов каждой темы с выводом формул, с иллюстрацией теоретического материала, интересными и полезными примерами.
Нужно уметь кратко зафиксировать в тетради содержание лекции, иначе к следующему занятию материал может забыться. Запись основного содержания рассказа преподавателя способствует воспитанию культуры умственного труда, обогащает знаниями, заставляет работать три вида памяти: слуховую, зрительную и моторную. Краткая запись в тетради нового учебного материала облегчает работу с текстом учебника дома.
Скорость записи зависит от умения пользоваться приемом сокращения слов, но нужно помнить, что для удобства расшифровки сокращают в основном прилагательные, деепричастия и причастия. Можно также сокращать наиболее часто встречающиеся слова, характерные для химии, такие как атом (а), молекула (м), вещество (в-во) и др. Используя этот прием, добиваются увеличения скорости письма, что пригодится на лекциях.
2. Работа с учебником играет важную роль в самоподготовке студентов. Прочитав дополнительно материал учебника, можно более глубоко изучить какую-либо тему, лучше в ней разобраться, понять то, что было не понято на лекции. При первом чтении материала нужно выделять главные, существенные моменты и фиксировать их на бумаге. То, что ясно, можно опустить. При вторичном чтении обращают внимание на мелкие детали, неясные места. Если что-то важное забыто, то его можно найти в этом или другом учебнике и кратко зафиксировать. После этого читают еще раз, обращая внимание на главное. Затем воспроизводят весь материал, пользуясь записями при закрытой книге. Если при этом возникают затруднения, то следует пометить, что не удалось вспомнить, и продолжить рассказ про себя или вслух, а после его окончания обратиться еще раз к непонятным местам в учебнике.
3. Самоконтроль. Нужно внимательно выполнять домашние задания, так как иногда возникают обидные ошибки, например, неправильно выведена формула и, как следствие, задача решена неверно, неправильно расставлены коэффициенты в ОВР и другое. Часто причиной низкого качества выполненной работы бывает не только пренебрежение к самоконтролю, но и незнание его приемов. Ими нужно овладевать изо дня в день. Присмотритесь внимательно к вашей работе на лекциях и дома. Наряду с получением новых знаний, вы постоянно овладеваете новыми приемами самоконтроля, совершенствуете их, закрепляете уже известные. Это происходит во время ответов на вопросы, выполнения упражнений, решения задач и других видов работ. Обычно в качестве приемов самоконтроля чаще всего применяется воспроизведение прочитанного текста в целом и по частям, припоминание основных моментов изучаемого материала по пунктам, составленным в ходе чтения плана. Полезным приемом самоконтроля являются ответы на контрольные вопросы в конце каждой темы или задачника. Они требуют точного воспроизведения текста, например, вопросы на знание формулировки закона, правил и др. Но значительно ценнее вопросы, требующие сравнения, установления причинно-следственных связей и т.д.
4. Выполнение домашних заданий. С чего начинать выполнение домашних заданий, что и как делать и чем закончить?
В учебной работе полная самостоятельность проявляется в ходе выполнения домашних заданий.
Следует отметить, что регулярное выполнение домашних заданий — естественное продолжение работы на семинаре, возможность для закрепления знаний, устранения в них пробелов. Одна из причин невыполнения домашних заданий — неумение читать лекции и учебники, осмысливать прочитанное, выделять главное и существенное, заучивать факты. Новый материал всегда содержит элементы известного и неизвестного, понятного и непонятного. Трудность восприятия нового — естественный процесс. Чтобы его облегчить, нужно зафиксировать непонятное, а затем обратиться за помощью к преподавателю или найти ответы в литературе. Иногда для понимания трудных вопросов требуются продолжительное время и различные способы их усвоения, но материал каждой темы обязательно должен быть усвоен.
Откладывать выполнение домашних заданий на последующие дни нельзя, так как можно забыть учебный материал. Привычка готовить домашние задания вслед за лекциями поможет нормализовать нагрузку и упорядочить бюджет времени.
В работе по выполнению домашних заданий можно выделить три этапа: подготовительный, или организационный, собственно самостоятельная работа и самоконтроль. Первый этап включает подготовку рабочего места, составление плана работы, второй — выполнение домашних заданий в соответствии с намеченным планом, третий — самоконтроль и исправление ошибок. Когда вы хорошо выучили текст учебника, приступайте к выполнению домашних заданий, требующих ответов в устной и письменной форме (подготовка к лабораторной работе.
Памятка для работы с текстом лекции
1. Сначала прочитайте про себя или вслух текст лекции медленно, обдумывая каждое слово, обращая внимание на новые слова, термины, а также деля материал на смысловые части.
2. Выделите в каждой части главную идею, доказательства, иллюстративные данные, второстепенные положения на отдельном листе бумаги или в тетради.
3. Обратите особое внимание на состав и строение веществ, запись формул и уравнений реакций и их сущность.
4. Если встретились непонятные вопросы и вы не нашли ответ на них в учебнике или в другой литературе, запишите в тетради соответствующую страницу и обратитесь за помощью к товарищу или преподавателю.
5. Только после того, как вы хорошо выучили текст лекции, приступайте к выполнению домашних заданий, требующих ответов в устной и письменной форме.
6. Проверьте качество усвоения учебного материала и выполнения письменных заданий и, если обнаружите ошибки, внесите необходимые исправления.
В период подготовки к зачету студенты могут получить у преподавателя, проводившего лекционный курс индивидуальные и групповые консультации.
Подготовка к зачету – это завершающий, наиболее активный этап самостоятельной работы студента над учебным курсом.
Студенту необходимо внимательно разобраться в записях лекций и в материалах практических занятий, систематизировать и упорядочить накопленные знания. Каждая тема имеет свои узловые, основные, концептуально обобщающие вопросы, вокруг которых собирается все остальное. Это своеобразные «проверочные» вопросы и задания перед зачетом, их дает кафедра. Студент, способный на них ответить (выполнить), может считать себя подготовленным, к зачету.
Зачет проводится в устной форме - ответов на вопросы билета к зачету.
Студент, ответивший правильно на 50 % (и более) вопросов, получает оценку "зачтено".
Оценки "зачтено" заслуживает студент, обнаруживший (как минимум)знания основного учебно-программного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по специальности, справляющийся с выполнением заданий, предусмотренных программой, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой. Как правило, такая оценка выставляется студентам, допустившим погрешности в ответе на зачете, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя. Для получения такой оценки студент должен продемонстрировать общее знание изучаемого материала.
Оценка "не зачтено" выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебно-программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. Как правило, оценка такая ставится студентам, которые не могут продолжить обучение без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине. Оценка «не зачтено» ставится в случае незнания значительной части программного материала; не владения понятийным аппаратом дисциплины.