Закреплена за кафедрой | Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии |
---|---|
Направление подготовки | 06.03.01. Биология |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 06_03_01_Биология-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 19 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
Лабораторные | 24 | 24 | 24 | 24 |
Сам. работа | 66 | 66 | 66 | 66 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии
Протокол от 31.08.2021 г. № 1
Заведующий кафедрой Соколова Г.Г.
1.1. | Цель освоения дисциплины - 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.1.2 |
ПК-1 | способностью эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических работ |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | - методы и оборудование, используемые для обнаружения ферментов в биологическом материале и определения их активности; - методы обнаружения, выделения, очистки и применения ферментов. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | - использовать лабораторное оборудование для обнаружения действия ферментов и определения их активности; - эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для обнаружения, выделения и очистки ферментов. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | - навыками обнаружения действия ферментов в биологическом материале и определения их активности; - навыками выполнения лабораторных и научно-исследовательских работ по энзимологии. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. 1. Введение в энзимологию. Понятие о ферментах | ||||||
1.1. | Становление энзимологии как науки. Предмет и задачи энзимологии. | Лекции | 6 | 2 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
1.2. | Структурно-функциональная организация ферментов | Лекции | 6 | 4 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
1.3. | Изоферменты. Небелковые ферменты (рибозимы). Применение ферментов в медицине, фармацевтике, промышленности, сельском хозяйстве и т.д. | Сам. работа | 6 | 8 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
1.4. | Локализация ферментов: тканевое, клеточное и субклеточное распределение ферментов. Врожденные и приобретенные энзимопатии. | Сам. работа | 6 | 8 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
1.5. | Природа ферментов и их основные свойства: действие амилазы на крахмал; обнаружение каталазы в растительных тканях; специфичность действия ферментов. | Лабораторные | 6 | 4 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 2. 2. Классификация и номенклатура ферментов | ||||||
2.1. | Принципы классификации и номенклатуры ферментов | Лекции | 6 | 2 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
2.2. | Классификация ферментов по типу катализируемой реакции. Классификация коферментов | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
2.3. | Обнаружение действия ферментов: действие сахаразы; действие пероксидазы; действие каталазы; действие липазы; действие уреазы; качественная реакция на дегидрогеназы мышц; качественная реакция на дегидрогеназы молока; определение эффективности пастеризации молока пробой на лактопероксидазу. | Лабораторные | 6 | 8 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 3. 3. Свойства ферментов. Основы кинетики ферментативных реакций. | ||||||
3.1. | Свойства ферментов. Основы кинетики ферментативных реакций. | Лекции | 6 | 6 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
3.2. | Механизмы регуляции ферментативной активности | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
3.3. | Свойства ферментов: специфичность действия ферментов; термолабильность ферментов; влияние реакции среды на действие ферментов слюны; влияние активаторов и ингибиторов на действие ферментов. | Лабораторные | 6 | 4 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 4. 4. Механизм действия ферментов | ||||||
4.1. | Общие принципы ферментативного катализа. Механизм действия ферментов | Лекции | 6 | 4 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
4.2. | Теория Михаэлиса-Ментен. Способы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
4.3. | Методы количественного определения активности ферментов: определение активности каталазы крови ; определение активности каталазы сырого молока; определение активности каталазы в растительном материале; количественное определение активности α-амилазы слюны. | Лабораторные | 6 | 8 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
Раздел 5. 5. Методы выделения, очистки и конструирования ферментов. Иммобилизованные ферменты. | ||||||
5.1. | Методы выделения и очистки ферментов Методы конструирования ферментов с необходимыми свойствами. | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
5.2. | Иммобилизованные ферменты: принципы и методы иммобилизации, свойства. Применение иммобилизованных ферментов в промышленности, медицине, биомониторинге окружающей среды и т.д. | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-1 | Л2.1, Л1.2, Л2.2, Л1.1 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
Примеры вопросов для устного опроса 1. Каковы сходства и отличия ферментов от катализаторов неорганической природы? 2. Доказательства белковой природы фермента. Выделение и очистка ферментов. 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. Качественное обнаружение и количественное определение активности ферментов. Единицы измерения количества и активности ферментов. 9. Структурно-функциональная организация ферментов. Кофакторы и коферменты. 10. Какие ферменты называются аллостерическими? 11. Назовите последовательные этапы ферментативного катализа 12. Каков механизм каталитического действия ферментов, не содержащих кофактор/кофермент; ферментов, взаимодействующих с растворимым коферментом; ферментов, с ковалентно связанным коферментом? 13. Методы обнаружения ферментов в биологическом материале. 14. Методы определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. 15. Методы выделения и очистки ферментов 16. Современное оборудование, используемое для выделения, очистки и определения ферментов. |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
Примерный перечень тем для доклада 1. Органная специфичность в распределении ферментов. Секреторные, индикаторные и экскреторные ферменты. 2. Рибозимы (определение, открытие, классификация, механизм действия, использование). 3. Методы выделения и очистки ферментов. 4. Современные методы конструирования ферментов с необходимыми свойствами. 5. Иммобилизованные ферменты: принципы и методы иммобилизации. Применение иммобилизованных ферментов. 6. Врождённые (наследственные) и приобретенные энзимопатии (характеристика, классификация и примеры). 7. Применение ферментов в медицине (энзимодиагностика, энзимотерапия). 8. Применение ферментов в фармацевтике. 9. Применение ферментов в производственных процессах. 10. Ферменты – инструменты генетической инженерии. |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ Перечень вопросов к зачету 1. История энзимологии. Свойства ферментов. Сходство и отличие ферментативного и неферментативного катализа. 2. Доказательства белковой природы фермента. Выделение и очистка ферментов. 3. Структурно-функциональная организация ферментов. Кофакторы и коферменты. 4. Механизм действия ферментов. Термодинамика ферментативного катализа. 5. Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций. 6. Кинетика ферментативных реакций. Km – определение, физиологическое значение. 7. Механизмы регуляции активности ферментов. Виды ингибирования. 8. Аллостерические ферменты. Особенности строения и функционирования, свойства и биологическая роль. 9. Качественное обнаружение и количественное определение активности ферментов. Единицы измерения количества и активности ферментов. 10. Современная международная номенклатура ферментов; принципы классификации ферментов. 11. Локализация ферментов в клетке. Органоспецифические и маркерные ферменты. Изменения ферментативного спектра в онтогенезе. 12. Изоферменты, их биологическая роль и происхождение. Использование изоферментов в диагностике. 13. Энзимопатии, их классификация, причины возникновения. 14. Энзимодиагностика. Принципы, задачи и объекты исследования. 15. Применение ферментов в лабораторной диагностике. 16. Энзимотерапия, способы и цели применения. Иммобилизованные ферменты, липосомы. 17. Рибозимы: определение, открытие, классификация и механизм действия. 18. Использование рибозимов в борьбе с вирусными инфекциями и онкологическими заболеваниями. 19. Иммобилизованные ферменты: принципы и способы иммобилизации. Применение иммобилизованных ферментов 20. Методы выделения и очистки ферментов. |
Приложения |
Приложение 1.
06_03_01_Биология-12-2019.plx_Энзимология.doc
|
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 | 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 | www.elibrary.ru | |||
Э2 | www.nkj.ru | |||
Э3 | www.cancerquest.org | |||
Э4 | Курс в Moodle "Энзимология" | portal.edu.asu.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
http://www.consultant.ru/ http://elibrary.asu.ru http://elibrary.ru http://www.scopus.com https://link.springer.com/ http://www.biolib.de/ https://biomolecula.ru/ https://openlibrary.org/ http://cyberleninka.ru/ https://bioumo.ru/ |
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
314Л | лаборатория биохимии – учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 14 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; лабораторные столы - 10 шт.; вытяжной шкаф автономный АД С-4В1; мойка – 2 шт.; цифровой фотоэлектроколориметр АР-101; мешалка магнитная MSN300 с подогревом BioSan; рН метр лабораторный Эксперт рН; термостат жидкостный GFL-1002 с микропроцессором; анализатор влажности ADMS-70; анализатор мочи DocUReader 2 Pro 77 Elektronika; автоматические дозаторы Black Thermo - 10 шт.; набор химической посуды для биохимии и молекулярной биологии, шкаф для хранения документов – 1 шт., шкаф лабораторный - 2 шт.; хроматограф для ВЭЖХ LC -20 Prominense Shimadzu; спектрофотометр сканирующий UV - 1800 Shimadzu; весы Невские; весы аналитические Vibra AF – R220CE; набор реактивов и химической посуды для биохимии и молекулярной биологии |
В рамках курса "Энзимология" предусмотрены следующие формы работы: лекции, лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов. Во время лекций студент получает систематизированные научные знания о предмете «Энзимология». Изучая и прорабатывая материал лекций, студент должен повторить законспектированный материал и дополнить его по теме литературными данными, используя список предложенных в РПД источников. Лабораторные занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, через формирование практических навыков работы с лабораторным оборудованием, предметами и материалами, с живыми объектами и фиксированными препаратами. Выполнение лабораторных работ является обязательным условием успешного освоения курса. Студенты должны выполнить все лабораторные работы, оформить письменные отчеты и сдать работы преподавателю. При подготовке к лабораторному занятию студенту необходимо повторить лекционный материал по заданной теме; изучить теоретический материал, рекомендованный преподавателем, проработать соответствующие разделы практикума; продумать ответы на контрольные вопросы. Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу. Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. Она включает проработку лекционного материала, а также изучение рекомендованных источников и литературы по тематике лекций. При самостоятельном изучении теоретической темы студент, используя рекомендованные в РПД литературные источники и электронные ресурсы, должен ответить на контрольные вопросы или выполнить задания, предложенные преподавателем. В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль знаний студентов по дисциплине осуществляется на лабораторных занятиях в форме устного опроса, представления доклада с презентацией, выполнения практических заданий. Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме зачета. |