Учебная программа для специальности 1-31 01 01 Биология, специализаций 1-31 01 01 01 05 Биохимия и 1-31 01 01 -02 05 Биохимия - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 03. 3 421.9kb.
Общая биохимия 577(075) Б63 Биохимия специализированных тканей 4 666.95kb.
Лекция 1 Предмет и структура естествознания 1 74.78kb.
Программы дисциплины «Молекулярная биология» Дисциплина «Молекулярная... 1 22.11kb.
Магистр Биологии 020400. 68 «Биохимия и молекулярная биология» 1 24.27kb.
1. общая характеристика специальности 012300 биохимия 2 498.11kb.
Программа «Прикладная биохимия и биотехнология» 1 46.4kb.
Учебная программа для специальности: 1-31 01 01 Биология 1 130.36kb.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии... 1 158.04kb.
Биохимия молока и молочных продуктов 2 610.43kb.
Учебная программа для высших учебных заведений по направлению 1-31... 1 69.59kb.
Республика Беларусь Паспорт воинского захоронения 1 138.87kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Учебная программа для специальности 1-31 01 01 Биология, специализаций 1-31 01 01 - страница №1/1



Белорусский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

________________ А.Л. Толстик

«01» февраля 2012 г.


Регистрационный № УД-5059/уч.

Биоэнергетика
Учебная программа для специальности

1-31 01 01 Биология,

специализаций 1-31 01 01 – 01 05 – Биохимия и

1-31 01 01 -02 05 – Биохимия

2012 г.
Составители:

Оксана Игоревна Губич, доцент кафедры биохимии Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент



Рецензенты:

Наталья Александровна Белясова, доцент кафедры биотехнологии и биоэкологии Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат биологических наук, доцент;


Елена Аркадьевна Храмцова, доцент кафедры генетики Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент


РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:

Кафедрой биохимии Белорусского государственного университета

(протокол № 12 от 23 ноября 2011 г.);
Научно-методической комиссией биологического факультета Белорусского государственного университета (протокол № 4 от 30 ноября 2011 г.);
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета (протокол № 3 от 27 января 2012 г.)

Ответственный за редакцию: Оксана Игоревна Губич

О

тветственный за выпуск: Оксана Игоревна Губич


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Биоэнергетика является одной из важнейших дисциплин в системе подготовки высококвалифицированных специалистов-биохимиков, поскольку дает информацию об источниках энергообеспечения процессов жизнедеятельности, регуляции энергетических процессов, взаимопревращении различных видов энергии в живом организме.

Современная биоэнергетика тесно связана с биохимией, биофизикой, микробиологией, ксенобиологией, мембранологией, физиологией, космической биологией. Изучение данной дисциплины позволяет расширить научный кругозор студентов-биохимиков, способствует получению знаний и практических навыков, необходимых для самостоятельного проведения исследований на современном научно-методическом уровне.

Курс “Биоэнергетика” состоит из 4 частей: “Энергетические источники жизни”, “Пути образования энергии в клетке”, “Основные пути использования энергии в организме животных и человека”, “Интеграция и регуляция энергетического метаболизма”. В первом разделе приводятся данные о структуре и биологической роли различных макроэргических соединений. Вторая часть курса посвящена рассмотрению основных биохимических путей образования макроэргических соединений в аэробных и анаэробных условиях. В третьем разделе рассматриваются основные процессы, протекающие в организме с затратой энергии. Четвертый раздел посвящен механизмам регуляции и координации процессов энергетического обмена.

Особое внимание в программе уделяется рассмотрению альтернативных функций клеточного дыхания, роли активных форм кислорода в явлениях запрограммированной гибели митохондрий, клеток и органов.

Программа курса составлена с учетом межпредметных связей и программ по смежным дисциплинам химического и биологического профиля (“Органическая химия”, “Биохимия”, “Физиология человека и животных”, “Биохимия биологических мембран”, “Биофизика” и др.).

Цель курса – сформировать у студентов целостную систему знаний об основных путях, механизмах регуляции и взаимосвязи энергетических процессов в клетке.

В результате изучения дисциплины обучаемый должен

знать


  • источники энергетического обеспечения метаболизма в живых системах

  • разнообразие путей превращения энергии в живых клетках

  • основные понятия, термины и законы биоэнергетики.

уметь

  • использовать знания о способах преобразования энергии в живых системах для выяснения функционального назначения процессов энергообеспечения в живом организме

  • использовать методы биоэнергетики в исследовательской практике.

При чтении лекционного курса необходимо применять технические средства обучения для демонстрации слайдов и презентаций, наглядные материалы в виде таблиц и схем.

Теоретические положения курса развиваются и закрепляются на лабораторных занятиях, при выполнении которых студенты приобретают навыки количественного и качественного определения содержания важнейших макроэргов в биологическом материале, знакомятся с современными методами изучения важнейших ферментов катаболизма и исследования процесса окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи митохондрий.

Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно проверять в ходе текущего и итогового контроля знаний в форме коллоквиумов, тестового контроля по темам и разделам курса, написания рефератов на заданные темы. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала рекомендуется использование накопительной рейтинговой системы.

Программа рассчитана на 94 часа, из которых 44 – аудиторных часа: 26 лекционных часов, 14 часов лабораторных занятий и 4 часа контролируемой самостоятельной работы студентов.


ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН


п/п


Наименование разделов, тем

Количество часов

Лекции

Практич. семинар

Лаб.

занятия


КСР

Самост. работа




Введение

2










2

1.

Энергетичес-кие источники жизни

2




4




2

2.

Пути образо-вания энергии в клетке

10




10

2

6

3.

Основные пути использования энергии в орга-низме живот-ных и человека

6







2

20

4.

Интеграция и регуляция энер-гетического метаболизма

6










20




ИТОГО:

26




14

4

50


СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ПРОГРАММЫ

ВВЕДЕНИЕ
Общее представление об обмене энергии в живой клетке. Бимоэнергетика как наука: важнейшие задачи, проблемы и достижения. Краткая история развития биоэнергетики (работы В.И. Палладина, А.Н. Баха, В.П. Скулачева, В.А. Энгельгардта). Биоэнергетика в Республике Беларусь.
Энергетические источники жизни
Энергетический минимум жизни. Понятие о биологическом окислении, виды биологического окисления. Источники углерода и энергии в биологических системах.

Природа макроэргических связей. Многообразие форм накопления энергии в клетках. Структура и биологическая функция макроэргов: нуклеозидфосфатов, фосфогенов, сверхмакроэргов, образующихся в ходе обмена углеводов, высокомолекулярных полифосфатов растений. Внутриклеточная локализация процессов энергетического обмена. ниверсальная роль биологических мембран в энергообеспечении животных, растительных и бактериальных клеток.


2. ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ
Гликолиз: химизм, баланс энергии, биологическая роль. Молекулярные механизмы аккумуляции энергии в реакциях субстратного фосфорилирования гликолиза: окисление глицеральдегид-3-фосфата, енолазная реакция гликолиза. Энергетическая значимость пентозофосфатного пути окисления углеводов.

Фосфорокластические реакции: биологическая роль, примеры реакций разрыва С-С, С-S и С-N связей у микроорганизмов.

Накопление энергии при окислительном декарбоксилировании кетокислот (пировиноградной, а -оксоглутаровой).

Аэробное окисление органических веществ. Разнообразие субстратов, окисляемых различными типами клеток. Взаимосвязь различных путей превращения дыхательного субстрата.

Цикл Кребса - амфиболический путь. Генерирование высокоэнергетической фосфатной связи из сукцинил-КоА. Анаплеротические реакции цикла трикарбоновых кислот: ферментативное карбоксилирование пирувата, глиоксалатный путь. Энергообразующие функции цикла трикарбоновых кислот, баланс энергии цикла Кребса. Регуляция фукнционирования цикла Кребса.

Митохондрии, как преобразователи энергии. Химический состав и структура митохондрий. Улътраструктура митохондриальной мембраны. Транспортные системы митохондрий.

Реакции переноса электронов. Понятие о окислительно-восстановительных потенциалах. Дыхательная цепь транспорта электронов. Общая характеристика компонентов дыхательной цепи (никотинамидадениндинуклеотид, флавиннуклеотиды, кофермент Q, цитохромы в, с, с1, а, а3 ). Последовательность расположения переносчиков электронов в редокс-цепи. 0кислительно-восстановительные потенциалы и изменение свободной энергии. Кислород как терминальный акцептор электронов. Локализация пунктов сопряжения в дыхательной цепи.

Фракционирование и реконструкция комплексов дыхательной цепи: комплекс I - НАДН-дегидрогеназа. Комплекс II (сукцинатдегидрогеназа, электронпереносящий флавопротеин). Убихинон и комплекс III (в,с1- комплекс). Цитохром с и комплекс IV (цитохромоксидаза).

Характеристика состояний митохондрий. Эффективность окислительного фосфорилирования (коэффициент Р/0, АДФ/0, дыхательный контроль).

Сопряжение работы дыхательной цепи с процессом синтеза АТФ. Теории сопряжения: химические и конформационные гипотезы,. хемиосмотическая теория сопряжения. Генераторы мембранного потенциала внутренней мембраны митохондрий, механизм действия. Структура Н-АТФазы. Функционирование F 0 и F1.

Разобщающие агенты, ингибиторы процессов окислительного фссфорилирования. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования.

Альтернативные пути транспорта электронов (лизосомы, пероксисомы, микросомы).


3. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
Альтернативные функции клеточного дыхания. Рассеивание энергии дыхания при терморегуляции, дыхание как механизм образования полезных соединений, дыхание как механизм обезвреживания вредных веществ, дыхание как механизм ускоряющий эволюцию.

Мембранный транспорт. Типы переноса веществ через биологические мембраны. Энергетическое обеспечение процессов мембранного транспорта. Перенос через мембраны неорганических соединений.

Мышечное сокращение. Механизм мышечного сокращения. Энергетика мышечного сокращения.

Промежуточные компоненты энергетического метаболизма - исходные продукты для биосинтетических процессов. Этапы синтеза белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, протекающих с затратой энергии.



4. Интеграция и регуляция энергетического метаболизма

Взаимосвязь различных типов энергетического обмена. Молекулярные механизмы, лежащие в основе эффекта Пастера. Регуляция потоков восстановительных эквивалентов между цитозолем и митохондриями. Участие челночных систем в окислении немитохондриального НАД.

Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита. Причины и последствия “митохондриальных” заболеваний. Роль активных форм кислорода в индукции митоптоза, апоптоза и органоптоза. Нефосфорилирующее дыхание как механизм, предотвращающий образование активных форм кислорода.

Метаболическая специализация органов. адаптация энергетического обмена к кратковременному и продолжительному голоданию и интенсивным мышечным нагрузкам.


ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Дэвид Дж. Биоэнергетика / Дж.Дэвид. М.: Мир, 1985.

2. Ленинжер А. Основы биохимии / А. Ленинжер. М.: Мир, 1985.

3. Кучеренко Н.Е., Войницкий В.М. Биоэнергетика / Н.Е. Кучеренко, В.М.Войницкий. М.: Высшая школа, 1989.

4. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран / В.П.Скулачев. М.: Наука, 1989.

5. Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии / В.П. Скулачев. М.: Высшая школа, 1989.

6. Страйер Л. Биохимия / Л. Страйер. М.: Высшая школа, 1985.


Дополнительная:
1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. Молекулярная биология клетки / Б. Албертс, Д. Брей, Дж.Льюис. М.: Мир, 1987.

2. Болдырев А.А. Введение в мембранологию / А.А. Болдырев. М.: Высшая школа, 1990.

3. Геннис Р. Биомембраны: молекулярные структуры и функции / Р. Геннис. М.: Мир,1997.

4. Ершов Ю.А. Общая биохимия и спорт / Ю.А. Ершов М.: Изд-во МГУ, 2010.

5. Замай Т.Н., Титова Н.М., Елсукова Е.И. Спортивная биохимия/ Т.Н.Замай, Н.М.Титова, Е.И. Елсукова. Красноярск: ИПК СФУ, 2008.

6. Кагава Я. Биомембраны / Я. Кагава. М.: Наука,1985.

7. Кретович В.Л. Очерки по истории биохимии в СССР / В.Л. Кретович. М.: Наука, 1984.

8. Марри Р. Биохимия человека / Р. Мари. М.: Мир, 1993.

9. Чухрай Е.С. Молекула, жизнь, организм / Е.С. Чухрай. М.: Наука, 1981.

10. Эккерт Р., Рэндэлл Д. Физиология животных / Р. Эккерт, Д. Рэндэлл. М.: Мир,1991.

11. Яковлев Н.Н. Химия движения / Н.Н. Яковлев. М.: Высшая школа,1983.

Рекомендуемые источники информация в Internet:



  1. www.elementy.ru

  2. www.medline.ru

  3. www.pubmed.com








Ничто не приводит домашнюю хозяйку в такое смущение, как знакомые, нагрянувшие к ней с внезапным визитом и нашедшие дом в обычном его состоянии.
ещё >>