Для изучения данного раздела отводится 8 лекций (8 часов) и 7 трёхчасовых лабораторных занятий (21 час). Предполагается также, что студенты еженедельно затрачивают 4 часа на самостоятельную проработку текущего материала.
Темы лекций:
Лекция 1. Предмет и задачи биохимии. Связь биохимии с фармацией. Значение биохимии для подготовки провизоров. Общая характеристика живого. Молекулярная организация живого. Белки как основа жизненных процессов. Химический состав белков. Аминокислоты – мономеры белков. Классификация, строение, свойства аминокислот.
Лекция 2. Виды связей остатков аминокислот в молекуле белка. Пептиды. Уровни структурной организации белков. Физико-химические свойства белков.
Лекция 3. Классификация белковых веществ. Простые и сложные белки, их строение и функции. Хромопротеины, гликопротеины. Иммуноглобулины (антитела).
Лекция 4. Липопротеины. Липопротеины крови. Биомембраны, как липопротеиновый комплекс. Строение, свойства и функции биомембран. Липосомы.
Лекция 5. Нуклеопротеины. Нуклеиновые кислоты. Строение, физико-химические свойства.
Лекция 6. Понятие о ферментах как биологических катализаторах. Структурная организация и функция ферментов. Ферменты протеды (сложные белки). Витамины и их коферментная функция.
Лекция 7. Ферменты протеины. понятие об активном, субстратном и аллостерическом центрах ферментов. механизм действия ферментов и регуляция их активности.
Лекция 8. Свойства ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Использование ферментов и витаминов в фармации. Энзимодиагностика и энзимотерапия.
Темы лабораторных занятий:
Занятие 1. Общие принципы биохимических исследований. Основные объекты, методы и приборы биохимического анализа.
Занятие 2. Химическое строение белков. Качественные реакции на функциональные группы белков и аминокислот.
Занятие 3. Физико-химические свойства и структура белков. Исследование денатурации белков. Диализ белков. Хроматография аминокислот.
Занятие 4. Сложные белки и их кофакторы. Фосфопротеины. Углеводсодержащие белки. Хромопротеины. Выделение казеиногена из молока и определение фосфата в казеиногене. Определение углеводного компонента гликопротеинов. Иммуноглобулины. Химическая природа гемопротеидов.
Занятие 5. Нуклеопротеины и нуклеиновые кислоты. Липопротеины. Гидролиз нуклеопротеинов и определение их компонентов. Получение липосом.
Занятие 6. Итоговое занятие по теме: «Введение в биохимию. Структура и биологическая функция белков. Аминокислоты, простые и сложные белки. Нуклеиновые кислоты. Иммуноглобулины. Биомембраны».
Занятие 7. Роль витаминовв метаболизме и механизме действия ферментов, коферментные формы витаминов. Качественные реакции на водорасторимые и жирорастворимые витамины.
Занятие 8. Витамины и их коферментные формы. Количественное определение витамина «С» в растительном сырье.
Занятие 9. Ферменты, строение и свойства. Изучение кинетических свойств и специфичности действия ферментов и модификация их активности.
Занятие 10. Механизм действия ферментов. Номенклатура и классификация ферментов. Количественное определение активности альфа-амилазы в сыворотке крови унифицированным методом.
Занятие 11. Итоговое занятие по теме: «Ферменты и витамины как их кофакторы». Итоговое тестирование по разделу.
Основные вопросы раздела.
Предмет и задачи биохимии, связь с фармацией. Отличие живого от неживого. Элементарный и молекулярный состав живых организмов. Макромолекулы и их строительные блоки. Уровни молекулярной организации живого. Обмен веществ и энергии в формировании сложной организации живого. Роль ферментов.
Белки как основа жизненных процессов. Элементарный состав белков.
Молекулярная масса белков и методы её определения.
Протеиногенные аминокислоты, их свойства и строение. Виды связей остатков аминокислот в молекуле белка.
Белки как коллоиды.
Белки как амфотерные электролиты.
Электрофорез белков. Изоэлектрическая точка белков. Денатурация белков.
Понятие о первичной, вторичной, третичной, четвертичной структуре белков. Доменный принцип самоорганизации белковых глобул. Белки-шапероны.
Простые белки (протеины) и сложные белки (протеиды).
Нуклеопротеины, их химические и физико-химические свойства, роль и распространение в животном организме и растениях.
Нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), рибонуклеиновые кислоты (и-РНК, т-РНК, р-РНК), их распределение в клетке.
Продукты гидролиза нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин). Рибоза и дезоксирибоза.
Нуклеозиды.
Мононуклеотиды и их строение.
Современные представления о химическом строении нуклеиновых кислот.
Фосфопротеины, их распространение и значение.
Хромопротеины, характер простетических групп в различных хромопротеинах. Гемоглобин. Миоглобин. Хлорофилл. Цитохромы. Каталаза. Биологическое значение.
Гликопротеины, протеогликаны. Их химические и физико-химические свойства, распространение в организме, биологическое значение.
Иммуноглобулины – важные представители гликопротеинов, особенности строения и образования иммуноглобулинов (антител).
Липопротеины, их распространение в организме и биологическое значение. Липопротеины крови.
Биомембраны как липопротеиновые комплексы. Строение, свойства, функции мембран.
Ферменты как биологические катализаторы. Химическое строение ферментов. Ферменты- протеиды. Ферменты- протеины. Структура и функции коферментов. Витамины и их коферментные формы. Краткая характеристика строения водорастворимых и жирорастворимых витаминов, их биохимических функций и нарушения их баланса в организме. Понятия об активном, субстратном и аллостерическом центрах ферментов. Свойства ферментов и их механизм действия. Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика классов ферментов. Ферментотерапия и ферментодиагностика.
Опорные знания студентов по разделу.
1. Основы биохимии аминокислот и белков из курса общей биологии и химии средней школы.
2. Знания, полученные в предыдущих курсах по физиологии человека, органической, физколлоидной и аналитической химии.
3. Общие представления о химическом строении и роли ферментов и витаминов в организме студенты получают из курсов органической химии, физиологии и анатомии человека.
Цели изучения раздела.
Студенты должны знать:
1) связь биохимии с фармацией, роль биохимических знаний в формировании специалиста-провизора;
2) молекулярную организацию живого, отличия живого от неживой материи;
3) белки как основу жизненных процессов, функции белков в организме;
4) химический состав белков, строение и свойства протеиногенных аминокислот, как мономеров белковых веществ;
5) виды связей остатков аминокислот в молекулах белков, пептидов и полипептидов;
6) структурную организацию белков – первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры, понятие о доменах, о надвторичной структуре;
7) физико-химические свойства белков – белки как коллоиды и амфотерные электролиты, денатурация белков;
8) классификацию простых белков и характеристику отдельных их групп – протаминов, гистонов, альбуминов, глобулинов, проламинов, глютелинов и др.
9) классификацию сложных белков и характеристику отдельных их групп – хромопротеинов, фосфопротеинов, металлопротеинов, гликопротеинов, липопротеинов, нуклеопротеинов;
10) строение и свойства иммуноглобулинов, как представителей гликопротеинов;
11) строение и свойства биомембран, как форму существования липопротеинов;
12) строение и свойства нуклеиновых кислот, их роль в организме;
13) строение и свойства ДНК, РНК, нуклеотидов, нуклеозидов, азотистых оснований.
14) роль ферментов как биологических катализаторов.
15) химическое строение ферментова протеинов и протеидов.
16) коферментные формы витаминов.
17) основную характеристику строения и функций водорастворимых и жирорастворимых витаминов, нарушение их баланса в организме.
18) механизм действия и свойства ферментов.
19) номенклатуру и классификацию ферментов, характеристику отдельных классов ферментов.
20) ферментотерапию и ферментодиагностику.
Студенты должны уметь:
-самостоятельно работать с учебной литературой;
-сделать забор биоматериала и подготовить пробу для биохимического анализа;
--работать на приборах, используемых в биохимической лаборатории (рефрактометре, фотоэлектроколориметре, торзионных весах, центрифуге и др.);
-пользоваться оборудованием и химической посудой, используемыми в биохимической лаборатории (холодильником, вытяжным шкафом, термостатом, сушильным шкафом, бюреткой, микробюреткой, пипетками разного объёма, мерными колбами, цилиндрами и др.);
-соблюдать технику безопасности;
-писать формулы и называть аминокислоты, изученные на занятии;
-выполнять цветные реакции на белки и аминокислоты и делать вывод об аминокислотном составе белков на основании цветных реакций;
-разделить смесь аминокислот хромотографическим методом и использовать этот метод для обнаружения аминокислот в растворе;
-проводить реакции осаждения белков, используя различные осадители;
-выполнять цветные реакции на небелковые компоненты протеидов;
- проводить диализ белков;
- провести качественные пробы на витамины;
создать условия для определения активности ферментов;
-провести количенственное определение альфа-амилазы в сыворотке кровиунифицированным методом
- анализировать результаты определений, сформулировать выводы;
ЗАНЯТИЕ №1
ТЕМА: Общие принципы биохимических исследований. Основные
объекты, методы и приборы биохимического анализа.
Работа на занятии.
Цели занятия.
Студенты должны уметь:
-соблюдать технику безопасности и правила работы в биохимической лаборатории;
-проводить забор различных материалов биохимического анализа (биологические жидкости – сыворотку, плазму и цельную кровь и др., биологические выделения – мочу, слюну, желудочный сок и др., биоптаты – кусочки тканей печени, мышц и др.), проводить обработку проб материала и при необходимости их хранить;
-пользоваться оборудованием, приборами, посудой, применяемыми в биохимических лабораториях;
-выполнять методы разделения и выделения веществ (экстракцию, фильтрацию, диализ, хроматографию и др.);
-)проводить качественный и количественный анализ выделенных веществ с использованием различных аналитических методов (весового, фотометрического, спектрофотометрического, объёмного и др.);
-использовать единицы СИ для выражения результатов биохимического анализа;
-проанализировать результаты биохимических исследований, оформить протокол и сформулировать выводы.
Цели самоподготовки.
Студенты должны знать:
- химическую организацию живой материи и химические процессы в живом организме;
- устройство и оборудование биохимической лаборатории;
- задачи биохимии и её связь с фармацией; объекты биохимических исследований, методы и приборы, используемые в биохимическом анализе.
Хронокарта занятия
| Этапы занятия | Время | Дидактическая система |
| 1. Вступительная беседа и организационные вопросы, знакомство с группой | 15 мин | Классическая |
| 2. Контроль исходного уровня знаний студентов и его коррекция | 65 мин | Репетитор (хороший) |
| 3. Организация самостоятельной работы студентов | 5 мин | Классическая |
| 4. Самостоятельная работа студентов | 40 мин | “Малая группа” |
| 5. Итоговый контроль усвоения материала занятия | 10 мин | Репетитор (хороший) |
Оснащение занятия.
1. Оборудование: термостат, сушильный шкаф, холодильник, центрифуга, весы аптечные, весы торзионные, водяная баня, гомогенизатор, фотоэлектроколориметры (ФЭК, КФК-2), спектрофотометр (СФ-26), песчаная баня, штативы.
2. Лабораторная посуда и инструменты: пробирки, колбы, пипетки, воронки, ступки с пестиками, стеклянные палочки, бюретки, стеклянный песок, бумажные фильтры, ножницы, ножи, пинцеты.
3. Реактивы и материалы: картофель, дистиллированная вода, раствор 0,1% йода в 0,2% калий йоде.
Вступительная беседа и организационные вопросы занятия.
Преподаватель выясняет, есть ли отсутствующие, сообщает цели занятия.
Во время вступительной беседы преподаватель представляет себя и лаборанта, выясняет кто является старостой группы; назначает двух постоянных дежурных на занятиях и объясняет их обязанности (получение методических разработок, контроль за рабочими местами студентов и приведением их в порядок после завершения занятий, мытьём использованной химической посуды). Преподаватель объясняет постановку учебного процесса на кафедре, план, содержание и хронометраж лабораторного занятия, семинара, коллоквиума; требования на зачётах и экзаменах; останавливается на вопросах дисциплины, форме одежды (шапочка и халат), обязанности посещения лекций и лабораторных занятий, условиях отработки незачтённых занятий, предоставления конспектов лекций для проверки, рекомендует литературу для самоподготовки по биохимии. Преподаватель предупреждает студентов об обязательном наличии у каждого студента:
1) тетради для записи лекций;
2) тетради для контрольных работ;
3) рабочей тетради, где необходимо указать:
1) дату и номер занятия;
2) тему занятия;
3) принцип изучаемого метода;
4) химизм реакции (в отдельных работах);
5) ход работы, расчёт и результаты анализа (по возможности оформленные в виде таблицы);
6) вывод.
Лабораторное занятие завершается выставлением оценки за входной и выходной контроль в кафедральном журнале и тетради студента при условии правильного выполнения лабораторной работы, знания теории темы занятия и оформления протокола.
Преподаватель предупреждает студентов о необходимости самоподготовки к каждому занятию, что проверяется в начале каждого занятия путём контроля исходного уровня знаний по теме занятия, проведением устного опроса или путём письменного программированного контроля знаний с использованием билетов или тест-карт.
Преподаватель знакомит студентов с работой студенческого научного кружка на кафедре и с направлением научной работы кафедры, даёт студентам для ознакомления темы и планы студенческих работ и докладов (экспериментальных работ, реферативных докладов по спец.темам, реферативных работ по биографиям выдающихся отечественных учёных – биохимиков), записывает желающих студентов в научный студенческий кружок при кафедре. Под наблюдением преподавателя каждый студент знакомится с правилами работы в учебной биохимической лаборатории (аудитории) и с техникой безопасности, о чём расписывается в рабочей тетради и специальном журнале.
