ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Програма з біологічної та біоорганічної хімії для вищих медичних закладів освіти України ІІІ-ІV рівнів акредитації складена для спеціальності "Стоматологія" 7.110106 напряму підготовки 1101 «Медицина» у відповідності з освітньо-кваліфікаційними характеристиками (ОКХ) і освітньо-професійними програмами (ОПП) підготовки фахівців, затвердженими наказом МОН України від 16.04.03 №239.
Вивчення біоорганічної хімії здійснюється протягом І або ІІ семестрів 1-го року навчання, вивчення біологічної хімії здійснюється протягом ІІІ-ІV семестрів 2-го року навчання.
Біологічна та біоорганічна хімія як навчальна дисципліна:
а) базується на вивченні студентами медичної біології, біофізики, медичної хімії, морфологічних дисциплін й інтегрується з цими дисциплінами;
б) закладає основи вивчення студентами молекулярної біології, генетики, фізіології, патології, загальної та молекулярної фармакології, токсикології та пропедевтики стоматологічних дисциплін, що передбачає інтеграцію викладання з цими дисциплінами та формування умінь застосовувати знання з біологічної та біоорганічної хімії, насамперед біохімічних процесів, які мають місце в організмі здорової та хворої людини, в процесі подальшого навчання і професійної діяльності;
в) закладає основи клінічної діагностики найпоширеніших захворювань, моніторингу перебігу захворювання, контролю за ефективністю застосування лікарських засобів та заходів, спрямованих на попередження виникнення та розвитку патологічних процесів;
Видами навчальної діяльності згідно з навчальним планом є: а) лекції, б) практичні заняття, в) самостійна робота студентів (СРС).
Теми лекційного курсу розкривають проблемні питання відповідних розділів біологічної та біоорганічної хімії.
Практичні заняття за методикою їх організацій є лабораторними, бо передбачають:
• лабораторні дослідження по виявленню певних класів біоорганічних сполук за властивостями їх функціональних груп;
• проведення якісних реакцій та оцінку показників при лабораторному дослідженні розчинів;
• дослідження клініко-біохімічних показників проміжних інтермедіатів та кінцевих продуктів обміну в основних рідинах організму в нормі та за розвитку патологічних процесів;
• вирішення ситуаційних задач (оцінка клініко-біохімічних показників, що характеризують функції та параметри гомеостазу, а також встановлення механізмів регуляції метаболічних процесів, тощо), що мають експериментальне або клініко-біохімічне спрямування.
Рекомендується студентам на лабораторних заняттях коротко записувати протоколи проведених досліджень, де зазначати мету дослідження, хід роботи або назву методу, результати дослідження та висновки.
Засвоєння теми контролюється на лабораторних заняттях у відповідності з конкретними цілями. Рекомендується застосувати такі засоби діагностики рівня підготовки студентів: комп'ютерні тести, розв'язування ситуаційних задач, проведення лабораторних досліджень і трактування та оцінка їх результатів, контроль практичних навичок.
Підсумковий контроль засвоєння рівня знань студентів здійснюється шляхом комп’ютерного тестування, розв’язування ситуаційних задач відповідно до вимог ліцензійного інтегрованого іспиту "Крок-1".
Біологічна та біоорганічна хімія як навчальна дисципліна:
а) базується на вивченні студентами медичної біології, біофізики, медичної хімії (біонеорганічної, фізичної та колоїдної хімії), морфологічних дисциплін й інтегрується з цими дисциплінами;
б) закладає основи вивчення студентами молекулярної біології, генетики, фізіології, патології, загальної та молекулярної фармакології, токсикології та пропедевтики клінічних дисциплін, що передбачає інтеграцію викладання з цими дисциплінами та формування умінь застосовувати знання з біологічної та біоорганічної хімії, насамперед біохімічних процесів, які мають місце в організмі здорової та хворої людини, в процесі подальшого навчання і професійної діяльності;
в) закладає основи клінічної діагностики найпоширеніших захворювань, моніторингу перебігу захворювання, контролю за ефективністю застосування лікарських засобів та заходів, спрямованих на попередження винекнення та розвитку патологічних процесів;
г) подальше вдосконалення умінь використовувати теоретичні та практичні навики з патобіохімії доцільно на більш високому науковому і методичному рівні здійснювати в окремому навчальному курсі – «Клінічна біохімія», який бажано викладати на 4 -5 курсах, тобто після завершення вивчення основних клінічних дисциплін терапевтичного та хірургічного циклів.
Організація навчального процесу здійснюється за кредитно-модульною системою відповідно до вимог Болонського процесу.
Програма дисципліни структурована на модулі, до складу яких входять блоки змістових модулів. Обсяг навчального навантаження студентів описаний у кредитах ECTS – залікових кредитах, які зараховуються студентам при успішному засвоєнні ними відповідного модулю (залікового кредиту).
Дисципліна структурована на 3 модулі:
Модуль 1. Біологічно важливі класи біоорганічних сполук. Біополімери та їх
структурні компоненти
Змістові модулі:
1. Теоретичні основи будови та реакційної здатності біоорганічних сполук. Вуглеводи.
2. Карбонові кислоти та їх функціональні похідні. Ліпіди.
3. a-Амінокислоти, пептиди, білки.
4. Біологічно активні гетероциклічні сполуки. Нуклеозиди, нуклеотиди, нуклеїнові кислоти.
Модуль 2. Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція
Змістові модулі:
5. Введення в біохімію. Біохімічні компоненти клітин.
6. Ферменти та коферменти. Регуляція метаболізму.
7. Основні закономірності обміну речовин. Цикл трикарбонових кислот.
8. Молекулярні основи біоенергетики.
9. Метаболізм вуглеводів та його регуляція.
10. Метаболізм ліпідів та його регуляція.
11. Метаболізм амінокислот. Ензимопатії амінокислотного обміну.
Модуль 3. Молекулярна біологія. Біохімія гормонів та фізіологічних функцій
Змістові модулі:
12. Основи молекулярної біології.
13. Основи молекулярної генетики
14. Молекулярні механізми дії гормонів на клітини-мішені.
15. Біохімія гормональної регуляції.
16. Біохімія харчування людини. Вітаміни як компоненти харчування.
17. Біохімія та патобіохімія крові.
18. Функціональна та клінічна біохімія органів і тканин.
Кредитно-модульна система організації навчального процесу спонукає студентів систематично вчитися протягом навчального року.
Видами навчальної діяльності згідно з навчальним планом є: а) лекції, б) практичні заняття, в) самостійна робота студентів (СРС), індивідуальна самостійна робота студентів.
Теми лекційного курсу розкривають проблемні питання відповідних розділів біологічної та біоорганічної хімії.
Практичні заняття за методикою їх організацій є лабораторними, бо передбачають:
• лабораторні дослідження по виявлеленню певних класів біоорганічних сполук за
властивостями їх функціональних груп;
• проведення якісних реакцій та оцінку показників при лабораторному дослідженні
розчинів;
• дослідження функцій органів і тканин, та організму вцілому в експериментах на
тваринах, ізольованих органах, клітинах, а також на моделях або на підставі дослідів,
записаних у відеофільмах, кінофільмах, поданих у комп ютерних програмах та інших
навчальних технологіях;
• дослідженнях клініко-біохімічних показників проміжних інтермедіатів та кінцевих
продуктів обміну в основних рідинах організму в нормі та за розвитку патологічних
процесів;
• вирішення ситуаційних задач (оцінка клініко-біохімічних показників, що
характеризують функції та параметри гомеостазу, а також встановлення механізмів
регуляції метаболічних процесів, тощо), що мають експериментальне або
клініко-біохімічне спрямування.
Рекомендується студентам на лабораторних заняттях коротко записувати протоколи проведених досліджень, де зазначати мету дослідження, хід роботи або назву методу, результати дослідження та висновки.
Засвоєння теми контролюється на лабораторних заняттях у відповідності з конкретними цілями. Рекомендується застосувати такі засоби діагностики рівня підготовки студентів:
комп ютерні тести, розв язування ситуаційних задач, проведення лабораторних досліджень і трактування та оцінка їх результатів, контроль практичних навичок.
Підсумковий контроль засвоєння модулів здійснюється по їх завершенню. Оцінка успішності студента з дисципліни є рейтинговою і виставляється за багатобальною шкалою як середня арифметична оцінка засвоєння відповідних модулів і має визначення за системою ECTS та за традиційною шкалою, прийнятою в Україні.
Для тих студентів, які хочуть покращити успішність з дисципліни за шкалою ECTS, підсумковий контроль засвоєння модуля здійснюється додатково за графіком у навчальному закладі під час зимових канікул або в останні 2 тижні навчального року.
Опис навчального плану з дисципліни «Біологічна та біоорганічна хімія» для студентів стоматологічного факультету
| Структура навчальної дисципліни | Кількість годин, з них | Рік навчання | Вид контролю | |||
| Всього, годин/кредитів | Аудиторних | СРС | ||||
| Лекц. | Практ. занять | |||||
| Кредити ECTS | 9,0 | |||||
| Модуль 1 | 75/2,5 | Поточний та підсумковий (стандартизований) | ||||
| Модуль 2 | 105/3,5 | Поточний та підсумковий (стандартизований) | ||||
| Модуль 3 | 90/3,0 | Поточний та підсумковий (стандартизований) |
Примітка:
Аудиторна робота – 55%
СРС – 45%
Структура дисципліни
(кількість модулів; кількість змістових модулів, практичних або семінарських занять у модулі, оцінювання при вивченні кожного модуля)
| Номер модуля, кількість навчальних годин/кількість кредитів ECTS | Кількість змістових модулів, їх нумерація | Кількість практичних занять (без підсумкового) | Бали, які нараховуються студентам | Мінімальна кількість балів* (поточна+ПМК/ загальна) | ||||
| За оцінки на заняттях | При виконанні індивідуального завдання | |||||||
| “5” | “4” | “3” | “2” | |||||
| Модуль 1 75/2,5 | (№ 1-4) | 72+50/122 | ||||||
| Модуль 2 105/3,5 | (№ 5-11) | 1,35 | 76+50/126 | |||||
| Модуль 3 90/3,0 | (№ 12-18) | 1,35 | 76+50/126 |
Примітка: * - мінімальна кількість балів, яку повинен набрати студент за поточну навчальну діяльність при вивченні даного модуля, щоб бути допущеним до складання підсумкового модульного контролю.
2. МЕТА ВИВЧЕННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ – БІОЛОГІЧНА ТА БІООРГАНІЧНА ХІМІЯ
Мета вивчення біологічної та біоорганічної хімії, кінцеві цілі встановлюються на основі ОПП підготовки лікаря за фахом відповідно до блоку (природничо-наукова, медико-біологічна підготовка) і є основою для побудови змісту навчальної дисципліни На підставі кінцевих цілей сформульовані конкретні цілі у вигляді певних умінь (дій), цільових завдань, що забезпечують досягнення кінцевої мети вивчення дисципліни.
Кінцеві цілі вивчення навчальної дисципліни «Біологічна та біоорганічна хімія» полягають у тому, що студент в своїй майбутній професійній діяльності повинен вміти:
► Аналізувати відповідність структури біоорганічних сполук фізіологічним функціям, які вони виконують в організмі людини.
► Інтерпретувати особливості фізіологічного стану організму та розвитку патологічних процесів на основі лабораторних досліджень.
► Аналізувати реакційну здатність вуглеводів, ліпідів, амінокислот, що забезпечує їх функціональні властивості та метаболічні перетворення в організмі.
► Інтерпретувати особливості будови та перетворень в організмі біоорганічних сполук як основи їх фармакологічної дії в якості лікарських засобів.
► Інтерпретувати біохімічні механізми виникнення патологічних процесів в організмі людини та принципи їх корекції.
► Пояснювати основні механізми біохімічної дії та принципи спрямованого застосування різних класів фармакологічних засобів.
► Пояснювати біохімічні та молекулярні основи фізіологічних функцій клітин, органів і систем організму людини.
► Аналізувати функціонування ферментативних процесів, що відбуваються в мембранах і органелах для інтеграції обміну речовин в індивідуальних клітинах.
► Класифікувати результати біохімічних досліджень та зміни біохімічних показників, що застосовуються для діагностики найпоширеніших хвороб людини, зокрема стоматологічних.
► Інтерпретувати значення біохімічних процесів обміну речовин та його регуляції в забезпеченні функціонування окремих органів і тканин, зокрема тканин зуба організму людини.
3. ЗМІСТ ПРОГРАМИ
Модуль 1. Біологічно важливі класи біоорганічних сполук. Біополімери та їх структурні компоненти
Змістовий модуль 1.
Теоретичні основи будови та реакційної здатності біоорганічних сполук.
Вуглеводи.
Конкретні цілі:
● Пояснювати основні правила замісникової номенклатури ІЮПАК і вміти використовувати їх в побудові назв біоорганічних сполук.
● Робити висновки і аналізувати взаємозв'язок між будовою, конфігурацією та конформацією біоорганічних сполук.
● Інтерпретувати залежність реакційної здатності біоорганічних сполук від природи хімічного зв'язку та взаємного впливу атомів в молекулі.
● Інтерпретувати механізми реакцій різних класів біоорганічних сполук, їх перетворення в біологічних системах.
● Робити висновки щодо існування моносахаридів в різних таутомерних формах, що впливає на їх реакційну здатність і дає можливість лабораторного дослідження моносахаридів в біологічних рідинах.
● Інтерпретувати особливості будови та перетворень в організмі гомополісахаридів як харчових речовин – ждерел енергії для процесів життєдіяльності.
● Аналізувати принципи методів виявлення та визначення моносахаридів в крові, сечі, слині.
● Пояснювати механізми біологічної ролі гетерополісахаридів (глікозаміногліканів) в біологічних рідинах та тканинах.
Тема 1. * Класифікація, номенклатура та ізомерія біоорганічних сполук.
Тема 2. Природа хімічного звязку.
Тема 3. * Вуглеводи: моносахариди.
Тема 4. * Структура і функції дисахаридів та полісахаридів.
Змістовий модуль 2.
Карбонові кислоти та їх функціональні похідні. Ліпіди.
Конкретні цілі:
● Пояснювати залежність біологічної активності карбонових кислот від просторової будови молекули.
● Інтерпретувати механізми реакції, характерних для карбонових кислот та ліпіді, їх перетворення в біологічних системах.
● Пояснювати біологічну роль різних класів ліпідів в процесах життєдіяльності.
Тема 5.* Структура, властивості та біологічне значення карбонових кислот.
Тема 6. Функціональні похідні карбонових кислот (гідрокси-, кето-, фенолокислоти).
Тема 7. * Вищі жирні кислоти. Ліпіди. Фосфоліпіди.
Змістовий модуль 3.
а-Амінокислоти. Пептиди. Білки.
Конкретні цілі:
● Інтерпретувати особливості будови а-амінокислот як основи біополімерів – білків, що є структурними компонентами всіх тканин організму.
● Робити висновки про варіанти перетворень в організмі а-амінокислот та аналізувати залежність утворення з них фізіологічно активних сполук (ФАС) від будови та реакційної здатності.
● Пояснювати механізм утворення біогенних амінів та їх вплив на фізіологічні функції організму.
● Пояснювати залежність фізико-хімічних властивостей білків від їх амінокислотного складу.
● Уміти аналізувати якісні реакції на а-амінокислоти для визначення амінокислотного складу білків та використовувати біуретову реакцію для кількісного визначення білків.
Тема 8. * Амінокислотний склад білків та пептидів.
Тема 9. * Структурна організація білків.Фізико-хімічні властивості білків. Реакції осадження білків. Денатурація.
Змістовий модуль 4.
Біологічно активні гетероциклічні сполуки. Нуклеозиди, нуклеотиди, нуклеїнові кислоти.
Конкретні цілі:
●Пояснювати залежність реакційної здатності гетероциклічних сполук від їх бубови, що сприяє їх біосинтезу в організмі та лабораторного синтезу з метою одержання лікарських засобів.
●Робити висновки щодо біологічної активності гетерофункціональних похідних гетероциклічного ряду за умов особливості їх будови і хімічної поведінки.
●Аналізувати значення мононуклеотидів для побудови нуклеїнових кислот і дії нуклеотидних коферментів.
● Інтерпретувати механізми участі вітамінів в побудові коферментів, що аналізують біохімічні реакції в організмі.
Тема 10. * Класифікація, будова та значення біологічно важливих гетероциклічних сполук.
Тема 11. * Структура та біохімічні функції нуклеозидів, нуклеотидів та нуклеїнових кислот.
Тема 12. * Ферменти.
Примітка: * -теми, які виносяться на практичні заняття.
4.1. Тематичний план лекцій з модуля 1
"Біологічно важливі класи біоорганічних сполук. Біополімери та їх структурні компоненти"
| №, з/п | Тема | Години |
| 1. | Біоорганічна хімія як наука. Класифікація, будова та реакційна здатність біоорганічних сполук. | |
| Класифікація, будова та хімічні властивості вуглеводів. | ||
| 3. | Будова та хімічні властивості карбонових кислот. Ліпіди. | |
| 4. | а-Амінокислоти, пептиди, білки. | |
| 5. | Гетероциклічні сполуки. Будова, властивості та біологічна роль нуклеїнових кислот. | |
| РАЗОМ: |
Тематичний план практичних заннять з модуля 1
| № | Тема | Години |
| 1. | Класифікація, номенклатура, ізомерія біоорганічних сполук. | |
| 2. | Природа хімічного зв’язку. Реакційна здатність біоорганічних сполук. | |
| 3. | Вуглеводи: моносахариди. | |
| 4. | Структура і функції ди- та полісахаридів. | |
| 5. | Структура, властивості та біологічне значення карбонових кислот. | |
| 6. | Функціональних похідні карбонових кислот (гідрокси-, кето-, фенолокислоти). | |
| 7. | Вищі жирні кислоти. Ліпіди. Фосфоліпіди. | |
| 8. | Амінокислотний склад білків та пептидів. | |
| 9. | Структурна організація білків. Фізико-хімічні властивості білків. Реакції осадження білків. Денатурація. | |
| 10. | Класифікація, будова та значення біологічно важливих гетероциклічних сполук. | |
| 11. | Структура та біохімічні функції нуклеозидів, нуклеотидів та нуклеїнових кислот. | |
| 12. | Ферменти. | |
| Разом годин | ||
| ● | Підсумковий модульний контроль, в тому числі: Практичної підготовки Теоретичної підготовки | |
| РАЗОМ: |
4.3. Завдання для самостійної роботи студентів (СРС) з модуля 1
| №, з/п | Тема | Години |
| 1. | Підготовка до практичних занять для оволодіння уміннями: -зображувати формули структурних та просторових ізомерів біоорганічних сполук, схеми будови біополімерів та їх структурних компонентів; -аналізувати реакційну здатність вуглеводів, ліпідів, амінокислот, що забезпечує їх функціональні властивості та метаболічні перетворення. | |
| 2. | Уміти інтерпретувати результати лабораторних досліджень біологічних рідин на вміст глюкози, кетонових тіл, пентоз, амінокислот. | |
| 3. | Аналізувати відповідність вітамінів біохімічним функціям, які вони виконують в організмі. | |
| 4. | Індивідуальна СРС за вибором (індивідуальне завданя) – створення схем: класифікація органічних сполук, структурна організація білків, структура вуглеводів, нуклеїнових кислот. | |
| 5. | Підготовка до підсумкового контролю засвоєння модуля. | |
| РАЗОМ |
4.4. Перелік індивідуальних завдань для самостійної роботи студентів до
Модуля 1.
Підготовка огляду наукової літератури та створення електронних варіантів схем до тем:
● класифікація біоорганічних сполук;
● класифікація та будова вуглеводів;
● класифікація та будова ліпідів;
● класифікація та будова амінокислот;
● рівні структурної організації білкових молекул;
● класифікація гетероциклічних сполук;
● структури нуклеїнових кислот.
4.5. Перелік питань для підготовки студентів до підумкового модульного
Контролю з модуля 1.
Змістовий модуль 1. Теоретичні основи будови та реакційної здатності біоорганічних сполук.
1. Біоорганічна хімія як наука: визначення, предмет і завдання, розділи, методи дослідження. Значення в системі вищої медичної освіти.
2. Класифікація органічних сполук за будовою вуглецевого радикалу та природою функціональних груп.
3. Будова найважливіших класів біоорганічних сполук за природою функціональних груп: спиртів, фенолів, тіолів, альдегідів, кетонів, карбонових кислот, складних ефірів, амідів, нітросполук, амінів.
4. Номенклатура органічних сполук: тривіальна, раціональна, міжнародна. Принципи утворення назв органічних сполук за номенклатурою ІЮПАК: замісниковий, радикало-функціональний.
5. Природа хімічного зв’язку в органічних сполуках: гібридизація орбіталей, електронна будова сполук вуглецю.
6. Просторова будова біоорганічних сполук: стереохімічні формули; конфігурація та конформація. Стереоізомери: геометричні, оптичні, поворотні (конформери).
7. Оптична ізомерія; хіральність молекул органічних сполук D та L стереохімічні ряди. Енантіомери та діастереоізомери біоорганічних сполук. Зв’язок просторової будови з фізіологічною активністю.
8. Типи реакцій біоорганічної хімії: класифікація за результатом (спрямованістю) та механізмом реакції. Приклади.
9. Карбонільні сполуки біоорганічної хімії. Хімічні властивості та біомедичне значення альдегідів та кетонів.
10. Вуглеводи: визначення, класифікація. Моносахариди (альдози і кетози; тріози, тетрози, пентози, гексози, гептози), біомедичне значення окремих представників.
11. Моносахариди: пентози (рибоза, 2-дезоксирибоза, ксилоза), гексози (глюкоза, галактоза, маноза, фруктоза) – будова, властивості. Якісні реакції на глюкозу.
12. Будова та властивості похідних моносахаридів. Амінопохідні: глюкозамін, галактозамін. Уронові кислоти. L-Аскорбінова кислота (вітамін C). Продукти відновлення моносахаридів: сорбіт, маніт.
13. Олігосахариди: будова, властивості. Дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза), їх біомедичне значення.
14. Полісахариди. Гомополісахариди: крохмаль, глікоген, целюлоза, декстрини – будова, гідроліз, біомедичне значення. Якісна реакція на крохмаль.
15. Гетеропоісахариди: визначення, структура. Будова та біомедичне значення глікозаміногліканів (мукополісахаридів) – гіалуронової кислоти, хондроїтинсульфатів, гепарину.
Змiстовний модуль 2. Карбоновi кислоти та їх функціональні похідні. Ліпіди.
1. Карбонові кислоти в біоорганічній хімії: будова і хімічні властивості; функціональні похідні карбонових кислот (ангідриди, аміди, складні ефіри). Реакції декарбоксилування.
2. Будова і властивості дикарбонових кислот: щавлевої, малонової, янтарної, глутарової, фумарової.
3. Ліпіди: визначення, класифікація. Вищі жирні кислоти: пальмітинова, стеаринова, олеїнова, лінолева, ліноленова, арахідонова. Прості ліпіди. Триацилгліцероли (нейтральні жири): будова, фізіологічне значення, гідроліз.
4. Складні ліпіди. Фосфоліпіди: фосфатидна кислота, фосфатидилетаноламін, фосфатидилхолін, фосфатидилсерин. Сфінголіпіди. Гліколіпіди. Роль складних ліпідів у побудові біомембран.
5. Аміни: номенклатура, властивості. Біомедичне значення біогенних амінів (адреналіну, норадреналіну, дофаміну, триптаміну, серотоніну, гiстамiну) та полiамiнiв (путресцину, кадаверину).
6. Амiноспирти: будова, властивостi. Бiомедичне зщначення етаноламiну (коламiну), холiну, ацетилхолiну.
7. Гiдроксикислоти в бiологiчнiй хiмiї: будова i властивостi монокарбонових кислот (молочної та β-гiдроксимасляної), дикарбонових (яблучної, винної) гiдроксикислот.
Змiстовий модуль 3. α-Амiнокислоти Пептиди. Бiлки.
1. Амінокислоти: будова, стереоізомерія, хімічні властивості. Біомедичне значення L- α -амінокислот. Реакції біохімічних перетворень амінокислот: дезамінування, трансамінування, декарбоксилування.
2. Амінокислотний склад білків та пепетиді; класифікація природних L- α -амінокислот. Нінгідринова реакція, її значення в аналізі амінокислот.
3. Білки та пептиди: визначення, класифікація, біологічні функції. Типи зв’язків між амінокислотними залишками в білкових молекулах. Пептидний зв’язок: утворення, структура; біуретова реакція.
4. Рівні структурної організації білків: первинна, вторинна, третинна та четвертинна структури. Олігомерні білки.
5. Фізико-хімічні властивості білків; їх молекулярна маса. Методи осадження. Денатурація білків.
Змістовий модуль 4. Біологічно важливі гетероциклічні сполуки. Нуклеозиди, нуклеотиди, нуклеїнові кислоти.
1. П’ятичленні гетероцикли з одним гетероатомом (пірол, фуран, тіофен). Біомедичне значення тетрапірольних сполук: порфіринів, гема.
2. Індол та його похідні: триптофан і реакції утворення триптаміну та серотоніну; індоксил, скатол – значення в процесах гниття білків в кишечнику.
3. П’ятичленні гетероцикли з двома гетероатомами азоту. Піразол, піразолон; похідні піразолону-5 як лікарські засоби (антипірин, амідопірин, анальгін). Імідазол та його похідні: гістидин, гістамін.
4. П’ятичленні гетероцикли з двома різними гетероатомами: тіазол, оксазол. Тіазол як структурний компонент молекули тіаміну (вітаміну В1).
5. Шестичленні гетероцикли з атомом азоту: піридин. Нікотинамід (вітамін РР) як складова частина окислювально-відновних піридинових коферментів. Піридоксин та молекулярні форми В6.
6. Шестичленни гетероцикли з двома атомами азоту. Діазини: піримідин, піразин, піридазин. Азотисті основи – похідні піримідину (урацил, цитозин, тимін).
7. Похідні піримідину як лікарські засоби: 5-фторурацил, оротат калію. Барбітурова кислота; барбітурати як снодійні та протиепілептичні засоби (фенобарбітал, веронал).
8. Пурин та його похідні. Амінопохідні пурину (аденін, гуанін), їх таутомерні форми; біохімічне значення в утворенні нуклеотидів та коферментів.
9. Гідроксипохідні пурину: гіпоксантин, сечова кислота, метильовані похідні ксантину (кофеїн, теофілін, теобромін) як фізіологічно активні сполуки з дією на центральну нервову та серцево-судинну систему.
10. Нуклеозиди, нуклеотиди. Азотисті основи пуринового і піримідинового ряду, що входять до складу природних нуклеотидів. Мінорні азотисті основи.
11. Нуклеозиди. Нуклеотиди як фосфорильвані похідні нуклеозидів (нуклеозидмоно-, ди- і трифосфати). Номенклатура нуклеозидів та нуклеотидів як компонентів РНК та ДНК.
12. Будова та біохімічні функції вільних нуклеотидів: нуклеотиди-коферменти; циклічні нуклеотиди 3’,5’-цАМФ та 3’,5’-ц ГМФ.
13. Нуклеїнові кислоти (дезоксирибонуклеїнові, рибонуклеїнові) як полінуклеотиди. Полярність полінуклеотидних ланцюгів ДНК та РНК.
14. Будова та властивості ДНК; нуклеотидний склад, комплементарність азотистих основ. Первинна, вторинна та третинна структури ДНК.
15. РНК: будова, типи РНК та їх роль в біосинтезі білків.
16. Вітаміни: загальна характеристика; поняття про коферментну дію вітамінів. Будова та властивості вітамінів В1, В2, В6, РР.
4.6. Перелік практичних робіт та завдань для підсумкового контролю з модуля 1.
- Визначити наявність в розчині формальдегіду реакцією Троммера. Зробити висновок.
- Оцінитии проведену йодоформну пробу на ацетон. Зробити висновок.
- Як і чому зміниться колір водного розчину KMnO4 при додаванні олеїнової кислоти?
- Чому реакція Вагнера на ненасиченість жиру є якісною? Провести аналіз результатів реакції.
- Оцінити різницу в хімічній поведінці салолу та аспірину при їх взаємодії з FeCl3. Аргументувати висновок.
- Оцінити результати поетапно проведеного одержання реактиву Фелінга. Де він застосовується?
- Чому по-різному взаємодіють з реактивом Фелінга глюкоза і лактоза з одного боку та сахароза з іншого? Пояснити результати.
- Якою є якісна реакція на крохмаль? Зробити висновки.
- Як і чому при взаємодії глюкози зі свіжоосадженим Cu(OH)2 за різних умов (кімнатна температура та нагрівання) одержуємо різні продукти? Аргументувати висновок.
- Оцінити якісні реакції на амінокислоти та білки:
-ксантопротеїнову;
-нінгідринову;
-Фоля;
-Біуретову.
Як і чому з’являються різні кольори розчину?
- Запропонуйте реакцію, що дозволить відрізнити пептиди від білків.
- Оцінити дію на білки сульфату амонію,трихлороцтової та сульфосаліцилової кислот. Дати аргументацію.
- Що відбувається з нуклеїновими кислотами при їх гідролізі? Визначити за допомогою відповідних якісних реакцій складові гідролізату нуклеїнових кислот. Зробити висновки.
- Модуль 2. Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція.
Змістовий модуль 5.
Введення в біохімію. Біохімічні компоненти клітин
Конкретні цілі:
· Аналізувати етапи та закономірності становлення біохімії як фундаментальної медико-біологічної науки та навчальної дисципліни;
· Пояснити принципи та основи методів біохімічних досліджень функціонального стану організму людини в нормі та при патології;
· Використовувати результати біохімічного аналізу для оцінки стану певних ланок обміну речовин;
· Трактувати основоположні біохімічні поняття, що характеризують метаболічні перетворення та регуляторні адаптивні процеси.
Тема 1. * Предмет, задачі, основні етапи та сучасні напрямки розвитку біохімії. Мета і методи проведення біохімічних досліджень, їх клініко-діагностичне значення.
Тема 2. Біомолекули та клітинні структури.
Змістовий модуль 6.
Ферменти та коферменти. Регуляція метаболізму.
Конкретні цілі:
· Аналізувати механізми регуляції основних метаболічних процесів;
· Трактувати біохімічні закономірності будови та функціонування різних класів ферментів;
· Трактувати роль вітамінів та їх біологічно активних похідних в механізмах каталізу за участю основних класів ферментів;
· Аналізувати шляхи та механізми регуляції ферментативних процесів як основи обміну речовин в організмі в нормі та при патологіях;
· Пояснювати зміни перебігу ферментативних процесів та накопичення проміжних продуктів метаболізму при вроджених (спадкових) та набутих вадах метаболізму – ензимопатіях;
· Аналізувати зміни активності індикаторних ферментів плазми крові при патологіях певних органів та тканин;
· Пояснювати застосування ферментних препаратів та інгібіторів ферментів як фармакологічних препаратів при певних патологічних станах.
Тема 3. *Ферменти: структура, фізико-хімічні властивості білків-ферментів, класифікація за типом реакції.
Тема 4. *Механізм дії та визначення активності ферментів.
Тема 5. Кінетика ферментативного каталізу. Інгібітори ферментів.
Тема 6. *Регуляція ферментативних процесів. Медична ензимологія.
Тема 7. * Кофактори та коферменти. Коферментні функції вітамінів.
Змістовний модуль 7.
Основні закономірності обміну речовин. Цикл трикарбонових кислот.
Конкретні цілі:
· Трактувати біохімічні закономірності протікання обміну речовин: катаболічні, анаболічні, амфіболічні шляхи метаболізму;
· Трактувати біохімічні законоиірності функціонування циклу трикарбонових кислот, його анаплеротичні реакції та амфіболічну сутність;
· Пояснювати біохімічні механізми регуляції циклу трикарбонових кислот та його ключову роль в обміні речовин та енергії;
· Пояснювати біохімічні механізми регуляці процесів анаболізму та катаболізму.
Тема 8. * Фундаментальні закономірності обміну речовин: катаболізм, анаболізм. Спільні шляхи перетворення білків, вуглеводів, ліпідів.
Тема 9. * Цикл трикарбонових кислот і його регуляція.
Змістовний модуль 8.
Молекулярні основи біоенергетики
Конкретні цілі:
· Трактувати роль біологічного окислення, тканинного дихання та окисного фосфорилювання в генерації АТФ за анаеробних умов;
· Аналізувати порушення синтезу АТФ за умов дії на організм людини патогенних факторів хімічного, фізичного, біологічного походження;
· Пояснювати біохімчні основи процесів знешкодження ендогенних токсинів за участю ферментів мікросомального окислення (цитохрому Р-450).
Тема 10. * Біоенергетичні процеси: біологічне окислення, окисне фосфорилювання, синтез АТФ.
Тема 11. * Хеміоосмотична теорія, інгібітори та роз’єднувачі окисного фосфорилювання.
Змістовий модуль9.
Метаболізм вуглеводів та його регуляція.
Конкретні цілі:
· Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму вуглеводів: анаеробне та аеробне окислення глюкози;
· Трактувати біохімічні закономірності альтернативних шляхів обміну моносахаридів: пентозофосфатний шлях окислення глюкози, шляхи перетворення фруктози та галактози;
· Трактувати функціональні особливості та біологічне значення біосинтезу глюкози (глюконеогенез), синтезу та розпаду глікогену в тканинах;
· Аналізувати зміни рівня глюкози крові, механізми їх гормональної регуляції (інсулін, глюкагон, адреналін), патологічні прояви порушень обміну глюкози: цукровий діабет, голодування;
· Пояснити молекулярно-біологічні основи спадкових ензимопатій (вроджених вад метаболізму) обміну фруктози, галактози, глікогену;
· Трактувати поняття нормоглікемія, гіпер-, гіпоглікемія, глюкозурія як нормальні та патологічні стани обміну глюкози.
Тема 12. *Метаболізм вуглеводів. Анаеробне окислення глюкози – гліколіз. Біосинтез глюкози – глюконеогенез.
Тема 13. *Аеробне окислення вуглеводів. Альтернативні шляхи обміну моносахаридів. Метаболізм фруктози та галактози.
Тема 14. *Катаболізм та синтез глікогену. Генетичні порушення обміну глікогену.
Тема 15. *Регуляція та патології обміну глюкози: гіпо-, гіперглікемія, цукровий діабет.
Змістовний модуль 10.
Метаболізм ліпідів та його регуляція.
Конкретні цілі:
· Трактувати біохімічні функції простих і складних ліпідів в організмі: участь в побудові та функціонуванні біологічних мембран клітин, запасна, енергетична функції, використання в якості попередників в біосинтезі біологічно активних сполук ліпідної природи;
· Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму ліпідів: катаболізм та біосинтез жирних кислот, триацилгліцеролів, фосфоліпідів, гормональна регуляція ліполізу;
· Трактувати біохімічні закономірності регуляції біосинтезу холестеролу та його біотрансформації: етерифікація, утворення жовчних кислот, строїдних гормонів, вітаміну Д3;
· Аналізувати зміни в системі циркуляторних транспортних ліпідів: ХМ, ЛПДНЩ, ЛПНЩ, ЛПВЩ при патологіях, пояснювати їх функціональне значення;
· Пояснювати біохімічні основи виникнення та розвитку генетичних аномалій обміну ліпідів, ліпопротеїнів, холестеролу (ліпопротеїнемії), а також набуті порушення обміну ліпідів: атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет.
Тема 16. *Метаболізм ліпідів: катаболізм та біосинтез триацилгліцеролів, регуляція ліполізу.
Тема 17. *Окислення та біосинтез вищих жирних кислот. Метаболізм кетонових тіл.
Тема 18. *Біосинтез і біотрансформація холестеролу. Жовчні ктслоти. Патології ліпідного обміну: стеаторея, ожиріння, атеросклероз.
Змістовний модуль 11.
Метаболізм амінокислот. Ензимопатії амінокислотного обміну.
Конкретні цілі:
· Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму амінокислот: процеси дезамінування, трансамінування, декарбоксилювання, пояснювати біологічну дію утворюваних біологічних амінів: серотоніну, гістаміну, гама-аміномасляної кислоти, тощо;
· Трактувати метаболічні закономірності утворення та знешкодження аміаку, циркуляторного транспорту аміаку, біосинтезу сечовини;
· Аналізувати зміни в системах транспорту та знешкодження аміаку при генетичних аномаліях ферментів метаболізму аміаку;
· Пояснювати особливості функціонування загальних шляхів метаболізму безазотистих скелетів амінокислот та спеціалізованих перетворень циклічних амінокислот;
· Пояснювати біохімічні основи виникнення і проявів генетичних аномалій обміну циклічних амінокислот та аналізувати причини нагромадження проміжних продуктів їх обміну при фенілкетонурії, алкаптонурії, альбінізмі;
· Пояснювати біохімічні принципи регулдяції обміну порфіринів, виникнення та розвитку спадкових порушень синтезу порфіринів – порфірій.
Тема 19. *Загальні шляхи перетворення амінокислот. Детоксикація аміаку, біосинтез сечовини.
Тема 20. * Спеціалізовані шляхи обміну ациклічних та циклічних амінокислот. Біосинтез глутатіону та креатину.
Тема 21. * Біосинтез порфіринів. Спадкові порушення обміну порфіринів.
5.1. Тематичний план лекцій з модуля 2
| № з/п | Тема лекції | Години |
| Біохімія як наука: біомолекули; метаболічні шляхи. Ферменти: будова, властивості, класифікація. Регуляція метаболічних процесів: регуляторні ферменти. Кофактори та коферменти. Коферментні функції вітамінів. | ||
| Біоенергетика: загальні шляхи катаболізму вуглеводів, ліпідів, амінокислот. Цикл трикарбонових кислот. Біологічне окислення та окисне фосфорилювання. | ||
| Метаболізм вуглеводів. Гліколіз, аеробне окиснення глюкози; альтернативні шляхи обміну моносахаридів. Обмін глікогену, глюконеогенез. Регуляція та патологія вуглеводного обміну. | ||
| Метаболізм ліпідів. Катаболізм триацилгліцеролів: окислення жирних кислот та гліцерину; кетогенез. Ліпогенез. Обмін холестерину. Регуляція та патологія ліпідного обміну | ||
| Метаболізм білків та амінокислот. Загальні шляхи перетворення амінокислот. | ||
| Спеціалізовані шляхи перетворення амінокислот, спадкові ензимопатії. Обмін аміаку: біосинтез сечовини та його порушення. | ||
| Разом |
5.2. Тематичний план практичних занять з модуля 2 –
загальні закономірноті метаболізму
| № з/п | Тема занять | Години |
| 1. | Контроль початкового рівня знань. Засвоєння принципів проведення біохімічних лабораторних досліджень; обгрунтування та клініко-діагностичне значення змін біохімічних показників. | |
| 2. | Дослідження фізико-хімічних властивостей білків-ферментів. Засвоєння методів виявлення ферментів в біологічних об’єктах. | |
| 3. | Визначення активності ферментів, дослідження механізму їх дії та кінетики ферментативного каталізу. | |
| 4. | Вивчення регуляції ферментативних процесів та аналіз механіхмів виникнення ензимопатій. Медична ензимологія. | |
| 5. | Дослідження ролі кофакторів та коферментних вітамінів у прояві каталітичної активності ферментів. | |
| 6. | Обмін речовин і енергії. Дослідження функціонування, регуляції та енергетичної вартості циклу трикарбонових кислот. | |
| 7. | Дослідження біолгічного окиснення, окисного фосфорилювання та синтезу АТФ. | |
| 8. | Засвоєння принципів хеміосмотичної теорії, аналіз механізму дії інгібіторів та роз’єднувачів окисного фосфорилювання. | |
| 9. | Дослідження гліколізу – анаеробного окиснення вуглеводів. | |
| 10. | Дослідження аеробного окиснення глюкози та альтернативних шляхів обиіну моносахаридів. | |
| 11. | Досліження катаболізму та біосинтезу глікогену. Регуляція обміну гілкогену. Біосинтез глюкози – глюконеогенез. | |
| 12. | Дослідження механізмів метаболічної та гормональної регуляції обміну глюкози крові. Цукровий діабет. | |
| 13. | Дослідження біосинтезу триацилгліцеролів та фосфоліпідів. Ліполіз та його регуляція. | |
| 14. | Бета-окслення та біосинтез жирних кислот. Дослідження обміну кетонових тіл. | |
| 15. | Дослідження біосинтезу та біотроансформаціх холестеролу. Патологвї ліпідного обміну. | |
| 16. | Дослідження загальних шляхів перетворень амінокислот в тканинах. | |
| 17. | Дослідження спеціалізованих шляхів перетворень амінокислот в тканинах. | |
| 18. | Дослідження шляхів утворення та знешкодження аміаку. Біосинтез сечовини. | |
| 19. | Дослідження шляхів використання амінокислот в біосинтетичних процесах. | |
| Разом, годин | ||
| Підсумковий модульний контроль: | ||
| Практичної підготовки | ||
| Теоретичної підготовки | ||
| Разом, годин |
5.3. Завдання для самостійної роботи студентів (СРС) з модуля 2
| № з/п | Тема | Години | |
| Підготовка до практичних занять: | |||
| 1.1 | Набути практичні навички з регуляції метаболізму: | ||
| Підготовка матеріалу (біологічні рідини, клітини, субклітинні органелли) до проведення біохімічних досліджень. | |||
| Побудови графіків залежності швидкості ферментативної реакції від концентрції субстрату, змін рН середовища та температури. | |||
| Пояснювати механізм перетворення субстрату за каталітичної дії ферментів. | |||
| Написання структурних формул коферментних віиамінів та пояснювати механізм утворення їх біологічно активних (коферментних) форм. | |||
| Пояснювати механізм протікання ферментативних реакцій за участю коферментів. | |||
| 1.2 | Набути практичні навики з молекулярних основ біоенергетики: | ||
| Відтворення послідовних етапів спільних шляхів катаболізму білків, вуглеводів та ліпідів. | |||
| Написання послідовності реакцій перетворення інтермедіатів в циклі трикарбонових кислот. | |||
| Малювати схему та пояснювати будову та механізм дії ланцюга трнспорту електронів. | |||
| Пояснювати на основі положень хеміоосмотичної теоріїї механізм спряження, окислення та фосфорилювання, синтезу АТФ в дихальному ланцюгу. | |||
| 1.3 | Набути практичні навички з біохімії метаболізму вуглеводів: | ||
| Написання ферментативних реакцій перетворення інтермедіатів в гліколізі, пентозофосфатному шляху, метаболізмі глікогену. | |||
| Побудова схем метаболічних шляхів обмуну вуглеводів. | |||
| Пояснювати молекулярні механізми регуляції метаболізму вуглеводів. | |||
| Оцінювати за біохімічними показниками стан вуглеводного обміну при патологіях | |||
| 1.4 | Набути практичні навички з біохімії метаболізму ліпідів: | ||
| Будувати схеми та писати біохімічні реакіії перетворень ліпідів в метаболічних шляхах. | |||
| Пояснювати молекулярні механізми регуляції обміну ліпідів та окремих метаболічних шляхів. | |||
| Оцінювати за біохімічними показниками порушення ліпідного обміну при патологічних станах. | 0,5 | ||
| 1.5 | Набути практичні навички з біохімії метаболізму амінокислот: | ||
| Будувати схеми та писати біохімічні (ферментативні) реакції перетворень амінокислот в метаюолічних шляхах. | 0,5 | ||
| Аналізувати і трактувати молекулярні механізми регуляції обміну амінокислот та окремих метаболічних шляхів. | 0,5 | ||
| Оцінювати за біохімічними показаннями порушення обміну амінокслот при вроджених і набутих вадах метаболізму. | 0,5 | ||
| 2. | Індивідуальна СРС за вибором (індивідуальне завдання) – підготовка огляду наукової літератури з теми: Історія становлення та розвитку біохімії. Основоположні відкриття. Мультиферментні комплекси: особливості будови та каталізу. Ензимодіагностика, ізоферменти в ензимодіагностиці. Коферментні вітаміни. Роз’єднувачі окисного фосфорилювання і регуляція термогензу. Універсальність хеміоосмотичної теорії для живих систем. Створення схем: регуляція обміну глюкози; мультиферментний комплекс – синтез жирних кислот, транспорт та депонування ліпідів; орнітиновий цикл, метаболізм фенілаланіну. | ||
| 3. | Підготовка до підсумкового контролю засвоєння модуля 2. | ||
| Разом |
5.4. Перелік індивідуальних завдань для самостійної роботи студентів до
Модуля 2.
Підготовка огляду наукової літератури та написання реферату з теми:
· Історія становлення та розвитку біохімії як науки;
· Основоположні відкриття в галузі структури та функціональної ролі білків і нуклеїнових кислот;
· Мультиферментні комплекси – структура та функції;
· Ензимодіагностика, використання ізоферменитів в ензимодіагностиці;
· Коферментні вітаміни та їх біологічні форми;
· Роз’єднувачі окисного фосфорилювання і регуляції термогенезу;
· Універсальність хеміоосмотичної теорії для живих систем.
Створення схем в електронному варіанті до наступних тем:
· метаболічна та гормональна регуляція обміну глюкози;
· мультиферментний комплекс – синтетаза жирнихї кислот;
· транспорт та депонування ліпідів;
· орнітиновий цикл – біосинтез сечовини;
5.5. Прелік питань для підготовки студентів до підсумкового модульного контролю з модуля 2
Змістовний модуль 5. Введення в біохімію. Біохімічні компоненти клітин.
1. Біологічна хімія (біохімія) як наука. Місце біохімії серед інших медико-біолгічних дисциплін.
2. Об’єкти вивчення та завдання біохімії. Провіна роль біохімії у встановленні молекулярних механізмів патогенезу хвороб людини.
3. Зв’язок біохімії з іншими біомедичними науками. Медична біохімія. Клінічна біохімія. Біохімічна лабораторна діагностика.
4. Історія біохімії; розвиток біохімічних досліджень в Україні.
5. Структурно-функціональні компоненти клітин, їх біохімічні функції. Класи біомолекул. Їх ієрархія та походження.
Змістовий модуль 6. Ферменти та коферменти. Регуляція метаболізму.
- Ферменти: визначення; властивості ферментів як біологічних катплізаторів.
- Класифікація та номенклатура ферментів, характеристика окремих класів ферментів.
- Будова та механізми дії ферментів. Активний та алостеричний (регуляторний) центр.
- Кофактори та коферменти. Будова та властивості коферментів, вітаміни як попередники в біосинтезі коферментів.
- Коферменти: типи реакцій, які каталізують окремі класи коферментів.
- Іізоферменти, особливості будови та функціонування, значення в діагностиці захворювань.
- Механізми дії та кінетика ферментативних реакцій: залежність швидкості реакції відконцентрації субстрату, рН та температури.
- Активатори та інгібітори ферментів: приклади та механізми дії.
- Типи інгібірування ферментів: зворотнє(конкурентне, неконкурентне) та незворотнє інгібування.
- Регуляція ферментативних процесів. Шляхи та механізми регуляції: алостеричні ферменти; ковалентна модифікація ферментів.
- Циклічні нуклеотиди (цАМФ, цГМФ) як регулятори ферментативних реакцій та бологічних функцій клітини.
- Ензимопатії – уроджені (спадкові) вади метаболізму вуглеводів, амінокислот, порфіринів, пуринів.
- Ензимодіагностика патологічних процесів та захворювань.
- Ензимотерапія – застосування ферментів, їх активаторів та інгібіторів в медицині.
- принципи та методи виявлення ферментів у біооб’єктах.Одиниці виміру активності та кількості ферментів.
Змістовий модуль 7. Основні закономірності обміну речовин.
Цикл трикарбонових кислот.
1. Обмін речовин (метаболізм) – загальні закономірності протікання катоболічних та анаболічних процесів.
2. Спільні стадії внутрішньоклітинного катаболзму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів.
3. Цикл трикарбонових кислот. Локалізація, послідовність ферментативних реакцій, значення в обміні речовин.
4. Енергетичний баланс циклу трикарбонових кислот. Фізіологічне значення реакцій ЦТК.
5. Субстратне фосфорилювання ЦТК.
Змістовий модуль 8. Молекулярні основи біоенергетики.
- Реакції біологічного окислення; типи реакцій (дегідрогеназні, оксидазні, оксигеназні) та їх біологічне значення. Тканинне дирхання.
- Ферменти біологічного окислення в мітохондріях: піридин-, флавін-залежні дегідрогенази, цитохроми.
- Послідовність компонентів дихального ланцюга мітохондрій. Молекулярні комплекси внутрішніх мембран мітохондрій.
- Окисне фосфорилювання: пункти спряження транспорту електронів та фосфорилювання, коефіцієнт окисного фосфорилювання.
- Хеміосмотична теорія окисного фосфорилювання, АТФ-синтетаза мітохондрій.
- Інгібітори транспорту електронів та роз'єднувачі окисного фосфорилювання.
- Мікросомальне окислення: цитохром Р-450; молекулярна організація ланцюга переносу електронів.
Змістовий модуль 9. Метаболізм вуглеводів та його регуляція.
1. Аеробне та анаеробне окислення глюкози, загальна характеристика процесів.
2. Анаеробне окислення глюкози. Послідовність реакцій та ферменти гліколізу.
3. Аеробне окислення глюкози. Етапи репетворення глюкози до CO2 , H2O.
4. Окислювальне декарбоксилювання пірувату. Ферменти, коферменти та послідовність реакцій в мультиферментному комплексі.
5. Гліколітична оксидоредукція: субстратне фосфорилювання та човникові механізми окислення гліколітичного НАДН.
6. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окислення глюкози, ефект Пастера.
7. Фосфоролітичний шлях розщеплення глікогену в печінці та мязах. Регуляція активності глікогенфосфорилази.
8. Біосинтез глікогену: ферментативні реакції, фізіологічне значення. Регуляція активності глікогенсинтази.
9. Механізми реципрокної регуляції глікогенолізу та глікогенезу за рахунок каскадного цАМФ-залежного фосфорилювання ферментних білків.
10. Роль адреналіну, глюкагону та інсуліну в гормональній регуляції обміну глікогену в мязах та печінці.
11. Генетичні порушення метаболізму глікогену (глікогенози, аглікогенози).
12. Глюконеогенез: субстрати, ферменти та фізіологічне значення процесу.
13. Глюкозо-лактатний (цикл Корі) та глюкозо-аланіновий цикли.
14. Глюкоза крові(глюкоземія): нормоглікемія, гіпо- та гіперглікемії, глюкозурія. Цукровий діабет- патологія обміну глюкози.
15. Гормональна регуляція концентрації та обміну глюкози в крові.
16. Пентозофосфатний шлях окислення глюкози:схема процесу та біологічне значення.
17. Метаболічні шляхи перетворення фруктози та галактози; спадкові ензимопатії їх обміну.
Змістовний модуль 10. Метаболізм ліпідів та його регуляція.
1. Катаболізм триацилгліцеролів в адипоцитах жирової тканини: послідовність реакцій, механізми регуляції активності тригліцеридліпази.
2. Нейрогуморальна регуляція ліполізу за участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну.
3. Реакції окислення жирних кислот (β-окислення); роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії.
4. Енергетична вартість β-окислення жирних кислот в клітинах.
5. Окислення гліцеролу: ферментативні реакції, біоенергетика.
6. Кетонові тіла. Реакція біосинтезу та утилізації кетонових тіл, фізіологічне значення.
7. Порушення обміну кетонових тіл за умов патології (цукровий діабет,голодування).
8. Біосинтез вищих жирних кислот: реакції біосинтезу насичених жирних кислот (пальмітату) та регуляція процесу.
9. Біосинтез моно- та поліненасичених жирних кислот в організмі людини.
10. Біосинтез триацилгліцеролів та фосфогліцеридів.
11. Метаболізм сфінголіпідів. Генетичні аномалії обміну сфінголіпідів-сфінголіпідози.
12. Біосинтез холестерину: схема реакцій, регуляція синтезу холестерину.
13. Шляхи біотрансформації холестерину: етерифікація; утворення жовчних кислот, стероїдних гормонів, вітаміну D3.
14. Циркуляторний транспорт та депонування ліпідів у жировій тканині. Ліпопротеїнліпаза ендотелію.
15. Ліпопротеїни плазми крові: ліпідний та білковий (апопротеїни) склад. Гіперліпопротеїнемії.
16. Патології ліпідного обміну: атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет.
Змістовний модуль 11. Метаболізм амінокислот.
Ензимопатії амінокислотного обиіну.
1. Пул вільних амінокислот в організмі: шляхи надходження та використання вільних амінокислот в тканинах.
2. Трансамінування амінокислот: реакції та їх біохімічне значення, механізм дії амінотрансфераз.
3. Дезамінування вільних L-амінокислот в тканинах.
4. Декарбоксилювання L-амінокислот в організмі людини. Фізіологічне значення утворених продуктів. Окислення біогенних амінів.
5. Шляхи утворення та знешкодження аміаку в організмі.
6. Біосинтез сечовини: послідовність ферментних реакцій біосинтезу, генетичні аномалії ферментів циклу сечовини.
7. Загальні шляхи метаболізму вуглецевих скелетів амінокислот в організмі людини. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти.
8. Біосинтез та біологічна роль креатину і креатинфосфату.
9. Глутатіон: будова, біосинтез та біологічні функції глутутіону.
10. Спеціалізовані шляхи метаболізму циклічних амінокислот- фенілаланіну, та тирозину.
11. Спадкові ензимопатії обміну циклічних амінокислот: фенілкетонурія, альбінізм.
12. Обмін циклічної амінокислоти триптофану та його спадкові ензимопатії.
13. Метаболізм порфіринів: будова гему; схема реакцій біосинтезу протопорфірину IX та гему.
14. Спадкові порушення біосинтезу порфіринів, типи порфірій.
15. Катаболізм гемоглобіну та гему(схема); утворення і будова жовчних пігментів.
16. Патобіохімія та види жовтяниць: біохімічна діагностика жовтяниць.
5.6. Перелік практичних робіт та завдань для підсумкового контролю з модуля 2.
1. Пояснити основні принципи визначення активності ферментів на прикладі амілази слини(йод – крохмальна реакції Троммера та Фелінга).
2. Довести білкову природу ферментів Біуретовою реакцією, реакцією Фоля, методом формолтитрування за Серенсеном при поступовому гідролізі білка. Пояснити принципи методів.
3. Пояснити термолабільність ферментів на прикладі визначення активності амілази
