для студентов специальности «Биоэкология»
Ι. Введение. Химический состав организмов
1. Химический состав организмов. Элементы, встречающиеся в составе живой материи. Потребность организмов в химических элементах.
ΙΙ. Белки. Ферменты, коферменты
1. Аминокислотный состав белков. α-Аминокислоты: классификация, строение, свойства. Незаменимые α–аминокислоты.
2. Белки, их роль в построении живой материи и процессах жизнедеятельности. Элементарный состав белков. Первичная структура белка, тонкое строение пептидной цепи. Природа пептидной связи.
3. Вторичная структура белков. Понятие об ά- и β-конформациях полипептидной цепи. Силы, стабилизирующие ά-спираль и β-структуру. Спираль коллагена. Понятие о надвторичных структурах.
4. Третичная и четвертичная структура белков. Силы, участвующие в формировании высших структур белковой молекулы. Понятие о самосборке биологических структур. Доменный принцип.
5. Методы очистки и выделения белков. Молекулярная масса и форма белковых молекул. Свойства белков. Понятие о рНi.
6. Простые и сложные белки. Номенклатура, классификация, биологическая роль. Характеристика некоторых представителей групп.
7. Ферменты как биокатализаторы. Строение ферментов (ферменты-протеины и ферметы-протеиды). Понятие о субстратном, аллостирическом и активном центрах фермента. Мономерная и мультимерная структура молекул ферментов. Множественные формы ферментов. Мультиэнзимные комплексы.
8. Механизм действия ферментов. Теория Л.Михаэлиса и М.Ментен. Энергетическая диаграмма ферментативного процесса
9. Свойство ферментов: термолабильность, зависимость активности от рН-среды, специфичность, влияние активаторов и ингибиторов.
10. Номенклатура и классификация ферментов. Характеристика ферментов классов оксидоредуктаз, лигаз, изомераз.
11. Номенклатура и классификация ферментов. Общая характеристика ферментов классов гидролаз, липаз, трансфераз
12. Кинетика ферментативных реакций. Субстратная константа (Кs) и константа Михаэлиса (Км). Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации субстрата и фермента. Число оборотов. Понятие о катализе.
13. Коферменты. Типы связей между коферментами и апоферментами. Коферменты – переносчики водорода и электронов, переносчики групп, коферменты с иными функциями. Генетическая связь коферментов с витаминами.
14. Витамины, их роль в процессах жизнедеятельности. Принципы классификации и номенклатуры. Взаимосвязь витаминов с ферментами. Жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К, Q). Строение, нахождение в природе, биологическая роль.
15. Витамины, их роль в процессах жизнедеятельности. Принципы классификации и номенклатуры. Взаимосвязь витаминов с ферментами. Водорастворимые витамины (витамины группы В,С, Р, Н.). Строение, нахождение в природе, биологическая роль.
ΙΙΙ. Обмен веществ и энергии. Биологическое окисление и обмен углеводов
1. Обмен веществ и энергии – неотъемлемое свойство живого. Трансформация энергии в живых объектах (реализация I и II закона термодинамики). Принципиальное отличие энергетики химических реакций в живой от таковых в неживой.
2. Макроэргические соединения и их роль в энергетическом обмене. АТФ – универсальный аккумулятор и источник энергии в живых системах.
3. Биологическое окисление: классификация, функции. Сопряжение биологического окисления с фосфорилированием. Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата (в процессе гликолиза) и на уровне электроноакцепторной цепи.
4. Пути распада полисахаридов. Характеристика ферментов гидролиза и фосфоролиза сложных углеводов. Регуляция активности фосфорилазы при участии ЦАМФ.
5. Дихотомический путь распада глюкозо-6-фосфата. Химизм брожения, дыхания, гликолиза.
6. Апотомический путь распада глюкозо-6- фосфата. Энергетический эффект. Значение пентозного цикла. Соотношение в организме дихотомического и апотомического путей окисления.
7. Аэробная стадия окисления пировиноградной кислоты в организме (окислительная декарбоксилирование ПВК при участии мультиэнзимного комплекса). Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса).
8. Основные пути биосинтеза простых углеводов и полисахаридов. Роль НДФ-сахаров в гликозилтрансферазных реакциях.
ΙV. Липиды и их обмен
1. Липиды. Классификация, строение, биологическая роль. Триглицериды, воски, стеролы и стериды.
2. Сложные липиды: фосфолипиды и гликолипиды. Строение и биологическая роль.
3. Обмен липидов. Распад триглицеридов. Регуляция активности липазы при участии цАМФ. Обмен глицерина (энергетический эффект).
4. α –и β-окисление высших жирных кислот: механизм, локализация в клетке и соотношение в животном и растительном царстве (энергетический эффект окисления стеариновой кислоты).
5. Обмен ацетил- SСоА. Глиоксиловый цикл и его взаимосвязь с ЦТК. Синтез кетоновых тел. Обмен пропионил- SСоА.
6. Биосинтез высших жирных кислот и его локализация в клетке. Малонил-СоА как акцептор ацильных остатков Ферменты, обеспечивающие ускорение реакций на отдельных этапах ступенчатого удлинения радикала кислот.
7. Пути распада фосфотидов в организме. Характеристика фосфолипаз А, В, С, Д.
8. Механизм биосинтеза триглицеридов и фосфатов, роль ацилтрансфераз (моно- и диглицеридтрансацилаз) и ЦДФ-холина в этом процессе
9. Обмен стеридов. Общее понятие о путях биосинтеза стеролов (на примере биосинтеза холестирина) и веществ изопреноидной природы.
V. Нуклеиновые кислоты и их обмен
1. Химический состав нуклеиновых кислот. Различие между ДНК и РНК по составу главных минорных оснований, характеру углеводов, молекулярной массе, локализации в клетке и функциям.
2. Дезоксирибонуклеиновая кислота. Методы ее выделения из биологического материала. Свойства ДНК. Нуклеотидный состав ДНК. Правила Е.Чергаффа. Характеристика структурной организации ДНК и сил, обеспечивающих ее поддержание.
3. Сравнительная характеристика иРНК, тРНК и рРНК. Химический состав, структурная организация, молекулярная масса, локализация в клетке, функции. Понятие об изоакцепторах тРНК.
4. Пути деструкции нуклеиновых кислот в организме. Фосфодиэстеразы и их участие в этом процессе.
5. Понятие об обмене нуклеозидфосфатов. Важнейшие пути, конечные продукты распада пуриновых и пиримидиновых оснований. Важнейшие пути синтеза нуклеозид-, нуклеозидди- и нуклеозидтрифосфатов.
6. Репликация (биосинтез ДНК).
7. Транскрипция (биосинтез РНК). Процессинг. Сплайсинг
VI. Обмен белков и аминокислот
1. Обмен белков. Ферментативное расщепление белков в организме. Общие и индивидуальные пути обмена аминокислот.
2. Конечные пути продукты распада аминокислот в организме. Пути связывания аммиака. Биосинтез мочевины (орнитиновый цикл и его связь с ЦТК).
3. Важнейшие пути биосинтеза аминокислот в живом организме.
4. Биосинтез белков. Компоненты белоксинтезирующей системы. Общая схема матричного механизма биосинтеза белка. Регуляция рибосомального биосинтеза белков (теория Ф.Жакоба и Ж.Моно).
VII. Гормоны. Водный и минеральный обмен. Взаимосвязь обмена веществ
1. Белковые (пептидные) гормоны. Характеристика важнейших из них: окситоцин, вазопрессин, гастрин, глюкагон, инсулин и др. Функциональная активность, механизм действия и биосинтез пептидных гормонов.
2. Строение, механизм действия и биосинтез стероидных гормонов.
3. Прочие гормоны. Гормоны надпочечных желез (мозгового слоя: адреналин, норадреналин, щитовидной железы: тироксин). Их структура, функции, механизм действия, биосинтез.
4. Водный и минеральный обмен. Участие минеральных веществ в формировании высших структур биополимеров и обмене нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов.
5. Обмен веществ как единое целое. Взаимосвязь обмена веществ: белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов.
6. Основные принципы организации и регуляции метаболизма.
