[ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н.И. Вавилова»
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета _ /Молчанов А.В./ «_» 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ХИМИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ
ДисциплинаВЕЩЕСТВ
Направление подготовки 240700.62 Биотехнология Профиль подготовки Биотехнология Квалификация (степень) Бакалавр выпускника Нормативный срок 4 года обучения Форма обучения Очная Количество часов в т.ч. по семестрам Всего 1 2 3 4 5 6 7 Общая трудоемкость 5 дисциплины, ЗЕТ Общее количество часов 180 Аудиторная работа – всего, 100 в т.ч.:лекции 40 лабораторные 60 практические х х Самостоятельная работа 80 Количество рубежных х контролей Форма итогового контроля х зач.
Курсовой проект (работа) х х Саратов 1. Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины является формирование у студентов навыков проведения физико-химического и биологического анализов биологически активных веществ и использования их результатов в профессиональной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 240700. Биотехнология дисциплина «Химия биологически активных веществ»
относится к базовой части математического и естественнонаучного цикла.
Дисциплина базируется на знаниях, имеющихся у студентов при получении среднего (полного) общего или среднего профессионального образования.
Для качественного усвоения дисциплины студент должен:
- знать: принципы классификации и номенклатур органических соединений; классификацию органических реакций; свойства основных классов органических соединений; основные методы синтеза органических соединений;
- уметь: осуществить синтез органических веществ по заданной методике;
осуществить очистку и идентификацию органических соединений; определить важнейшие физические характеристики органических соединений.
Дисциплина «Химия биологически активных веществ» является базовой для изучения дисциплины: «Основы биохимии и молекулярной биологии».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе изучения дисциплины Дисциплина «Химия биологически активных веществ» направлена на формирование у студентов профессиональной компетенции: «Использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы» (ПК-2).
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать: структуру и пространственную организацию белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, низкомолекулярных биорегуляторов и антибиотиков; свойства, классификацию и механизм действия ферментов;
основы химического синтеза и биосинтеза биополимеров;
Уметь: определять возможные пути биосинтеза ключевых интермедиаторов и целевых продуктов для выбора оптимальных условий биотехнологического процесса; пользоваться лабораторным оборудованием.
Владеть: методами исследования физико-химических свойств биологически активных веществ; навыками работы на лабораторном оборудовании, методами наблюдения и эксперимента.
4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов, из них аудиторная работа – 100 ч., самостоятельная работа – 80 ч.
п/п Введение в дисциплину. Химия аминокислот.
Предмет химии БАВ. Принципы классификации и общие свойства аминокислот. Химические свойства и биологическая роль аминокислот.
Вводное занятие. Техника безопасности. Входной
ЛЗ П ВК Т
Химия пептидов и белков. Пептидная связь.Строение пептидов. Структурная организация биологических системах. Физико-химические Химия белков. Классификация и их функции в биосистемах. Физико-химические свойства.
Ферменты. Характеристика ферментов.
механизм действия.
биологических катализаторов и регуляция их активности. Изоэнзимы и мультиферментные комплексы. Иммобилизованные ферменты.
11. Химия гормонов. Общая характеристика, свойства и классификация. Механизм действия гормонов и виды мембраносвязанных рецепторов.
12. Свойства ферментов. Влияние рН и температуры каталазы крови.
13. Гормоны. Представители гормонов центральных биологическая роль. Стероидные гормоны.
14. Гормоны. Качественный анализ гормонов стероидов.
15. Биологически важные гетероциклы. Общая характеристика, номенклатура и классификация.
Пяти-, шестичленные и конденсированные циклы и их производные.
17. Пептиды и белки. Биокатализаторы и биорегуляторы.
18. Алкалоиды. Характеристика, основные свойства истинных алкалоидов.
20. Нуклеиновые кислоты (часть 1). Химический состав. Схема образования нуклеозида и нуклеотида ДНК и РНК. Природные нуклеотиды, структура и функции.
21. Химический состав нуклеиновых кислот.
нуклеиновых кислот.
22. Нуклеиновые кислоты (часть 2). Структура и физико-химические свойства. Общая схема биосинтеза белка. Биологический код и его свойства.
23. Нуклеиновые кислоты. Структура и физикоПО биосинтеза белка.
антибиотики. Характеристика, получение и Каротиноиды.
Антибиотики.
27. Гетероциклы, нуклеиновые кислоты как БАВ ЛЗ П
РК ПО
строение, биологическая роль.
30. Витамины (часть 2). Водорастворимые витамины: строение, биологическая роль.
Витаминоподобные вещества и их функции.
Антивитамины и их особенности.
32. Углеводы (часть 1). Характеристика, Химические свойства моноз как БАВ.
33. Водорастворимые витамины. Качественное и Коферменты.
34. Углеводы (часть 2). Олигосахариды.
гетерополисахариды и их характеристика 36. Липиды. Общая характеристика, классификация и структурные компоненты липидов. Основные представители триацилглицеридов, восков, стеринов и их функции.
37. Свойства углеводов. Обнаружение моно-, олигоПО Гидролиз крахмала и целлюлозы.
38. Липиды. Сложные липиды и их биологическая роль. Липопротеины.
39. Липиды и их свойства. Исследование желчные кислоты и их свойства.
40. Лекция-пресс-конференция: «Достижения химии БАВ в биотехнологии».
41. Классификация витаминов, углеводов и ЛЗ П
РК ПО
Примечание: Условные обозначения:
Виды аудиторной работы: Л – лекция, ЛЗ – лабораторное занятие.
Формы проведения занятий: В – лекция-визуализация, П – проблемная лекция/занятие, ПК – лекция-пресс-конференция (занятие пресс-конференция), Т – лекция/занятие, проводимое в традиционной форме.
Виды контроля: ВК – входной контроль, ТК – текущий контроль, РК – рубежный контроль, ТР – творческий рейтинг, ВыхК – выходной контроль.
Форма контроля: УО – устный опрос, ПО – письменный опрос, Т – тестирование, КЛ – конспект лекции, Р – реферат, З – зачет.
Для успешной реализации образовательного процесса по дисциплине «Химия биологически активных веществ» и повышения его эффективности используются как традиционные педагогические технологии, так и методы активного обучения: лекция-визуализация, проблемное занятие, прессконференция, лабораторные работы профессиональной направленности.
Удельный вес занятий, проводимых с использованием активных и интерактивных методов обучения, в целом по дисциплине составляет 50,0 % аудиторных занятий (в ФГОС не менее 20 %).
6. Оценочные средства для проведения входного, рубежного 1.Свойства атома углерода в органических соединениях.
2.Явление изомерии. Дать определение, классификацию, примеры изомеров. Стереоизомерия.
3.Классификация органических соединений. Функциональные группы.
Виды номенклатур.
4.Назовите основные классы органических соединений: общая формула класса и основные представители.
5.Какие соединения называются аминокислотами. Физико-химические свойства.
6.Классификация и свойства гетероциклических соединений. Примеры.
7.Углеводы: общая характеристика, классификация и химические свойства.
8.Жиры: характеристика, классификация и химические свойства.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1.Введение в химию БАВ. Принципы классификации природных соединений.
2.Строение и общие свойства аминокислот.
3.Классификации протеиногенных аминокислот 4.Строение и свойства ациклических аминокислот.
5.Строение и свойства циклических аминокислот.
6.Химические свойства и биологическая роль аминокислот.
7.Пептидная связь и ее свойства. Строение пептидов.
8.Биологическая роль пептидов.
9.Структурная организация белков. Искусственный синтез простых белков и пептидов.
10.Классификация белков и их функции в биологических системах.
11.Физико-химические свойства белков.
12.Общая характеристика ферментов.
13.Классификация и номенклатура ферментов.
14.Структура ферментов (активный и аллостерический центры).
15.Механизм действия энзимов. Классификация аллостерических эффекторов.
16.Основные свойства ферментов как биологических катализаторов (субстратная и групповая специфичность).
17.Активность ферментов. Факторы, влияющие на скорость реакции.
18.Изоферменты и мультиферментные комплексы. Приведите примеры.
19.Иммобилизованные ферменты и методы иммобилизации.
20.Гормоны: общая характеристика, свойства и номенклатура.
21.Классификация (анатомическая, химическая, по механизму передачи сигналов и биологическим функциям, по растворимости) гормонов.
22.Механизм мембранный и цитозольный) и виды мембраносвязанных рецепторов.
23.Гормоны центральных желез: гормоны гипоталамуса и гипофиза.
24.Гормоны периферических эндокринных желез: щитовидной и паращитовидной железы.
25.Гормоны периферических эндокринных желез: поджелудочной железы и мозгового вещества надпочечников.
26.Стероидные гормоны (коркового вещества надпочечников и половые гормоны).
1.Роль незаменимых аминокислот в питании человека.
2.Природные пептиды и их биологическое значение.
3.Роль белков растительного и животного происхождения в питании человека.
4.Изоферменты и мультиферментные комплексы. Приведите примеры.
5.Иммобилизованные ферменты и методы иммобилизации.
6.Фитогормоны: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота (АБК), этилен.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1.Общая характеристика, номенклатура и классификация гетероциклов.
2.Пятичленные гетероциклы и их производные.
3.Шестичленные гетероциклы и их производные.
4.Конденсированные гетероциклы и их производные.
5.Характеристика, основные свойства и классификация алкалоидов.
6.Алкалоиды группы пирролидина, пиридина и пиперидина.
7.Алкалоиды группы тропана.
8.Алкалоиды группы хинолина и изохинолина.
9.Химический состав нуклеиновых кислот.
10.Схема образования нуклеозида и нуклеотида ДНК и РНК.
11.Природные нуклеотиды, структура и функции.
12.Структура и физико-химические свойства ДНК.
13.Структурная организация различных видов РНК.
14.Биологический код и его свойства.
15.Общая схема биосинтеза белка.
16.Характеристика, получение и классификация терпенов и терпеноидов.
17.Характеристика и представители каротиноидов.
18.Основные представления о стероидах.
19.Общая характеристика, классификация и получение антибиотиков.
20.Антибиотики гетероциклического ряда (-лактамиды).
21.Антибиотики Аминогликозидные препараты.
1.Алкалоиды: получение и применение.
2.Способ записи генетической информации в молекуле ДНК.
Биологический код и его свойства.
3.Биосинтез и характеристика основных классов антибиотиков.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1.Общая характеристика и классификация витаминов. Понятие а-, гипо-, гипервитаминозов.
2.Жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К, F). Строение. Биологическое значение.
3.Водорастворимые витамины (В1, В2, В3, В5, В6, В12, Вс, С, Н, Р).
Строение. Биологическое значение. Коферментная функция витаминов.
4.Витаминоподобные вещества и их функции.
5.Антивитамины и их особенности.
6.Характеристика, классификация и функции углеводов.
7.Моносахариды: строение и стереоизомерия открытых форм.
8.Моносахариды: строение и стереоизомерия циклических форм.
9.Химические свойства моноз как БАВ.
10.Основные представители олигосахаридов и их свойства.
11.Особенности полисахаридов. Гомополисахариды.
12.Гетерополисахариды и их характеристика.
13.Классификация, представители и особенности полисахаридов.
14.Характеристика, классификация и структурные компоненты липидов.
15.Простые жиры. Строение. Представители. Значение.
16.Воски: основные представители и их значение. Церамиды.
17.Стерины: строение холестерина и его производных. Биологическое значение.
18.Сложные липиды. Строение основных фосфатидов и их значение.
19.Классификация липопротеинов и их функции.
1.Витамины. Основные витамины пищевых продуктов.
2.Гетерополисахариды и их характеристика.
3.Сложные липиды: характеристика, представители и биологическое значение.
4.Классификация липопротеинов и их функции.
1.Введение в химию БАВ. Принципы классификации природных соединений.
2.Строение и общие свойства аминокислот.
3.Классификации протеиногенных аминокислот 4.Строение и свойства ациклических аминокислот.
5.Строение и свойства циклических аминокислот.
6.Химические свойства и биологическая роль аминокислот.
7.Пептидная связь и ее свойства. Строение пептидов.
8.Биологическая роль пептидов.
9.Структурная организация белков. Искусственный синтез простых белков и пептидов.
10.Классификация белков и их функции в биологических системах.
11.Физико-химические свойства белков.
12.Общая характеристика ферментов.
13.Классификация и номенклатура ферментов.
14.Структура ферментов (активный и аллостерический центры).
15.Механизм действия энзимов. Классификация аллостерических эффекторов.
16.Основные свойства ферментов как биологических катализаторов (субстратная и групповая специфичность).
17.Активность ферментов. Факторы, влияющие на скорость реакции.
18.Изоферменты и мультиферментные комплексы. Приведите примеры.
19.Иммобилизованные ферменты и методы иммобилизации.
20.Гормоны: общая характеристика, свойства и номенклатура.
21.Классификация (анатомическая, химическая, по механизму передачи сигналов и биологическим функциям, по растворимости) гормонов.
22.Механизм мембранный и цитозольный) и виды мембраносвязанных рецепторов.
23.Гормоны центральных желез: гормоны гипоталамуса и гипофиза.
24.Гормоны периферических эндокринных желез: щитовидной и паращитовидной железы.
25.Гормоны периферических эндокринных желез: поджелудочной железы и мозгового вещества надпочечников.
26.Стероидные гормоны (коркового вещества надпочечников и половые гормоны).
27.Характеристика, номенклатура и классификация гетероциклических соединений.
28.Пятичленные гетероциклы и их производные.
29.Шестичленные гетероциклы и их производные.
30.Конденсированные гетероциклы и их производные.
31.Характеристика, основные свойства и классификация алкалоидов.
32.Алкалоиды группы пирролидина, пиридина и пиперидина.
33.Алкалоиды группы тропана.
34.Алкалоиды группы хинолина и изохинолина.
35.Химический состав нуклеиновых кислот.
36.Схема образования нуклеозида и нуклеотида ДНК и РНК.
37.Природные нуклеотиды, структура и функции.
38.Структура и физико-химические свойства ДНК.
39.Структурная организация различных видов РНК.
40.Биологический код и его свойства.
41.Общая схема биосинтеза белка.
42.Характеристика, получение и классификация терпенов и терпеноидов.
43.Характеристика и представители каротиноидов.
44.Основные представления о стероидах.
45.Общая характеристика, классификация и получение антибиотиков.
46.Антибиотики гетероциклического ряда (-лактамиды).
47.Антибиотики Аминогликозидные препараты.
48.Общая характеристика и классификация витаминов. Понятие а-, гипо-, гипервитаминозов.
49.Жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К, F). Строение. Биологическое значение.
50.Водорастворимые витамины (В1, В2, В3, В5, В6, В12, Вс, С, Н, Р).
Строение. Биологическое значение. Коферментная функция витаминов.
51.Витаминоподобные вещества и их функции.
52.Антивитамины и их особенности.
53.Характеристика, классификация и функции углеводов.
54.Моносахариды: строение и стереоизомерия открытых форм.
55.Моносахариды: строение и стереоизомерия циклических форм.
56.Химические свойства моноз как БАВ.
57.Основные представители олигосахаридов и их свойства.
58.Особенности полисахаридов. Гомополисахариды.
59.Гетерополисахариды и их характеристика.
60.Классификация, полисахаридов.
61.Общая характеристика, классификация и структурные компоненты липидов.
62.Простые жиры. Строение. Представители. Значение.
63.Воски: основные представители и их значение. Церамиды.
64.Стерины: строение холестерина и его производных. Биологическое значение.
65.Сложные липиды. Строение основных представителей фосфатидов.
Значение.
66.Классификация липопротеинов и их функции.
1.Роль биологически активных веществ в питании и жизни человека.
2.Синтез и роль пептидов.
3.Использование ферментов и ферментных препаратов в биотехнологии.
4.Иммобилизованные ферменты и методы иммобилизации.
5.Использование гормональных препаратов в питании человека и животных: за и против.
6.Гормоны растений.
7.Витамины. Основные витамины пищевых продуктов и их значение.
8.Роль жиров, углеводов и белков в питании и жизни человека.
9.Биологически активные добавки к продуктам и напиткам.
10.Получение алкалоидов и особенности синтеза антибиотиков.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература (библиотека СГАУ) 1.Блинов, В.А. Биологическая химия : Краткий курс лекций / В.А. Блинов, И.А. Сазонова. – Саратов. – 2007. – 398 с., ISBN отсутствует 2.Комов, В.П. Биохимия. / В.П. Комов, В.Н.Шведов. – М. : Дрофа. – 2004.
– 640 с., ISBN 5-7107-5613-Х 3.Тюкавкина, Н.А. Биоорганическая химия : учебник для вузов / Н.А.
Тюкавкина, Ю.И. Бауков. – М. : Дрофа – 2005 - 542с., ISBN 5-7107-8994- б) дополнительная литература 1.Анисимова, А.А. Основы биохимии: учебник. /А.А. Анисимова – М. :
Высшая школа. – 1986. – 551с., ISBN отсутствует 2.Березов, Т.Т. Биологическая химия. /Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М. :
Медицина. – 2002. – 704 с., ISBN 5-225-02709- 3.Дюга, Г. Биоорганическая химия./Г. Дюга, К. Пенни. – М. : Мир. – 1983.
– 512 с., ISBN отсутствует 4.Егоров, Н.С. Иммобилизованные ферменты: учебное пособие./Н.С.
Егоров – М. : Высшая школа, 1987. – 159 с., ISBN отсутствует 5.Зурабян, С.Э. Номенклатура природных соединений. /С.Э. Зубарян – М.
: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 204 с., ISBN: 978-5-9704-0904- 6.Кнорре, Д.Г. Биологическая химия : учебник./Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина – М. : Высшая школа. – 2002. – 479 с., ISBN 5-06-003720- 7.Ленинджер, А. Основы биохимии./ А. Ленинджер – М. : Мир. – 1985. – В 3-х том. – 1050 с., ISBN отсутствует 8.Николаев, А.Я. Биологическая химия: учебник./А.Я. Николаев – М. :
Высшая школа.– 1998. – 496 с., ISBN 5-89481-027- 9.Овчинников,Ю.А. Биоорганическая химия./Ю.А.Овчинников – М. :
Просвещение. – 1987. – 815 с., ISBN отсутствует 10.Осипова,О.В. Биоорганическая химия : Конспект лекций /О.В.
Осипова, А.В. Шустов. – М. : Эксмо. – 2007. – 192 с., ISBN 978-5-699-21544- 11.Строев, Е.А. Биологическая химия : учебник. /Е.А.Строев – М. :
Высшая школа. 1989. – 479 с., ISBN отсутствует 12.Тюкавкина, Н.А. Биоорганическая химия : учебник /Н.А.Тюкавкина, Ю.И.Бауков, С.Э.Зурабян. - М. : Дрофа – 2010. – 416 с., ISBN 978-5-9704-2102- 13.Хазипов, А.Н.Аскарова – Казань. – 2003. – 312 с., ISBN 5-89998-011- 14.Чечеткин, А.В. Биохимия животных: учебник./А.В. Чечеткин – М. :
Высшая школа. – 1982. – 511 с., ISBN отсутствует в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы, Агропоиск, полнотекстовая база данных иностранных журналов Doal, поисковые системы Rambler, Yandex, Google:
http://library.sgau.ru – Электронная библиотека СГАУ;
www.xumuk.ru – Сайт о химии : Классические учебники по биохимии;
lib.e-science.ru › book/?c=11&p=2 – Биохимия. Электронная научная интернет библиотека;
Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003. 779 с. ISBN 5-9231Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения занятия используется следующее материальнотехническое обеспечение:
лабораторные приборы и оборудование;
комплекты лабораторной химической посуды, наборы химических реактивов и исследуемые вещества;
комплект мультимедийного оборудования.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 240700. Биотехнология.
«