«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА, МОЛОДЕЖИ И ТУРИЗМА (ГЦОЛИФК) (РГУФКСМиТ) ...»

МИНИСТЕРСТВО СПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА, МОЛОДЕЖИ И ТУРИЗМА

(ГЦОЛИФК)» (РГУФКСМиТ)

ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

подготовки аспирантов очной формы обучения по научной специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) Москва – 2012 2 Основная образовательная программа послевузовского профессионального образования по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) Паспорт специальности Содержание основной образовательной программы 1.

Рабочий учебный план 2.

Программы вступительных экзаменов в аспирантуру по истории и 3.

философии науки, иностранному языку, специальной дисциплине физика Учебно-методические комплексы дисциплин** (модулей) в соответствии с рабочим учебным планом Программы практик 5.

Программа кандидатского экзамена по физике магнитных явлений 6.

1. ПАСПОРТ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Шифр специальности:

03.01.04 Биохимия Формула специальности:

Биохимия – область науки, занимающаяся исследованием и выявлением закономерностей химических процессов жизнедеятельности, распределения, состава, структуры, функции, свойств и превращений веществ, присущих живым организмам, связи этих превращений с деятельностью клеточных структур, органелл, клеток, тканей и органов, целостных организмов, их сообществ и всей биосферы, молекулярно- опосредованных реакций живых организмов на проникающую радиацию, ионизирующее излучение, электромагнитные поля и экстремальные воздействия, а также превращений, обезвреживания ксенобиотиков и искусственных материалов, их влияния на живые организмы и на биосферу в целом.

Биохимия, имея много общего с физиологией, биологией клетки, биофизикой, биоорганической и бионеорганической химией, молекулярной биологией и молекулярной генетикой, отличается тем, что изучает живой организм как систему взаимосвязанных и взаиморегулируемых химических процессов, исходя из представлений о структуре входящих в него компонентов.

Для биохимии характерно, что источником новых знаний при посредстве физических, химических и биологических методов служат результаты экспериментальных исследований на животных, растениях, микроорганизмах, культурах клеток человека, животных, растений, биологических жидкостях, их отдельных компонентах, выделенных из них веществах и другом биологическом сырье, а также лабораторные исследования тканей и жидкостей человека и животных, имеющие клиническое значение.

Области исследований:

1. Проблемы строения, свойств и функционирования отдельных молекул и надмолекулярных комплексов в биологических объектах, изучение молекулярной организации структурных компонентов, выяснение путей метаболизма и их взаимосвязей.

2. Термодинамические, квантово-механические и кинетические расчеты на уровне функционирования отдельных молекул, компьютерное моделирование пространственной структуры биополимеров и надмолекулярных комплексов, проблемы трансформации энергии в биосистемах, молекулярных основ эволюции, происхождения жизни и предбиологической эволюции.

3. Установление химического состава живых организмов, выявление закономерностей строения, содержания и преобразования в процессе жизнедеятельности организмов химических соединений, общих для живой материи в целом. Сопоставление состава и путей видоизменения веществ у организмов различных систематических групп, проблемы сравнительной и эволюционной биохимии, космобиохимии.

4. Исследование образования и превращения отдельных молекул, функционирования ферментных систем и надмолекулярных комплексов, проблемы биологического катализа, механохимических явлений и биоэнергетики, акцептирования и использования энергии света и фотосинтеза, азотфиксации, выделение и реконструирование молекулярных ансамблей, моделирование биохимических процессов.

5. Анализ и синтез биологически активных веществ, выяснение их физиологического действия и возможностей применения полученных веществ в медицине и других отраслях народного хозяйства.

6. Выделение веществ из биологического материала, очистка и установление их строения. Изучение роли и участия свободной, связанной и структурированной воды, неорганических и органических ионов в биохимических процессах.

7. Исследование структуры и функциональной активности комплексов неорганических ионов с органическими молекулами, их участия в процессах жизнедеятельности.

8. Выявление в макромолекулах консервативных и функциональноактивных участков, синтез их и аналогичных структур с изучением биологической активности.

9. Выяснение физико-химических основ функционирования важнейших систем живой клетки с использованием идей, методов и приемов химии, включая структурный и стереохимический анализ, частичный и полный синтез природных соединений и их аналогов, разработку препаративных и технологических методов получения природных веществ и их химических модификаций в непосредственной связи с биологической функцией этих соединений.

10. Теоретические и прикладные проблемы природы и закономерностей химических превращений в живых организмах, молекулярных механизмов интеграции клеточного метаболизма, связей биохимических процессов с деятельностью органов и тканей, с жизнедеятельностью организма для решения задач сохранения здоровья человека, животных и растений, выяснения причин различных болезней и изыскания путей их эффективного лечения.

Развитие методов генодиагностики, энзимодиагностики и научных принципов генотерапии и энзимотерапии.

11. Исследования проблем узнавания на молекулярном уровне, хранения и передачи информации в биологических системах. Создание ферментов с заданной специфичностью. Изучение молекулярных механизмов памяти и интеллекта, иммунитета, гормонального действия и рецепторной передачи сигнала, межклеточных контактов, репродукции, канцерогенеза, клеточной дифференцировки, морфогенеза и апоптоза, старения организма, вирусных и прионовых инфекций. Проблемы химической и биохимической обработки органов, тканей и искусственных материалов, их хранения и применения как трансплантатов.

12. Механизмы и закономерности обмена веществ в организме человека, животных, растений и микроорганизмов. Клиническая биохимия человека и животных. Биохимия питания человека, животных, растений и микроорганизмов. Изучение химической и микробиологической безопасности продуктов биологического происхождения.

13. Проблемы превращения и обезвреживаний ксенобиотиков.

Молекулярные основы превращений искусственных материалов под влиянием живых организмов. Биохимические проблемы экологии.

14. Исследования молекулярных механизмов реагирования клеточных компонентов и живых организмов на проникающую радиацию, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение, электромагнитные поля, механические, холодовые, тепловые, химические, токсические и другие экстремальные воздействия. Биохимические исследования по созданию протективных средств на эти воздействия. Изучение роли активных форм кислорода, продуктов перекисного окисления и свободнррадикальных продуктов в нарушениях и регулировании метаболических процессов в биосистемах.

15. Научно-методические и прикладные проблемы изучения молекулярных основ жизнедеятельности для решения задач адаптации, изменения продуктивности и селекции живых организмов, получения животного, растительного и микробиологического сырья, улучшенного по содержанию определенных компонентов.

16. Исследования превращений растительного; животного и микробиологического сырья под влиянием факторов окружающей среды и технологических воздействий при его хранении и переработке в пищевые продукты и лечебные препараты для улучшения качества и повышения выхода производимых целевых продуктов. Выяснение состава важнейших пищевых продуктов и кормов.

17. Физические, химические, технические и экологические основы выделения, синтеза и наработки веществ, присущих живым организмам для решения определенных медицинских, сельскохозяйственных, ветеринарных, технических и технологических задач.

18. Создание специальной биохимической аппаратуры. Разработка принципов инженерной энзимологии и способов применения биохимических процессов в промышленности.

Отрасль наук:

биологические науки химические науки медицинские науки

2. СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЫ

2.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

по отрасли: биологические науки.

Основная образовательная программа послевузовского профессионального образования по подготовке аспирантов очной формы обучения при ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» разработана в соответствии с Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 16.03.2011 г.

№1365 «О формировании основных образовательных программ послевузовского профессионального образования» и «Рекомендаций по формированию основных профессиональных образовательных программ послевузовского профессионального образования для обучающихся в аспирантуре» по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки).

2.1.1. Ученая степень, присуждаемая при условии освоения основной образовательной программы послевузовского профессионального образования и успешной защиты квалификационной работы (диссертации на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) – кандидат наук.

Нормативный срок освоения основной образовательной программы послевузовского профессионального образования подготовки аспиранта при очной форме обучения по отрасли педагогические науки составляет 3 года.

Нормативный срок подготовки аспиранта при заочной форме обучения составляет 4 года.

В случае досрочного освоения основной образовательной программы подготовки аспиранта и успешной защиты диссертации на соискание ученой степени кандидата наук аспиранту присуждается искомая степень независимо от срока обучения в аспирантуре.

2.1.3. Цели аспирантуры.

Цель аспирантуры – подготовка научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации педагогического профиля для науки, образования и различных отраслей народного хозяйства.

Целями подготовки аспиранта, в соответствии с существующим законодательством, являются:

• углубленное изучение методологических и теоретических основ педагогических наук;

• формирование умений и навыков самостоятельной научноисследовательской и научно-педагогической деятельности;

• совершенствование философского образования, в том числе ориентированного на профессиональную деятельность;

совершенствование знаний иностранного языка, в том числе для использования в профессиональной деятельности.

2.1.4. Квалификационная характеристика выпускника Выпускник аспирантуры по научной специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) является специалистом высшей квалификации и подготовлен:

• к самостоятельной (в том числе руководящей) научноисследовательской деятельности, требующей широкой фундаментальной подготовки в современных направлениях глубокой специализированной подготовки в избранном направлении, владения навыками современных методов исследования;

• к научно-педагогической работе в высших и средних специальных учебных заведениях различных форм собственности.

2.2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ, НЕОБХОДИМОМУ

ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА И УСЛОВИЯ КОНКУРСНОГО ОТБОРА

2.2.1. Лица, желающие освоить основную образовательную программу подготовки аспиранта по данной отрасли наук, должны иметь высшее профессиональное образование.

2.2.2. Лица, имеющие высшее профессиональное образование, принимаются в аспирантуру по результатам сдачи вступительных испытаний (экзаменов) на конкурсной основе. По решению экзаменационной комиссии лицам, имеющим достижения в научно-исследовательской деятельности, отраженные в научных публикациях, может быть предоставлено право преимущественного зачисления при равном числе набранных баллов.

2.2.3. Порядок приема в аспирантуру и условия конкурсного отбора определяются действующим Положением о подготовке научнопедагогических кадров и научных кадров в системе послевузовского профессионального образования в Российской Федерации.

2.2.4. Программа вступительных испытаний по педагогическим отраслям наук разработана в соответствии с государственными образовательными стандартами и включает:

специальную дисциплину (03.01.04);

иностранный язык.

Пересдача вступительных экзаменов не допускается. Сданные вступительные экзамены в аспирантуру действительны в течение календарного года.

Лица, сдавшие кандидатские экзамены по иностранному языку и/или истории и философии науки до поступления в аспирантуру, освобождаются от прохождения соответствующих дисциплин.

2.3. СОДЕРЖАНИЕ И СРОКИ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА

2.3.1. В ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» содержание подготовки аспирантов по вышеуказанной отрасли наук регламентируется Учебным планом.

3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЕ ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

3.1. Образовательная программа послевузовского профессионального образования реализуется на основании лицензии на право ведения образовательной деятельности в сфере послевузовского профессионального образования.

3. 2.Образовательная программа послевузовского профессионального образования имеет следующую структуру:

3.2.1. Образовательная составляющая, включающая следующие разделы:

Обязательные дисциплины (ОД.А.00);

Факультативные дисциплины (ФД.А.00);

Практика (П.А.00).

3.2.2. Исследовательская составляющая, включающая следующие разделы:

Научно-исследовательская работа аспиранта и выполнение диссертации на соискание учёной степени кандидата наук (НИР.А.00);

Кандидатские экзамены (КЭ.А.00);

Подготовка к защите диссертации на соискание ученой степени кандидата наук (ПД.А.00).

3.3. Трудоемкость освоения образовательной программы послевузовского профессионального образования (по ее составляющим и их разделам):

Индекс Наименование разделов и дисциплин (мо- Трудоёмкость ОД.А.03 Специальные дисциплины отрасли науки и Дисциплины по выбору аспиранта**** ОД.А. и т.д.

Факультативные дисциплины***** НИР.А.00 Научно-исследовательская работа аспи- ранта и выполнение диссертации на соискание учёной степени кандидата наук******* КЭ.А.01 Кандидатский экзамен по истории и филосо- КЭ.А.02 Кандидатский экзамен по иностранному язы- КЭ.А.03 Кандидатский экзамен по специальной дис- циплине в соответствии с темой диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук ПД.А.00 Подготовка к защите диссертации на со- *) На базе образовательной программы послевузовского профессионального образования по специальности научных работников 13.00.04 научным руководителем совместно с аспирантом разрабатывается индивидуальный план аспиранта.

**) Учебно-методический комплекс дисциплины включает: рабочую программу учебной дисциплины (модуля), обеспечивающую реализацию соответствующей образовательной технологии; учебно-методические указания по самостоятельной работе аспирантов, перечень научных изданий, перечень электронных изданий Одна зачётная единица соответствует 36 академическим часам продолжительностью 45 минут. Максимальный объём учебной нагрузки аспиранта, включающий все виды аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) учебной работы, составляет 54 академических часа в неделю.

) Дисциплины по выбору аспиранта (ОД.А.04, ОД.А.05 и т.д.) выбираются им из числа предлагаемых кафедрами университета, реализующими образовательную программу послевузовского профессионального образования. В рабочем плане должно быть не менее 2 дисциплин.

) факультативные дисциплины (ФД.А.00) не являются обязательными для изучения аспирантом.

) Подготовка к защите диссертации на соискание учёной степени кандидата наук (ПД.А.00) включает оформление диссертационной работы и представление её на кафедру (в научный совет, отдел, лабораторию, сектор) или в совет по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук.

Рабочий учебный план подготовки аспирантов по специальности 01.02.08 - Биомеханика предусматривает следующие компоненты:

ОД.А.00 - обязательные дисциплины ФД.А.00 - факультативные дисциплины НИР.А.00 - научно-исследовательскую работу аспиранта и выполнение диссертации на соискание учёной степени кандидата наук КЭ.А.00 - кандидатские экзамены ПД.А.00 - подготовку к защите диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

подготовки аспирантов очной формы обучения по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки).

Факультативные дисциплины могут быть освоены аспирантом на добровольной основе дополнительных образовательных профессиональных программ, предусмотренных в нормативных документах для изучения на уровне послевузовского профессионального образования, и получения квалификации «Преподаватель высшей школы» или других дополнительных квалификаций.

Аспирантам, желающим получить дополнительную квалификацию «Преподаватель высшей школы», могут быть перезачтены теоретические курсы цикла ФД.А.00, изучавшиеся ранее.

Часы на подготовку и проведение экзаменов итоговой аттестации – кандидатских экзаменов включены в общую трудоемкость изучаемых дисциплин.

Аспирант проходит педагогическую практику, если в часы, выделенные для факультативных дисциплин, он (а) осваивает дополнительную образовательную профессиональную программу для получения дополнительной квалификации «Преподаватель высшей школы».

На основании учебного плана разрабатываются индивидуальные планы аспирантов и определяются темы диссертаций, которые утверждаются в порядке, определенном действующим Положением о подготовке научнопедагогических кадров и научных кадров в системе послевузовского профессионального образования в Российской Федерации.

Программы учебных дисциплин разрабатываются соответствующими кафедрами, обучающими аспирантов по конкретным дисциплинам.

Срок освоения основной образовательной программы подготовки аспиранта:

- при очной форме обучения 156 недель, в том числе каникулы не менее – 16 недель.

Максимальный объем учебной нагрузки аспиранта в период теоретического обучения устанавливается в размере 54 часа в неделю, включая все виды аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) работы.

Научно-педагогическая практика при освоении дополнительной квалификации «Преподаватель высшей школы» должна проводиться на соответствующих кафедрах вузов (участие аспирантов в проведении лекций, семинаров, практических занятий и студенческих практик).

Лицам, окончившим аспирантуру по научной специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки), предоставляется месячный отпуск в случае выполнения следующих требований:

полностью выполнен индивидуальный учебный план;

сданы кандидатские экзамены по истории и философии науки, иностранному языку и специальной дисциплине;

завершена работа над диссертацией и оформленная диссертация представлена в Диссертационный совет.

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА

по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) В программе отражено основное содержание учебной дисциплины «Биохимия». Данная дисциплина является специальной для дальнейшей подготовки аспирантов вузов физической культуры.

I. ОБЪЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Вступительный экзамен по специальности является составным элементом конкурсного отбора при поступлении в аспирантуру. Цель экзамена – установить глубину знаний претендента по биохимии и биоэнергетике спорта, уровень подготовленности к научно-исследовательской и педагогической работе.

Данная рабочая программа предназначена для подготовки претендентов на сдачу вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) в Российском государственном университете физической культуры, спорта, молодежи и туризма (далее ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ»).

В основу настоящей программы положены разделы дисциплины биомеханики, необходимые квалифицированным преподавателям и тренерам в области физической культуры и спорта, а также специалистам смежных специальностей.

Вступительный экзамен по специальной дисциплине сдается по программе, разработанной кафедрой биомеханики ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ»

II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

III. ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ДОПУСКА К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ

ЭКЗАМЕНУ В АСПИРАНТУРУ ПО БИОХИМИИ

Претендент обязан:

1. Освоить программный материал в объеме представленной рабочей программы.

2. Знать терминологию и понятийный аппарат биохимии как науки.

3. Уметь проводить биохимический анализ некоторых спортивных упражнений.

Претендент имеет право:

1. Получать консультации у будущего научного руководителя.

2. Получать консультации на профилирующей кафедре.

3. Пользоваться библиотечными фондами университета.

4. Пользоваться фондами Интернет - сети университета.

IV. ОБЪЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ и ВОПРОСЫ К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ЭКЗАМЕНУ В АСПИРАНТУРУ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

03.01.04– «Биохимия» (биологические науки) Объемные требования к уровню знаний по биохимии 1. Биохимия, ее характеристика как науки. Значение биохимии в системе естественных наук. Роль биохимии в развитии народного хозяйства нашей страны.

2. История биохимии.

3. Белки. Современные представления о структуре. Уровни структурной организации. Функции белков. Классификация. Методы разделения и очистки белков. Первичная структура белка и методы ее установления. Природа пептидной связи. Упорядоченные (-спираль, -слои) и «неупорядоченные»

структуры полипептидных цепей. Уровни структурной организации белков (первичная, вторичная, третичная, четвертичная и надмолекулярные структуры). Природа межмолекулярных взаимодействий, обеспечивающих структуру белков (ионные взаимодействия, водородные связи, гидрофобные взаимодействия, дисульфидные связи). Особенности строения мембрано-связанных белков.

Структурные белки (коллаген, кератины). Постгрансляционная модификация белков. Конформационная стабильность и подвижность белка. Денатурация белка и проблема ее обратимости. Связь между первичной и высшими степенями структурной организации белков. «Консервированные» и гомологичные последовательности аминокислот в белках. Взаимодействие белков и низкомолекулярных лигандов (миоглобин, гемоглобин). Сравнительная биохимия и эволюция белков.

4. Ферменты, их особенности как биокатализаторов, биологическая роль. Химическая природа ферментов. Активные центры. Механизм ферментативного катализа. Стационарное приближение при рассмотрении ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Бриггса-Холдейна. Графические методы анализа ферментативных реакций. Физический смысл константы Михаэлиса.

Максимальные скорости ферментативных реакций. Активность и числа оборотов ферментов. Специфичность ферментативного катализа. Ингибиторы и активаторы ферментов. Обратимость ферментативного катализа. Кофакторы. Регулируемость ферментативного катализа. Изо- и аллостерическое связывание лигандов-регуляторов с белком-ферментом. Кооперативные эффекты в ферментативном катализе. Изоферменты. Международная классификация ферментов. Катализ и проницаемость мембран. Химические механизмы ферментативного катализа (сериновые протеазы, пиридоксалевый катализ, и др.). Специфическая локализация ферментов в клетке.

5. Обмен белков. Протеолитические ферменты и их специфичность.

Современные представления о роли протеаз в регуляции активности ферментов. Пути образования и распада аминокислот в организме. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Переамкнирование. Декарбоксилирование аминокислот. Окислительное дезаминирование аминокислот. а-Кетокислоты - продукты распада аминокислот. Детоксикация аммиака. Аммониотелия, уреотелия и урикотелия.

Синтез мочевины в качестве конечного продукта обмена азотистых соединений. Стехиометрические уравнения образования мочевины. Конечные продукты и схемы распада пуриновых и пиримидиновых оснований. Глутамин как транспортная форма аммиака. Креатин и креатинин. Внутриклеточный протеолиз. Общие представления о синтезе заменимых аминокислот. Активация аминокислот и синтез аминоацил-t-PHK. Общие представления о синтезе белка рибосомами.

6. Нуклеиновые кислоты. Строение нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания. Углеводные компоненты. Мононуклеотиды.

Нуклеозидмоно-, ди-, трифосфаты. АТФ и ее функции. ДНК и РНК. Их локализация в клетке. Биологическое значение двухспирального строения ДНК.

Принцип комплементарности и его биологическая роль. Специфичность нуклеиновых кислот. Распад и синтез нуклеиновых кислот. Обмен пуриновых и пиримидиновых оснований.

7 Биосинтез белка. Его основные этапы. Активирование аминокислот.

Транспортные РНК. Функциональная значимость отдельных участков ДНК.

Хромосомы. Общее представление о структуре хроматина. Процесс транскрипции. Информационная РНК и генетический код. Рибосомы и их структура. Рнбосомальная РНК. Функционирование рибосом. Посттрансляционные процессы формирования функционально активных белков, самоорганизация белковой глобулы, самосборка четвертичной структуры белка и надмолекулярных структур клетки. Генетическая инженерия. Молекулярная биология как новая ступень познания природы.

8. Иммунохимия. Реакция антиген—антитело, методы ее регистрации.

Синтез иммуноглобулинов, их гетерогенность. Моноклональные антитела, их получение и практическое использование.

9. Углеводы и их биологическая роль. Классификация и номенклатура углеводов. Структура и свойства моно- и полисахаридов. Конформационные формы углеводов. Важнейшие представители углеводов. Обмен углеводов.

Распад и биосинтез полисахаридов. Взаимопревращения углеводов. Трансферазные реакции. Анаэробный и аэробный распад углеводов. Различные виды брожений. Гликолитические ферменты. Окислительное фосфорилнрование на уровне субстрата. Гликонеогенез. Окислительные превращения глюкозо-6-фосфата (пентозный цикл) и их значение. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Пируватдегидрогеназный комплекс.

Цикл ди- и трикарбоновых кислот и его биологическое значение. Никотинамидные коферменты - источник восстановительных эквивалентов в клетке.

10. Липиды и их биологическая роль. Общие свойства, распространение, классификация и номенклатура липидов. Строение и свойства нейтральных жиров и фосфолипндов. Гликолипиды. Стероиды. Превращение липидов и всасывание. продуктов их распада в желудочно-кишечном тракте. Распад липидов в тканях. Процессы окисления жирных кислот. Биосинтез жирных кислот, нейтрального жира и фосфолипидов.

11. Витамины, коферменты и другие биологически активные вещества.

Амид никотиновой кислоты. Липоевая кислота. Рибофлавин. Динуклеотиды (NAD, FAD). Биотин. Тиамин.

Пантотеновая кислота, кофермент А (СоА). Пиридоксин- и пиридоксальфосфаты. Аскорбиновая кислота. Ретиноиды. Токоферол. Нафто- и убихиноны.

Биогенные амины. Ацетилхолин. Железо-порфирины и хлорофилл. Железосерные кластеры. Минеральный состав клеток и микроэлементы.

12. Биоэнергетика. Образование АТФ и других.макроэргических соединений в различных процессах распада углеводов, липидов и др. соединений. Терминальные процессы окисления. Коферменты - продукты окислительных реакций (NAD+/NADH; NADP+/NADPH; убихинон/убихинол). Оксидазы и механизмы активации кислорода. Электрон-трансферазные реакции и понятие о дыхательных цепях. Структура митохондрий и локализация компонентов дыхательной цепи млекопитающих. Перенос восстановительных эквивалентов через мембрану митохондрий. Трансгидрогеназная реакция. Компоненты дыхательной цепи. Дыхательная цепь - преобразователь энергии (теория электрохимического сопряжения П. Митчела). Обратимая Н+-АТРаза -, главное устройство для синтеза АТР в аэробных клетках. Стехиометрические уравнения окисления NADH и убихинола кислородом. Эффективность сопряжения окислительного фосфорилирования. Механизмы термогенеза. Дыхательные цепи микросом. Цитохром Р-450 и окислительная деструкция ксенобиотиков. Флавиновые ферменты.

Убихиноны. Цитохромы и цитохромоксидаза. Цепь переноса электронов (дыхательная цепь). Энергетическое значение ступенчатого транспорта электронов от субстратов окисления к кислороду. Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Энергетический эффект гликолиза и дыхания.

13. Биологические мембраны. Липосомы как модель биологических мембран. Физико-химические свойства двойной фосфолипидной мембраны (проницаемость, подвижность молекул фосфолипидов). Химическая гетерогенность фосфолипидов мембраны. Холестерин. Специфичность фосфолипидного состава биологических мембран. Динамическая модель биологических мембран СингераНикольсона. Периферические и интегральные белки мембран. Двумерная диффузия белков в мембранах. Ассиметрия биологических мембран. Топография белков и липидных компонентов мембран. Каналы, поры, переносчики и избирательная проницаемость биологических мембран. Рецепторы. Ацетилхолиновый, глутаматный, ГАМК-рецептор и др.

14. Регулирование и интеграция метаболизма. Ключевые пары метаболитов (NAD(P)+/NAD(P) H; ATP/ADP; Ацил-СоА/СоА; лактат/пируват; (Jоксибутират/ацетоацетат) и факторы, влияющие на их концентрации. Дивергенция катаболических и анаболических цепей метаболизма. Типы регулирования активности ферментов и переносчиков. Стехиометрическое регулирование (аллои изостерические ингибиторы и активаторы ферментов). Регулирование активности ферментов их ковалентной модификацией: фосфорилирование, ацилирование, ADP-рибозилирование. Протеинкиназы и протеинфосфатазы. Каскадный принцип регулирования ферментов. Гормоны в качестве первичных управляющих сигналов метаболизма. Рецепторы гормонов и G-белки.

Механизмы и результаты действия инсулина, адреналина, глюкагона.

Вторичные посредники передачи сигналов: циклические нуклеотиды, ионы Са+2, фосфатидилинозитол. Внутриклеточный протеолиз. Тканевая специфичность метаболизма

ЛИТЕРАТУРА

А. Ленинджер. Основы биохимии. В 3-х томах. "Мир", М., 1985.

Л. Страйер. Биохимия. В 3-х томах. "Мир", М., 1984.

Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. Биохимия человека. В 2-х томах. "Мир", М., Г. Малер, Ю. Кордес. Основы биологической химии. "Мир", М., 1970.

Дополнительная:

А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит, Р. Хилл, И. Леман. Основы биохимии. В 3-х томах. "Мир", М., 1981.

М.Диксон, Э. Уэбб. Ферменты. В 3-х томах. "Мир", М., 1982.

Э. Корниш-Боуден. Основы ферментативной кинетики. "Мир", М., 1979.

Ч. Кантор, П. Шиммел. Биофизическая химия. В 3-х томах. "Мир", М., 1985.

В. Дженкс. Катализ в химии и энзимологии. "Мир", М., 1972.

В. П. Скулачев. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии.

"Высш. шк.",М., 1989.

П. Хочачка, Дж. Сомеро. Биохимическая адаптация. "Мир", М., 1988.

Перечень вопросов к вступительному экзамену в аспирантуру по биохимии Тема 1. Аминокислоты, пептиды, белки. Структура, свойства, функции.

1. Пептиднаясвязь. Первичнаяструктурабелков.

2. Вторичныеструктурыбелков. Фибриллярныебелки. Коллаген.

3. Третичнаяконформациябелков. Видысвязей, ихстабилизирующие.

4. Четвертичнаяконформация.

5. Связьнативнойструктурыибиологическойактивностибелков. Шапероныиприоны.

6. Структураферментов. Механизмыкатализа.

7. Кинетикаферментативногокатализа.

8. Способыопределенияактивностиферментов.

9. Жирорастворимыевитамины – участникиважнейшихпроцессовжизнедеятельности.

10.Водорастворимыевитамины – каккофакторыферментов.

Тема 5. Структураиобменнуклеиновыхкислот.

11.Строение, свойства, локализациявклеткеДНКиРНК.

12.Функциинуклеиновыхкислотинуклеотидов.

13.Механизмырепликации. ХарактеристикаДНК-полимераз.

14.Механизмытранскрипции. ХарактеристикаРНК-полимераз. СплайсингРНК.

15.Трансляция. Этапы. Ферменты. Процессингбелковыхмолекул.

16.РегуляцияинарушенияпроцессовсинтезаДНК, РНКибелка.

17.Понятиягениоперон.

18.Активныйинеактивныйхроматин. Структурахромосом.

19.ИнформационнаяРНКкакпосредниквпередачеинформацииотДНКкри босоме.

20. СинтезмРНК, процесстранскрипции, информосомы.

21. ТранспортныеРНКиихрольвпроцессебиосинтезабелка. Генетическийкод.

22. ПроблемыклонированияДНК. Цепныеполимеразныереакциинуклеиновыхкислоти ихприменениевбиологииимедицине.

Тема 7. Промежуточныйобменбелка.

23. Механизмытрансаминирования. Рольпиридоксальфосфата.

24. Декарбоксилированиеаминокислот. Биогенныеамины.

25. Путиутилизацииаминокислотбезосвобожденияаммиака.

Тема 8.Углеводыиобменуглеводов.

26. Анаэробныеиаэробныепутиобмена. Взаимоотношенияброженияидыхания.

27. Гликолиз. Ферменты. Этапы. Продукты. Регуляция.

28. Окислениеуниверсальногометаболическоготоплива –ацетил-КоА.

ЦиклКребса.

29. Обменгликогена. Регуляция.

Тема 9. Липидыиобменлипидов.

30. Классификация, свойстваирольлипидовворганизме.

31. Транспортныеформылипидоввкрови. ЛПлипазытканевыхкапилляров.

32. Промежуточныйобменлипидов. Липолиз. Окислениежирныхкислот.

33. Обменхолестерина.

Тема 11. Биологическоеокисление.

34. ХемиоосмотическаягипотезаМитчелла.

Тема 12. Гормональнаярегуляцияобменавеществ.

35. Механизмыдействиягормонов. Рецепторы, вторичныепосредники.

36. Стероидныегормоны.

Литература для подготовки:

ЛИТЕРАТУРА

основная:

А. Ленинджер. Основы биохимии. В 3-хтомах. "Мир", М., 1985.

Л. Cтрайер. Биохимия. В 3-х томах. - "Мир", М., 1984.

Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. Биохимия человека. В 2хтомах. - "Мир", М., Г. Малер, Ю. Кордес. Основыбиологическойхимии. "Мир", М., 1970.

Биохимия: Учебник / Подред. Е. С. Северина.М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004.с.

ЛимВ. И., Аглямова Г. В. Принципы формирования пространственной структуры белков и нуклеиновых кислот. Стереохимическое моделирование// Молекулярная биология. - 1999. - 33, № 6, с. 1027-1034.

Наградова Н. К. Внутриклеточная регуляция формирования нативной пространственной структуры белков // Биология: Соросовский образовательный журнал.- 1996. - № 7.

Спирин А. С. Молекулярная биология: Структура рибосомы и биосинтез белка. М.: Высш.шк., 1986.-303 с.

Степанов В. М. Молекулярная биология. Структура и функции белков.

М.:Высш.шк., 1996.- 335 с.

Финкельштейн А. В., Птицын О. Б. Физика белка: Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями. - М.: Книжный дом 'Университет', 2002.- Дополнительная:

А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит, Р. Хилл, И. Леман. Основы биохимии. В 3-х томах. - "Мир", М., 1981.

М. Диксон, Э. Уэбб. Ферменты. В 3-хтомах. "Мир", М., 1982.

Э. Корниш-Боуден. Основы ферментативной кинетики. "Мир", М., Ч. Кантор, П. Шиммел. Биофизическая химия. В 3-хтомах. "Мир", М., В.Дженкс. Катализ в химии и энзимологии. "Мир", М., 1972.

В. П. Скулачев. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии.

"Высш. шк.", М., 1989.

П. Хочачка, Дж. Сомеро. Биохимическая адаптация. "Мир", М., 1988.

2. Реферат (для выпускников вузов текущего года возможно представление реферата в виде ВКР).

Реферат – краткое изложение в письменном виде содержания изученной литературы о состоянии научной проблемы по избранной специальности.

Вступительный реферат имеет своей целью показать, что поступающий в аспирантуру имеет необходимые теоретические и практические знания по выбранному направлению своей научной деятельности. Это позволяет также углубить и расширить полученные знания, систематизировать их, а также реализовать в ходе работы над выбранной диссертационной темой.

При выборе темы реферата необходимо исходить, прежде всего, из ее актуальности, а также собственных научных интересов по выбранной для обучения в аспирантуре специальности.

Реферат должен носить характер творческой самостоятельной научноисследовательской работы. Изложение материала не должно ограничиваться лишь описательным подходом к раскрытию выбранной темы, но так же должно отражать авторскую аналитическую оценку состояния исследуемой проблемы и собственную точку зрения на возможные варианты ее решения.

Реферат должен соответствовать следующим теоретико-методическим требованиям:

1. Объем реферата должен составлять 20-28 страниц печатного текста (формат А-4; поля: Левое – 3 см, остальные по 2 см; шрифт – Times New Roman, кегль 14 пт.; междустрочный интервал полуторный; выравнивание по ширине; отступ 1,25 см), номера страниц: положение - вверху страниц, выравнивание - по центру. Работа выполняется на русском языке.

2. Титульный лист оформляется в соответствии с приложением № 4.

3. План реферата: пример оформления плана (оглавления, содержания) работы приведен в приложении № 5 в двух вариантах.

4. Структура реферата имеет вид: введение, основную часть, заключение.

Во введении необходимо отразить обоснование выбора темы, ее актуальность, степень разработанности исследуемой проблемы, цель и задачи исследования.

В основной части выделяются несколько (не менее двух) разделов, формулировка названий которых должна соответствовать пунктам плана. В основной или главной части реферата раскрывается суть исследуемой проблемы, оценка существующих в литературе основных теоретических подходов к ее решению, изложение собственного взгляда на проблему и пути ее решения и т. д., кроме теоретической части реферат может включать практическую часть исследования. Проблематика, рассматриваемая в разделах реферата, должна быть теоретически и логически взаимосвязанной, а ее рассмотрение должно способствовать содержательному освещению темы.

В заключении необходимо подвести итоги анализа и сделать основные выводы.

5. Реферат завершается списком использованной литературы, включая оригинальные тексты, монографические исследования, статьи, учебные пособия и др. Список литературы оформляется в соответствии с ГОСТом 7.1М.: ИПК Издательство стандартов. – 2004). Минимальное количество использованной литературы – 20 источников.

6. Дополнительной частью реферата может быть приложение.

7. Текст должен быть тщательно выверен и соответствовать нормам научного литературного языка.

В установленные сроки реферат с рецензией потенциального научного руководителя представляется в отдел аспирантуры. В исключительных случаях решением заведующего кафедрой из профессорско-преподавательского состава назначается преподаватель (доктор или кандидат наук), который осуществляет рецензирование представленного реферата.

В ходе рецензирования реферата проводится анализ его содержательных и формальных параметров, результаты которого фиксируются в баллах по следующей схеме:

научной специальностью. Четкая постановка цели и 2 Обоснованность плана и структуры реферата, их соот- ветствие поставленным целям и задачам.

3 Теоретический уровень анализа заявленной проблемы. Глубина ее философско-методологического осмысления. Использование современного категориального рассматриваемой проблемы, самостоятельный и творческий характер работы.

турных источников, использованных при написании реферата, их соответствие заявленной теме и современному уровню научных исследований.

требованиями, предъявляемыми к научным работам и аттестационным текстам (язык изложения, стилистические особенности, правильность оформления аппарата ссылок и в целом текста реферата).

Рецензия оформляется в виде заполненной таблицы, в приложении к которой в обязательном порядке даются краткие содержательные комментарии, с фиксацией как положительных моментов работы, так и ее недостатков, повлиявших на итоговую оценку. Рецензент дает общую оценку реферата по формуле «зачтено» или «не зачтено», а в случае общей позитивной оценки дифференцирует ее с учетом количества баллов в таблице:

Выставленная оценка за подписью рецензента с указанием его фамилии, ученой степени и звания фиксируется как в тексте рецензии, так и на титульном листе реферата с указание даты его проверки. В случае выставления оценки «не зачтено» автор реферата не допускается к сдаче вступительных экзаменов в аспирантуру.

Собеседование по теме реферата может включаться в структуру вступительного экзамена по специальности в качестве одного из дополнительных вопросов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры: Учебник для институтов физической культуры. – М.: Физкультура и спорт, 1991.

2. Максименко А.М. Основы теории и методики физической культуры. – М., 1999.

3. Лях В.И. Тесты в физическом воспитании школьников. – М, 1998.

4. Холодов Ж.К., Кузнецов В.С. Теория и методика физического воспитания и спорта: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2000.

5. Смирнов Ю.И., Полевщиков М.М. Спортивная метрология: Учебник для вузов физической культуры. – М., 2000.

6. Матвеев Л.П. Основы общей теории спорта и системы подготовки спортсменов. – Киев, 1999.

7. Платонов В.Н. Общая теория подготовки спортсменов в олимпийском спорте: Учебник для студентов вузов физической культуры. – Киев:

Олимпийская литература, 1997.

8. Теория и методика спорта: Учебное пособие для училищ олимпийского резерва /Под общ. Ред. Ф.П. Суслова и Ж.К. Холодова. – М., 1997.

9. Матвеев Л.П. Общая теория спорта: Учебник для вузов физической культуры. – М.: Физкультура и спорт, 1999.

10. Фискалов В.Д. Спорт и система подготовки спортсменов. Учебник.М.: Советский спорт, 2010.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА СПЕЦИАЛЬНОЙ

1. Цели и задачи дисциплины:

- совершенствование профессиональной подготовки аспирантов специальности 03.01.04 Биохимия посредством научно и методической подготовки;

- обеспечение глубокого теоретического осмысления биохимии, а также привитие аспирантам умения практической реализации основных его положений.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Аспирант должен иметь представление:

- об интеграционных процессах «наука - образование»;

- о методах организации и проведения научно-исследовательской работы.

Аспирант должен знать и уметь:

- комплекс профилированных отраслей теории и методики физической культуры и спорта;

- основную проблематику и методологию исследований в области биохимии базового физического воспитания, профессионально-прикладной физической подготовки, оздоровительно-рекреационной и адаптивной физической культуры и определять пути их решения;

- организовывать и проводить научно-исследовательскую и методическую работу по проблемам биохимии спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры;

- отечественную и зарубежную научную литературу по проблемам биохимии и смежным проблемам, истории возникновения и развития исследовательской проблемы, современного состояния перспектив разработки;

- получить методическую подготовку для выполнения и защиты диссертации на соискание ученой степей кандидата педагогических наук по специальности 03.01.04 Биохимия.

Аспирант должен иметь навыки:

- для решения конкретных задач, возникающих в процессе научной и научно-методической деятельности.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

РУП РУП РУП РУП

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ФАКУЛЬТАТИВНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«БИОХИМИЯ СПОРТА» специальности 03.01.04 Биохимия 1. Цели и задачи дисциплины:

- совершенствование профессиональной подготовки аспирантов специальности 03.01.04 Биохимия посредством научно и методической подготовки;

- обеспечение глубокого теоретического осмысления биоэнергетики спорта, а также привитие аспирантам умения практической реализации основных его положений.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Аспирант должен иметь представление:

- об интеграционных процессах «наука - образование»;

- о методах организации и проведения научно-исследовательской работы.

Аспирант должен знать и уметь:

- комплекс профилированных отраслей теории и методики физической культуры и спорта;

- основную проблематику и методологию исследований в области базового физического воспитания, профессионально-прикладной физической подготовки, оздоровительно-рекреационной и адаптивной физической культуры и определять пути их решения;

- организовывать и проводить научно-исследовательскую и методическую работу по проблемам биомеханики спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры;

- отечественную и зарубежную научную литературу по проблемам биомеханики и смежным проблемам, истории возникновения и развития исследовательской проблемы, современного состояния перспектив разработки;

- получить методическую подготовку для выполнения и защиты диссертации на соискание ученой степей кандидата педагогических наук по специальности 03.01.04 Биохимия.

Аспирант должен иметь навыки:

- для решения конкретных задач, возникающих в процессе научной и научно-методической деятельности.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

РУП РУП РУП РУП

Обязательный минимум содержания образовательной программы Объект курса “03.01.04 Биохимия ” – человек, выполняющий движения в условиях трудовой, бытовой, спортивной деятельности, в условиях естественной или искусственной среды на всех этапах онтогенеза и при патологиях.

Предмет изучения – механические свойства двигательных систем человека с учетом биохимических механизмов его жизнедеятельности, способов и средств управления двигательными действиями в условиях естественной, искусственной управляющей или управляемой среды, в различных состояниях онтогенеза и при патологиях.

Цель - сформировать у аспирантов навыки научного мышления, передать знания о методах и способах исследования биохимических процессов движения человека в условиях естественной или искусственной среды на всех этапах онтогенеза и патологиях.

Задачами курса являются:

- ознакомление с историей развития биохимии.

- методология эмпирического и теоретического типов научного мышления в теории биохимии.

- построение концептуальных и математических моделей организма человека для имитации биохимических процессов двигательной деятельности человека.

- представлении о роли биохимии в изучении и совершенствовании двигательных качеств человека и спортсменов, - освоение знаний о:

а) химических свойствах систем организма человека;

б) методах оценки биохимических процессов, проходящих во время выполнения двигательных действий в различных условиях жизнедеятельности человека;

в) биохимии наземных локомоций, плавания и полета человека, включая движения с использованием различных механических систем преобразования движения;

- практическая реализация биохимических знаний посредством выполнения и оформления рефератов по избранному виду спорта в том числе с применением компьютерного моделирования.

Решение задач курса обеспечивается чтением курса лекций, проведением практических занятий в форме имитации выполнения научноисследовательской и тренерской работы. Контроль знаний осуществляется по качеству представленного реферата о квалификационной научноисследовательской работе и по результатам ее защиты на диссертационном совете.

1. Цели освоения дисциплины Целями освоения дисциплины 01.02.08.Биохимия спорта являются ознакомить слушателей с современными направлениями и методами биохимических исследований в спорте, сформировать практические навыки использования точных биохимических критериев в целях управления тренировочным процессом.

2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) Дисциплина специальности «Биохимия спорта» относится к циклу обязательных дисциплин Прохождение данного курса создает необходимые предпосылки для дальнейшего углублённого изучения современной теории и методики тренировки в избранном виде спорта.

Учебная работа по курсу проводится в форме лекций и семинарских занятий. По завершению курса проводится экзамен.

Для достижения указанной цели программа предусматривает решение следующих основных задач:

3. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы - 72 часа.

Вид учебной работы Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) Самостоятельная работа аспиранта (всего) Вид контроля по дисциплине Разделы дисциплины и виды занятий 1 Значение биохимических исследований в спорте 2 Молекулярное строение ятельности 4 Биохимические изменения в организме человека при мышечной деятельности 5 Биохимические факторы мена и методы из развития 7 Биохимические основы 8 Биохимические закономерности адаптации в процессе спортивной тренировки 9 Биохимические основы спортсменов Тема 1. Значение биохимических исследований в спорте Роль биохимических исследований в управлении тренировочным процессом. Основные направления современных биохимических исследований в спорте. Обмен веществ – основа жизненных функций. Общие закономерности обмена веществ в организме человека.

Тема 2. Молекулярное строение и биохимические свойства мышц Химический состав мышечной ткани. Типы мышечных волокон и их биохимические особенности.

Миофибриллы – сократительные элементы мышечных волокон. Молекулярная структура мышечных волокон. Организация актиновых и миозиновых нитей в миофибриллах. Биохимические свойства сократительных белков мышц – актина и миозина. Регуляторные белки мышц – тропонин и тропомиозин. Изменение структуры миофибрилл в разных фазах мышечного сокращения.

Тема 3. Биоэнергетические процессы при мышечной деятельности Ресинтез АТФ в креатинфосфокиназной реакции. Участие алактатного анаэробного процесса в энергетическом обеспечении мышечной деятельности. Ресинтез АТФ в процессе анаэробного гликолиза.

Эффективность анаэробного гликолитического ресинтеза АТФ и его регуляция при мышечной деятельности.

Аэробные процессы ресинтеза АТФ при мышечной деятельности.

Ресинтез АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Условия обеспечения тканей кислородом и эффективность процессов аэробного обмена. Взаимосвязь дыхания с анаэробными превращениями в работающих мышцах. Изменения сопряженности дыхания и окислительного фосфорилирования в процессе мышечной деятельности.

Тема 4. Биохимические изменения в организме в процессе мышечной деятельности Баланс аэробных и анаэробных процессов в упражнениях разной мощности и продолжительности. Изменения скорости потребления О2 в процессе мышечной работы. Кислородный дефицит и образование кислородного долга при мышечной работе. Соотношение величины кислородного долга с размерами анаэробных превращений при работе. Кислородная потребность и энергетическая стоимость упражнений. систематизация физических упражнений по характеру биохимических изменений в организме. Зависимость биохимических сдвигов в организме от условий выполнения мышечной работы.

Тема 5. Биохимические факторы спортивной работоспособности Понятие об аэробной и анаэробной работоспособности. Биохимические критерии мощности, ёмкости и эффективности аэробного и анаэробного преобразования энергии при мышечной деятельности. Корелляция показателей аэробной и анаэробной работоспособности с уровнем спортивных достижений. Соотношение уровней развития аэробной и анаэробной работоспособности у представителей разных видов спорта.

Изменения показателей аэробной и анаэробной работоспособности под влиянием специализированной тренировки в спорте.

Тема 6. Биохимическая характеристика скоростно-силовых качеств спортсмена и методов их развития Биохимические и структурные факторы, определяющие проявления силы и скорости сокращения мышц. Связь между силой, скоростью и мощностью мышечного сокращения. Биохимические изменения в в организме спортсменов при скоростно-силовой тренировке. Биохимическая характеристика современных методов тренировки силы и мощности.

Тема 7. Биохимические основы выносливости и методов её развития Биохимические факторы, определяющие проявления выносливости в спорте. Понятие об алактатном, гликолитическом и аэробном компонентах выносливости. Биохимические критерии выносливости. Биохимическая характеристика современных методов развития выносливости. Особенности биохмических изменений в организме спортсменов при непрерывном, повторном и интервальном методах тренировки.

Тема 8. Биохимические закономерности спортивной тренировки Биохимические принципы тренировки. Направленность биохимических сдвигов в организме при выполнении физических нагрузок различного характера. Понятие о срочном, отставленном и кумулятивном тренировочном эффекте. Зависимость тренировочного эффекта от характера и дозы тренировочной нагрузки. Последовательность биохимических изменений в организме при тренировке. Биохимические критерии эффективности тренировочного процесса.

Тема 9. Биохимические основы рационального питания спортсменов Особенности и основные принципы спортивного питания. Базовое питание и эргогеническая диететика в спорте. Биологически активные пищевые добавки в питании футболистов.

Специализированные режимы питания спортсменов в период напряженных тренировок и соревнований.

Рекомендуемая литература:

1. Биохимия. Учебник для институтов физ.культ./Под ред.

В.В.Меньшикова и Н.И.Волкова. - М.: ФиС, 1986.

2. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности.- Киев: Олимпийская литература, 2000.

3. Яковлев Н.Н. Биохимия спорта. – М.: ФиС, 1974.

4. Скулачев В.П. Беседы о биоэнергетике. – М.: Молодая гвардия, 5. Рогозкин В.А. Методы биохимического контроля в спорте. – Л.:

ГДОИФК им..Ф.Лесгафта, 6. Волков Н.И., Карасев А.В., Хосни М. Теория и практика интервальной тренировки в спорте.- М.% ВА им. Ф.Э.Дзержинского, 1995.

7. Волков Н.И., Олейников В.И. Биологически активные добавки в специализированном питании спортсменов. – М.: Спортакадемпресс, 2001.

8. Волков Н.И. Основы рационального питания теннисистов. В кн.

В.Голенко, А.Скородумова, Ш.Тарпищев Академия тенниса.- М.:Дедалус, 2002 г., С. 212 –233.

Дополнительная (по общему курсу биохимии) 1. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.: Пер. с англ. М.: Мир, 1980.

2. Ленинджер А. Биохимия: Молекулярные основы структуры и функций клетки: Пер. с англ. М.: Мир, 1974 г., 1976.

3. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т.: Пер. с англ. М.: Мир, 1985.

4. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.

5. Мусил Я., Новакова О., Кунц К. Современная биохимия в схемах:

Пер. с англ. М.: Мир, 1981 г., 1984.

6. Основы биохимии. /Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. и др.: В 3-х т.: Пер.

с англ. М.: Мир, 1981.

7. Калоус В., Павличек З. Биофизическая химия: Пер. с чешек. М.: Мир, 1985.

8. Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия: Пер. с англ. М.: Мир, 1983.

9. Молекулярная биология клетки. /Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др.: Пер. с англ. М.: Мир, 1993.

10. Льюин Б. Гены: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.

11. Проблемы белка: Химическое строение белка. /Попов Е.М., Решетов П.Д., Липкин В.М. и др. М.: Наука, 1995.

12. Белки и пептиды. /Ред. Иванов В.Т., Липкин В.М. М.: Наука, 1995.

13. Практическая химия белка: Пер. с англ. /Под ред. Дарбре А. М.:

Мир, 1989 г. Авдонин П.В., Ткачук В.А. Рецепторы и внутриклеточный кальций. М.: Наука, 1994.

14. Биохимия мозга: Уч. пособие. Под ред. Ашмарина И.П., Стукалова П.Д., Ещенко С.Д. СПб.: изд-во СПбГУ, 1999.

15. Ролан Ж.-К., Селоши А., Селоши Д. Атлас по биологии клетки: Пер.

с франц. М.: Мир, 1978.

16. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции: Пер. с англ. - М.: Мир, 1997.

17. Справочник биохимика. /Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К.:

Пер. с англ. М.: Мир, 1991.

18. Проблема белка: Пространственное строение белка. /Попов Е.М., Демин В.В. и др., отв. ред. Иванов В.Т., ред. Соркина Т.И. М.: Наука, 1996.

19. Нейрохимия. /Ашмарин И.П., Антипенко А.Е. и др., ред. Ашмарин И.П., Стукалова П.В. М., 1996.

20. Проблема белка: Структурная организация белка. /Попов Е.М., отв.

ред. Иванов В.Т., ред. Соркина Т.И. М.: Наука, 1997.

21. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. М., 1999.

22. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология: Пер. с англ. М., 1999.

23. Nelson D., Cox M. Lehninger Principles of Biochemistry. 3rd ed. W.P., 2000.

24. Проблема белка: Структура и функция белка. /Попов Е.М., отв. ред.

Иванов В.Т., ред. Соркина Т.И. М.: Наука, 2000.

25. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия: Пер. с нем. М.: Мир, 2000.

26. Stryer L. Biochemistry. 4th ed. New York, 2000.

27. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М., 2001.

Тема 10. Подготовка реферата Подготовка реферата по теме диссертационного исследования с представлением модели объекта исследования, плана проведения исследования, используемых методов и их погрешности, расчетов с помощью математического моделирования возможных результатов исследования, проекта применения методов математической статистики для решения задач экспериментальной части работы.

ПРОГРАММА КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА

Цель программы кандидатского экзамена по специальности 03.01.04– определить у соискателей ученой степени кандидата наук уровень научнотеоретических и научно-прикладных знаний по проблемам биомеханики.

Кандидатский экзамен по специальной дисциплине сдается по программе, состоящей из двух частей: типовой программы – минимум по специальности, соответствующей паспорту научной специальности 03.01.04, утвержденной Министерством образования и науки Российской Федерации1, и дополнительной профессиональной программы, разрабатываемой ведущими теоретическими кафедрами профильного направления педагогического института физической культуры и спорта ГБОУ ВПО МГПУ.

Настоящая программа соответствует утвержденному Министерством образования и науки Российской Федерации паспорту научной специальности 03.01.04 «Биохимия».

Программа кандидатских экзаменов // Приказ Минобрнауки России от 8 октября 2007 г. № 274 (зарегистрирован Минюстом России 19 октября 2007 г., регистрационный № 10363), сайт Высшей аттестационной комиссии (ВАК) Минобразования науки РФ. – Режим доступа:

http://vak.ed.gov.ru/ru/docs/?id54=12&i54=9 (дата обращения 24.09.2012).

Специальность 03.01.04 «Биохимия» (биологические науки) описывает область научно-практической деятельности и характеризует основные методологические подходы к изучению проблематики биохимии движений человека, определяет направления фундаментальных и прикладных исследований в сфере биохимических особенностей различных видов спорта, дает представление о научной и методико-практической значимости изучаемых вопросов и их значении для расширения базовых видов физической культуры и видов спортивной деятельности населения различных возрастных групп.

Программа-минимум решает следующие задачи:

1. Оценить у аспиранта (соискателя ученой степени кандидата педагогических наук) знания в области биохимии и биоэнергетики спорта.

2. Оценить умение использовать теоретико-методические знания в научно-исследовательской работе.

Общие требования к уровню подготовки соискателя, сдающего кандидатские экзамены: соискатель должен быть широко эрудирован, иметь широкую научную подготовку, владеть современными информационными технологиями, включая методы получения, обработки и хранения научной информации, уметь самостоятельно формировать научную тематику, организовывать и вести научно-исследовательскую деятельность по избранной научной специальности. Соискатель должен продемонстрировать знания отечественной и зарубежной научной литературы по проблемам биомеханики двигательных действий и смежным проблемам, истории возникновения и развития исследовательской проблемы, современного состояния и перспектив ее разработки, высказать свое аргументированное суждение по дискуссионным вопросам, проявить способности к творческому мышлению.

Кандидатский экзамен по специальности предусматривает выявление системы знаний у соискателей по комплексу профилированных отраслей биомеханики, определение научной эрудиции, выявление основной проблематики и методологии индивидуальных научных исследований и умений определять пути их решения в ходе экспериментальной работы. Экзамен проводится в виде ответов на билеты, в каждом из которых содержится 2 вопроса. Вместе с тем соискатель реферативно должен доложить основные результаты своего научного исследования. Эта часть кандидатского экзамена определяется требованиями образовательного учреждения – ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ».

Научно-исследовательская реферативная часть программы кандидатского экзамена должна:

соответствовать основной проблематике научной специальности, по которой защищается кандидатская диссертация:

обладать актуальностью, научной новизной, практической значимостью;

в ней должны быть отражены современные теоретические, методические и технологические достижения отечественной и зарубежной науки и практики;

в ней должны быть применена современная методология и методика научных исследований;

в ней должны использоваться современные методы обработки и интерпретации исходных данных, при необходимости с применением компьютерных технологий;

в ней должны содержаться теоретические (методические, практические) разделы, согласованные с научными положениями, защищаемыми в кандидатской диссертации.

Критерии оценки знаний аспирантов:

1) владение научным языком, современной системой научнопрактических знаний о явлениях и биохимических процессах, происходящих в сфере физической культуры и спорта;

2) умение применять теоретические знания и современные методы при осмыслении проблем биохимии физического воспитания и спорта;

3) способность осмысливать актуальную информацию, связанную с изучением различных аспектов науки о физической культуре и спорте;

4) владение методами анализа и критической оценки различных теорий, концепций, подходов в изучении научной проблемы;

5) способность применять различные методологические концепции для раскрытия исследуемой научной темы;

6) способность применять информационные технологии при решении исследовательских задач.

ЧАСТЬ I. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

1. Организационно-методический раздел.

Общая трудоемкость дисциплины: 1 з.е./36 часов Основная образовательная программа послевузовского профессионального образования по подготовке аспирантов очной формы обучения при РГУФКСМиТ разработана в соответствии с Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 16.03.2011 г. №1365 «О формировании основных образовательных программ послевузовского профессионального образования» и «Рекомендаций по формированию основных профессиональных образовательных программ послевузовского профессионального образования для обучающихся в аспирантуре» по специальности 03.01. «Биохимия»

В основу настоящей программы положены следующие разделы: физико-химические основы биохимии; структура и физико-химические свойства низкомолекулярных соединений, входящих в состав биологических объектов; структура и свойства биополимеров; обмен веществ и энергии в живых системах; хранение и реализация генетической информации; взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ в организме; биохимия спорта.

Программа разработана с учетом рекомендаций экспертного совета Высшей аттестационной комиссии по биологическим наукам.

1. Общие вопросы Предмет и задачи биологической химии. Биохимия в системе биологических дисциплин. Связь биологической химии с сопредельными дисциплинами — биофизикой, биоорганической химией, цитологией, микробиологией, генетикой, физиологией.

Место биохимии в системе наук, связанных с физико-химической биологией. Основные этапы развития биохимии. Молекулярная биология и генетика и их связь с биохимией. Практические приложения биохимии; биохимия как фундаментальная основа биотехнологии. Направления и перспективы развития биохимии.

Жизнь как особая форма движения материи. Проблема возникновения жизни и предбиологической эволюции. Роль структурной организации клетки в явлениях жизни. Компартментация веществ и процессов в клетке. Значение обмена веществ (катаболизм и анаболизм) в явлениях жизни. Принципы регуляции процессов обмена веществ в клетке. Генетическая информация и ее значение. Эволюционная биохимия.

Академики А.Н. Бах, А.И. Опарин, В.С. Гулевич, А.В. Палладин, А.Н.

Белозерский, В.А. Энгельгардт, А.Е. Браунштейн, С.Е. Северин и их роль в создании отечественной школы биохимиков. Развитие биохимии, и ее связи с практикой: агрономией, микробиологией, биотехнологией, медициной и ветеринарией. Важнейшие журналы, справочные и обзорные издания по биохимии. Понятие о биоинформатике.

Общая характеристика веществ, входящих в состав организмов, их роль и значение. Роль минеральных элементов, белков, липидов, углеводов, витаминов в обмене веществ и в питании человека и животных. Калорийность и усвояемость пищевых продуктов. Незаменимые факторы питания.

2. Физико-химические основы биохимии Физико-химическая характеристика воды как универсального растворителя в биологических системах. Вода и ее роль в живых организмах. Основные понятия электрохимии водных растворов. Закон действующих масс, константы диссоциации кислот и оснований, водородный показатель (рН), буферные растворы.

Основные физико-химические методы, применяемые в биохимии:

спектрофотометрия, флуорометрия, ЭПР- и ЯМР- спектроскопия, хроматография, калориметрия, электрофорез, вискозиметрия, рентгено- структурный анализ.

Основы химической кинетики: молекулярность и порядок реакции;

константы скоростей химических реакций и факторы, влияющие на скорости и равновесия реакций. Гомогенный и гетерогенный катализ.

3. Структура и физико-химические свойства низкомолекулярных соединений, входящих в состав биологических объектов Природные аминокислоты. Различные способы классификации аминокислот. Общие и специфические реакции функциональных групп аминокислот.

Аминокислоты как составные части белков. Физические и химические свойства протеиногенных аминокислот. Селеноцистеин. Непротеиногенные кислоты. Незаменимые аминокислоты. Полипептиды.

Природные углеводы и их производные. Классификация углеводов.

Стереохимия углеводов. Наиболее широко распространенные в природе гексозы и пентозы и их свойства. Конформация моносахаридов. Взаимопревращения моносахаридов. Гликозиды, амино-, фосфо- и сульфосахариды. Дезоксисахара. Методы разделения и идентификация углеводов.

Липофильные соединения и классификация липидов. Жирные кислоты.

Изомерия и структура ненасыщенных жирных кислот. Полиненасыщенные жирные кислоты. Нейтральные жиры и их свойства. Фосфолипиды. Гликолипиды и сульфолипиды. Стерины, холестерин, желчные кислоты. Диольные липиды. Полярность молекулы фосфатидов. Участие фосфатидов и других липидов в построении биологических мембран. Воска и стероиды. Изопреноиды. Терпеноиды и каротиноиды.

Пуриновые и пиримидиновые основания. Нуклеозиды и нуклеотиды.

Циклические нуклеотиды. Минорные пуриновые и пиримидиновые основания. Комплексообразующие свойства нуклеотидов.

Витамины, коферменты и другие биологически активные соединения.

Роль витаминов в питании животных и человека. Витамины как компоненты ферментов. Жирорастворимые витамины. Витамин А. Каротиноиды и их значение как провитаминов А. Витамин Д и его образование. Витамин Е. Витамин К. Нафтохиноны. Водорастворимые витамины. Витамин B1. Каталитические функции тиаминпирофосфата. Витамины B2 и PP. Участие витаминов В2 и РР в построении коферментов аэробных и анаэробных дегидрогеназ. Витамин B6 и его каталитические функции. Пантотеновая кислота. Липоевая кислота. Витамин B12. Фолиевая кислота и дигидроптеридин. Другие витамины и витаминоподобные вещества комплекса В. Витамин С. Ферментативное окисление аскорбиновой кислоты. Биофлавоноиды, рутин. Витамины – антиоксиданты. Витамины – прокоферменты. Витамины – прогормоны. Прочие известные в настоящее время витамины. Антивитамины. Динуклеотидные коферменты. Нуклеотиды как коферменты. Простагландины как производные полиненасыщенных жирных кислот. Биогенные амины. Ацетилхолин.

Железопорфирины. Хлорофилл и другие растительные пигменты.

Минеральный состав клеток. Микроэлементы. Методы аналитической бионеорганической химии.

4. Структура и свойства биополимеров Специфическая роль белковых веществ в явлениях жизни. Принципы выделения, очистки и количественного определения белков. Пептидная связь, ее свойства и влияние на конформацию полипептидов.

Теория строения белковой молекулы. Ковалентные и нековалентные связи в белках. Работы А.Я. Данилевского, Э. Фишера, Ф. Сенгера, Л. Полинга. Уровни структурной организации белков. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белков. Метода определения первичной структуры белка. Упорядоченные и неупорядоченные вторичные структуры. Супервторичные структуры.

Принципы и методы изучения структуры белков. Соотношение между первичной структурой и структурами более высокого порядка в белковой молекуле. Значение третичной структуры белковой молекулы для проявления ее биологической активности. Динамичность структуры белка. Величина и форма белковых молекул.

Физические и химические свойства белков. Методы изучения белков.

Конформационная динамика белковой молекулы. Денатурация белков и полипептидов. Комплексы белков с низкомолекулярными соединениями, белок-лигандные взаимоотношения. Кристаллические белки.

Методы определения пространственного расположения полипептидных цепей. Олигомерные комплексы белков. Классификация белков. Простые и сложные белки. Альбумины, глобулины, гистоны, протамины, проламины, глютелины. Фосфопротеины, липопротеины, гликопротеины, нуклеопротеины, хромопротеины (гемопротеины), металлопротеины. Гомологичные белки и гомологичные последовательности аминокислот в полипептидах.

Семейства и суперсемейства белков. Протеомика. Специфические методы очистки белков (хроматография, электрофорез белков, иммунопреципитация, выявление и картирование эпитопов с помощью моноклональных антител, ультрафильтрация, избирательное осаждение, обратимая денатурация).

Структура миоглобина, гемоглобина и связывание ими кислорода.

Олиго- и полисахариды. Дисахариды и трисахариды. Крахмал и гликоген, клетчатка и гемицеллюлозы, их структура и свойства. Гетерополисахариды, гликозаминогликаны. Протеогликаны. Методы изучения первичной, вторичной и более высоких уровней структурной организации полисахаридов, гликопротеинов и протеогликанов.

Полиморфизм амфифильных соединений в водных растворах (мицеллы, эмульсии, ламеллы, бислойные структуры). Модели строения биологических мембран. Липосомы; методы их получения и изучения. Фазовые переходы в агрегатах амфифильных соединений. Проницаемость биологических мембран. Электрохимия осмотических явлений. Методы изучения биологических мембран (репортерные метки, микрокалориметрия, флуоресцентное зондирование, светорассеяние).

Типы нуклеиновых кислот. Роль нуклеиновых кислот в живом организме. Полинуклеотиды. Структура ДНК. Принцип комплементарности азотистых оснований. Минорные основания. А-, В-, С-, Т- и Z- формы ДНК. Суперспирализация ДНК. Структура и функционирование хроматина. ДНК хлоропластов и митохондрий. ДНК вирусов и бактерий. Плазмиды. Особенности строения дезоксирибонуклеиновой кислоты. Роль ДНК как носителя наследственной информации в клетке. Структура рибонуклеиновых кислот.

Типы РНК: ядерная, рибосомная, транспортная, м- РНК. Взаимодействие белков и нуклеиновых кислот. Методы изучения структуры нуклеиновых кислот. Клонирование ДНК. Банки данных генов. Генная инженерия. Генотерапия. Понятие о геномике.

5. Обмен веществ и энергии в живых системах Круговорот веществ в биосфере. Биологические объекты как стационарные системы. Сопряжение биохимических реакций. Метаболические цепи, сети и циклы. Обратимость биохимических процессов. Катаболические и анаболические процессы. Единство основных метаболических путей во всех живых системах.

Ферментативный катализ, белки-ферменты. История развития энзимологии. Понятие о ферментах как о белковых веществах, обладающих каталитическими функциями. Методы выделения и очистки ферментов. Основные положения теории ферментативного катализа. Энергия активации ферментативных реакций. Образование промежуточного комплекса «ферментсубстрат», доказательства его образования. Понятие об активном центре фермента и методы его изучения. Теория индуцированного активного центра.

Кинетика ферментативного катализа. Обратимость действия ферментов.

Начальная скорость ферментативной реакции и метод ее определения.

Уравнение Михаэлиса-Бриггса-Холдейна. Константа Михаэлиса и методы ее нахождения. Единицы активности ферментов. Стандартная единица, удельная и молекулярная активность. Активность и числа оборотов фермента.

Критерии чистоты ферментных препаратов. Двухкомпонентные и однокомпонентные ферменты. Динамичность структуры и ферментативный катализ.

Химические механизмы ферментативного катализа (сериновые протеазы, пиридоксалевый катализ, карбоаегидраза, рибонуклеаза и др.). Кофакторы в ферментативном катализе. Простетические группы и коферменты. Химическая природа коферментов. Коферменты алифатического, ароматического и гетероциклического ряда. Витамины как предшественники коферментов.

Значение металлов для действия ферментов. Влияние физических и химических факторов на активность ферментов. Действие температуры и концентрации водородных ионов. Специфические активаторы и ингибиторы ферментативных процессов. Механизм ингибирования ферментов. Обратимое и необратимое, конкурентное и неконкурентное ингибирование. Изостерические и аллостерические лиганды-регуляторы. Кооперативность в ферментативном катализе. Фермент как молекулярная машина. Модели кооперативного функционирования ферментов. Локализация ферментов в клетке. Специфичность ферментов. Классификация ферментов и ее принципы. Оксидоредуктазы, важнейшие представители. Трансферазы, важнейшие представители. Гидролазы, распространение в природе, важнейшие представители, значение их в пищевой технологии. Лиазы, важнейшие представители. Изомеразы, важнейшие представители. Лигазы, важнейшие представители. Регуляция активности и синтез ферментов. Аллостерические ферменты. Теория индуцированного синтеза ферментов Жакоба и Моно. Множественные формы ферментов, изоферменты. Мультиферментные системы. Пируватдегидрогеназа. Иммобилизованные ферменты. Использование ферментов в биотехнологии и медицине. Энзимотерапия. Понятие об абзимах. Рибозимы.

Основные понятия биоэнергетики. АТФ – универсальный источник энергии в биологических системах. Соединения с высоким потенциалом переноса групп - макроэргические соединения (нуклеозид ди- и трифосфаты, пирофосфат, гуанидинфосфаты, ацилтиоэфиры). Энергетическое сопряжение. Фосфорильный потенциал клетки. Нуклеозид ди- и трифосфаткиназы.

Аденилаткиназная и креатинкиназная реакции.

Терминальное окисление. Механизмы активации кислорода. Оксидазы.

Коферменты окислительно-восстановительных реакций НАДФ+/НАДФН, ФМН/ФМН-Н2, ФАД/ФАД-Н2). Электронтрансферазные реакции. Убихинон, железо-серные белки и цитохромы как компоненты дыхательной цепи. Локализация окислительных процессов в клетке. Митохондрии и их роль как биоэнергетических машин. Локализация электрон- трансфераз в биологических мембранах. Структура дыхательной цепи. Химиосмотическая теория сопряжения окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания. D m Н и его значение. Циклический векторный перенос протона.

Биологические генераторы разности электрохимических потенциалов ионов.

Электрохимическое сопряжение в мембранах и окислительное фосфорилирование, синтез АТФ. Механизмы окислительного и фотофосфорилирования.

Разобщители и ионофоры. Механизмы разобщения окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания. АТФ-азы их строение и функция. Общность мембранных преобразователей митохондрий, хлоропластов и хроматофоров. Эффективность аккумуляции энергии, сопряженной с переносом электронов. Альтернативные функции биологического окисления. Термогенез. Дыхательные цепи микросом. Цитохром Р-450 и окислительная деструкция ксенобиотиков. Активные формы кислорода, их образование и обезвреживание. Значение активных форм кислорода для функционирования клетки.

Свет – источник жизни на Земле. Фотосинтез как основной источник органических веществ на Земле. Работы К.А. Тимирязева. Растительные пигменты, хлорофиллы. Хроматографический метод С. Цвета и его применение в современной биохимии. Структура фотосинтетического аппарата. Строение и состав хлоропластов. Молекулярные механизмы функционирования хлоропластов. Хлорофилл и фотосинтетические антенны. Структура фотосинтетических реакционных центров. Генерация и роль АТФ в процессах фотосинтеза. Фотолиз воды и световые реакции при фотосинтезе. Работы А.П. Виноградова. Темновые реакции при фотосинтезе. Ферредоксины. Цикл Кальвина.

Применение меченых атомов при изучении обмена веществ, в частности, химизма фотосинтеза. Роль пигментов в процессе фотосинтеза. Хемосинтез.

Исследования С.Н. Виноградского. Химизм хемосинтеза. Генерация и роль АТФ в процессах хемосинтеза.

Биохимия пищеварения. Органная специфичность пищеварительных протеаз, липаз, гликозидаз. Распад белков, липидов и углеводов в процессе пищеварения. Роль желчных кислот в метаболизме липофильных соединений. Пристеночное пищеварение в кишечнике. Транспорт метаболитов через биологические мембраны. Понятие об активном транспорте, секреции, пиноцитозе.

Углеводы и их ферментативные превращения. Фосфорные эфиры сахаров и роль фосфорной кислоты в процессах превращения углеводов в организме. Ферменты, катализирующие взаимопревращения сахаров и образование фосфорных эфиров. Продукты окисления и восстановления моносахаридов. Роль многоатомных спиртов в углеводном обмене. Образование уроновых кислот и биогенез пентоз у растений. Гликозиды и дубильные вещества, их свойства, ферментативные превращения и роль в пищевой промышленности. Ферменты, гидролизующие олигосахариды. Нуклеозиддифосфатсахара и их роль в биосинтезе олигосахаридов и полисахаридов. Гликозилтрансферазы. Амилазы. Распространение в природе и характеристика отдельных амилаз. Роль амилаз в промышленности и пищеварении. Взаимопревращения крахмала и сахарозы в растениях. Биосинтез крахмала и гликогена. Полифруктозиды, клетчатка и гемицеллюлозы, их свойства, ферментативные превращения и роль в пищевой промышленности. Гетерополисахариды, гликозаминогликаны, их синтез и участие в построении соединительной ткани.

Углеводы водорослей (агар, альгиновая кислота, каррагинан). Общая характеристика процессов распада углеводов. Гликолиз и гликогенолиз как метаболическая система. Взаимосвязь процессов гликолиза, брожения и дыхания.

Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение. Работы Л. Пастера.

Значение работы Э. Бухнера. Основные и побочные продукты брожения.

Химизм анаэробного и аэробного распада углеводов. Структура и механизм действия отдельных ферментов гликолиза и гликогенолиза. Энергетическая эффективность гликолиза, гликогенолиза и брожения. Аэробный и анаэробный распад углеводов. Механизм окисления пировиноградной кислоты. Цикл дикарбоновых и трикарбоновых кислот. Энергетическая эффективность цикла. Структура и механизм действия отдельных ферментов цикла ди- и трикарбоновых кислот. Прямое окисление углеводов. Пентозофосфатный путь.

Глиоксилатный цикл. Образование органических кислот в растениях и при так называемых «окислительных брожениях». Глюконеогенез. Растительное сырье и микробиологические процессы как источник пищевых органических кислот.

Липолиз. Ферментативный гидролиз жиров. Липазы, распространение в природе и характеристика. Окислительный распад жирных кислот. Энергетическая эффективность распада жирных кислот. Роль карнитина в метаболических превращениях жирных кислот. Бета-, альфа- и омега-окисление жирных кислот. Коэнзим А и его роль в процессах обмена жирных кислот. 4фосфопантетеин и его роль в биосинтезе жирных кислот. Биосинтез жирных кислот. Синтаза жирных кислот. Биосинтез триглицеридов.

Ферментативные превращения фосфатидов. Строение и функции мембран в клетке. Биосинтез холестерина и его регуляция. Значение холестерина в организме. Синтез желчных кислот. Стероиды как провитамины Д.

Заменимые и незаменимые аминокислоты. Пути повышения пищевой ценности растительных белков. Кетокислоты как предшественники аминокислот. Прямое аминирование. Переаминирование и другие пути превращения аминокислот. Аминотрансферазы. Другие пути биосинтеза аминокислот.

Вторичное образование аминокислот при гидролизе белков. Специфический распад и превращения отдельных аминокислот. Протеолитические ферменты — пептидгидролазы, общая характеристика и распространение в природе.

Отдельные представители (пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, сычужный фермент, амино- и карбоксипептидазы, лейцинаминопептидаза). Активирование протеиназ типа папаина сульфгидрильными соединениями.

Биохимия распада аминокислот. Дезаминирование аминокислот. Типы дезаминирования. Роль аспарагина, глютамина и мочевины в обмене азота.

Орнитиновый цикл. Структура и механизм действия трансаминаз и отдельных ферментов цикла мочевинообразования. Амины и алкалоиды, пути их образования и превращений. Распад нуклеопротеинов. Нуклеазы. Синтез и распад пуриновых нуклеотидов. Уреотелия, урикотелия и аммониотелия.

Синтез и распад пиримидиновых нуклеотидов. Синтез гема. Распад гема и обезвреживание билирубина.

Молекулярные основы подвижности биологических систем. Структура поперечно-полосатой и гладкой мускулатуры. Сократительные белки. Модели функционирования мышц. Подвижность жгутиков и ресничек у микроорганизмов.

Поддержание ионного гомеостаза клеток. Транспортные АТФазы и ионные каналы.

Биохимические основы передачи нервного импульса. Ионные потоки при возбуждении нерва. Синаптическая передача возбуждения. Медиаторы центральной нервной системы. Ацетилхолин, ацетихолинэстераза, рецепция ацетилхолина. Рецептор ацетилхолина как пример лиганд-зависимого ионного канала.

6. Хранение и реализация генетической информации Понятия ген и оперон. Клеточный цикл. Активный и неактивный хроматин. Структура хромосом. Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белков.

Биосинтез нуклеиновых кислот и ДНК-полимеразы. Репликация ДНК. Циклическая ДНК и технология включения генов в плазмиды. Мутации и направленный мутагенез. Работы С. Очоа и А. Корнберга. РНК- полимеразы.

Информационная РНК как посредник в передаче информации от ДНК к рибосоме. Синтез мРНК, процесс транскрипции, информосомы. Посттранскрипционный процессинг мРНК. Биосинтез белка. Активирование аминокислот. Транспортные РНК и их роль в процессе биосинтеза белка. Генетический код. Рибосомы: структура, состав и функции. Механизм считывания информации в рибосомах. Процесс трансляции. Инициация трансляции, элонгация и терминация. Полисомы. Регуляция синтеза белка. Посттрансляционные изменения в молекуле белка, процессинг. Транспорт белков, их встраивание в мембраны, и проницаемость биологических мембран для биополимеров. Проблемы клонирования ДНК. Цепные полимеразные реакции нуклеиновых кислот и их применение в биологии и медицине.

7. Взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ в организме Единство процессов обмена веществ. Связь процессов катаболизма и анаболизма, энергетических и конструктивных процессов. Энергетика обмена веществ. Взаимосвязь между обменами белков, углеводов, жиров и липидов. Ключевые ферменты. Способы регулирования метаболизма. Регулирование экспрессии генов. Наследственные болезни. Посттрансляционная ковалентная модификация белков (внутриклеточные протеазы, протеинкиназы, протеинфосфатазы), метилирование, гликозилирование, амидирование и дезамидирование и др. модификации. Регулирование активности ферментов субстратом, продуктом и метаболитами. Молекулярные основы гомеостаза клетки.

Кровь, плазма, лимфа. Транспорт кислорода эритроцитами. Кривые диссоциации оксигенированного гемоглобина. Карбоксиангидраза. Буферные системы крови. Система свертывания крови. Белки плазмы крови и функциональная биохимия форменных элементов крови. Биохимические основы иммунитета. Понятие о цитокинах и хемокинах. Рецепторы цитокинов и хемокинов.

Гормоны. Классификация гормонов. Рецепторы гормонов. Тканевая и видовая специфичность рецепторов гормонов. Гормоны с трансмембранным механизмом действия. Мембранные рецепторы и вторичные посредники.

Аденилатциклаза и фосфодиэстераза. Ц-АМФ как вторичный месседжер и ковалентная модификация белков-ферментов. G-белки. Рецепторзависимые ионные каналы. Инозитол-трифосфат и Са2+ как вторичные посредники.

Гормонзависимая химическая модификация белков. Протеинкиназы. Простагландины. Внутриклеточные и ядерные рецепторы гормонов, их влияние на экспрессию генов. Стимуляторы роста растений и микроорганизмов; гербициды; антибиотики; фитонциды и их регуляторная роль. Рецепция света живыми системами. Апоптоз, молекулярные механизмы апоптоза и митоптоза.

Раздел 2. Биохимия спорта Тема 1. Значение биохимических исследований в спорте Роль биохимических исследований в управлении тренировочным процессом. Основные направления современных биохимических исследований в спорте.

Обмен веществ – основа жизненных функций. Общие закономерности обмена веществ в организме человека.

Тема 2. Молекулярное строение и биохимические свойства мышц Химический состав мышечной ткани. Типы мышечных волокон и их биохимические особенности.

Миофибриллы – сократительные элементы мышечных волокон. Молекулярная структура мышечных волокон. Организация актиновых и миозиновых нитей в миофибриллах. Биохимические свойства сократительных белков мышц – актина и миозина. Регуляторные белки мышц – тропонин и тропомиозин. Изменение структуры миофибрилл в разных фазах мышечного сокращения.

Тема 3. Биоэнергетические процессы при мышечной деятельности Ресинтез АТФ в креатинфосфокиназной реакции. Участие алактатного анаэробного процесса в энергетическом обеспечении мышечной деятельности. Ресинтез АТФ в процессе анаэробного гликолиза.

Эффективность анаэробного гликолитического ресинтеза АТФ и его регуляция при мышечной деятельности.

Аэробные процессы ресинтеза АТФ при мышечной деятельности.

Ресинтез АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Условия обеспечения тканей кислородом и эффективность процессов аэробного обмена. Взаимосвязь дыхания с анаэробными превращениями в работающих мышцах. Изменения сопряженности дыхания и окислительного фосфорилирования в процессе мышечной деятельности.

Тема 4. Биохимические изменения в организме в процессе мышечной деятельности Баланс аэробных и анаэробных процессов в упражнениях разной мощности и продолжительности. Изменения скорости потребления О2 в процессе мышечной работы. Кислородный дефицит и образование кислородного долга при мышечной работе. Соотношение величины кислородного долга с размерами анаэробных превращений при работе. Кислородная потребность и энергетическая стоимость упражнений. систематизация физических упражнений по характеру биохимических изменений в организме. Зависимость биохимических сдвигов в организме от условий выполнения мышечной работы.

Тема 5. Биохимические факторы спортивной работоспособности Понятие об аэробной и анаэробной работоспособности.

Биохимические критерии мощности, ёмкости и эффективности аэробного и анаэробного преобразования энергии при мышечной деятельности.

Корелляция показателей аэробной и анаэробной работоспособности с уровнем спортивных достижений. Соотношение уровней развития аэробной и анаэробной работоспособности у представителей разных видов спорта.

Изменения показателей аэробной и анаэробной работоспособности под влиянием специализированной тренировки в спорте.

Тема 6. Биохимическая характеристика скоростно-силовых качеств спортсмена и методов их развития Биохимические и структурные факторы, определяющие проявления силы и скорости сокращения мышц. Связь между силой, скоростью и мощностью мышечного сокращения. Биохимические изменения в в организме спортсменов при скоростно-силовой тренировке. Биохимическая характеристика современных методов тренировки силы и мощности.

Тема 7. Биохимические основы выносливости и методов её развития Биохимические факторы, определяющие проявления выносливости в спорте. Понятие об алактатном, гликолитическом и аэробном компонентах выносливости. Биохимические критерии выносливости. Биохимическая характеристика современных методов развития выносливости. Особенности биохмических изменений в организме спортсменов при непрерывном, повторном и интервальном методах тренировки.

Тема 8. Биохимические закономерности спортивной тренировки Биохимические принципы тренировки. Направленность биохимических сдвигов в организме при выполнении физических нагрузок различного характера. Понятие о срочном, отставленном и кумулятивном тренировочном эффекте. Зависимость тренировочного эффекта от характера и дозы тренировочной нагрузки. Последовательность биохимических изменений в организме при тренировке. Биохимические критерии эффективности тренировочного процесса.

Тема 9. Биохимические основы рационального питания спортсменов Особенности и основные принципы спортивного питания. Базовое питание и эргогеническая диететика в спорте. Биологически активные пищевые добавки в питании футболистов.

Специализированные режимы питания спортсменов в период напряженных тренировок и соревнований.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Биохимия»

28. Мецлер Д. Биохимия: В 3-х т.: Пер. с англ. М.: Мир, 1980.