ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИВ.Г. БЕЛИНСКОГО
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 020208 – «Биохимия»
Факультет естественно-географический
КАФЕДРА биохимии
Пенза – 2007
1.Квалификационные требования
Квалификация выпускника – биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программыподготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строенияи свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов,метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своейобласти деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы илабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторнуюинформацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используясовременную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты идругую установленную документацию; следит за соблюдением установленныхтребований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности.Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу,участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении,оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работесеминаров и конференций, составлении патентных заявок.
В производственных и медицинских организациях проводит биохимическуюаналитическую работу, участвует в диагностике и экспертизе, сертификациипродуктов производства.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимикподготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта,биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника внаучно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и другихдолжностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочникадолжностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденныхпостановлением Минтруда РФ от 21.08.98 №37.
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности надолжности преподавателя в средней школе и учреждениях профессиональногообразования при условии освоения дополнительной образовательной программыпсихолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности
Исследованиестроения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в составживых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности
Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки,многоклеточные организмы (растения и животные).
Виды профессиональной деятельности
· Проведениенаучных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор иподготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов,обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
· Научно-производственнаяи организационная деятельность;
· Педагогическаядеятельность (при условии освоения соответствующейобразовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподаваниев средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
· Иныевиды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку иподготовку по специальности 020208 – Биохимия.
2.Цели и задачи дисциплины
Ферментыпредставляют собой движущую силу всего того бесконечного разнообразияхимических превращений, которые в своей совокупности составляют лежащий воснове жизни обмен веществ. Поэтому энзимология является важнейшим разделомбиохимии.
Роль знаний оферментах невозможно переоценить. Изучение любой проблемы в области познаниямеханизмов жизнедеятельности обязательно связано с исследованием соответствующихферментных систем. Действие различных физиологически активных соединений, вконечном счёте, сводится к тому, что эти соединения стимулируют или ингибируютто или иное звено в обмене веществ, тот или иной ферментативный процесс. Многиеотрасли промышленности основаны на использовании различных ферментативныхпроцессов. Препараты ферментов находят всё более широкое применение впромышленности, сельском хозяйстве, медицине, и, особенно, в исследовательскойдеятельности.
Спецкурс «Практикумпо энзимологии» составляет неотъемлемую часть подготовки специалистов-биохимиков. Цельюданного курса является формирование знаний и умений работы с ферментами наоснове изучения методов исследования физико-химических свойств, тканевой исубклеточной локализации ферментов, методах их выделения и очистки.
3. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Курс «Практикум по энзимологии» предшествует изучению студентовкурсов кинетики и термодинамики ферментативных реакций. Он имеетосновополагающее значение, поскольку главным объектом его изучения являютсяферменты – катализаторы всего живого, без которых немыслимы являются всебиохимические процессы. Дисциплина относится к региональному (вузовскомукомпоненту).
Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины поучебному плану
Форма учебной работы
Форма обучения Очная
По семестрам
7
Общая трудоёмкость, всего часов 136 Аудиторные занятия (АЗ) 68 Лекции (Л) Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные занятия (ЛЗ) 68 Другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа (СР) 68 Контрольная работа Компьютерное тестирование Курсовая работа
Форма итогового контроля
(зачет, экзамен) зачет
Тематическиепланы для очной формы обучения
№
п/п Тема Кол-во часов Лекц. Лаб. Сам. Общее число часов 68 68 1. Приготовление реактивов для практических работ. 4 4 2. Титрометрическое определение активности каталазы. 4 4 3. Фотометрическое определение активности трипсина. 4 4 4. Флюориметрическое определение активности ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы (ФМСФ-КП). 4 4 5. Определение кинетических параметров реакции гидролиза трипсином бензоил-аргинин-пара-нитроанилида. 4 4 6. Определение типа ингибирования трипсина высокомолекулярным ингибитором трипсина из бычьего легкого. 4 4 7. Влияние температуры и рН среды на активность трипсина 4 4 8. Кинетика ферментативных реакций. 4 4 9. Частичная очистка ФМСФ-КП из мозга крыс фракционированием сульфатом аммония. 4 4 10. Частичная очистка ФМСФ-КП из мозга крыс методом гель-фильтрации. 4 4 11. Частичная очистка ФМСФ-КП из мозга крыс методом ионообменной хроматографии (на КМ-целлюлозе). 4 4 12. Методы исследований в области энзимологии. 4 4 13. Определение ДНКазы – фермента-маркера ядра. 4 4 14. Определение сукцинатдегидрогеназы – маркера митохондрий. 4 4 15. Определение кислых протеаз – ферментов-маркеров лизосом. 4 4 16. Определение глюкозо‑6‑фосфатазы – фермента-маркера микросомальной фракции. 4 4 17. Выделение и очистка ферментов. Цитология ферментов. 4 4
Содержаниедисциплины
1. Введение
Энзимология– наука о ферментах. Отрасли энзимологии: препаративная энзимология, инженернаяэнзимология. Методы энзимологии.
Способыколичественного выражения ферментативной активности.Общая активность,удельная активность, молекулярная активность, активность каталитическогоцентра.
2.Методы определения активности ферментов
Современныеметоды:химические, электрохимические, фотометрические, спектрофотометрические,флюориметрические.
3.Сравнительная биохимия ферментов
Органнаяспецифичность распределения ферментов. Изучение органного распределения ферментов.Специфичность распределения ферментов в тканях: нервной ткани, мышцах, печени,соединительной ткани (крови), пищеварительной системе.
Цитологияферментов.Методика фракционирования ткани по субклеточным структурам. Изучениесубклеточной локализации ферментов. Определение ферментов-маркеров лизосом,митохондрий, пероксисом, ядра, микросомальной фракции.
4.Методы выделения ферментов
Классическиеметоды.Экстрагирование ферментов из биологического материала. Кислотная обработка,термическая обработка, фракционирование солями, органическими растворителями,ионообменная хроматография, гельфильтрация, электрофорез. Аффиннаяхроматография, носители и лиганды. Комбинирование различных методов для очисткиферментов. Критерии чистоты ферментных препаратов.
Иммобилизованныеферменты.Методы получения. Изучение свойств иммобилизованных ферментов.
5.Кинетические параметры и физико-химические свойства очищенных форм ферментов
Кинетикаферментативного катализа. Методика определения максимальной скорости ферментативнойреакции. Определение константы Михаэлиса. Различные способы графическогоопределения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции. Влияниеконцентрации фермента на скорость ферментативной реакции. Влияние концентрациисубстрата. Влияние температуры и рН среды на скорость ферментативных реакций.Ингибиторы ферментов и их классификация. Конкурентное, неконкурентное,бесконкурентное, смешанное ингибирование. Способы определения типа и константыингибирования.
Специфичностьдействия ферментов. Основные типы специфичности. Проявление специфичности на примереразличных ферментов.
Списокосновной литературы
1. Кретович В.Л. Введениев энзимологию. – М.: Наука, 1986. – 332 с.
2. Диксон М., УэббЭ. Ферменты. – М.: Мир, 1982. – Т. 1 – 3.
3. Фершт Э. Структура имеханизм действия ферментов. – М.: Мир, 1980. – 432 с.
4. Фридрих П. Ферменты:четвертичная структура и надмолекулярные комплексы. – М.: Мир, 1986. – 374 с.
5. Кочетов Г.А. Практическоеруководство по энзимологии. – М.: Высш. школа, 1980. – 272 с.
6. Практикум по биохимии/под ред. С.Е. Северина и Г.А. Соловьёвой. – М.: МГУ, 1989. – 509 с.
Список дополнительнойлитературы
1. Курганов Б.И. Аллостерическиеферменты. – М.: Наука, 1978. – 248 с.
2. Корниш-Боуден Э.Основы ферментативной кинетики. – М.: Мир, 1979. – 280 с.
3. Тривен М.Иммобилизованные ферменты. – М.: Мир, 1983. – 293 с.
4. Бернхард С. Структураи функция ферментов. – М.: Мир, 1971. – 334 с.
Требованияк уровню освоения программы
В результатеизучения данной дисциплины студент должен
знать классификацию иноменклатуру ферментов, их строение и механизмы функционирования, а такжесовременные методы работы с ферментами.
уметь применять приемыноменклатуры ферментов, давать характеристику важнейшим из них.
владетьприемами и навыками работы с ферментами.
Переченьвопросов к зачету
Способыколичественного выражения ферментативной активности. Общая активность, удельнаяактивность, молекулярная активность, активность каталитического центра.
Современныеметоды: химические, электрохимические, фотометрические, спектрофотометрические,флюориметрические.
Органнаяспецифичность распределения ферментов. Изучение органного распределенияферментов.
Специфичностьраспределения ферментов в тканях: нервной ткани, мышцах, печени, соединительнойткани (крови), пищеварительной системе. Цитология ферментов.
Методикафракционирования ткани по субклеточным структурам. Изучение субклеточной локализацииферментов.
Определениеферментов-маркеров лизосом, митохондрий, пероксисом, ядра, микросомальнойфракции.
Кинетикаферментативного катализа.
Методикаопределения максимальной скорости ферментативной реакции.
Определениеконстанты Михаэлиса.
Различныеспособы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скоростиреакции.
Влияниеконцентрации фермента на скорость ферментативной реакции. Влияние концентрациисубстрата.
Влияниетемпературы и рН среды на скорость ферментативных реакций. Ингибиторы ферментови их классификация.
Способыопределения типа и константы ингибирования.
Специфичностьдействия ферментов.
Основные типыспецифичности.
Проявлениеспецифичности на примере различных ферментов. Экстрагирование ферментов избиологического материала.
Комбинированиеразличных методов для очистки ферментов.
Критериичистоты ферментных препаратов.
Иммобилизованныеферменты. Методы получения. Изучение свойств иммобилизованных ферментов.
Сведения опереутверждении программы на очередной учебный год и регистрации измененийУчебный год Решение кафедры Внесенные изменения Номера листов (страниц) заменен-ных новых аннули-рованных 20__/20__
Протокол № ____
от «__» __________ 20__г.
Зав. кафедрой ______________ 20__/20__
Протокол № ____
от «__» __________ 20__г.
Зав. кафедрой ______________
Программу составил:
1. Соловьев В.Б.,канд. биол. наук, доцент ____________________________
(подпись)
Настоящаяпрограмма не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительногописьменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобренана заседании кафедры биохимии
Протокол № от«__» __________ 200__года
Зав. кафедройбиохимии
д.б.н., профессор Генгин М.Т.___________________________________________
(подпись)
Программа одобренаучебно-методическим советом Естественно-географического факультета
«_____»_____________ 2007 года
Председательучебно-методического совета
Естественно-географическогофакультета,
к.т.н., доцент ___________________________ О.В. Зорькина
(подпись)
Программа одобренаучебно-методическим управлением университета
«_____»_____________ 2007 года
Начальникучебно-методического
управленияуниверситета ___________________________ Г.Н. Шалаева
(подпись)
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИИЗМЕНЕНИЙИзменение Номера листов (стр.) Всего листов в док. Номера распорядит. документа Подпись Дата
Срок введения
изменений замен. новых аннул.