Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1118

.pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
687.45 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова

Кафедра биотехнологии и бионанотехнологии

Кафедра химии и технологии биологически активных соединений

О.В. Есипова, Н.А. Брагина

ОСНОВЫ БИОХИМИИ

Учебно-методическое пособие

(для самостоятельной работы студентов)

Москва 2010

http://www.mitht.ru/e-library

УДК 571

ББК 28.072

Рецензент: д.б.н., проф. Семенова М.Л. (кафедра эмбриологии Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова)

Рекомендовано к изданию кафедрой Биотехнологии и бионанотехнологии МИТХТ им. М.В.Ломоносова (протокол № 2 от 14.09.10 г.)

Есипова О.В., Брагина Н.А.

Основы биохимии. Учебно-методическое пособие. – М.: МИТХТ им.

М.В. Ломоносова, 2010. – 32 c.

Утверждено

Библиотечно-издательской

комиссией

МИТХТ

им. М.В. Ломоносова в качестве учебно-методического

пособия.

Поз. № 259/2010

 

 

 

Учебно-методическое пособие «Основы биохимии» содержит типовые тестовые задания, примеры контрольных работ, список примерных тем рефератов, вопросы к зачету и предназначено для самостоятельной работы и подготовки студентов 3 курса бакалавриата, обучающихся по направлению «Химическая технология и биотехнология», к зачету по данной дисциплине.

МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2010 г.

http://www.mitht.ru/e-library

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………4

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ БИОХИМИИ»…………………………………………………..……..5

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ…………………………………………………………..8

ТИПОВЫЕ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ……………………………….11

ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ…………………………….24

ПРИМЕР ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ………………………………25

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ (Примерные темы кратких сообщений)………...26

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ……………………...27

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА………………………………..30

ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………………………………………31

3

http://www.mitht.ru/e-library

ВВЕДЕНИЕ

Знания основ биохимии необходимы будущим специалистам в области химии полимеров, основного органического и нефтехимического синтеза и других областях химической технологии, а также биотехнологии, поскольку биохимические особенности и возможности живых систем могут усилить достижения отдельных химических технологий. Целью изучения дисциплины

«Основы биохимии» является формирование у студентов общего представления об основных классах биологических молекул (белках,

нуклеиновых кислотах, углеводах, липидах), их строении и функциях;

строении про- и эукариотических клеток; о принципах обмена веществ и механизмах передачи генетической информации. Настоящая дисциплина является основой для изучения будущими бакалаврами, обучающимися по направлению «Химическая технология и биотехнология», методов генетической и клеточной инженерии и других биотехнологических методов,

которые будут излагаться далее в курсе «Основы биотехнологии».

Для того, чтобы студенты имели структурированную информацию о содержании дисциплины, в пособие включена учебная программа курса лекций. Для самостоятельной проверки степени усвоения материала дисциплины предлагается 70 тестовых заданий и ответы к ним. Тестовые задания предусматривает выбор одного или нескольких правильных ответов, нахождение соответствия между различными терминами,

понятиями и определениями. Решение предложенных заданий позволит студентам повторить и закрепить терминологию и обратить внимание на ключевые моменты курса. Задания для самостоятельной подготовки в виде тем рефератов предполагают составление студентами сообщения по выбранной теме с использованием рекомендуемой для самостоятельного изучения литературы. Представляется, что данное учебно-методическое пособие будет весьма полезным при подготовке студентов 3 курса бакалавриата по дисциплине «Основы биохимии».

4

http://www.mitht.ru/e-library

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ БИОХИМИИ»

Учебная программа курса “Основы биохимии” состоит из трех основных частей.

Первая часть (вводная) дает общие представления о биомолекулах, особенностях живой материи, химической эволюции.

Рассматривается общая структура клеток, особенности эукариот,

прокариот и вирусов, особо подчеркивается роль нековалентных взаимодействий в функционировании клеток.

Вторая часть курса посвящена изучению четырех основных классов биомолекул: белков, нуклеиновых кислот, липидов и углеводов.

Для каждого класса биомолекул рассматриваются общие структурные свойства, структура мономерных звеньев, физические и химические свойства. Отдельно разбираются вопросы, связанные с участием белков и нуклеиновых кислот в функционировании клеток (функции белков в клетке, ферментативная кинетика, процессы передачи генетической информации и биосинтез белка). Кроме того, этот раздел кратко знакомит студентов с понятием о биологических мембранах и о биологических функциях углеводов.

Третья часть курса освещает вопросы, связанные с клеточным метаболизмом и регуляцией биохимических процессов.

Рассматриваются стадии метаболизма, структура и свойства АТФ,

основные стадии обмена различных классов веществ (гликолиз,

окисление жирных кислот, цикл лимонной кислоты, сопряженное окислительное фосфорилирование), общие представления о биосинтезе биомолекул. Даются общие понятия о механизмах передачи информации в клетке, общие представления о гормонах и механизме их действия в организме.

5

http://www.mitht.ru/e-library

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение в биохимию. Строение клетки.

Предмет, объекты и методы исследования биохимии. Общие представления о биомолекулах. Основные классы биомолекул.

Химическая эволюция. Способность биомолекул к самоорганизации.

Клетка – основная единица живого объекта. Строение про- и

эукариотических клеток, сходство и отличия. Характеристика и функции органоидов клетки. Вирусы.

2. Белки, пептиды и аминокислоты. Ферменты.

Белки, их биологические функции. Общие структурные свойства аминокислот. Пептидная связь. Уровни структурной организации белковых молекул. Глобулярные и фибриллярные белки. Структура и функции гемоглобина. Ферменты – классификация и номенклатура.

Кинетика ферментативных реакций. Активный центр. Аллостерическая регуляция. Кофакторы и коферменты.

3. Нуклеиновые кислоты. Биосинтез белка.

Структура нуклеиновых кислот. Гетероциклические основания,

нуклеозиды, нуклеотиды, номенклатура. ДНК и РНК, их пространственная структура. Биологическая роль ДНК. Репликация ДНК, транскрипция, трансляция. Биосинтез белка и его регуляция.

Генетический код. Структура тРНК. Индукция синтеза белков, опероны,

репрессоры, промоторы. Мутации генов.

4. Липиды.

Липиды – номенклатура и строение, биологическая роль.

Глицеролипиды, гликолипиды, холестерин. Фосфолипиды.

Полиморфизм липидов. Липидный бислой. Структура биологических

6

http://www.mitht.ru/e-library

мембран. Транспорт через мембраны. Мембраны как преобразователи внешних сигналов и энергии. Механизм работы АТФаз. Передача гормональных сигналов и нервного импульса.

5. Углеводы.

Классификация углеводов. Моносахариды, дисахариды,

олигосахариды и полисахариды. Особенности строения. Понятие о гликозидной связи. Полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза и др.). Гликопротеины и гликолипиды. Биологические функции углеводов.

6. Метаболизм. Регуляция биохимических процессов.

Общие принципы обмена веществ. Катаболизм и анаболизм. АТФ,

структура и свойства. Гликолиз. Окисление жирных кислот. Цикл лимонной кислоты. Перенос электронов и окислительное фосфорилирование. Представления о биосинтезе углеводов, липидов,

аминокислот и нуклеотидов.

Общие представления о гормонах. Стероидные гормоны.

Биогенные амины. Механизмы внутриклеточного ответа. Вторичные мессенджеры.

7

http://www.mitht.ru/e-library

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

1.Сходство и отличия про- и эукариотических клеток.

2.Отличия растительной клетки от животной.

3.Строение и функции ядра, рибосом.

4.Строение и функции митохондрий, лизосом, пероксисом.

5.Строение и функции эндоплазматического ретикулума,

аппарата Гольджи.

6.Международная классификация ферментов. Что такое единица активности фермента, удельная активность?

7.Простые и сложные ферменты. Что такое активный центр фермента? Какими свойствами должен обладать субстрат? Что такое число оборотов фермента?

8.Уравнение и график Михаэлиса-Ментен. Физический смысл

иразмерность константы Михаэлиса.

9.Уравнение Лайнуивера-Берка. Графики Лайнуивера-Берка для конкурентного и неконкурентного ингибирования (с

объяснением).

10.Типы специфичности ферментов (с объяснением и примерами).

11.Типы ингибирования ферментов (с объяснением).

12.Виды регуляции ферментативной активности (с

объяснением).

13.Аллостерическая регуляция активности олигомерных белков (на примере гемоглобина).

8

http://www.mitht.ru/e-library

14.Написать структурную формулу тетрапептида и его трехбуквенное обозначение: LENA, PETR, DIMK (или какого-либо другого).

15.В каких процессах осуществляется передача генетической информации на молекулярном уровне? Дайте определение каждому из этих процессов.

16.Что такое репликация ДНК? Составьте список основных ферментов, участвующих в этом процессе и укажите, какие функции они выполняют.

17.Составьте список субстратов и ферментов, необходимых для синтеза лидирующей цепи репликативной вилки при репликации ДНК, и укажите, какие функции они выполняют.

18.Какую функцию выполняет фермент ДНК-лигаза, в какой цепи репликативной вилки он работает? Изобразите схематически реакцию, катализируемую данным ферментом.

19.Какой фермент осуществляет биосинтез всех видов РНК?

Что является субстратом и матрицей для обратной транскриптазы?

20.Что такое транскрипция? Назовите регуляторные элементы процесса транскрипции и основные ее этапы.

21.Назовите особенности генетического кода. С какой аминокислоты начинается биосинтез белков, какой кодон ей соответствует? Какие кодоны являются бессмысленными?

22.Какие типы РНК участвуют в биосинтезе белка, каковы их функции?

23.Назовите основные этапы трансляции.

24.Вторичная структура транспортной РНК.

9

http://www.mitht.ru/e-library

25. Написать структурную формулу нуклеозида:

дезоксиаденозида, уридина, риботимидина, гуанозина. Указать нумерацию в остатках гетероциклического основания и углевода.

26.Написать структурную формулу нуклеотида: 3’-GMP, 5’- CDP, 3’-UTP (или какого-либо другого). Указать нумерацию в остатках гетероциклического основания и углевода.

27.Написать структурную формулу дисахарида: D-

галактоза( 1 3)D-аллоза (или какого-либо другого).

28. Написать структурную формулу фосфолипида:

фосфатидилэтаноламина, содержащего остатки пальмитиновой и

линоленовой кислот (или какого-либо другого).

29.Что такое полиморфизм липидов. Формы агрегации липидов.

30.Понятие о жидко-кристаллическом состоянии липидного бислоя. Что такое латеральная диффузия и флип-флоп.

10

http://www.mitht.ru/e-library

Соседние файлы в предмете Биотехнология