Vvedenie_v_biokhimiyu

Пятигорский филиал Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра биологической химии и микробиологии

Е.Г. Доркина, Ю.К. Василенко, Л.А. Саджая, И.В. Скульте, Е.О. Сергеева

Введение в биохимию. Структура и биологические функции белков. Аминокислоты, простые и сложные белки. Иммуноглобулины. Биомембраны. Нуклеиновые кислоты. Ферменты и витамины как их кофакторы.

Методические указания к лабораторным занятиям по биологической химии

для студентов 2-го курса очного отделения

Пятигорск, 2013

1

УДК: 577.1 (076.5) ББК 28.072 я 73

М54

Рецензент: д. биол. н, доцент кафедры биологии и физиологии Л.Е.Назарова

Е.Г. Доркина, Ю.К. Василенко, Л.А. Саджая, И.В. Скульте, Е.О. Сергеева

М 54 Введение в биохимию. Структура и биологические функции белков. Аминокислоты, простые и сложные белки. Иммуноглобулины. Биомембраны. Нуклеиновые кислоты. Ферменты и витамины как их кофакторы: Методические указания к лабораторным занятиям по биологической химии для студентов 2-го курса очного отделения (С.2 Б.13)/ Е.Г. Доркина [и др.]. - Пятигорск: Пятигорский филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ, 2013. – 55 с.

Методические указания составлены на кафедре биологической химии и микробиологии (зав. кафедрой д. биол. наук, Е.Г. Доркина) в соответствии с Примерной программой по биологической химии, утвержденной в соответствии с ФГОС ВПО по специальности 060301 – фармация, 2011г.

Методические указания подготовлены для студентов 2-го курса очного отделения к лабораторным занятиям по биологической химии, содержат материал 11-и занятий, включающий основные вопросы самоподготовки, перечень необходимой литературы, а также алгоритм самостоятельной работы студентов на занятии, форму контроля и отчетность, что позволит студентам лучше подготовиться к занятию.

УДК: 577.1 (076.5) ББК 28.072 я 73

Печатается по решению ЦМК

Пятигорского филиала ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» Минздрава РФ

2

ПЯТИГОРСКИЙ ФИЛИАЛ ГБОУ ВПО ВОЛГГМУ

Кафедра биологической химии и микробиологии

Введение в биохимию. Структура и биологические функции белков. Аминокислоты, простые и сложные белки. Иммуноглобулины. Биомембраны. Нуклеиновые кислоты. Ферменты и витамины как их кофакторы.

Раздел I

Методические указания к лабораторным занятиям по биологической химии

для студентов 2-го курса очного отделения

С.2 Б.13

Курс II
Семестр IV
Раздел I
Занятие №1-11	Объем в часах 28

Пятигорск, 2013г.

Занятие № 1.

3

Тема занятия: Общие принципы биохимических исследований. Основные объекты, методы и приборы биохимического анализа.

Самоподготовка к занятию. Цели самоподготовки:

-Знать: а) химическую организацию живой материи и химические процессы в живом организме; б) устройство и оборудование биохимической лаборатории; в) задачи биохимии и ее связь с фармацией; - Уметь: а) соблюдать технику безопасности и правила работы в биохимической

лаборатории; б) проводить забор различных материалов биохимического анализа (биологические жидкости – сыворотку, плазму и цельную кровь и др., биологические выделения – мочу, слюну, желудочный сок и др.), проводить отбор проб материала и при необходимости их хранить; в) пользоваться оборудованием, приборами, посудой, применяемых в биохимических лабораториях; г) выполнять методы разделения и выделения веществ (экстракцию, фильтрацию, диализ, хроматографию и др.), проводить качественный и количественный анализ веществ, использовать единицы СИ; д) проанализировать результаты биохимического исследования, оформить протокол и сформулировать выводы.

План самоподготовки.

1.Прослушать и законспектировать лекцию по теме: «Предмет и задачи биохимии. Связь биохимии с фармацией, её роль подготовке провизоров. Молекулярная организация живого. Белки как основа жизненных процессов. Химический состав белков».

2.Прочитать по учебнику раздел (см. список литературы)

3.Прочитать лабораторный практикум.

4.Ответить на вопросы самоконтроля.

Рекомендуемая литература .

Основная литература:

1.Березов, Т.Т. Биологическая химия: учеб. / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин.-3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2004.-С.19-23.

2.Василенко, Ю.К. Биологическая химия: учеб. пособие / Ю.К Василенко. – М.: МЕД- пресс-информ. 2011.- С.7-17.

3.Василенко, Ю.К. Биологическая химия: учеб. пособие / Ю.К

Василенко. – Пятигорск. 2005.- С.4-15.

Дополнительная литература:

1.Биохимия: учеб. / под. ред. С.Е. Северина. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2007.- С.6-10.

2.Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами (под. ред. Е.С.Северина), 2005.- 448 с.

3.Строев, Е.А. Биологическая химия: учеб. для студ. фармац. вузов / Е.А. Строев.– М.: Высш. шк., 1986.-С.4-35.

4.Строев, Е.А. Практикум по биологической химии: учеб. пособие / Е.А. Строев, В.Г. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986-С.4-22.

4

5.Тестовые задания с ответами и комментариями по биологической химии для студентов фармвузов: учебное пособие для студентов очных отделений фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов/Ю.К. Василенко и др. Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2008. - 310 с.

Вопросы для самоконтроля усвоения основных понятий темы.

1.Определение предмета «биохимия» и ее задач.

2.Связь биохимии с фармацией.

3.Правила техники безопасности в биохимической лаборатории.

4.Объекты биохимических исследований.

5.Особенности биохимического анализа.

Работа на занятии.

Цель занятия: Уметь:

-освоить технику безопасности работы в биохимической лаборатории;

-освоить технику забора крови, мочи, тканей;

-освоить технику приготовления кашиц и гомогенатов тканей, сыворотки и плазмы крови;

-освоить технику работы с пипетками, микропипетками бюретками, микробюретками, на торсионных весах, центрифуге, фотоэлектроколориметре, рефрактометре

-провести качественное определение витамина С и крахмала в растительных объектах

План занятия.

1.Разбор теоретических вопросов темы в форме устной беседы.

2.Объяснение преподавателем содержания лабораторного практикума и формы отчетности.

3.Самостоятельная работа студентов.

4.Итоговый контроль.

Вопросы для обсуждения.

1.Определение предмета «биохимия» и ее задачи.

2.Связь биохимии с фармацией.

3.Качественное отличие живого от неживого. Уровни молекулярной организации живого.

4.Объекты биохимических исследований.

5.Методы и приборы, используемые при биохимических анализах.

Самостоятельная работа.

Ознакомиться с правилами работы в биохимической лаборатории и освоить технику безопасности при работе. Освоить технику забора крови, мочи, тканей, приготовления кашиц и гомогенатов тканей, сыворотки и плазмы крови, технику работы с пипетками, микропипетками, бюретками, на торсионных весах, центрифуге, фотоэлектроколориметре, рефрактометре.

5

Каждый студент выполняет работу индивидуально или группами по 2-3 человека. Результат работы продемонстрировать преподавателю и оформить протокол в рабочей тетради.

Итоговый контроль.

Контроль усвоения материала занятия проводится в форме индивидуальной беседы в процессе проверки протокола. Для проведения контроля используются следующие вопросы:

1.Как провести забор крови из пальца человека?

2.Как провести забор крови у различных видов животных?

3.Как получить сыворотку и плазму крови?

4.Как следует собирать мочу и кал у человека?

5.Как следует собирать мочу и кал у животных?

6.Каким образом подготавливают пробу для биохимического анализа?

7.Как следует измерять объем пипеткой окрашенной и бесцветной жидкости?

8.Как следует взвешивать пробу на торсионных весах?

9.Опишите последовательность работы на центрифуге.

10.Опишите правила работы на фотоэлектроколориметре.

11.Опишите правила работы на рефрактометре.

12.Каким образом осуществляют приготовление гомогената тканей?

13.Из каких этапов складывается определение содержания крахмала в картофеле?

14.Каким образом можно отделить осадок от жидкой фазы?

15.Почему определение оптической плотности можно использовать для определения концентрации веществ?

Работа студента на занятии оценивается по результатам письменной контрольной работы, по активности на занятии, правильности выполнения лабораторного практикума, правильного оформления протокола и сделанных выводов, а также правильных ответов на вопросы для итогового контроля.

Оценка по практической части занятия проводится путем выставления зачета в рабочей тетради и оценки в кафедральном журнале, в балльнорейтинговой карте.

Занятие №2.

Тема занятия: Химическое строение белков. Цветные реакции на функциональные группы белков и аминокислот.

Самоподготовка к занятию. Цели самоподготовки:

- Знать: а) общую характеристику белковых веществ; б) строение и свойства протеиногенных аминокислот – структурных мономеров белков; в) химическую связь в белковых молекулах; г) строение пептидов.

6

- Уметь: а) выполнить биуретовую реакцию на пептидную группу; б) нингидриновую реакцию на альфа-аминогруппу; в) ксантопротеиновую реакцию на ароматическое кольцо циклических аминокислот; г) реакцию Милона на тирозин; д) реакцию Фоля на аминокислоты содержащие слабосвязанную серу; е) нитропруссидную реакцию на серусодержащие аминокислоты; ж) проанализировать результаты биохимических исследований, оформить протокол и сформулировать выводы.

План самоподготовки.

1.Прослушать и законспектировать лекцию по теме: «Виды химических связей в молекулах белков. Уровни структурной организации белков. Физико-химические свойства белков».

2.Прочитать по учебнику раздел (см. список литературы)

3.Прочитать лабораторный практикум.

4.Ответить на вопросы самоконтроля.

Рекомендуемая литература. Основная литература:

1.Березов, Т.Т. Биологическая химия: учеб. / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин.-3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2004.-С.19-43.

2.Василенко, Ю.К. Биологическая химия: учеб. пособие / Ю.К Василенко. – М.: МЕД- пресс-информ. 2011.- С.19-37.

3.Василенко, Ю.К. Биологическая химия: учеб. пособие / Ю.К Василенко. – Пятигорск. 2005.- С.16-35.

Дополнительная литература:

1.Биохимия: учеб. / под. ред. С.Е. Северина. – М.: Гэотар, 2007.- С.9- 16.

2.Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами (под. ред. Е.С.Северина), 2005.- 448 с.

3.

4.Строев, Е.А. Биологическая химия: учеб. для студ. фармац. вузов / Е.А. Строев.– М.: Высш. шк., 1986.-С.4-35.

5.Строев, Е.А. Практикум по биологической химии: учеб. пособие / Е.А. Строев, В.Г. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986-С.23-29.

6.Тестовые задания с ответами и комментариями по биологической химии для студентов фармвузов: учебное пособие для студентов очных отделений фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов/Ю.К. Василенко и др.Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2008. -

310 с.

Вопросы для самоконтроля усвоения основных понятий темы.

1. Характеристика белковых веществ.

2.Строение и физико-химические свойства протеиногенных аминокислот.

7

3.Виды химических связей в белковых молекулах.

4.Пептидная связь с электронной точки зрения.

5. Строение пептидов.

Работа на занятии.

Цель занятия: Уметь:

-выполнить биуретовую реакцию на пептидную группу; -выполнить нингидриновую реакцию на альфааминогруппу; -выполнить ксантопротеиновую реакцию на ароматическое кольцо циклических аминокислот; -выполнить реакцию Милона на тирозин;

-выполнить реакцию Фоля на аминокислоты, содержащие слабосвязанную серу;

-выполнить нитропруссидную реакцию на серусодержащие аминокислоты; -проанализировать результаты определений, сформулировать выводы.

План занятия.

1.Разбор теоретических вопросов темы в форме устной беседы.

2.Контроль исходного уровня знаний в виде письменной контрольной работы, содержащие вопросы для самоконтроля домашнего задания.

3.Объяснение преподавателем содержания лабораторного практикума и формы отчетности.

4.Самостоятельная работа студентов.

5.Итоговый контроль.

Вопросы для обсуждения.

1.Каков химический состав белков?

2.Какова молекулярная масса белков и как она определяется?

3.Что такое аминокислоты и какие аминокислоты входят в состав белков?

4.Опишите классификацию протеиногенных аминокислот на основе полярности их радикалов, какие типы классификации аминокислот известны и на каких принципах они основаны?

5.Перечислите аминокислоты первого класса и напишите их структурные формулы.

6.Перечислите аминокислоты второго класса и напишите их структурные формулы.

7.Перечислите аминокислоты третьего и четвертого класса и напишите их структурные формулы.

8.Каковы физико-химические свойства белков?

9.Какие аминокислоты называются протеиногенными. А какие свободными?

10.Чем отличаются по свойствам D- аминокислоты от L-аминокислот?

11.Как образуются пептидные связи в белках?

12.Охарактеризуйте пептидную связь с электронной точки зрения.

13.Чем обусловлены цветные реакции на белки и аминокислоты?

8

Самостоятельная работа.

Работа №1. Цветные реакции на функциональные группы белков и аминокислот:

а) биуретовая реакция на наличие пептидной связи. б) нингидриновая реакция на α- аминокислоты.

в) ксантопротеиновая реакция на ароматическое кольцо в аминокислоте. г) реакция Милона на тирозин.

д) реакция Фоля на аминокислоты содержащие слабосвязанную серу. е) нитропруссидная реакция на серусодержащие аминокислоты.

Каждый студент выполняет работу индивидуально. Результат работы продемонстрировать преподавателю и оформить протокол в рабочей тетради (таблица №1).

9

Таблица №1.

Цветные реакции на функциональные группы белков и аминокислот.

Название	Исследуемый	Употребляемые	Наблюдаемое	Принцип
реакции и	материал	реактивы	окрашивание	реакции
выявляемая
группа
1. Биуретовая	а) яичный белок,	биуретовый	Фиолетовое	Образование
реакция на	р-р, 5 капель	реактив,		комплексного
наличие	б) глицилглицин,	2 капли	Нет	соединения
пептидной	1% р-р, 5 капель
связи
2.	а) яичный белок,	0,5% р-р	Синее	Образование
Нингидриновая	р-р, 5 капель	нингидрина		окрашенного
реакция на -	б) β-аланин, 1% р-р,	нагреть	Нет	комплекса
аминогруппу	5 капель	до кипения
	в) -аланин, 1% р-р,		Синее
	5 капель
3.	а) яичный белок,	конц. НNО3,	Желтое	Образование
Ксантопротеин	р-р, 5 капель	3 капли нагреть		динитропро-
овая реакция на	б) тирозин, 1% р-р,	до кипения	Желтое	изводного
ароматическое	5 капель	добавление		соединения.
кольцо в	в) глицин, 1% р-р, 5	NаОН до	Нет	Переход в
аминокислоте	капель	оранжевого		хиноидные
	г) фенилаланин,	окрашивания	Желтое	структуры
	0,1% р-р, 5 капель
4. Реакция	а) яичный белок,	реактив	Красное	Образование
Миллона на	р-р, 5 капель	Миллона,		ртутной соли
тирозин	б) тирозин, 0,1%	5 капель	Красное	нитротирозина
	р-р, 5 капель	нагреть до 50ºС
	в) глицин, 1% р-р,		нет
	5 капель
5. Реакция	а) яичный белок,	5% р-р ацетата	Бурое	Образование
Фоля на	р-р, 5 капель	свинца, 10 капель,		черно-бурого
аминокислоты	б) цистеин, 1% р-р,	20% р-р NаОН по	Бурое	осадка
содержащие	5 капель	каплям до		плюмбита серы
слабосвязан-	в) глицин, 1% р-р,	растворения	Нет	(сульфита
ную серу	5 капель	осадка и		свинца)
		нагреть до
		кипения
6.	а) неразб. яичный	20% р-р NаОН,	Красно-	Образование
Нитропруссидн	белок, 5 капель	10 капель	фиолетовое	комплексного
ая реакция на	б) метионин, 0,1%	кипятить	Красно-	соединения
серусо-	р-р, 5 капель	3 минуты,	фиолетовое
держащие	в) глицин, 1% р-р, 5	охладить! 5% р-р	Нет
аминокислоты	капель	нитропруссида
		10