МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ Пензенська ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В.Г. БЕЛІНСЬКА Прийнято на засіданні Вченої ради природничо-географічного факультету протокол засідання ради факультету № ___від «___» _________2007 р. Декан факультету _____________Н.А. Кагіна
| | ЗАТВЕРДЖУЮ Проректор з навчальної роботи _________________М.А. Пятин «___» _________2007 Р.
|
ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ Біохімія мембран СПЕЦІАЛЬНІСТЬ
020208 - «Біохімія» Факультет
природничо-географічний КАФЕДРА
біохімії Пенза - 2007
1. Кваліфікаційні вимоги Кваліфікація випускника - біохімік.
Нормативний термін освоєння основної освітньої програми підготовки біохіміка за спеціальністю 020208 Біохімія при очній формі
навчання 5 років.
Кваліфікаційна характеристика випускника Спеціаліст-біохімік здійснює діяльність з вивчення будови і властивостей хімічних сполук, що входять до складу живих організмів,
метаболізму та його регуляції. Розробляє нормативні документи в своїй області діяльності, організовує і виконує експедиційні роботи і лабораторні дослідження; аналізує отримувану польову та лабораторну інформацію, узагальнює і систематизує результати виконаних робіт, використовуючи сучасну обчислювальну техніку; складає науково-технічні звіти та іншу встановлену документацію, стежить за дотриманням встановлених вимог, чинних норм, правил і
стандартів у сфері своєї діяльності. Проводить експериментальні дослідження в своїй області, доручає їм завдання, бере участь у розробці і здійсненні нових
методичних підходів, обговоренні, оцінки та публікації результатів, проводить
патентну роботу, бере участь у роботі
семінарів та конференцій, складанні патентних заявок.
У виробничих і медичних
організаціях проводить біохімічну аналітичну роботу, бере участь в діагностиці та експертизі, сертифікації продуктів виробництва.
Виходячи зі своїх кваліфікаційних можливостей, спеціаліст-біохімік підготовлений до самостійної роботи на посадах біохіміка, лікаря-лаборанта, біолога, лаборанта-дослідника, інженера-дослідника, наукового співробітника в науково-дослідних і науково-виробничих установах, та інших посадах,
відповідно до вимогами Кваліфікаційного
довідника посад
керівників,
спеціалістів та інших службовців, затверджених постановою Мінпраці РФ від 21.08.98 № 37.
Спеціаліст-біохімік підготовлений до
педагогічної діяльності на посаді викладача в середній школі та установах професійної освіти за умови освоєння додаткової освітньої програми психолого-педагогічного профілю.
Область професійної діяльності Дослідження будови і фізико-хімічних властивостей хімічних сполук, що входять до складу живих організмів, метаболізму і молекулярних
механізмів його регулювання.
Об'єкти професійної діяльності Віруси і
мікроорганізми, клітинні органели і поодинокі клітини, багатоклітинні організми (рослини і тварини).
Види професійної діяльності · Проведення наукових досліджень в галузі біохімії та молекулярної біології: збір і підготовка наукових
матеріалів, кваліфікована постановка експериментів,
обробка результатів клінічних аналізів і експериментальних досліджень.
· Науково-виробнича і
організаційна діяльність;
·
Педагогічна діяльність (за умови освоєння
відповідної освітньо-професійної програми педагогічного профілю) викладання в середній і вищій школі,
здійснення просвітницької діяльності.
· Інші види діяльності, що дозволяють використовувати базову
біологічну підготовку та підготовку за спеціальністю 020208 - Біохімія.
2. Вимоги ГОС з дисципліни Молекулярна
організація біологічних мембран;
білки і ліпіди, динамічні властивості мембран, білок-ліпідні взаємодії; методи вивчення
стану мембран і кінетики мембранних
ферментів; активний і пасивний
транспорт через мембрани, молекулярні механізми функціонування іонних каналів, транспорт неелектролітів; модифікатори мембран; штучні мембрани.
3. Цілі і завдання дисципліни Підготовка студентів-біохіміків у галузі мембранології є необхідною як для більш глибокого проникнення в область біохімії і молекулярної біології клітини, так і для вдосконалення в методах
біотехнології та медичної біохімії - тих областей, в яких біохімік може забезпечити практичну віддачу найбільш швидко і ефективно.
Виробництво біологічно-активних речовин методами біотехнології, їх використання для стимуляції і модифікації метаболізму,
розуміння молекулярних основ
патологічних змін в
тканинах і вироблення рекомендацій для профілактики і лікування, з'ясування механізмів здійснення і регуляції клітинного циклу - всі ці теоретичні або суто практичні завдання вимагають підготовки фахівців- біохіміків, які на мембранології.
Спецкурс «біохімія мембран» становить невід'ємну частину підготовки фахівців-біохіміків.
Мета курсу - вивчення будови, тонкої організації біологічних мембран і механізмів функціонування включених до мембрани компонентів.
4. Місце дисципліни у професійній підготовці студентів Курс «Біохімія мембран» є курсом, для вивчення якого необхідна наявність знань про основні принципи організації біологічних молекул, будову і механізми дії ферментів.
Дисципліна біохімія мембран відноситься до дисциплін спеціалізації федерального компонента.
5. Розподіл часу, відведеного на вивчення дисципліни за навчальним планом Форма навчальної роботи
| Форма навчання
|
Очна
|
По семестрах
|
7
| 8
|
Загальна трудомісткість, всього годин
| 36
| 44
|
Аудиторні заняття (АЗ)
| 17
| 22
|
Лекції (Л)
| 17
| 11
|
Практичні заняття (ПЗ)
| | |
Семінари (С)
| | |
Лабораторні заняття (ЛЗ)
| | 11
|
Інші види аудиторних занять
| | |
Самостійна робота (СР)
| 19
| 22
|
Контрольна робота
| | +
|
Комп'ютерне тестування
| | |
Курсова робота
| | |
Форма підсумкового контролю (Залік, іспит)
| | залік
|
6. Тематичні плани для очної форми навчання на 7 семестр на 8 семестр № п / п
| Тема
| Кількість годин
|
Лекції.
| Лаб.
| Сам.
|
| Загальна кількість годин
| 11
| 11
| 22
|
1.
| Канали і переносники як ферменти: застосування теорій швидкостей. Уніпортери, сімпортери і антіпортери.
| 1
| 2
| 3
|
2.
| Приклади пор і каналів: щілинні контакти, ядерні порові комплекси, поріни, натрієвий і кальцієвий канали.
| 1
| 2
| 3
|
3.
| Активні транспортні системи. Мембранні пори, створювані екзогенними об'єктами. Екзо-і ендоцитоз.
| 1
| 2
| 3
|
4.
| Поверхня тваринної клітини. Рецептори, відповідальні за адгезію.
| 1
| 2
| 3
|
5.
| Сімейства рецепторів, G-білки.
| 1
| 2
| 3
|
6.
| Перша відповідь, вторинні посередники. Онкогени.
| 2
| | 3
|
7.
| Біосинтез і розподіл мембранних ліпідів.
| 2
| 1
| 2
|
8.
| Характерні шляху біосинтезу мембранних білків. Збірка мультісуб'едінічних комплексів. Оновлення компонентів мембран.
| 2
| | 2
|
Зміст дисципліни 1. Введення Біохімія мембран. Предмет науки. Історія. Різноманітність мембран.
Методи. Виділення мембран: руйнування клітин, поділ мембран. Поділ і аналіз ліпідних компонентів мембран. Виділення і модифікація мембранозв'язаних компонентів.
2. Структура і властивості мембранних ліпідів. Молекулярна організація біологічних мембран.
Рідкі кристали. Водно-ліпідні суміші. Гідратація ліпідів. Фазові діаграми однокомпонентних водно-ліпідних систем. Динамічні властивості мембран. Термодинаміка поліморфізму ліпідних структур. Фазові переходи в ліпідних системах. Модельні мембранні системи.
3. Мембранні білки: характеристика та структурні принципи. Білки і ліпіди: моделі організації взаємодій, білок-ліпідні взаємодії; Структурні дослідження мембранних білків.
Принципи структурної організації мембранних білків і способи її прогнозування для трансмембранних білків. Ковалентний зв'язок мембранних білків з
вуглеводами і ліпідами. Моделі мембранних білків. Методи вивчення стану мембран і кінетики мембранних ферментів.
4. Асиметрія мембран. Топографія мембранних білків. Цитоскелет. Трансмембранний асиметрія ліпідів. Латеральна гетерогенність мембран.
5. Динамічне поведінка мембранних систем і ліпідно-білкові взаємодії Моделі руху мембранних компонентів. Застосування мембранних зондів. Плинність мембран. Обертання мембранних білків. Латеральна дифузія білків в мембранах. Динамічні властивості кістяка мембранних білків і їх бічних ланцюгів. Мембранна ензимологія.
6. Взаємодія низькомолекулярних сполук з мембранами. Адсорбція лігандів на бішарі. Проникність ліпідних мембран для неелектролітів та іонів.
Електричні властивості мембран. Мембранний потенціал.
7. Пори, канали і переносники. Активний і пасивний транспорт через мембрани, молекулярні механізми функціонування іонних каналів, транспорт неелектролітів. Різноманітність функцій переносників. Канали і переносники як
ферменти: застосування теорій швидкостей. Уніпортери, сімпортери і антіпортери. Приклади пор і каналів: щілинні контакти, ядерні порові комплекси, поріни, натрієвий і кальцієвий канали. Активні транспортні системи. Мембранні пори, створювані екзогенними об'єктами. Екзо-і ендоцитоз.
8. Клітинна поверхня: рецептори і передача сигналів Поверхня тваринної клітини. Рецептори, що визначають клітинну адгезію. Рециклювання мембран за участю рецепторів. Сімейства рецепторів, G-білки. Перша відповідь, вторинні посередники. Онкогени і передача сигналу.
9. Біогенез мембран Біосинтез і розподіл мембранних ліпідів. Загальні особливості екзоцітозного шляху.
Характерні шляху біосинтезу мембранних білків. Збірка мультісу'едінічних комплексів. Оновлення компонентів мембран. Модифікатори мембран; штучні мембрани.
Список основної літератури 1. Кагава Я. біомембран. М. 1985.
2.
Біологічні мембрани і мембраноактівние з'єднання / Под ред. Б.А. Тахмухамедовой. Ташкент 1985.
3. Генніс Р. біомембран. М. 1997.
4. Ленінджер А. Основи біохімії. - М.: Світ, 1985. - 260 с.
5. Практикум з біохімії / під ред. С.Є. Северина і Г.А. Соловйової. - М.: МГУ, 1989. - 509 с.
Список додаткової літератури 1. Антонов В.Ф. Ліпіди і іонна проникність мембран. М. 1982.
2. Івков В.Г. Динамічна структура ліпідного бішару. М. 1981.
3. Болдирєв А.А.
Біологічні мембрани і транспорт іонів. М. 1985.
4. Фрідріх П. Ферменти: четвертинна структура і надмолекулярних комплекси. - М.: Світ, 1986. - 374 с.
Вимоги до рівня освоєння програми і питання до заліку У результаті вивчення даної дисципліни
студент повинен:
Знати основні принципи організації біологічних мембран.
Вміти виділяти мембранні компоненти клітини.
Володіти прийомами і навичками роботи з мембранними структурами.
1. Рідкі
кристали. Водно-ліпідні суміші. Гідратація ліпідів.
2. Фазові діаграми однокомпонентних водно-ліпідних систем.
3. Термодинаміка поліморфізму ліпідних структур. Фазові переходи в ліпідних системах.
4. Модельні мембранні системи.
5. Структурні дослідження мембранних білків.
Принципи структурної організації мембранних білків і способи її прогнозування для трансмембранних білків. Ковалентний зв'язок мембранних білків з вуглеводами і ліпідами.
6. Моделі мембранних білків.
7. Канали і переносники як ферменти: застосування теорій швидкостей.
8. Уніпортери, сімпортери і антіпортери. Приклади пор і каналів: щілинні контакти, ядерні порові комплекси, поріни, натрієвий і кальцієвий канали.
9. Активні транспортні системи.
10. Мембранні пори, створювані екзогенними об'єктами.
11. Екзо-і ендоцитоз.