Змістовий модуль 3. Біохімічна організація мембран та біологічно активні речовини

Тема 1.Біохімічна організація біологічних мембран. Хімічний склад і молекулярна організація біологічних мембран. Властивості та функції біомембран. Шляхи надходження речовин у клітину (дифузія, пасивний, активний, в мембранній упаковці). Активний транспорт речовин у клітину (насоси, іонофори, канали).

Тема 2.Ферменти та коферменти. Історія відкриття та вивчення ферментів. Каталітична (ферментативна) функція білків. Риси подібності і відмінності між ферментами та каталізаторами небілкової природи. Будова ферментів. Ферменти-протеїни та ферменти-протеїди. Коферменти (коензими) - органічні кофактори ферментів. Типи зв’язків між коферментами та апоферментами. Роль йонів металів в утворені зв’язку кофермент-апофермент. Хімічна природа та механізм дії деяких коферментів (переносників гідрогену та електронів; коферментів-переносників груп; коферментів з іншими функціями). Будова каталітичного центру ферментів (субстратний та алостеричний). Загальні закономірності будови ферментів. Поняття про ізоензими та мультиферментні комплекси. Локалізація ферментів у клітині. Просторова ізольованість реакцій розпаду і синтезу у клітині. Механізм дії ферментів. Кінетика ферментативних реакцій. Субстратна константа (Кs) і константа Міхаеліса (Кm). Властивості ферментів: термолабільність, залежність активності від рН середовища, специфічність. Активатори та інгібітори ферментів. Конкурентне та неконкурентне гальмування дії ферментів. Зв’язок між конформацією білка та його каталітичною активністю. Номенклатура і класифікація ферментів. Шифри ферментів. Класи ферментів: оксидоредуктази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази, лігази. Характеристика основних підкласів та підпідкласів перерахованих класів ферментів. Промислове добування та практичне використання ферментів.

Тема 3.Вітаміни. Вітаміни. Історія відкриття вітамінів та розвитку вітамінології як науки. Роль вітчизняних вчених у розвитку вітамінології (О.В. Паладін, Р.В. Чаговець, Є.Ф. Шамрай). Роль вітамінів у харчуванні людини і тварин. Авітамінози, гіповітамінози, гіпервітамінози. Класифікація та номенклатура вітамінів. Провітаміни. Вітамерія. Антивітаміни. Жиророзчинні вітаміни. Вітамін А (ретинол). Хімічна будова вітамінів А₁ та А₂, їх геометричні ізомери. Участь вітаміну А₁ у зоровому акті. Вітамін D₁ (кальциферол). Хімічна структура вітаміну D₂ (ергокальциферол) та D₃ (холекальциферол), їх роль у фосфорно-кальцієвому обміні. Вітамін Е (токоферол). Його участь в окисно-відновних процесах. Вітамін К (філохінон), його відношення до системи зсідання крові. Вікасол. Вітамін F. Водорозчинні вітаміни. Вітамін В₁ (тіамін), хімічна природа та механізм дії. Вітамін В₂ (рибофлавін), його будова та участь в окисно-відновних реакціях. Вітамін В₃ (пантотенова кислота), його участь в утворенні коензиму А. Вітамін В₅ (нікотинова кислота та її амід): структура та участь в транспорті атомів гідрогену у складі НАД. Вітамін В₆ (піридоксин), його форми (піридоксол, піридоксаль, піридоксамін) і значення для здійснення реакцій переамінування. Вітамін В₁₂ (ціанкобаламін). Вітамін В₁₅ (пангамова кислота), його участь в перенесенні одновуглецевих фрагментів. Вітамін С (аскорбінова кислота). Вітамін Р (рутин). Синергізм дії вітамінів С і Р.

Тема 4.Гормони та їх роль в обміні речовин. Історія розвитку вчення про гормони. Класифікація та номенклатура гормонів. Механізм дії гормонів. Хімічна природа гормонів. Стероїдні гормони: будова, властивості, функціональна активність (кортикостерон, альдостерон, тестостерон, естрадіол). Пептидні гормони, структура і функції. Характеристика найважливіших з них (окситоцин, вазопресин, гастрин, глюкагон, інсулін, адренокортикотропний гормон, меланоцитостимулюючий гормон, паратгормон, тіреотропін, соматотропний гормон). Гормони – похідні амінокислот (тироксин, адреналін, норадреналін). Застосування гормонів у сільському господарстві та медицині. Поняття про нейрогормони та нейромедіатори.

Змістовий модуль 4. Нуклеїнові кислоти, біологічне окиснення та біохімія печінки та біологічних рідин

Тема 1.Нуклеїнові кислоти та їх обмін. Історія відкриття та вивчення нуклеїнових кислот. Кількісний вміст та локалізація в клітині нуклеїнових кислот. Хімічний склад нуклеїнових кислот. Фізико-хімічні властивості нуклеїнових кислот. Азотисті основи нуклеїнових кислот. Мінорні пуринові та піримідинові азотисті основи. Поняття про нуклеозиди та нуклеотиди. Два типи нуклеїнових кислот: ДНК і РНК. Їх відмінності у хімічному складі, будові та функціях. Структура ДНК. Нуклеотидний склад ДНК, правила Чаргаффа. Первинна структура ДНК. Вторинна та третинна структура ДНК. Структурна організація ДНК у хромосомах. Поняття про плазміди та їх використання в біотехнології. Рибонуклеїнові кислоти: види (рРНК, тРНК, іРНК), будова та значення. Шляхи розпаду нуклеїнових кислот до вільних нуклеотидів. Механізм реакцій розпаду пуринових основ до β-аланіну та карбамінової кислоти. Кінцеві продукти розпаду пуринових та піримідинових основ у представників різних класів тварин та рослин. Біосинтез пуринових та піримідинових основ та відповідних мононуклеотидів у живих організмах. Механізм біосинтезу ДНК. ДНК-полімераза, механізм її дії. Комплементарний механізм забезпечення специфічності відтворення первинної структури під час біосинтезу ДНК. Роль ДНК-затравки (ДНК-матриці). Механізм реплікації ДНК. Роль ДНК у передачі спадкової інформації. Біосинтез РНК. Локалізація біосинтезу РНК у клітині.

Тема 2.Біологічне окиснення. Історія розвитку уявлень про механізм біологічного окиснення. Сучасні уявлення про механізми біологічного окиснення. Два типи оксидоредуктаз в клітині: а) що забезпечують дегідрування субстратів і передачу атомів гідрогену на оксиген; б) що каталізують реакції безпосереднього включення оксигену до субстрату (оксигенази та гідроксилази). Спряження біологічного окиснення з фосфорилюванням. Окисне фосфорилювання на рівні субстрату і на рівні електронтранспортного ланцюга. Механізм окиснювального фосфорилювання. Дихальний ланцюг. Локалізація окиснювального фосфорилювання у клітині. Мітохондрії, їх структура і функції. Пероксисоми та їх функції. Енергетичний ефект розпаду вуглеводів під час бродіння, гліколізу та дихання. Енергетичний ефект окиснення тригліцеридів та інших ліпідів.

Тема 3.Взаємозв’язок та регуляція процесів обміну речовин. Зв’язок між процесами обміну вуглеводів, ліпідів та білків. Спільність проміжних продуктів обміну вуглеводів, ліпідів та білків. Центральна роль ацетилкоензиму А у процесах обміну речовин. Регуляція обміну речовин. Вивільнення енергії в організмі в процесі обміну речовин.

Тема 4.Функціональна біохімія печінки, крові, нирок та сечі. Хімічний склад печінки. Печінка – центральне депо вуглеводів. Глікоген на функція печінки. Роль печінки в обміні ліпідів. Роль печінки в білковому і азотистому обміні. Жовчоутворююча та екскреторна функції печінки. Детоксикаційна (знешкоджуюча) функція печінки. Фізико-хімічні властивості крові. Буферні системи крові. Хімічний склад формених елементів крові і плазми. Дихальна функція еритроцитів та біохімія гемоглобіну. Ферменти плазми крові. Механізм зсідання крові. Біохімічні функції крові та їх характеристика. Хімізм утворення сечі. Хімічний склад сечі. Внутрішньосекреторна функція нирок.

Методичне забезпечення

1. Дабіжук Т.М. Практикум для лабораторних робіт з біохімії для студентів природничо-географічного факультету (спеціальність хімія і біологія). – Вінниця, «Гіпаніс», 2002. – 68с.

2. Дабіжук Т.М. Практикум для лабораторних робіт з біохімії для студентів природничо-географічного факультету (спеціальність хімія і біологія). – Вінниця, «Гіпаніс», 2006. – 54с.

3. Дабіжук Т.М. Практикум для лабораторних робіт з біохімії. – Вінниця, «Гіпаніс», 2001. – 88с.

4. Дабіжук Т.М. Біохімія спорту. Навчальний посібник для самостійної роботи студентів. – Вінниця, «Гіпаніс», 2007. – 142 с.

2.7.2. Рекомендована література:

Основна

1. Кучеренко М.Є., Виноградова Р.П., Бабенюк Ю.Д. та ін. Біохімія.- К.: Либідь, 1995. – 464 с.

2. Боєчко Ф.Ф. Біологічна хімія. – К.: Вища школа, 1995.- 298 с.

3. Губcький Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. –508с.

4. Біологічна хімія:[Підручник / Л.В.Вороніна, В.Ф.Десенко, Н.М. Мадієвська та ін.]; За ред.проф.Л.М. Вороніної. –Х.: Основа; Видавництво НФАУ,2000. – 608 с.

5. Кучеренко М.Є., Пащенко О.Ю., Туряниця І.М. та ін. Біохімія: Тестовий контроль знань. – К.:Либідь,1995. – 344 с.

6. Кучеренко М.Є., Виноградова Р.П., Бабенюк Ю.Д. Біохімія: збірник задач і вправ. – К.: Либідь, 1995. – 136 с.

7. Ємельяненко С.М., Каданер Л.І., Комарова О.А. Хімія і біологічна хімія: Практикум. – К.: Вища школа. Головне вид-во, 1988. – 206 с.

8. Шевряков М.В., Яковенко Б.В., Явоненко О.Ф. Практикум з біологічної хімії. – Суми: ВДТ “Університетська книга”, 2003. –204 с.

Додаткова

1. Ліпатов Ю. С., Нізельський Ю.М.Світ молекул-велетнів. K.:Вища школа,1972. – 124с.
2. Єрмолаєв М.В. Биологическая химия. М.: Медицина,1974.- 264 с.
3. Овчинников.А., Шамин А.Н. Строение и функции белков. М.:Педагогіка,1983. –128с.
4. Афанасьев В.А., Зайков Г.Е. Углеводы – сырье, энергия, пища, жизнь М.: Знание,1981.- 64с.
5. Шерстнев М.П., Комаров О.С. Химия и биохимия нуклеиновых кислот. М.: Просвещение, 1990. – 160с

Критерії оцінювання

Оцінювання відповіді студентів на державному екзамені проводиться, за 100-бальною шкалою, з наступним переведенням до оцінки за національною шкалою та шкалою ЕСТS (див. табл.1).

Таблиця 1.

Критерії оцінювання знань студентів на державному екзамені

Оцінки	Зміст критеріїв оцінки
за націона-льною шкалою	за 100- баль-ною	за шкалою ЕСТS
відмінно	90-100	А	Студент має глибокі знання навчального матеріалу, правильно, повно та аргументовано розкриває всі питання, демонструє вміння самостійно аналізувати теоретичний матеріал, точно і повно відповідає на запитання білета, досконало володіє хімічною номенклатурою та термінологією, викладає матеріал чітко і логічно.
добре	89-82	В	Студент має міцні знання навчального матеріалу, включаючи аргументовані відповіді на поставлені питання, достатньо повно розкриває суть питань, володіє хімічною номенклатурою та термінологією, викладає матеріал чітко і логічно, при відповіді студент допускає деякі неточності або відповідає не повно за умови, що принципові моменти питання розкриті правильно.
81-75	С	Студент у цілому розкриває суть питання, відповідає аргументовано і загалом правильно, але допускає несуттєві помилки і не може чітко й повно відповісти на додаткові запитання за умови, що допущені помилки усуваються самим студентом, коли на них вказує екзаменатор, володіє хімічною номенклатурою та термінологією.
задовільно	74-67	D	Студент розкриває основний зміст питань частково, допускає певні помилки та неточності, які свідчать про його не повне розуміння хімічних процесів та явищ, допускає помилки у хімічній номенклатурі та термінології.
66-60	Е	Студент має слабкі знання навчального матеріалу,не повністю розкриває основний зміст питань, допускає певні помилки та неточності, які свідчать про його не повне розуміння хімічних процесів та явищ, слабо володіє хімічною номенклатурою та термінологією.
незадовільно	59-35	FX	Студент не знає значної частини навчального матеріалу, не достатньо розкриває основний зміст питань, допускає помилки та неточності, які свідчать про не розуміння ним хімічних процесів та явищ, дуже слабо володіє хімічною номенклатурою та термінологією.
34-1	F	Студент не розкриває зміст питань з хімії, не в змозі їх аналізувати і послідовно і логічно викласти, допускає помилки, не володіє хімічною номенклатурою та термінологією.

 

Рейтингові оцінки за виконання кожного завдання виставляються в балах з урахуванням відповідних критеріїв (див. табл. 2)

Таблиця 2

Рейтингові оцінки за виконання окремих завдань державного екзамену

Вид навчальної роботи	Максимальна величина рейтингової оцінки (балів)
Виконання завдання №1
Виконання завдання №2
Виконання завдання №3
Виконання завдання №4

 

Мінімальні та максимальні величини оцінок у балах за виконання кожного завдання, які відповідають певним оцінкам за національною шкалою, розраховуються за критеріями ЕСТS відповідно до рекомендованих вагових коефіцієнтів (див. табл. 3 та табл. 4).

Оцінки за виконання кожного завдання визначаються в балах та за національною шкалою відповідно до табл.4 та табл.5.

Таблиця 3

Вагові коефіцієнти для розрахунку рейтингових оцінок

Оцінка за національною шкалою	Ваговий коефіцієнт оцінки
Мінімальний	Максимальний
Відмінно	0,90	1,00
Добре	0,75	0,89
Задовільно	0,60	0,74
Незадовільно	Менше 0,60

 

Таблиця 4

Відповідність рейтингових оцінок за виконання окремих завдань у балах

оцінкам за національною шкалою

Виконання завдання № 1	Виконання завдання №2	Виконання завдання №3	Виконання завдання №4	Оцінка за національною шкалою
23-25	23-25	23-25	23-25	Відмінно
19-22	19-22	19-22	19-22	Добре
15-18	15-18	15-18	15-18	Задовільно
менше 15	менше 15	менше 15	менше 15	Незадовільно

 

Таблиця 5

Відповідність рейтингових оцінок оцінкам за національною шкалою

Оцінка в балах	Оцінка за національною шкалою	Пояснення
23-25	Відмінно	Відмінне виконання лише з незначною кількістю помилок
20-22	Добре	Виконання вище середнього рівня з кількома помилками
	У загальному вірне виконання з певною кількістю суттєвих помилок
16-18	Задовільно	Непогане виконання, але зі значною кількістю недоліків
	Виконання задовольняє мінімальним критеріям
менше 15	Незадовільно	Виконання не задовольняє, мінімальним критеріям

 

Підсумкова рейтингова оцінка в балах, за національною шкалою та за калою ЕСТS заноситься до протоколу засідання державної екзаменаційної комісії, навчальної картки та залікової книжки студента, наприклад, так: 96/Відм./А, 85/Добре/В, 77/Добре/С, 69/Задов.D), 61/Задов./Е тощо.