Кафедра Биологической химии (биохимии)

В.Э.Цейликман, А.Л.Цытович, Л.И.Крупицкая,

Л.Ф.Чарная, А.А. Устинова

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО БИОХИМИИ

Учебное пособие предназначено для внеаудиторной самостоятельной работы студентов 1-2 курса, обучающихся по специальности

Лечебное дело

Челябинск 2015

УДК 577(075.8)(076.1)(086.76)

ББК 28.072я73-74

 

 

Рецензенты:

Л.В.Кривохижина – заведующий кафедрой Патфизиологии ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, профессор

Ю.М. Захаров – заведующий кафедрой Нормальной физиологии ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, профессор

Авторы:

В.Э. Цейликман -заведущий кафедройБиологической химии (биохимии) ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, профессор, А.Л. Цытович, А.А. Устинова- доценты кафедрыБиологической химии (биохимии) ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России, Л.И. Крупицкая, Л.Ф. Чарная - ст.преподаватели кафедры Биологической химии(биохимии) ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России

 

Учебное пособие составлено с учетом требований Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности лечебное дело - 060101, утвержденного приказом Минобрнауки РФ № 1118 от 8 ноября 2010 года. Учебное пособие является методическим руководством для самостоятельной работы по биологической химии во внеаудиторное время и предназначено для студентов, обучающихся по специальности лечебное дело - 060101. Содержит темы, цели и содержание занятий, задания по самоподготовке и методические указания к их выполнению, задания для контроля исходного уровня, примеры ситуационных и обучающих задач, список тем реферативных сообщений, некоторые биохимические показатели жидких сред организма, список основной и дополнительной учебной литературы.

 

 

Учебное пособие утверждено на заседании ученого Совета ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России от протокол №

 

Учебному пособию присвоен гриф УС ЮУГМУ и рекомендовано для

внутривузовского использования от

 

© Цейликман В.Э., Цытович А.Л., Чарная Л.Ф., Крупицкая Л.И., Устинова А.А. 2015

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основная цель учебного пособия – помочь студенту освоить теоретический материал по дисциплине Биохимия, развить творческое отношение к аудиторной и внеаудиторной учебной работе, привить навыки критического анализа наблюдаемых фактов и явлений, систематически осуществлять самостоятельный контроль усвоения учебного материала. На рисунке 1 представлена взаимосвязь между разделами биологической химии и их ролью для диагностики и лечения заболеваний.

Студентам рекомендуется вести запись в отдельной тетради для выполнения заданий при самостоятельной подготовке к предстоящему практическому занятию.

В ходе подготовки к занятию выполните в тетради задания из таблицы. Задания необходимо выполнять, пользуясь учебниками, конспектами лекций, видеоматериалами (список приводится в разделе Список литературы). Разберите обучающие ситуационные задачи и выполните тест.

В ходе изучения материала соответствующей темы необходимо:

1. Внимательно ознакомиться с формулировками домашних заданий.

2. Изучить необходимый материал, касающийся темы предстоящего практического занятия по учебнику и конспектам лекций, а в случае необходимости получить более широкие и глубокие знания – по дополнительным источникам.

3. Воспроизвести в тетради для самоподготовки требуемые формулы, схемы биохимических процессов, графики и др.

4. Понять взаимосвязь изученных процессов, а также их биологическое и физиологическое значение.

Особенностью биохимии, как и других химических наук, является выражение сущности процессов, протекающих в живых клетках, с помощью структурных формул. Обилие формульного материала представляет определенные трудности для изучения биологической химии. Между тем, избежать запоминания многих формул, реакций и целых процессов нельзя, так как они отображают структуру веществ и те изменения, которые с ними происходят при различных взаимодействиях. Единственным путем, помогающим изучению биологической химии, явля-ется сознательное, осмысленное изучение формул, для чего необходимо уметь разбираться в их составных частях, понять их рациональные названия, составляемые в соответствии с правилами химической номенклатуры. Студентам, изучающим биологическую химию, рекомендуется при изучении формульного материала воспроизводить формулы на бумаге четко и аккуратно.

Программа курса биологической химии составлена так, что наряду с ознакомлением с основами биологической химии студенты-медики получают представление о патологической биохимии. Это подготавливает их к прослушиванию курса патологической физиологии и клинических дисциплин: терапии, хирургии, онкологии и др.

Лабораторные занятия являются экспериментальным подтверждением тео-ретического материала, даваемого на лекциях. Они включают новые методы биохимической диагностики ряда заболеваний, элементы учебно-исследовательской работы (сравнительное исследование отдельных метаболитов обмена веществ в норме и патологии), что способствует развитию навыков самостоятельной работы каждого студента.

Систематическая проверка знаний студентов проводится путем выполнения контрольных задач, контрольных работ, бесед с преподавателем и тестового программированного контроля уровня знаний на индивидуальных компьютерах. Вопросы составляются так, чтобы студент мог не только использовать информацию, полученную из лекционного курса и учебников, но и самостоятельно найти необходимые материалы, применить полученные знания на практике.

На практических занятиях студентом выполняется лабораторная работа, основной целью которой является закрепление теоретической информации об особенностях строения, свойств биомолекул и биохимических процессах, протекающих в организме человека, что способствует развитию у него способности к самостоятельному и творческому мышлению.

Закрепление теоретического материала проводится на коллоквиумах по основным разделам курса (химия белков, ферменты, витамины, гормоны, обмен углеводов, липидов, белков, матричные биосинтезы, взаимосвязь обменных процессов, регуляция обмена веществ).

В связи с системно-методологическим подходом в процессе обучения для повышения качества знаний и усвоения студентами комплекса знаний, умений и практических навыков по определенным разделам, целесообразно рассматривать графологическую и логико-дидактическую структуру раздела (см. Приложение), определяющую место и значимость данного раздела в курсе биохимии и отражающую взаимосвязь изучаемого раздела с базовыми и профильными дисциплинами.

Рисунок 1. Разделы биологичекой химии

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие …………………………………………………………………………………………..3

Раздел 1. Белки.…..………………………………………………………………….

1.1.Структура и свойства белков. Методы выделения и очистки белков……………………………………………………………………………………………………… 8

Раздел 2. Ферменты…………………………………………………………………………………..19

2.1.Ферменты: общие свойства и механизм действия. Энзимопатии……………………………………………………………………………………………………...19

2.2.Регуляция активности ферментов. Ферменты в медицинской практике………………………………………………………………………………………………………26

Раздел 3. Биохимия питания. Общие пути катаболизма. Биоэнергетика………………………...31

3.1. Введение в обмен веществ и энергии. Роль витаминов………………………………………32

3.2. Биологическое окисление. Цикл трикарбоновых кислот-общий путь метаболизма. Строение дыхательной цепи……………………………………………………………………………………43

3.3. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование и транспортные системы митохондрий……………………………………………………………………………………………………47

3.4. Свободно-радикальное окисление. Системы антиоксидантной защиты……………………54

3.5. Коллоквиум «Белки. Ферменты. Биологическое окисление»………………………………59

Раздел 4. Структура и обмен углеводов……………………………………………………………61

4.1. Обмен углеводов: поступление, переваривание и всасывание. Синтез и распад гликогена……………………………………………………………………………………………………62

4.2. Аэробный и анаэробный катаболизм глюкозы. Глюконеогенез. Обмен галактозы и фруктозы. Пентозофосфатный путь…………………………………………………………………………70

Раздел 5. Структура и обмен липидов……………………………………………………………..79

5.1. Липиды: переваривание и всасывание…………………………………………………………80

5.2. Катаболизм эндогенных липидов. Окисление глицеридов и жирных кислот…………………………………………………………………………………………………….86

5.3. Анаболизм липидов. Биосинтез жирных кислот. Обмен холестерола. Синтез кетоновых тел…………………………………………………………………………………………………….88.

5.4. Коллоквиум «Обмен углеводов и липидов»…………………………………………………99

Раздел 6. Обмен белков и аминокислот……………………………………………………………105

6.1. Переваривание белков. Пути использование аминокислот в клетке………………………106

6.2. Общие пути катаболизма аминокислот. Специфические пути обмена аминокислот. Обезвреживание и выведение аммиака……………………………………………………………….112

6.3. Коллоквиум «Обмен аминокислот»…………………………………………………………124

Раздел 7. Обмен нуклеотидов. Матричные синтезы ДНК, РНК, белка ………………………125

7.1. Обмен нуклепротеидов: пищеварение и всасывание. Синтез и распад пуриновых и пиридиновых мононуклеотидов……………………………………………………………………………126

7.2. Молекулярные механизмы биосинтеза нуклеиновых кислот…………………………….…134

7.3.Биосинтез белка. Фолдинг белка. Ингибиторы м..атричных биосинтезов………………….138

7.4..Коллоквиум «Обмен нуклеиновых кислот. Матричные синтезы»………………………….................................................................................................................143

Раздел 8. Взаимосвязь и регуляция обмена веществ. Гормоны……………….…………………145

8.1. Биохимия гормонов. Молекулярные механизмы передачи гормонального сигнала……………………………………………………………………………………………………146

8.2. Гормоны белковой природы и производные аминокислот……………………………………………………………………………………………………158.

8.3. Стероидные гормоны………………………………………………..………………………..165

8.4.Регуляция водно-солевого обмена. Биохимия почек. Общий анализ мочи………………………………….......................................................................................................172

8.5.Взаимосвязь обменных процессов. Патохимия сахарного диабета. Коллоквиум «Гормоны»……………………………………………………………………………………………………178

Раздел 9. Биохимия крови. Биохимия органов и тканей…………………………………...……183

9.1. Биохимия крови. Белки плазмы крови. Гемостаз…………………………………………….184

9.2. Печень- центральный орган в метаболизме белков, жиров и углеводов. Микросомальное окислние…………………………………………………………………………………………......201

9.3.Биохимия печени. Синтез и распад хромопротеидов в печени………………………………204

9.4. Коллоквиум «Биохимия крови и печени»……………………………….……………………211

9.5. Биохимия соединительной ткани и ткани кости…………………...........................................212

9.6. Биохимия нервной ткани………………….................................................................................218

9.7. Биохимия мышечной ткани………………….............................................................................223

9.8.Коллоквиум «Биохимия соединительной, нервной и мышечной тканей»…………………………………………………………………………………………………..227

Спиок литературы………………………………………………………………………………..…235

Приложение ………………………………………………………...................................................236.

 

.

 

РАЗДЕЛ 1. Белки.

Белки (протеины) – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, играют важную роль в построении живой ткани и в осуществлении процессов жизнедеятельности. Особенности структуры и наличие ряда уникальных свойств обеспечивают функционирование белков как одного из основных материальных носителей жизни. Представление о структуре, физико-химических свойствах и биологических функциях белков являются теоретической основой изучения всех последующих разделов биологической химии.

 

Студенту необходимо:

знать:

структуру аминокислот, пептидной связи;

– значение первичной структуры белков, определяющей их структурное и функциональное многообразие;

– уровни структурной организации белков;

– химические и энергетические особенности связей и взаимодействий, стабилизирующих различные уровни организации молекулы;

– причины и следствия денатурации белков, факторы вызывающие денатурацию;

– примеры использования денатурирующих факторов в медицине;

– основные методы разделения и очистки белков;

– принципы применения препаратов белка в медицине.

уметь:

-выполнять качественные и количественные реакции определения белка;