litceysel.ru
добавить свой файл
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Кемеровский технологический институт пищевой промышленности


Утверждаю

Декан факультета многоуровневой

подготовки

__________________А.А. Крохалев

«14»марта 2002г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


по дисциплине БИОХИМИЯ ЕН.Ф. 04.05.

направление 552400 – Технология продуктов питания

для направления 550000 – «Технические науки»

Факультета многоуровневой подготовки

Кафедра Биохимии и микробиологии

Курс 3 семестр 5

Всего аудиторных часов 119

из них

Лекции 51 час

Лабораторные занятия 68 часов

Самостоятельная работа 31 час

Всего по учебному плану 150 часов

Экзамен 5 семестр


Кемерово – 2002


Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного 23 марта 2000 г., регистрационный номер 186 тех/бак.

Рабочую программу составил доц. Королев А.П. ________


Рабочая программа согласована с выпускающей кафедрой :


«12» марта 2002г. __________ Киселева Т.А.


Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры

«Биохимия и микробиология»

«_21_» февраля 2002г. протокол № 5 _________ Гридина С.Б.

Рабочая программа зарегистрирована в метод. лаборатории

«_21__» __марта__ 2002г. регистрационный номер 44.21

________ Подпись



  1. ЦЕЛИ И ЗАДАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ БИОХИМИИ,

ЕЁ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Растительные и животные организмы построены, в основном, из одних и тех же химических компонентов. Биологическая химия (биохимия) – наука о природе и свойствах веществ, входящих в состав живых организмов, путях биосинтеза и использования этих веществ различными организмами в процессе жизнедеятельности. Несмотря на общность химического состава, химические процессы, протекающие в животных и растительных организмах, имеют существенные особенности, обусловленные потребностями каждого из этих организмов. Поэтому студентам, обучающимся по направлению 552400 «технология продуктов питания» и в последующем специализирующимся или в области производства продуктов питания из растительного сырья, или в области производства продуктов питания из животного сырья, целесообразно знать основы биохимии как растительного , так и животного организма.


Цели обучения биохимии – обеспечить у студентов формирование знаний для глубокого понимания химических процессов, происходящих не только в живых организмах, но и в пищевом сырье при его хранении и переработке. Без этих знаний невозможно изучение на современном уровне, необходимых в системе подготовки специалистов для пищевой промышленности, микробиологии, пищевой химии, технологии и других дисциплин, связанных с производством и хранением продуктов питания, вырабатываемых из сырья растительного и животного происхождения.

Задачи биохимического образования – усвоение студентами материала по химическому составу живых организмов, структуре биологической роли и свойствам белков, нуклеиновых кислот, ферментов, липидов, углеводов, других соединений, входящих в состав растительных и животных организмов, а также по обмену этих соединений и приобретение умений по методам биохимических исследований. Знание химического состава конкретного организма и его отдельных частей, биохимических процессов, протекающих как в целом организме, так и отдельных органах, тканях и сырье для пищевой промышленности позволит будущему инженеру-технологу рационально использовать пищевое сырье, понять необходимость ведения технологического процесса так, чтобы обеспечить высокую пищевую и биологическую ценность получаемых продуктов питания.

Биохимия базируется на знаниях неорганической, органической, аналитической, физической, коллоидной химии и физики. Она завершает цикл химических дисциплин и служит теоретической основой любой пищевой технологии

Современная биохимия входит в единый комплекс наук – физико-химическую биологию, изучающую физико-химические основы живой материи. Наряду с биохимией в этот комплекс входят молекулярная биология, биоорганическая химия и биофизика.


    1. ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ, КОТОРЫМИ ДОЛЖНЫ ОВЛАДЕТЬ СТУДЕНТЫ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ БИОХИМИИ

По окончании изучения курса студенты должны знать:


- особенности химического состава растительных и животных организмов;

- биологическую роль, пищевое значение, строение и свойства химических соединений входящих в состав живых организмов;

- основные процессы обмена веществ и энергии;

- ферменты, их свойства и роль в жизнедеятельности организма и в биотехнологии;

- основные виды и пути обмена веществ.

Студент должен уметь:

- осуществлять постановку и проведение биохимических исследований;

- оценивать достоверность полученных данных, формулировать выводы;

- применять биохимические методы исследования для оценки пищевого сырья растительного и животного происхождения;

- творчески применять полученные знания для решения конкретных технологических задач.


2. СОДЕРЖЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. ЛЕКЦИОННЫЕ (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ) ЗАНЯТИЯ


№ темы

Наименование раздела (темы), их краткое содержание

Коли

Чест

во

часов

Се-

ме-

стр

При-

меча-

ние

2.1.1


2.1.2



Введение. Предмет и задачи курса биохимии. Развитие биохимии и ее связь с практикой. Химический состав живых организмов. Макро- и микроэлементы. Органические и неорганические молекулы живых организмов.

Белки. Определение, массовая доля в биологических объектах, элементный состав и роль в явлениях жизни. Аминокислоты – структурные компоненты белков. Принципы изучения аминокислотного состава белков. Строение, стереохимия, физико-химические свойства и классификая протеиногенных аминокислот. Полноценные и неполноценные белки. Биологическая ценность белков.


Строение и пространственная структура белковых молекул. Типы связей в молекуле белка. Пептиды. Глутатион. Полипептиды. Полипептидная теория строения белков. Олигомерные белки. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белковой молекулы. Домены. Принципы классификации белков. Глобулярные и фибриллярные белки. Простые и сложные белки. Общая характеристика групп простых и сложных белков животного и растительного происхождения.

Физико-химические характеристики белков. Молекулярная масса и размер молекул белков. Ультрацентрифугирование. Коэффициент седиментации. Единица Сведберга.Амфотерность и изоэлектрическая точка (ИЭТ) белков. Электрофорез. Кислые и основные белки. Гидрофильность, растворимость и осаждаемость. Высаливание. Коллоидные свойства растворов белков. Диализ. Ультрофильтрация. Денатурация белков и её значение в пищевых технологиях. Химические реакции на белки. Оптические свойства белков. Принципы выделения белков из биологических объектов.


1


11


5


5













2.1.3.

Нуклеиновые кислоты.

Азотистые основания. Нуклеозиды и нуклеотиды. Фосфорнодиэфирная свзь. Полинуклеотиды. и биологическая роль ДНК.Правило Чаргаффа. Принцип комплементарности. Репликация. Молекулярные болезни. Генетическая инженерия. Строение и биологическая роль РНК. Типы РНК. Нуклеозиддифосфаты и нуклеозидтрифосфаты. АТФ, её строение и роль в обмене веществ. Динуклеотиды.

3

5




2.1.4.

Ферменты.

Понятие о ферментах. Работы И.С. Кирхгофа. Отличие ферментов от катализаторов небиологической природы. Иммобилизованные ферменты. Химическая природа ферментов. Однокомпонентные и двухкомпонентные ферменты. Кофактор, кофермент, простетическая группа. Активный и аллостерический центры ферментов. Механизм ферментативного катализа. Обратимость и специфичность действия ферментов. Обнаружение ферментов вбиологических объектах.


Кинетика Ферментативных реакций. Начальная скорость ферментативной реакции и ее измерение. Единицы активности ферментов. Влияние концентрации субстрата и концентрации фермента на скорость ферментативной реакции. Константа Михаэлиса. Влияние температуры, рН, активаторов и ингибиторов на скорость ферментативной реакции. Лабильность ферментов. Номенклатура и классификация ферментов. Шифр ферментов. Характеристика оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, лиаз, изомераз, лигаз (синтетаз). Отдельные представители классов ферментов, имеющих важное значение в обмене веществ и пищевой технологии. Применение ферментов в биотехнологии.


9



5






2.1.5.

Витамины.

Открытие витаминов Н.И. Луниным. Классификация и номенклатура витаминов. Гиповитаминофы, авитаминозы, гипервитаминозы. Жирорастворимые витамины А, Д, Е, К – химическая природа, роль в обмене, пищевые источники. Провитамины. Водорастворимые витамины В1, В2, В3, В5, В6, В12, С, Н(биотин) - химическая природа, роль в обмене, пищевые источники. Антивитамины. Влияние хранения и способов переработки пищевого сырья на сохранность витаминов. Витаминизация пищевых продуктов.

3

5




2.1.6.

Введение в обмен веществ и энергии в организме. Понятие об обмене веществ и энергии. Биологическое окисление. Понятие об анаэробах и аэробах, дыхании и брожении. Основы химической термодинамики биохимических процессов.

2

5


2.1.7.


Углеводы и их обмен

Классификация и роль углеводов в живой природе.Моносахариды, продукты их окисления и восстановления. Аминосахара и ацетилпроизводные гексозы. Фосфорные эфиры моносахаридов. Нуклеозиддифосфатсахара. Олигосахариды: сахароза, мальтоза, лактоза, раффиноза. Инверный сахар. Восстанавливающие сахара. Полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка, пектиновые вещества, мукополисахариды. Роль углеводов в питании. Пищевые и структурные полисахариды. Фотосинтез. Световые и темновые реакции фотосинтеза. Синтез глюкозы. Взаимопревращение моносахаридов в лорганизме растений и животных. Биосинтез сахарозы, лактозы, крахмала, гликогена. Превращение углеводов в процессе пищеварения. Анаэробное окисление глюкозы. Гликолиз. Включение крахмала, гликогена и дисахаридов в процесс гликолиза. Аэробное окисление глюкозы. Окислительное декарбоксилирование пирувата. Цикл Кребса. Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование. Выход АТФ при окислении глюкозы в анаэробной и аэробной стадии. Пентозофосфатный путь. Глиоксилатный цикл. Брожение. Молочнокислое, спиртовое и маслянокислое, их химиз и роль в пищевой технологии. Эффект Пастера.

8

5




2.1.8.

Липиды и их обмен.

Определение, классификация и роль липидов в живой природе. Ацилглицеролы (жиры), их строение и свойства. Воска. Фосфолипиды, их строение, участие в построении клеточных мембран и роль в пищевой промышленности. Гликолипиды. Стероиды. Терпены.

Роль липидов в питании. Незаменимые жирные кислоты. Превращение липидов в процессе пищеварения. Ферментативный гидролиз липидов в тканях животных и семенах растений. Окисление глицерола и жирных кислот в тканях . Биосинтез триацилглицеролов.

6

5





2.1.9


2.1.10


Обмен белков.

Роль и норма белка в питании. Азотистый баланс. Ассимиляция азота и нитратов растениями. Биосинтез аминокислот у животных и растений. Прямое аминирование и переаминирование (трансаминирование). Биосинтез белка и современные представления о химизме этого процесса. Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белка. Транскрипция. Трансляция.

Расщепление белков в процессе пищеварения. Гниение белков в кишечнике. Распад белков в тканях животных. Тканевые пептидгидролазы. Автолиз. Протеолиз у растений. Растительные протеиназы и роль их активности в пищевой технологии. Скорость обновления белков у растений и животных.

Биохимия диссимиляции аминокислот. Дезаминирование аминокислот у животных, растений, микроорганизмов. Сивушные масла. Декарбоксилирование аминокислот. Конечные продукты распада аминокислот и пути их утилизации.

Понятие об обмене нуклеопротеинов и хромопротеинов.

Взаимосвязь и регуляция процессов обмена веществ. Единство процессов обмена веществ. Связь между процессами ассимиляции и диссимиляции. Взаимосвязь между обменом белков, жиров и углеводов. Понятие о регуляции обмена веществ. Роль биохимических процессов в пищевой промышленности.

6


2

5


5







2.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ


№ п/п

Наименование

Коли-

чество

часов

№ соответ.

темы

лекционного материала


Семестр

2.2.1.

Техника безопасности при работе в лаборатории биохимии. Строение, свойства, классификация аминокислот


Цветные реакции на белки и аминокислоты.


Выделение белков из муки


Количественное определение белка на основе биуретовой реакции. Метод Къельдаля


Хроматографическое разделение смеси аминокислот на бумаге (нанесение проб, разделение, проявление).


Продолжение работы по хромотографии аминокислот (идентификация, эдюирование, колориметрия, расчет).


Коллоквиум Защита работ.


Специфичность ферментов. Влияние температуры на активность ферментов.


Изучение влияния рН, активаторов и ингибиторов на активность ферментов. Определение амилазы по Вольгемуту.


Определение активности каталазы.


Определение активности α и β амилазы по массе расщепленного крахмала.


Коллоквиум. Защита лабораторных работ.


Спиртовое брожение.


Определение активности липазы.


Определение йодного и кислотного чисел жира.


Коллоквиум . Защита лабораторных работ.


Определение витамина С.

4

2.1.2.

5





2.2.2.



4


2.1.2.


5


2.2.3.



4


2.1.2.

5

2.2.4.


2.2.5.

4


4


2.1.2.


2.1.2.



5


5



2.2.6.


2.2.7.

4


4



2.1.2.


2.1.2-2.1.3


5


5


2.2.8.

4

2.1.2.

5

2.2.9.



4

2.1.2.-2.1.3.


5

2.2.10

4

2.1.4.

5


2.2.11.

4

2.1.4.

5



2.2.12.

4

2.1.4.


5


2.2.13.

4

2.1.4.

2.1.5.

5


2.2.14.

4

2.1.4.

2.1.9.

5


2.2.15.

4

2.1.7.


5


2.2.16.


2.2.17.



4


4


2.1.7.- 2.1.9.


2.1.4.


5


5



3. ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ


Текущий контроль успеваемости студентов осуществляется в виде защиты лабораторных работ и коллоквиумов. Всего за период изучения дисциплины запланировано провести 3 коллоквиума, из них первый по темам 2.1.2., 2.1.3.; второй по темам 2.1.4., 2.1.5.; третий – 2.1.7., 2.1.8., 2.1.9. Заканчивается контроль приёмом экзамена.


4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

4.1. ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА


№ п/п

Библиографическое описание рекомендуемой литературы

Шифр библиотеки КемТИПП

Планируемое число студентов пользователей

Количество экземпляров выделяемое библиотекой на поток

Основная литература


4.1.1.


Основная литература

Основы биохимии: Учеб. для студ. биол. спец. ун-тов/Под ред. А.А. Анисимов. – М.: Высш. шк., 1986. – 551 с



577.1

0-75




60




30

4.1.2.

Кретович В.Л. Биохимия растений: Учебник для студ. биол. спец. ун-тов.-М.: Высш. шк. 1986.-503 с.

581.19

К 79


60

60



4.1.3.

Биохимия растительного сырья: Учебник для студ.высш.учеб.заведений /Под ред.В.Г. Щербакова.-М.:Колос,1999.-376с.

581.1

Б 63

60

15

Дополнителная литература

4.1.4.

Основы биохимии: Учеб. пособие/ А.П. Королёв, С.Б. Гридина; в 3-х частях.-Кемерово:КемТИПП.ч1,1998.-152с;ч.2.-1999.-82с.;ч.3,2001.-64 с.

577.1

К-68

60

60

4.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ

4.2.1

Королев А.П. Руководство к лабораторным занятиям по биохимии:Учеб.пособие.-Кемерово:КемТИПП, 1994. – 96 с.

577.1

К-68

60

60

4.2.2

Скворцова Р.И. Биологическая химия: Метод.указания к выполнению лабораторных работ.-Кемерово:,КемТИПП,1989;Ч.2.-100с.

577.1

С 42

60

30