Кинетика и термодинамика ферментативных реакций
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля. Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка… Читать ещё >
Кинетика и термодинамика ферментативных реакций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО
Принято на заседании Ученого совета естественно-географического факультета протокол заседания совета факультета № ___от «___» _________2007 г. Декан факультета _____________Н.А. Кагина | УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _________________М.А. Пятин «___» _________2007 г. | ||
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Кинетика и термодинамика ферментативных реакций
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 20 208-«Биохимия»
Факультет естественно-географический
КАФЕДРА биохимии
Пенза — 2007
1. Квалификационные требования
Квалификация выпускника — биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 20 208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строения и свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок.
В производственных и медицинских организациях проводит биохимическую аналитическую работу, участвует в диагностике и экспертизе, сертификации продуктов производства.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимик подготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта, биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21.08.98 № 37.
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности.
Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности.
Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки, многоклеточные организмы (растения и животные).
Виды профессиональной деятельности.
· Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
· Научно-производственная и организационная деятельность;
· Педагогическая деятельность (при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподавание в средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
· Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 20 208 — Биохимия.
2. Требования ГОС по дисциплине
Законы классической термодинамики в биохимии; теория энергетического сопряжения, богатые энергии соединения; термодинамическое равновесие; методы расчета термодинамических характеристик биохимических реакций; теоретические основы кинетики ферментативных реакций и методы расчета.
3. Цели и задачи дисциплины
Кинетика и термодинамика ферментативных реакций является основой для большинства расчетов, использующихся на биотехнологических, в частности, энзимологических производствах.
Дипломированный специалист-биохимик должен иметь представление о математическом аппарате ферментативной кинетики и владеть методом расчетов основных констант ферментативных реакций, уметь определять тип ингибирования по экспериментальным данным и определять эффективность ингибирования.
Цель курса «Кинетика и термодинамика ферментативных реакций» — показать применение основных физико-химических законов к ферментативным реакциям, ознакомить со способами расчетов, часто встречающихся на практике — в научной и производственной деятельности.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом Высшего профессионального образования для студентов, обучающихся по специальности 20 208 — «Биохимия».
4. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Курс «кинетики и термодинамики ферментативных реакций» является заключительным курсом в цикле спецдисциплин федерального компонента, посвященных изучению ферментов. Он имеет основополагающее значение, поскольку главным объектом его изучения являются ферменты — катализаторы всего живого, без которых немыслимыми являются все биохимические процессы.
Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану
Форма учебной работы | Форма обучения | ||
Очная | |||
По семестрам | |||
Общая трудоёмкость, всего часов | |||
Аудиторные занятия (АЗ) | |||
Лекции (Л) | |||
Практические занятия (ПЗ) | |||
Семинары (С) | |||
Лабораторные занятия (ЛЗ) | |||
Другие виды аудиторных занятий | |||
Самостоятельная работа (СР) | |||
Контрольная работа | |||
Компьютерное тестирование | |||
Курсовая работа | |||
Форма итогового контроля (зачет, экзамен) | экзамен | ||
Тематические планы для очной формы обучения
№ п/п | Тема | Кол-во часов | |||
Лекц. | Лаб. | Сам. | |||
Общее число часов | |||||
1. | Введениев кинетику и термодинамику ферментативных реакций. Ранние исследования. История вопроса. | ||||
2. | Уравнение Михаэлиса-Ментен. Вывод, анализ. | ||||
3. | Графическое представление ферментативных реакций. | ||||
4. | Уравнения стационарной скорости. | ||||
5. | Принцип стационарности. Термодинамические представления. | ||||
6. | Классификация ингибиторов. | ||||
7. | Кинетика и термодинамика ингибиторов. | ||||
8. | Механизмы ферментативного катализа. | ||||
9. | Уравнения скоростей разных моделей. | ||||
10. | Влияние рН и температуры. | ||||
11. | Кинетические модели кооперативности. | ||||
Содержание дисциплины
1. Введение
Введение
в кинетику и термодинамику ферментативных реакций. Ранние исследования. История вопроса. Законы классической термодинамики в биохимии; теория энергетического сопряжения, богатые энергии соединения.
2. Кинетика и термодинамика ферментативных реакций
Термодинамическое равновесие; методы расчета термодинамических характеристик биохимических реакций; теоретические основы кинетики ферментативных реакций и методы расчета. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Вывод, анализ. Принцип стационарности. Методы определения кинетических параметров. Кинетика двухстадийных ферментативных реакций. Графическое представление ферментативных реакций. Термодинамические методы выведения уравнений стационарной скорости. Метод Кинга-Альтмана. рН-зависимости ферментативных реакций. Температурные эффекты ферментативных реакций. Равновесные концентрации реагентов.
3. Кинетика и термодинамика ингибиторов и активаторов
Классификация ингибиторов. Кинетика и термодинамика ингибиторов. Способы определения типов ингибирование по экспериментальным данным. Равновесные концентрации реагентов. Применение ингибиторов.
4. Механизмы ферментативного катализа
Классификация механизмов и схематическое представление. Уравнения скорости. Изотропный обмен. Индуцированный перенос.
5. Контроль ферментативной активности
Необходимость контроля метаболических процессов. Уравнение Хилла. Уравнение Эдера. Уравнение Полинга. Симметричная модель Моно, Уаймена и Шанже. Кинетические модели кооперативности. Последовательная модель Кошланда.
Список основной литературы
1. Березин И. В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. — М.: Высшая школа, 1977. — С. 216−225.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. — М.: Мир, 1985. — 260 с.
3. Курганов Б. И. Аллостерические ферменты. — М.: Наука, 1978. — С. 11−41.
4. Варфоломеев Р. Д., Зайцев С. В. Кинетические методы в биохимических исследованиях. — М.: МГУ, 1982. — 344 с.
5.
Введение
в мембранологию: Учеб. пос. / Под ред. А. А. Болдырева. — М.: МГУ, 1990. — 208 с.
6. Современные проблемы биокинетики / Под ред. С. Д. Варфоломеева. — М., 1987.
7. Березин И. В., Клесов А. А. Практический курс химической и ферментативной кинетики. — М., 1980.
8. Березин И. В., Варфоломеев С. Д. Биокинетика. — М., 1979.
9. Полторак С. М., Чухрай Е. С. Физико-химические основы ферментативного катализа. — М., 1971.
10. Лапина Г. П. Элементы кинетики ферментативных реакций. -Тверь: ТвГУ, 1998. — 66 с.
Список дополнительной литературы
1. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии / Пер. с англ.: В 2-х ч. — М., 1989.
2. Варфоломеев С. Д., Зайцев С. В. Кинетические методы в биохимических исследованиях. — М., 1982.
3.
Введение
в прикладную энзимологию / Под ред. И. В. Березина, К. Мартинека. — М., 1982.
4. Дженкс Б. Катализ в химии и энзимологии. — М., 1972.
5. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. — М., 1982
Требования к уровню освоения программы
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать математические модели ферментативных реакций.
уметь определять основные кинетические и термодинамические параметры по экспериментальным данным.
владеть приемами и навыками работы с ферментами.
Перечень вопросов к экзамену
1.
Введение
в кинетику ферментативных реакций.
2. Ранние исследования.
3. История вопроса.
4. Кинетика одностадийных ферментативных реакций.
5. Кинетика двухстадийных ферментативных реакций.
6. Регуляция ферментативных параметров.
7. Ингибирование (активация) ферментативных реакций.
8. Обратимые и необратимые ингибиторы.
9. Кинетические типы ингибирования (активации).
10. Методы анализа экспериментальных данных.
11. Определение кинетических параметров пероксидазы.
12. Ингибирование субстратом.
13. рН-зависимости ферментативных реакций.
14. Температурные эффекты ферментативных реакций.
15. Интегральная форма уравнения Михаэлиса-Ментен.
16. Термодинамика регуляции ферментативной активности.
17. Кинетико-термодинамические подходы к изучению кооперативного связывания.
18. Классификация механизмов ферментативных реакций.
19. Уравнение стационарной скорости.
20. Справедливость допущений принципа стационарности.
21. Выведение уравнения стационарной скорости.
22. Последовательная модель Кошланда.
Сведения о переутверждении программы на
очередной учебный год и регистрации изменений
Учебный год | Решение кафедры | Внесенные изменения | Номера листов (страниц) | |||
заменен-ных | новых | аннули-рованных | ||||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____"____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | |||||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____"____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | |||||
20__/20__ | Протокол № ____ от «____"____________20_ г. Зав. кафедрой ______________ | |||||
Учебная программа составлена на основании ГОС ВПО 2000 г. для специальности 20 208-«Биохимия»
Программу составил:
1. Соловьев В. Б., канд. биол. наук, доцент _________________________
(подпись)
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии Протокол № от «___» _____________ 200 года Зав. кафедрой биохимии д.б.н., профессор Генгин М. Т. ___________________________________
(подпись) Программа одобрена учебно-методическим советом Естественно-географического факультета
«_____» _____________ 2007 года Председатель учебно-методического совета
Естественно-географического факультета, к.т.н., доцент ___________________________ О.В. Зорькина
(подпись) Программа одобрена учебно-методическим управлением университета
«_____» _____________ 2007 года Начальник учебно-методического управления университета ___________________ Г. Н. Шалаева
(подпись)
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Изменение | Номера листов (стр.) | Всего листов в док. | Номера распорядит. документа | Подпись | Дата | Срок введения изменений | |||
замен. | новых | аннул. | |||||||