Биохим_15. Учебное пособие Хабаровск 2015 методические указания составили поступаев валерий Васильевич, д м. н., профессор

• Название: Учебное пособие Хабаровск 2015 методические указания составили поступаев валерий Васильевич, д м. н., профессор
• Дата: 23.03.2022
• Размер: 2.47 Mb.
• Имя файла: Биохим_15.doc
• Тип: Учебное пособие; #410084
• страница: 1 из 52

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дальневосточный государственный медицинский университет

Кафедра биологической химии и клинической лабораторной диагностики

учебное пособие

Хабаровск

2015


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СОСТАВИЛИ:
ПОСТУПАЕВ Валерий Васильевич, д. м. н., профессор;

КУЗНЕЦОВА Светлана Валерьевна, к. б. н., доцент;

РЯБЦЕВА Елена Георгиевна, к. м. н., доцент;

ПИКАЛОВА Вероника Михайловна, к. б. н., доцент;

КОВАЛЬСКИЙ Юрий Григорьевич, д. м. н., профессор

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

О Г Л А В Л Е Н И Е

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………	5
РАЗДЕЛ I: ВВЕДЕНИЕ В БИОХИМИЮ Занятие 1. Особенности работы в биохимической лаборатории. Построение калибровочного графика……………………	8
РАЗДЕЛ II: Строение и свойства белков Занятие 2. Химия и свойства аминокислот и пептидов……………	14
Занятие 3. Свойства простых белков. Методы выделения и очистки белков…………………………………………….	22
Занятие 4. Структурная организация белков………………………...	29
РАЗДЕЛ III: ФЕРМЕНТЫ Занятие 5. Химическая природа ферментов, их специфичность и обнаружение …………………………………………………	34
Занятие 6. Основные свойства ферментов…………………………..	41
Занятие 7. Коллоквиум «Применение ферментов в медицине»…..	46
РАЗДЕЛ IV: СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ Занятие 8. Химия нуклеиновых кислот…...…………………………...	50
Занятие 9. Коллоквиум «Биосинтез нуклеиновых кислот и белков»…	55
РАЗДЕЛ V: ВИТАМИНЫ Занятие 10. Водорастворимые витамины ………….……………….	60
Занятие 11. Жирорастворимые витамины……………………………	66
РАЗДЕЛ VI: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. ОБЩИЙ ПУТЬ КАТАБОЛИЗМА Занятие 12. Дыхательная цепь. Механизм сопряжения окисления с фосфорилированием…………………………………..	72
Занятие 13. Коллоквиум «Энергетический обмен. Общие пути катаболизма»……………………………………………….	78
РАЗДЕЛ VII: Обмен углеводов Занятие 14. Переваривание углеводов. Обмен гликогена………...	84
Занятие 15. Гликолиз. Аэробное окисление глюкозы. Спиртовое брожение……………………………………...	90
Занятие 16. Пентозо-фосфатный путь окисления глюкозы. Глюконеогенез……………………………………………..	96
Занятие 17. Коллоквиум по разделу «Обмен углеводов»………….	102
РАЗДЕЛ VIII: ОБМЕН ЛИПИДОВ Занятие 18. Переваривание и окисление липидов…………………	106
Занятие 19. Строение и биологическая роль холестерина и кетоновых тел……………………………………………..	112

Занятие 20. Обмен фосфолипидов. Биохимия мембран..…………	117
Занятие 21. Коллоквиум по разделу «Обмен липидов»……………	123
РАЗДЕЛ IX: ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ Занятие 22. Переваривание белков. Состав желудочного сока Обмен аминокислот…………………………….……..….	128
Занятие 23. Пути обезвреживания аммиака………………………….	134
Занятие 24. Обмен нуклеопротеинов и мононуклеотидов………..	139
Занятие 25. Коллоквиум «Обмен белков и аминокислот»………..	145
РАЗДЕЛ X: Регуляция обмена веществ. Гормоны Занятие 26. Общее понятие о гормонах. Рецепция гормонов. Гормоны гипоталамуса, гипофиза…….……………….	150
Занятие 27. Гормоны поджелудочной, щитовидной и паращито- видной желез. ………………………..……………………	155
Занятие 28. Коллоквиум по разделу «Регуляция обмена веществ. Гормоны»……………………………………………………	159
РАЗДЕЛ XI: БИОХИМИЯ ПЕЧЕНИ Занятие 29. Биохимические функции печени. Обмен желчных пигментов……………………………………………………	163
РАЗДЕЛ XII: Биохимия крови Занятие 30. Химический состав крови………………………………...	169
Занятие 31. Белки плазмы крови. Система гемостаза……………..	174
РАЗДЕЛ XIII: Биохимия мышЕЧНОЙ И НЕРВНОЙ ТКАНЕЙ Занятие 32. Химический состав мышц. Механизм мышечного сокращения. Биохимия нервной ткани…….…………..	178
РАЗДЕЛ XIV: Биохимия Соеднительной ткани Занятие 33. Особенности химического состава и метаболизма соединительной ткани…………………………………….	186
РАЗДЕЛ XV: Биохимия почек и мочи Занятие 34. Физико-химические свойства и состав мочи………….	193
Эталоны ответов к тестовым заданиям……………………………….	199

П Р Е Д И С Л О В И Е

Цель предлагаемого учебно-методического пособия: научить студента обращать внимание на главные закономерности метаболизма, уметь пользоваться метаболическими схемами, знать важнейшие биохимические нормативы и правильно трактовать биохимические сдвиги в организме.

Разработки практических занятий представлены с учетом требований ФГОС3, учебного плана, а также нашего опыта преподавания биологической химии. По каждой теме сформулирована цель занятия и указан объем теоретического материала, который необходимо изучить и проработать.

В пособии приведена литература – основная (учебники, практикум) и дополнительная, которая может быть использована при подготовке рефератов в рамках учебно-исследовательской работы студентов (УИРС) и как справочный материал. По ряду занятий представлены разработки лабораторных работ, которые традиционно проводятся на нашей кафедре. При подготовке к занятиям студент должен ознакомиться с принципом соответствующего метода исследований, а также ответить на предложенные вопросы и выполнить ряд упражнений (чаще всего – завершить метаболическую схему или заполнить таблицу). Для контроля усвоения темы предлагаются тестовые задания, эталоны ответов к которым помещены в конце брошюры.

Студенту рекомендуется вести записи (кроме конспекта лекций) в двух тетрадях. Первая тетрадь предназначена для оформления протокола лабораторной работы. Здесь необходимо отметить название работы, цель занятия, принцип метода, порядок выполнения работы (кратко), результат проведенного анализа и сделать выводы, объясняющие полученные данные. Вторая тетрадь – это альбом метаболических карт, схем, графиков, которые студент зарисовывает к каждому занятию согласно методическим указаниям. Схемы лучше выполнять в цвете, выделяя важнейшие узловые звенья обменных процессов. По поводу каждого рисунка необходимо сделать резюме – краткий вывод. К концу занятия студент обязан представить преподавателю протокол работы, альбом и ответы на контрольные упражнения.

Учебно-методическое пособие предназначено для внеаудиторной подготовки студентов к лабораторным занятиям и коллоквиумам по биохимии, а также для аудиторной самостоятельной работы.

Основная литература:

1. 
   Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. – 2008.
   
2. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. 1998.
   
3. 
   Николаев А. Я. Биологическая химия. – 1998.
   

Дополнительная литература:

1. 
   Марри Р. и соавт. Биохимия человека: В 2-х томах. – Т.1. – 1993. – 384 с.
   
2. 
   Марри Р. и соавт. Биохимия человека: В 2-х томах. – Т.2. – 1993. – 415 с.
   
3. 
   Алейникова Т. Л. и соавт. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. – 2000. – 128 с.
   
4. 
   Горбачев В. В., Горбачева В. Н. Витамины. Микро- и макроэлементы. – 2002. – 544 с.
   
5. 
   Морозкина Т. С., Моисеенко А. Г. Витамины. краткое руководство для врачей. – 2002. – 112 с.
   
6. 
   Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. – 2000. – 372 с.
   
7. 
   Волков Н. И., Несен И. Н., Осипенко А. А., Корсун С. Н. Биохимия мышечной деятельности. – 2000. – 504 с.
   
8. 
   Михайлов С. С. Основы биохимии. – 2001.
   

Изучение учебной дисциплины «Биологическая химия» направлено на формирование у обучающихся следующих общекультурных и профессиональных компетенций

п/№	Номер индекс компетенции	Содержание компетенции	В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны
			Знать			Уметь	Владеть	Оценочные средства
1.	ПК-1	Способность и готовность анализировать результаты медико-биологических исследований	Особенности хи-мического состава и метаболиз-ма различных тканей в норме и при патологии			Оценить результаты биохимических исследований	Методами биохимических исследований	Коллоквиумы, контрольные работы, тестирование, рефераты
2.	ПК-2	Способность и готовность к анализу медицинской информации, к восприятию инноваций, к использованию теоретических знаний.		Регуляцию метаболических процессов, изменения, развивающиеся при заболеваниях	Анализировать изменения, выявлять их причины		Методами комплексного биохимического исследования	Коллоквиумы, контрольные работы, тестирование, рефераты
3.	ПК-3	Способность и готовность устанавливать диагноз с учетом биохимических методов исследования в диагностике и мониторинге патологии		Изменение биохимических показателей при различных заболеваниях	Использовать результаты биохимических исследований для постановки диагноза		Биохимическими методами исследования при патологии	Коллоквиумы, контрольные работы, тестирование, рефераты
4	ПК-12	Способность и готовность технически грамотно выполнять процедуры биохимических методов исследования		Принцип методов и порядок выполнения биохимических исследований	Выполнять биохимические исследования		Биохимическими методами	Выполнение работ с биологическим материалом

раздел I: введение в биохимию

Занятие 1. Особенности работы в биохимической лаборатории. Построение калибровочного графика

Мотивация: Знание назначения и принципа построения калибровочного графика необходимо для определения концентрации различных веществ в биологических объектах.

Цель занятия: Ознакомиться с предметом и задачами биохимии, с оборудованием биохимической лаборатории и инструкциями по технике безопасности. Научиться работать на фотоэлектроколориметре, строить калибровочный график.

Студент должен:

Знать	Уметь
Порядок работы, правила техники безопасности в биохимической лаборатории, меры медицинской помощи при несчастных случаях. Оборудование биохимической лаборатории (химическая посуда, приборы, биологические объекты и др.). Принцип построения калибровочного графика.	Оказать медицинскую помощь при несчастных случаях (ожог кислотный или щелочной, термический ожог и др.). Работать на фотоэлектроколориметре. Построить калибровочный график и применить его для определения концентраций окрашенного раствора.

Вопросы, изученные ранее и необходимые для данного занятия:

	Вопросы	Где изучались
1.	Правила техники безопасности в химической лаборатории	Кафедра общей химии, кафедра органической химии
2.	Оборудование химической лаборатории	Там же
3.	Устройство и принцип работы на фотоэлектроколориметре	Кафедра физики

Содержание обучения.

Граф логической структуры темы

Направления биохимии		Статическая		Динамическая		Функциональная
Предмет изучения	Химический состав организмов			Превращения веществ в организме (метаболизм)		Химические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности
Объект исследования			Человек и животные	Растения		Микроорганизмы
Задачи биохимии	исследование химической структуры и функций биомолекул клетки; изучение путей метаболизма важнейших органических молекул и неорганических веществ, а также механизмов регуляции этих процессов; исследование проблем биоэнергетики организма; выяснение молекулярных основ формирования патологии, включая наследственные заболевания; создание методов и средств биохимической диагностики и контроля проводимого лечения; изучение механизмов действия лекарств; разработка методов генной инженерии с целью получения лекарственных препаратов и определения путей коррекции наследственной патологии.
Задачи обучения	научиться применять сведения об особенностях химического состава организма человека и молекулярных основах функционирования различных органов и тканей при изучении последующих медицинских дисциплин и в профессиональной деятельности.
Прикладные разделы биохимии		Медицинская биохимия Биохимия питания			Молекулярная генетика Биохимия спорта		Биохимическая фармакология Биотехнология

Вопросы и задания для самоподготовки:

1. 
   Ознакомьтесь по учебнику с предметом и задачами биологической химии, ее разделами.
   
2. 
   Изучите инструкцию (см. ниже) по технике безопасности при работе с электроприборами, химическими реактивами, противопожарные меры.
   
3. 
   Изучите и перепишите в тетрадь памятку «Первая помощь при несчастных случаях».
   
4. 
   Ознакомьтесь с имеющейся в лаборатории химической посудой. Потренируйтесь отмеривать точные объемы воды (10, 5, 2, 1 и 0,1 мл) с помощью бюретки, цилиндра и пипеток.
   
5. 
   Ознакомьтесь с имеющейся в лаборатории аппаратурой.
   
6. 
   Изучите принцип работы фотоэлектроколориметра.
   

Инструкция по технике безопасности

при работе в биохимической лаборатории

Работа в биохимической лаборатории имеет ряд особенностей: для реакций и анализов приходится применять токсические, огнеопасные вещества, концентрированные растворы, работать с биологическим материалом (кровь, моча, желчь, желудочный сок, слюна и др.).

Строгое соблюдение элементарных правил техники безопасности сводит до минимума вероятность несчастных случаев.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА

1. 
   Работающие в лаборатории должны помнить, что они имеют дело с сильнодействующими реагентами (концентрированными кислотами, сильными основаниями и т. д.), которые портят одежду, а, попав на кожу или в глаза, могут вызвать ожоги или другие тяжелые повреждения. Поэтому необходимо избегать резких движений и быстрого передвижения по лаборатории, чтобы не разлить нечаянно реактивы и не толкнуть соседей.
   
2. 
   Работать в лаборатории разрешается только в халатах. С биологическим материалом следует работать в перчатках.
   
3. 
   Во время работы нужно быть внимательным и точно соблюдать порядок и последовательность операций, указанных в практикуме.
   
4. 
   На рабочем месте следует поддерживать чистоту и порядок, а после работы – помыть посуду.
   
5. 
   Во избежание отравлений и инфицирования в лаборатории запрещается принимать пищу.
   
6. 
   Нельзя использовать поврежденную посуду.
   
7. 
   Реактивы не должны соприкасаться с кожей и слизистыми.
   
8. 
   При работе с раздражающими, токсическими, концентрированными или летучими веществами нужно пользоваться вытяжным шкафом.
   
9. 
   При разливании реактивов не наклоняться низко над сосудом во избежание попадания брызг на лицо и одежду.
   
10. 
    После использования реактивов склянки следует тотчас же закрыть и поставить на место.
    
11. 
    После работы необходимо тщательно вымыть руки.
    

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ЭЛЕКТРОПРИБОРАМИ

При работе с электроприборами запрещается:

1. 
   Включать приборы в сеть без разрешения преподавателя.
   
2. 
   Пользоваться неисправными электронагревательными приборами и приборами без термоизоляционных прокладок.
   
3. 
   Прикасаться влажными руками к рубильникам, выключателям, электровилкам и т. п.
   
4. 
   Переносить включенные приборы и ремонтировать их под током.
   
5. 
   Производить включение электроприбора вблизи легковоспламеняющихся жидкостей.
   
6. 
   Загромождать подступы к электроустройствам (рубильникам, выключателям, розеткам) и вешать на электроустройства различные вещи.
   

противопожарные меры

1. 
   При работе с легковоспламеняющимися веществами вблизи не должно быть открытого огня.
   
2. 
   Горючие вещества должны находиться на рабочем месте лишь в небольших количествах (не более 50 мл).
   
3. 
   Горючие жидкости, не смешивающиеся с водой (бензин, эфир и др.), категорически запрещается сливать в канализацию. Их нужно сдать лаборанту или преподавателю.
   

поведение при пожаре

1. 
   Удалить воспламенившиеся реактивы.
   
2. 
   Выключить электронагревательные приборы.
   
3. 
   Использовать огнетушитель.
   
4. 
   Горящую одежду тушить завертыванием в одеяло.
   
5. 
   При значительном пожаре вызвать по телефону 01 пожарную команду, сообщить инженеру по технике безопасности.
   
6. 
   Все лица, не занятые тушением пожара, немедленно покидают помещение.
   

первая помощь при несчастных случаях

1. 
   При ожогах кожи кислотами обожженные места промыть под струей воды (10-15 мин), затем наложить повязку с 1% раствором соды (2 чайные ложки соды на стакан воды).
   
2. 
   При ожогах кожи щелочами обожженное место промыть под струей воды, затем наложить повязку с 2% раствором борной кислоты.
   
3. 
   При тяжелом ожоге с повреждением кожи наложить повязку, смоченную слабым раствором марганцевокислого калия.
   
4. 
   При случайном попадании кислот или щелочей в рот немедленно прополоскать рот холодной водой, а затем нейтрализующим раствором (соды или борной кислоты).
   
5. 
   При случайном попадании в желудочно-кишечный тракт солей тяжелых металлов немедленно прополоскать рот водой, затем промыть желудок водой.
   
6. 
   При ожогах глаз кислотами быстро промыть глаза водой и закапать в них 2% раствор питьевой соды, наложить сухую повязку.
   
7. 
   При ожогах глаз щелочами быстро промыть глаза водой и закапать в них раствор 2% борной кислоты, наложить сухую повязку.
   
8. 
   При термических ожогах немедленно приложить вату, смоченную этиловым спиртом и смазать обожженное место раствором марганцево-кислого калия.
   

Ориентировочная карта действия

№	Вопросы, подлежащие изучению	Последовательность работы и способ оформления результатов
1.	Принцип построения калибровочного графика и его использование для определения концентрации.	Принцип: Для построения калибровочного графика используется раствор с известной концентрацией (0,1 мМ раствор 2,6-дихлор-фенолиндофе-нолята натрия (ДХФИФ). Ход работы: Взять 5 пробирок, в которые прилить используемый окрашенный раствор. Реактивы 1 2 3 4 5 ДХФИФ, (мл) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Н2О 4,0 3,0 2,0 1,0 - Измерить оптическую плотность на фотоэлектроколориметре (при красном светофильтре). Построить калибровочный график, откладывая по оси абсцисс содержание 2,6-дихлор-фенолинидофенолята натрия в пробах, а по оси ординат – оптическую плотность.
2.	Определить концентрацию 2,6-дихлорфенолин-дофенолята натрия в задаче.	2. Используя график, определить концентрацию 2,6-дихлорфенолин-дофенолята натрия в задаче, предложенной преподавателем. Оформить протокол. В протоколе указать цель занятия, принцип метода, порядок работы. Результаты представить в виде графика. Сделать вывод о возможности определения неизвестной концентрации вещества по калибровочному графику.

Тестовые задания

1. 
   Биологическая химия изучает
   

   химический состав организмов; превращения веществ в организме; химические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности; правильно 1 и 2; все ответы правильные.

2. 
   Главной задачей биологической химии является установление связи между структурой химических компонентов живых организмов и их……...
   
3. 
   Объектами биохимических исследований являются
   

   растения; микроорганизмы; животные; человек; все ответы правильные.

4. 
   Молекулярные основы функционирования здорового организма и процессы формирования патологии изучает биохимия
   

   статическая; динамическая; функциональная;

   медицинская; фармацевтическая.

5. 
   Изучение биохимических процессов осуществляется на уровне
   
6. 
   

   молекулярном; клеточном; органном;

   организменном; все ответы правильные.

   Минимальное количество проб, необходимых для построения калибровочной кривой
   

1) две

2) пять

3) семь

4) десять

5) двадцать

7. 
   Калибровочная кривая отражает зависимость между
   

   1) экстинкцией и концентрацией; 2) экстинкцией и скоростью реакции; 3) концентрацией и величиной рассеяния световой энергии; 4) оптической плотностью и растворимостью; 5) экстинкцией и химическим составом вещества.

8. 
   Построение калибровочного графика необходимо для определения
   

   1) экстинкции; 2) растворимости; 3) концентрации;

   4) светорассеяния; 5) интерференции.

9. 
   При ожогах кожи кислотами следует обожженные места промыть водой, затем наложить повязку с раствором ………….
   
10. 
    При ожогах кожи щелочами следует обожженные места промыть водой, затем наложить повязку с раствором ………….
    

РАЗДЕЛ II: Строение и свойства белков