Методические указания к экзаменам по биохимии для студентов III-ФПП
2011-12 учебный год
Каждый билет включает в себя 2 теоретических вопроса, перечень которых представлен ниже, 1 упражнение и 1 расчетную задачу.
Литература для подготовки к экзаменам:
1. Лекционный материал.
2. Смирнов В.А., Климочкин Ю.Н. Аминокислоты и полипептиды: учеб. пособ., ч.1. – Самара: СамГТУ, 2007. – 110 с.
3. Смирнов В.А., Климочкин Ю.Н. Витамины и коферменты:учеб. пособ., ч. II.– Самара: СамГТУ, 2008. – 80 с.
4. В.А. Смирнов, Ю.Н. Климочкин. Ферменты. Классификация и номенклатура: учеб. пособ. Ч.III. – Самара. СамГТУ, 2008. – 42 с.
5. Жеребцов Н.А., Попова Т.Н., Артюхов В.Г. Биохимия: Учебник. - Воронеж, Гос. Ун-т, 2002. – 693 с.
6. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия: Учебник для вузов– М.: Дрофа, 2004. – 640 с.
7. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 2002.479 с.
8. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. – М.: Агар, 1999. – 512 с.
9. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия: Пер. с нем. – М.: Мир, 2000. – 469 с.
10. Гринштейн Дж., Винниц М. Химия аминокислот и пептидов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1965. – 822 с.
11. Справочник биохимика: Пер. с англ./ Досон Р., Эллиот Д., Элиот У., Джонс К. – М.: Мир, 1991. – 544 с.
12. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого. - СПб.: Химиздат, 2001. – 784 с.
13. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты: В 3-х т. / Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.
14. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учебник для вузов. – СПб: «Иван Фёдоров», 2002. – с. 528-597.
15. Фердман Д.Л. Биохимия.– М.: Высшая школа, 1966. – 644 с.
16. Практикум по биохимии: Учебное пособие/ Пустовалова Л.М. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1999. – 544 с.
17. Практикум по биохимии: Учебное пособие/ Чиркин А.А. – Мн.: Новое знание, 2002. – 512 с.
18. Современные методы в биохимии./ под ред. Ореховича В.Н. - М.: Медицина, 1977. – 392 с.
19. Щербаков В.Г., Иваницкий С.Б., Лобанов В.Г. Лабораторный практикум по биохимии и товароведению маслиничного сырья: Учеб. пособие. - М.: Колос, 1999. – 128 с.
Все типы экзаменационных упражнений и расчетных задач взяты из практикумов: «Аминокислоты и полипептиды», «Витамины и коферменты», «Номенклатура ферментов» и контрольных работ № 1, 2, 3.
Перечень теоретических экзаменационных вопросов*
1. Предмет и задачи биохимии. Важнейшие отличительные признаки живой материи и уровни ее структурной организации. Основные разделы и направления в биохимии: статическая, динамическая. Фундаментальное и прикладное значение биохимии и ее место среди других химических и биологических дисциплин.
2. Биологические мембраны. Общая характеристика. Строение мембран, химический состав, свойства. Биологические функции мембран. Мембранный транспорт: активный, пассивный.
3. Аминокислоты. Общая характеристика. Структура и классификация аминокислот – протеиногенные и непротеиногенные; заменимые и незаменимые; глюкогенные и кетогенные аминокислоты. Физико-химические свойства и методы качественного и количественного анализа аминокислот.
4. Глюкогенные аминокислоты. Деградация глюкогенных аминокислот с образованием предшественников в процессе глюконеогенеза - пирувата, оксалоацетата, 2-оксоглутарата, фумарата и сукцинил-КоА.
5. Кетогенные аминокислоты. Деградация лейцина и лизина с образованием кетонных тел.
6. Общие ферментативные реакции аминокислот – трансаминирование, дезаминирование, декарбоксилирование. Механизм реакции трансаминирования.
7. Метаболизм аминокислот с образованием аммиака. Инактивация и выведение аммиака из организмов. Цикл мочевины.
8. Образование биогенных аминов из аминокислот. Биологические функции биогенных аминов.
9. Белки. Общая характеристика. Аминокислотный состав белков. Принципы структурной организации белков. Денатурация белков. Значение денатурации белков в пищевой технологии.
10. Классификация белков. Биологические функции. Физико-химические свойства белков. Изоэлектрическая точка. Выделение и очистка белков. Методы обнаружения белков: цветные и осадочные реакции.
11. Белковый обмен. Переваривание белков. Внутриклеточное разрушение белков. Общие сведения о биосинтезе белков. (трансляция, свертывание и созревание белков).
12. Ферменты – биологические катализаторы. Структурно-функциональная организация ферментов. Понятие об активном центре фермента. Специфичность действия ферментов. Влияние физических и химических факторов на активность ферментов. Лабильность ферментов. Применение ферментов. Ферментные препараты в пищевых технологиях.
13. Классификация реакций, катализируемых ферментами. Примеры важнейших ферментативных реакций.
14. Кинетика ферментативных реакций. Основные этапы ферментативного катализа. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Ферментативная активность. Каталитическая константа - число оборотов фермента. Максимальная скорость ферментативной реакции (Vmax). Константа диссоциации фермент-субстратного комплекса (Ks). Константа Михаэлиса-Ментен (Km).
15. Определение Vmax и Km. Линейные анаморфозы уравнения Михаэлиса-Ментен. Уравнения Лайнуивера-Бэрка и Иди-Хофсти. Ингибиторы и активаторы ферментов. Типы ингибирования. Кинетика ингибирования.
16. Окислительно-восстановительные коферменты – НАД+, ФАД, липоамид, убихинон. Приведите примеры реакций с участием перечисленных коферментов.
17. Коферменты переноса групп и их функции. Приведите примеры реакций с участием тиаминпирофосфата и пиридоксальфосфата.
18. Водорастворимые витамины, входящие в состав коферментов: В1, В2, В6 , В12 , С, РР, Н, фолиевая и пантотеновая кислоты. Их структура и биологические функции. Применение в производстве продуктов питания.
19. Витамины. Структура и биологическая роль жирорастворимых витаминов групп: А, D, E, K.
20. Влияние хранения и способов переработки биологического сырья на сохранность витаминов. Витаминизация пищевых продуктов. Сочетаемость витаминов в поливитаминных комплексах.
21. Активированные метаболиты: АТФ и другие нуклеозидтрифосфатные коферменты, активированный метионин, ацетил-КоА. Приведите примеры реакций с участием активированных метаболитов.
22. Субстратное, фотохимическое и окислительное фосфорилирование.
23. Углеводы. Общая структура. Классификация углеводов. Моносахариды. Строение, номенклатура. Важнейшие представители. Фруктоза, глюкоза, рибоза. Физико-химические свойства. Биологическая роль.
24. Олигосахариды. Строение. Восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. Важнейшие представители дисахаридов (сахароза, мальтоза, целлобиоза, лактоза). Их характеристика. Пищевые источники дисахаридов.
25. Полисахариды. Общая характеристика. Строение. Отдельные представители. Крахмал и гликоген, клетчатка и гемицеллюлоза. Их характеристика. Биологическая роль. Взаимопревращения крахмала и сахарозы в растениях. Клетчатка и гемицеллюлозы, их свойства, ферментативные превращения, роль в пищевых технологиях и в питании человека.
26. Анаэробный гликолиз. Реакции гликолиза. Брожение и его виды: спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое. Использование этих видов брожения в производстве пива, вина, хлеба, молочнокислых продуктов, сыра.
27. Анаэробный гликолиз. Реакции гликолиза Управление процессом спиртового брожения: получение глицерина и уксусной кислоты. Краткая характеристика прочих видов брожения. Защита пищевых продуктов от действия микроорганизмов.
28. Аэробное окисление углеводов. Пируватдегидрогеназный комплекс как связуюшее звено между анаэробным и аэробным окислением глюкозы. Цитратный цикл.
29. Дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование. Основные определения. Краткая история открытия и изучения окислительного фосфорилирования. Дыхательная цепь, ее компоненты и организация.
30. Механизм окислительного фосфорилирования (хемио-осмотическая теория Митчелла).
31. Регуляция энергетического обмена. Дыхательный контроль и разобщающие агенты.
32. Гексозомонофосфатный путь окисления глюкозы. Реакции, лежащие в основе ГМП.
33. Фотосинтез. Общие сведения. Световые и темновые реакции.
34. Фотосинтез. Цикл Кальвина.
35. Сравнительная энергетическая характеристика анаэробного и аэробного окисления глюкозы.
36. Активные формы кислорода, их биологическая роль. Повреждающее действие активных форм кислорода. Системы антиоксидантной клеточной защиты (пероксидаза, каталаза, антиоксиданты). Роль пищевых продуктов в обогащении организма антиоксидантами. Дыхание и физиологические потери биологического сырья при хранении. Влияние температуры и влажности на интенсивность дыхания зерна, корнеплодов, фруктов.
37. Липиды. Общая характеристика и классификация. Жирные кислоты. Жиры. Воска. Фосфолипиды. Гликолипиды. Биологические функции липидов. Важнейшие пищевые источники.
38. Метаболизм липидов. Общая характеристика. Переваривание и всасывание липидов пищи. Ферментативный гидролиз. Липазы. Транспорт липидов.
39. β-Окисление жирных кислот с четным и нечетным числом атомов углерода.
40. Биосинтез жиров и фосфолипидов.
41. Общая характеристика метаболизма основных классов веществ углеводов, белков и липидов. Катаболизм и анаболизм: взаимосвязь и особенности.
42. Взаимопревращения веществ (аминокислоты, белки, углеводы, липиды) в процессе обмена. Основные аспекты регуляции обменных процессов. Гормоны растений и животных.
43. Основные механизмы регуляции метаболических процессов. Контроль транскрипции ключевого фермента, взаимопревращение ключевых ферментов, модуляция лигандами и др.
44. Анаболические реакции, сопутствующие циклу Кребса. Роль цикла в образовании углеводов, липидов, белков, пуринов, пиримидинов и порфиринов.
45. Методы генной инженерии. Эндонуклеазы рестрикции. Клонирование ДНК.
46. Методы генной инженерии. Полимеразная цепная реакция и амплификация фраментов ДНК.
47. Методы генной инженерии. Секвенирование ДНК. Генетически измененные продукты питания.
48. Роль биохимических процессов при переработке пищевого сырья. Применение ферментативных препаратов в пищевой промышленности и медицине. Иммобилизованные ферменты.
* Примечание: в некоторых случаях, например, вопрос 4, 18 и др., приведены укрупненные
вопросы. Такие вопросы будут поделены между несколькими разными билетами.
Пример упражнения
1. Сколько продуктов и каких может быть получено при гидролизе глутатиона –
γ-Glu-Cys-Gly. Напишите их структурные формулы и назовите.
Пример расчетной задачи
1. 0,125 г препарата, содержащего аскорбиновую кислоту, поместили в колбу для
титрования, растворили в 10 мл воды и оттитровали 0,1М раствором йода. Определить
процентное содержание аскорбиновой кислоты в препарате, если известно, что на
титрование пошло 11,2 мл раствора йода. (М.м. аскорбиновой кислоты – 176,13).
Профессор В.А.Смирнов