Рекомендации по решению задач
БИОХИМИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ
Биотехнология;
Продукты питания животного происхождения;
Технология продукции и организация общественного питания
КАЛИНИНГРАД
УДК 5771
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по методической работе
_______________А.Л.Гудков
_____ ____________2013г.
Автор - Сергеева Н.Т. профессор, докт., биол., наук,
профессор кафедры химии
УДК 597. 1- 05(076)
Методическая разработка рассмотрена и одобрена
кафедрой химии, протокол № от 22 февраля 2013г.
Зав. кафедрой химии
доцент, канд., техн., наук Б.Ю. Воротников
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 4
1.Методические указания по выполнению индивидуального задания 5
1.1. Выбор варианта задания 5
1.2. Оформление задания 5
1.3. Рекомендации по решению задач 6
2. Варианты заданий 7
3. Список рекомендуемой литературы 13
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Биохимия»является одной из учебных дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла ООПдля студентов по направлению подготовки 240700 – Биотехнология; 260200 - Продукты питания животного происхождения; 260800 – Технология продукции и организация общественного питания
Целью освоения учебной дисциплины «Биохимия»является формирование современных знаний об организации и метаболических процессах живых систем для использования свойств биологических систем при решении профессиональных задач.
Задачи дисциплины:
- изучение структуры и особенностей строения основных классов биологических молекул, основополагающих принципов построения и биохимических механизмов функционирования живых организмов на основе их сходства на молекулярном уровне;
- приобретение навыков проведения экспериментальных исследований, анализа полученных результатов и безопасной работы в лаборатории биохимии;
- формирование базовых знаний, умений и навыков для практического решения профессиональных задач.
В целях повышения качества подготовки по биохимии согласно учебной программы .каждому студенту в течение семестра следует выполнить под контролем преподавателя одно индивидуальное задание, состоящее из 10 задач по основным темам программы.
Методические указания по выполнению индивидуального задания
1.1. Выбор варианта задания.
Выбор индивидуального задания производится по таблице вариантов в соответствии с двумя последними цифрами шифра студенческого билета (табл.).
Задачи 11--90 являются типовыми, т.е. каждые десять задач имеют одинаковое условие, которое требуется выполнить применительно к индивидуальному заданию. Например, если шифр студенческого билета 8965, то по условию 11-20 следует выбрать №11. В этом случае следует переписать общий текст задач 11-20 и условия варианта 11.
Оформление задания.
Задание выполняется в школьной тетради. На обложке тетради укажите название дисциплины, фамилию, инициалы и шифр студенческого билета.
На первой странице укажите номера задач вашего варианта задания.
Условия и решение задач располагайте в порядке возрастания номеров. Условие каждой задачи должно быть написано перед ее решением.
В конце задания приведите список используемой литературы.
Текст задания должен быть написан разборчиво, оставлены поля и в конце каждого ответа место для замечаний рецензента.
Задание должно быть датировано и подписано.
Если задание после рецензирования преподавателем допущено к защите, но в его тексте имеются замечания, то в период защиты необходимо дать письменные ответы на них в конце тетради.
Задание, выполненное не по своему варианту, не рецензируется.
Защита индивидуальных заданий производится в течение всего семестра в часы консультаций (самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя).
Таблица
Варианты заданий
| Предпоследняя цифра шифра | Последняя цифра шифра | |||||||||
| 10,17,21,38, 42,59,65,73,84,96 | 1,11,24,31, 44,51,61,71,81,91 | 2,12.21,32, 42,52,62,72,82,92 | 3,13,23,33, 43,53,63,73, 83,93 | 6,15,26,36, 46,56,66,76, 86,96 | 7,16,27,37, 47,57,65,77, 87,97 | 8,18,28,38, 48,58,68,78, 88,98 | 9,19,29,39, 49.59,69,79, 89,99 | 4,14,24,34, 41,54,64,74, 84,94 | 5,15,25,35, 45,55,65,75,85,95 | |
| 10,20,30,40, 50,60,70,75, 88,100 | 1,12,23,34, 45,56,67,78, 89,100 | 2,13,24,35, 46,57,68,79, 90,91 | 3,14,25,.36, 47,58,69,80, 81,92 | 6,17,28,39, 50.51,62,73, 84,95 | 7,18,29,40, 41,52,63,74, 85,96 | 8,19,30,31, 42,53,64,75, 86.97 | 9,20,26,32, 43,54,65,76, 87,98 | 4,15,26,37, 48,59,70,71, 82,93 | 5,16,27,38, 49,60,61,72, 83,94 | |
| 10,11,22,33, 44,55,66,77, 88,99 | 1,20,29,38, 47,56,65,74, 83,92 | 2,11,30,.39, 48,57,66,75, 84,.93 | 3,12,21,40, 49,58,67,76,85,94 | 6,15,24,33, 42,51,70,79, 88,97 | 7,16,25,.34, 43,52,63,80, 89,98 | 8,17,26,35, 44,53,62,71, 90,99 | 9,18,27,.36, 45,54,63,72, 91,100 | 4,13,22,31, 50,59,68,77, 86,95 | 5,14,23,32, 41,60,69,78, 87,96 | |
| 10,19,28,37, 46,55,64,73, 82,91 | 1,13,25,37, 49,51,63,75, 87,99 | 2,14,26,38, 50,52,64,74, 88,100 | 3,15,27,39, 42,54,66,78, 90,92 | 6,18,30,32, 44,56,68,80, 82,94 | 7,19,21,33, 45,57,69,71, 83,95 | 8,20,22,34, 46,58,70,72, 84,96 | 9,12,23,36, 48,60,62,74, 86,98 | 4,16,28,40, 41,53,65,77, 89,91 | 5,17,29,31, 43,55,67,87, 89.91 | |
| 10,11,23,35, 47,58,70,71, 87,95 | 1,11,23,.35, 47,58,70,79, 87,95 | 2,12,24,36, 48,60,70,78, 86,94 | 3,13,25,38, 49,59,68,77, 85,93 | 6,16,29,31, 44,57,69,80, 88,92 | 7,17,30,32, 45,60,62,73, 80,97 | 8,18,26,34, 41,54,64,71, 84,98 | 9,19,24,33, 42,55,65,80, 83.99 | 4,14,27,40, 50,59,67,74, 81,91 | 5,15,28,39, 46,53,61,72, 82,96 | |
| 10,20,22,37,43,51,64,75,90, | 1,14,27,40, 47,52,63,76, 83,91 | 2,15,28,39, 46,51,64,77, 81,94 | 3,16,29,32, 50,52,66,79,86,92 | 6,19,24,.37, 41,56,69,80, 84,95 | 7,20,22,33, 42,56,62,71, 85,96 | 8,11,23,34, 48,54,68,75, 89,97 | 9,12,23,35, 43,57,63,76, 86,99 | 4,17,30,31, 45,58,70,73, 82,98 | 5,16,21,36, 49,53.61,74, 90,100 | |
| 10,13,26,38, 44,60,65,78, 87,100 | 1,15,29,33, 46,59,62,75, 88,91 | 2,16,30,34, 47,60,63,76, 89,92 | 3,17,21,35, 48,51,64,77, 90,93 | 6,20,25,38, 41,54,67,71, 83,96 | 7,11,26,39, 43,56,69,71, 84,97 | 8,12,27,40, 47,53,67,72, 85,98 | 9,13,28,39, 48,54,65,73, 86,99 | 4,18,22,36, 49,52,65,78, 81,94 | 5,19,24,37, 50,53,67,79, 82,95 | |
| 10,14,23,31, 42,58,70,74, 87,100 | 1,16,30,34, 48,56,69,74,83,94 | 2,18,21,31, 44,50,64,71, 84,91 | 3,19,22,35, 47,59,62,77, 82,92 | 6,12,29,33, 48,52,68,73, 89,95 | 7,13,28,32, 49,53,61,75, 85,96 | 8,14,27,36, 44,58,65,80, 86,100 | 9,15,23,40, 43,54,66,79, 83,98 | 4,11,24,38, 42,57,63,72,88,93 | 5,20,23,37, 41,54,63,78, 81,99 | |
| 10,17,26,39, 43,55,67,76, 90,97 | 1,17,21,36, 42,54,67,73, 86,91 | 2,19,22,33, 49,51,64,80, 85,93 | 3,20,27,34, 50,56,62,78, 83,96 | 6,13,28,32, 48,60,61,75, 88,99 | 7,14,29,35, 43,52,65,79, 81,94 | 8,15,24,37, 41,53,70,72, 89,97 | 9,16,25,38, 45,55,66,71, 81,98 | 4,11,25,40, 44,55,68,74, 87,92 | 5,12,26,31, 47,59,63,77, 90,95 | |
| 10,18,30,39, 46,58,69,76, 84,98 | 1,18,22,39, 43,60,66,74, 85,97 | 2,19,23,40, 44,51,67,75, 86,98 | 3,20,24,31, 45,52,68,76, 87,99 | 6,13,27,34, 48,55,61,79, 90,92 | 7,14,28,35, 49,56,62,80, 81,93 | 8,15,29,36, 50,57,63,71, 82,94 | 9,16,30,37, 41,53,64,72, 83,96 | 4,11,25,32, 46.53,69,77, 88,100 | 5,12,26,33, 47,54,70,78, 89,91 |
Рекомендации по решению задач.
В задании следует дать полные и конкретные ответы на вопросы каждой задачи, излагая материал по возможности лаконично, своими словами, избегая механического переписывания страниц учебника. Ответ должен быть строго аргументирован. При первом упоминании вещества, необходимо написать его химическую формулу и его название. Изображая химические реакции, протекающие в ходе обменных процессов, дайте название реакции и ферментов, катализирующие указанные реакции.
Для решения задач 1-20 необходимо изучить материал темы «Введение. Вода и минеральные вещества и повторить темы «Белки», «Углеводы», «Липиды» из курса «Органическая химия». Для решения задач 21-40 необходимо тщательно изучить темы «Витамины» и «Ферменты», для задач 41-50 – тему «Гормоны», для задач 51-70 –темы «Понятие об обмене веществ и энергии», «Биологическое окисление», «Углеводы и их обмен», «Липиды и их обмен», «Белки, нуклеиновые кислоты и их обмен», для задач 71-80 – тему «Взаимосвязь процессов обмена», для задач 81-90 и 91-100 –темы «Белки, нуклеиновые кислоты и их обмен» и «Биохимия мышечной и жировой ткани».
Варианты заданий.
1. Назовите основные задачи биохимия? Перечислите основные химические элементы, входящие в состав живых организмов, объясните основы их классификации ?
2. Охарактеризуйте уровни структурной организации клетки. Какие химические вещества входят в состав организмов человека и животных?
3. Объясните значение биохимии для решения Ваших профессиональных задач. Какие химические элементы объединены понятием «Органогены»?
4. Как влияет биохимия на развитие технологических наук? Какие вещества называют запасными (резервными)?
5. Что такое биохимия как наука, из каких разделов она состоит? Какие вещества называют метаболитами (приведите пять примеров)?
6. Какие методики применяются при биохимических исследованиях? Какие вещества называются пластическими (приведите примеры)?
7. Как влияет биохимия на развитие технологии питания? Какие вещества играют преимущественно энергетическую роль?
8. Для решения каких проблем необходимо знание биохимических параметров организма человека и животных? Охарактеризуйте химические компоненты клетки, назовите их функции.
9. Какова роль отечественных ученых в развитии биохимии? Какие вещества называют незаменимыми (приведите примеры)?
10. Перечислите признаки живой материи. Чем живая материя отличается от неживой? Какова роль живых организмов в круговороте элементов и веществ в природе?
В заданиях 11-20 определите, к каким классам относятся заданные биоорганические соединения. Укажите их нахождение в живых организмах и биологическое значение. Напишите их структурные формулы. Характеризуйте их растворимость в воде, жирах. Напишите реакции их гидролиза.
Из каких простых соединений состоит заданное вещество? Покажите какими связями они соединены в заданном биоорганическом соединении? Есть ли в нем макроэргические связи?
11. а) аденозиттрифосфат; .б) фосфатидилхолин.
12. а) коэнзим-А; б) ганглиозид.
13. а) гепарин; б) олеодистеарин.
14. а) 1,3-дифосфоглицериновая кислота; б) эргостерид.
15. а) хондроитинсульфат; б) тимидиндифосфат.
16. а) флавинадениндинуклеотид; б) ацетил КоА.
17. а) фосфоенолпировиноградная кислота; б) кардиолипин.
18. а) цитидинтрифосфат; б) таурохолевая кислота.
19. а) галактоцереброзид; б) уридинтрифосфат.
20. а) никотинамидадениндинуклеотид; б) гликохолевая кислота.
В заданиях 21-30 для заданного витамина:
а) напишите структурную формулу;
б) охарактеризуйте коферментные функции или биологическую роль
в) напишите химическую реакцию витамина, которая лежит в основе его участия в обменных реакциях.
г) укажите признаки авитаминоза и пищевые источники;
21. Витамин В1 .
22. Витамин В2.
23. Витамин В3
24. Витамин В5
25. Витамин В6
26. Витамин В9
27. Витамин К
28. Витамин А
29. Витамин Д3
30. Витамин Е
В заданиях 31-40 для заданного фермента:
а) напишите уравнение (или схему) катализируемой реакции. Определите, к какому классу и подклассу относится фермент;
б) какое отношение имеет к действию фермента заданное вещество (активатор, ингибитор, кофермент, субстрат и т.д.). К какому классу относится это соединение. Объясните его связь, механизм влияния на заданный фермент;
в) как изменится активность фермента при заданном воздействии:
| ФЕРМЕНТ | ВЕЩЕСТВО | ВОЗДЕЙСТВИЕ | |
| 31. | Лактатдегидрогеназа | Никотинамид | 4 о С |
| 32. | Пепсин | Н+ | рН=1,5 |
| 33. | Гексокиназа | Мg2+ | 45оС |
| 34. | Глутаматдегидроназа | НАД | рН=9 |
| 35. | Гликогенсинтетаза | УДФ-глюкоза | 4ММ глюкозы в крови |
| 36. | Фосфорилаза | цАМФ | АТФ |
| 37. | ДНК – полимераза | дезоксинуклеотидтрифосфаты | 37оС |
| 38. | L-оксидаза аминокислот | ФМН | рН=7 |
| 39. | Сукцинатдегидрогеназа | Малоновая кислота | Ацетон |
| 40. | Карбмоилфосфатсинтетаза | Аргинин | 10ºС |
В заданиях №41-50 указано место выработки или характер действия гормона или гормонов.
Приведите названия этих гормонов, опишите их химическую природу, механизм действия, влияния на обмен веществ, биологическую роль.
Дайте также определение гормонов, опишите принципы их классификации.
41. Гормоны местного значения (два примера).
42. Гормоны – антагонисты (один пример).
43. Гормоны, стимулирующие повышение концентрации глюкозы в крови.
44. Гормон – антагонист глюкагона.
45. Гормоны животных, вырабатываемые корковым слоем надпочечников.
46. Гормоны в состав которых входит йод.
47. Гормоны, образующиеся из высоконенасыщенных жирных кислот (ВНЖК).
48. Гормоны, участвующие в регуляции метаболизма кальция в организме человека.
49. Гормоны, участвующие в регуляции синтеза холестерина.
50. Гормоны, участвующие в регуляции синтеза белков.
Задания № 51-60. Приведите схему процесса окислительного распада заданного триацилглицерина в аэробных условиях. Приведите названия, классы и подклассы ферментов. Определите стадии, на которых происходит распад или синтез АТФ.
Напишите суммарное уравнение окислительного фосфорилирования (сопряженных процессов окисления жира и синтеза АТФ).
Определите максимальное число молей АТФ, образующихся за счет окисления заданного соединения, выразите аккумулированную энергию в ккал/г. Сравните результат с данными о средней калорийности жиров. Объясните расхождение данных.
Состав заданного триацилглицерида (жирные кислоты):
51. Масляная, лигноцериновая, стеариновая.
52. Капроновая, олеиновая пальмитиновая.
53. Каприловая, пальмитиновая, стеариновая.
54. Каприновая, олеиновая, линолевая.
55. Лауриновая, эруковая, линолевая.
56. Миристиновая, нервоновая, олеиновая.
57. Пальмитиновая, линолевая, кротоновая.
58. Капроновая, линолевая, линоленовая.
59. Кротоновая, арахидоновая, арахиновая.
60. Бегеновая, клупанодоновая, стеариновая.
Задания 61-70. Для заданного процесса определите тип (ассимиляция –диссимиляция, анаболизм-катаболизм), напишите уравнения реакций (механизм процесса), укажите ферменты, определите их классы, подклассы; напишите суммарное уравнение процесса, укажите в каких органах и тканях он происходит, охарактеризуйте его регуляцию и биологическое значение.
61. Гликолиз (на примере галактозы).
62. Спиртовое брожение (на примере сахарозы).
63. Глюконеогенез.
64. Пентозофосфатный цикл.
65. Процесс фотосинтетического образования глюкозы (цикл Кальвина), значение световой фазы в фотосинтезе.
66. Синтез олеиновой кислоты, покажите участие в этом процессе биотина, малонил-КоА и олеонатсинтетазы.
67. Синтез глицерофосфолипида, в котором в качестве остатка аминоспирта присутствует холин.
68. Синтез холестерина до стадии образования мевалоновой кислоты и далее в виде схемы с указанием названий промежуточных продуктов.
69. Образование мочевины в орнитиновом цикле. Подсчитайте количество АТФ, необходимое для образования одной молекулы мочевины.
70. Реакции связывания аммиака:
а) синтез аспарагина и глутамина;
б) реакция восстановительного аминирования a-кетоглутаровой кислоты.
Задания № 71-74. На конкретных примерах охарактеризуйте механизм и биологическое значение слияния путей биологического окисления
71. углеводов и жиров.
72. жиров и аминокислот.
73. углеводов и аминокислот.
74. фосфолипидов и аминокислот.
Задачи № 75-80. На конкретных примерах охарактеризуйте механизм и биологическое значение биосинтеза:
75. некоторых аминокислот из промежуточных продуктов обмена углеводов;
76. жирных кислот из промежуточных продуктов обмена углеводов;
77. жиров из промежуточных продуктов обмена углеводов;
78. нуклеотидов (содержит аденин) из промежуточных продуктов обмена углеводов и белков;
79. холина из промежуточных продуктов обмена белков;
80. нуклеотидов (содержит цитозин) из промежуточных продуктов обмена углеводов и белков.
Задания № 81-90. Охарактеризуйте биохимическую ценность и суточную потребность в них человека:
81. белки молока;
82. белки мышечной ткани курицы;
83. белки мышечной ткани леща;
84. белки куриных яиц;
85. минеральные вещества молока;
86. углеводы пшеничной муки;
87. жиры подсолнечного масла;
88. лецитин куриного яйца;
89. жирные кислоты рыбного жира;
90.. жирные кислоты оливкового масла.
91. Опишите процесс сокращения - расслабления мышечных белков, роль отдельных веществ в этом процессе.
92. Охарактеризуйте химический состав жировой ткани наземных животных, особенности их состава.
93. Охарактеризуйте белки саркоплазматические мышечной ткани, укажите их состав, содержание, распределение и биологическую роль.
94. Охарактеризуйте белки стромы мышечной ткани, укажите их состав, содержание, распределение и биологическую роль.
95. Охарактеризуйте процесс автолиза белков, опишите механизм, ферменты, условия протекания автолитических превращений и их значение.
96. Охарактеризуйте азотистые экстрактивные вещества мышц человека и животных, укажите их состав, строение, биологическую роль.
97. Охарактеризуйте процесс автолиза белков куриного яйца при хранении, опишите механизм, ферменты, условия протекания автолитических превращений.
98. Охарактеризуйте процесс автолиза липидов мышечной ткани рыб при нагревании, опишите механизм, ферменты.
99. Охарактеризуйте процесс автолиза углеводов при хранении молока при комнатной температуре, опишите механизм, ферменты.
100. Буферные системы в организме человека и животных, химическая природа, биологическая роль.
ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Биотехнология морепродуктов: учебник для вузов под редакцией Мезеновой О.Я - М.:Мир.-2006.-.560с.
2. Кольман Я., Рем К.Т. Наглядная биохимия. - М: Мир, 2002.- 469 с.
3. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия.- М.: Дрофа, 2008. – 640 с.
4. Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения. – М., Пищевая промышленность, 1973.
5. Павловский П.Е., Пальмин В.В. Биохимия мяса и мясопродуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1985. – 346 с.
6. Ржавская Ф.М. Жиры рыб и морских млекопитающих. – М. : Пищевая промышленность, 1976. –470 с.
7. Сергеева Н.Т. Биологически активные вещества. Учебное пособие. – Калининград: Изд-во КГТУ, 2005. – 306 с.
8. Технология мяса и мясопродуктов. Под ред. Рогова И.А. – М., В.О.Агропромиздат, 1988г.
9. Филлипович Ю. А. Основы биохимии.– М.: Высшая школа, 1985, 2000. 503с.
10. Шаробайко В.И. Биохимия продуктов холодильного консервирования. – М.: Агропромиздат, 1991.- 255с.
11. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова Т.Н., Минакова А.Г. Биохимия.- СПб.: ГИОРД, 2003.- 440 с.