ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета прикладной
биотехнологии
проф._____________С.В. Востриков
«_____»_________2005 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«БИОХИМИЯ»
для специальностей: 260203 – «Технология сахаристых продуктов»;
260204 – «Технология бродильных производств и виноделие»
направление: 260200 «Производство продуктов питания из растительного сырья»
Программа рассмотрена
на заседании кафедры микробиологии и биохимии,
протокол № 1 от «6» сентября 2005 г.
Заведующий кафедрой _______________ Корнеева О.С.
на заседании методической комиссии
протокол № 2 от «8» ноября 2005 г.
Председатель методической комиссии
по образованию в области сырья
и продуктов животного происхождения, доцент ______________ Яковлев А.Н.
Воронеж, 2005
СОГЛАСОВАНО:
заведующий кафедрой технологии сахаристых
веществ, профессор _____________ В.А. Голыбин
заведующий кафедрой технологии бродильных
производств и виноделия, профессор _____________ С.В. Востриков
^
В дисциплине “Биохимия” рассматривается строение биомолекул и механизмы их функционирования в живых организмах. Основы биохимии являются естественно-научной базой для понимания специальных дисциплин, необходимых для научного обоснования технологических процессов в пищевой технологии.
Задачей курса биохимии является изучение классов веществ, входящих в состав сырья и пищевых продуктов, изучение превращений, происходящих при их производстве и хранении, а также разработка способов применения биохимических процессов в пищевой промышленности.
^
Студент должен знать:
структуру, функции и физико-химические свойства белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, биологически активных соединений;
процессы биологического окисления субстратов и регуляции обмена веществ;
особенности ферментативных реакций;
состав живых организмов и превращения в них веществ и энергии;
основные биохимические методы исследования состава сырья и материалов, используемых в пищевой технологии.
Студент должен уметь:
объяснить биохимическую сущность природных явлений, тесную взаимосвязь между химической структурой участвующих в реакции биомолекул и их биологическими функциями;
определить химический состав пищевых продуктов, используя качественные и количественные биохимические методы;
регулировать условия протекания биохимических изменений при хранении сырья и производстве пищевых продуктов с целью совершенствования технологических процессов.
Студент должен иметь навыки:
качественной и количественной оценки содержания белков, жиров, углеводов, витаминов в сырье и пищевых продуктах;
применения различных биохимических методов для анализа качества сырья и пищевых продуктов.
^
Виды учебной работы
|
Всего часов
(5 семестр)
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
158
|
Аудиторные занятия
|
85
|
Лекции
|
51
|
Лабораторные работы
|
34
|
Самостоятельная работа
|
73
|
Проработка материалов по конспекту лекций 51 0,5
|
25,5
|
Проработка материалов по учебнику 241/16 1,5
|
22,6
|
Подготовка к лабораторным работам 2 0,3 9
|
5,4
|
Подготовка к коллоквиуму
1 коллоквиум: 10 0,5
2 коллоквиум: 12 0,5
|
5
6
|
Подготовка к аудиторной контрольной работе 17 0,5
|
8,5
|
Вид итогового контроля
|
Зачет, экзамен
|
^
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
|
Раздел дисциплины
|
Лекции
|
ЛР
|
1
|
^
|
2
|
|
2
|
Белки
|
6
|
8
|
3
|
Нуклеиновые кислоты
|
4
|
|
4
|
Витамины
|
4
|
4
|
5
|
Ферменты
|
8
|
16
|
6
|
Фотосинтез
|
2
|
|
7
|
Ферментативные превращения углеводов
|
6
|
4
|
8
|
Липиды
|
4
|
2
|
9
|
Процессы диссимиляции
|
8
|
|
10
|
Основы химической термодинамики
|
4
|
|
11
|
Обмен азота у растений
|
3
|
|
|
Итого
|
51
|
34
|
^
Предмет и задачи биохимии. История развития биохимии. Связь биохимии с другими науками. Главные направления развития современной биохимии. Роль биохимических процессов в жизнедеятельности организмов и технологии продовольственных продуктов. Задачи биохимии в пищевой технологии. Вклад отечественных и зарубежных ученых в развитие биохимии.
^
Белки - высокомолекулярные природные полимеры. Элементарный состав белков. Содержание белков в объектах различного происхождения. Основные биологические функции белков.
Аминокислоты - строительные блоки белковой молекулы. Кислотно-основные свойства аминокислот. Специфические химические реакции аминокислот. Классификация аминокислот. Незаменимые аминокислоты. Полипептидная теория химического строения белка.
Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса белков. Форма белковой молекулы. Уровни структурной организации белков. Типы связей, участвующих в формировании белков. Белки как амфотерные электролиты. . Осаждение и фракционирование белков. Денатурация белков и ее роль в
технологии пищевых продуктов. Классификация белков.
^
Общая характеристика нуклеиновых кислот. Нуклеотиды - строительные блоки нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеозиды. Биологичекие функции нуклеотидов. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и ее роль в биоэнергетике живой клетки.
Дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты, их строение, физико-химические свойства и биологические функции.
Комплексы нуклеиновых кислот и белков (рибосомы, вирусы, хромосомы).
^
Общая характеристика витаминов. Жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К). Водорастворимые витамины (группы В, С), их структура, биохимические функции, содержание в пищевых продуктах, суточная потребность. Антивитамины.
^
Общая характеристика ферментов, их биологические функции. Двухкомпонентные и однокомпонентные ферменты. Механизм действия ферментов, энергия активации. Особенности ферментативных реакций.
Кинетика ферментативных реакций. Влияние концентрации фермента и субстрата на скорость ферментативных реакций; уравнение Михаэлиса-Ментен. Влияние температуры и рН на активность и стабильность ферментов. Активаторы и ингибиторы ферментов, типы ингибирования.
Классификация и номенклатура ферментов. Характеристика отдельных классов ферментов. Применение ферментов в пищевой промышленности.
^
Фотосинтез как основной источник органических веществ на Земле. Хлорофилл. Строение и состав хлоропластов. Фотолиз воды и световые реакции при фотосинтезе. Темновые реакции при фотосинтезе. Химизм ассимиляции углекислого газа зелеными растениями. Применение меченых атомов при изучении обмена веществ, в частности, химизма фотосинтеза.
^
Общая характеристика углеводов, их биологические функции. Классификация углеводов. Моносахариды и их взаимные превращения. Полисахариды 1-го порядка и их ферментативный гидролиз. Биосинтез сахаров. Полисахариды 2-го порядка. Крахмал, клетчатка гликоген, бактериальные полисахариды, полифруктозиды, пектиновые вещества. Синтез гликогена, специфические ферменты. Взаимопревращения крахмала и сахарозы в растениях.
^
Классификация липидов. Жиры и их свойства. Фосфатиды и их роль. Биосинтез и расщепление жиров и жирных кислот, -окисление жирных кислот. Ферментативный гидролиз жиров. Качественные показатели жира. Порча жира при хранении.
^
Общая характеристика процессов диссимиляции. Анаэробная и аэробная диссимиляция углеводов. Взаимосвязь процессов брожения и дыхания.
Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение. Химизм анаэробой диссимиляции углеводов.
Химизм аэробной диссимиляции углеводов. Механизм окисления пировиноградной кислоты. Цикл дикарбоновых трикарбоновых кислот.
Окислительное фосфорилирование и синтез АТФ. Энергетический баланс процессов брожения и дыхания. Локализация окислительных процессов в клетке. Митохондрии и их роль в биоэнергетике клетки.
^
Свободная энергия и термодинамический потенциал биохимических превращений. Энтальпия, энтропия, энергия активации биологических систем. Кинетические закономерности ферментативного катализа. Определение термодинамических параметров переходного состояния.
^
Ассимиляция молекулярного азота и нитратов растительными организмами. Синтез аминокислот у растительных организмов. Прямое аминирование и переаминирование. Аминотрансферазы. Биосинтез белка и современные представления о химизме этого процесса.
Образование аминокислот при гидролизе белков. Биохимия диссимиляции аминокислот у растений. Роль аспарагина и глютамина в обмене азота у растений.
^
№
п/п
|
№ раздела
дисциплины
|
Наименование лабораторных работ
|
1
|
2
|
Физико-химические свойства белков
|
2
|
2
|
Аминокислоты и пептиды
|
3
|
4
|
Витамины. Определение витаминов А, В1, В2, С
|
4
|
5
|
Ферменты. Влияние температуры и рН на активность -амилазы
|
5
|
5
|
Определение осахаривающей активности солода
|
6
|
5
|
Влияние температуры и рН на активность -фрукто-фуранозидазы
|
7
|
5
|
Определение активности окислительно-восстановитель-ных ферментов. Определение числа каталазы солода. Полифенолоксидаза
|
8
|
2
|
Систематический анализ сахаров в сырье растительного происхождения
|
9
|
8
|
Определение качества жира по йодному и кислотному числам. Гидролиз жира под действием липазы
|
^
Текущий контроль предусматривает отчет по лабораторным работам, рейтинг. Промежуточный контроль предусматривает сдачу 2 коллоквиумов. Итоговый контроль – зачет по лабораторному курсу, экзамен за весь курс.
Перечень тем к 1 коллоквиуму:
Белки.
2. Нуклеиновые кислоты.
Перечень тем к 2 коллоквиуму:
Ферменты.
Обмен веществ.
^
ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Основная литература
Биохимия растительного сырья / Под. ред. В.Г. Щербакова. – М.: Колос, 1999. – 376с.
Кретович В.Л. Биохимия зерна и хлеба. – М.: Наука. 1991. 134 с.
Периодические издания : ж. “Хранение и переработка сельхозсырья”, ж. “Комбикорма”, ж. “Хлебопродукты”.
Жеребцов Н.А. Лабораторный практикум по биохимии / Н.А. Жеребцов, В.С. Григоров, О.С. Корнеева, Л.В. Спивакова; Воронеж. гос.технол. акад. Воронеж, 2000. 138 с.
Жеребцов Н.А. Биохимия / Н.А. Жеребцов, Т.Н. Попова, В.Г. Артюхов: Учебник. – Воронеж: Изд-во ВорГУ, 2002. – 696 с.
Кнорре Д.Г. Биологическая химия / Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина: -М.: Высш. шк., 2000. – 479 с.
Филлипович Ю.Б. Основы биохимии. М.:Высшая школа. 1993. - 483 с.
^
Жеребцов Н.А., Корнеева О.С., Ферменты: их роль в технологии пищевых продуктов. – Воронеж; Изд-во Воронежского госуд. унив-та.,1999.-120 с.
Кислухина О., Кюдулас И. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. - Каунас, “Технология”, 1997.- 184 с.
Братерский Ф.Д. Ферменты зерна. – М.: “Колос”, 1994. – 196 с
Брухман Прикладная биохимия. – М.: Легкая и пищ. пром-сть. 1991
Кретович В.Л. Биохимия зерна и хлеба. - М.: “Наука”. 1991. 136 с.
^
Разработаны обучающие и контролирующие программы по темам: “Витамины” и “Ферменты” в системе АСККО, “Белки”, “Нуклеиновые кислоты” с использованием интернет–технологий.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальностям 260203 – «Технология сахаристых продуктов»; 260204 – «Технология бродильных производств и виноделие» подготовки дипломированного специалиста.
Программу составил д.б.н., проф.______________Корнеева О.С.
^
Аминокислотный состав белков. Классификация аминокислот и их химические свойства.
Структура белковой молекулы.
Белки как амфотерные электролиты. ИЭТ белков.
Коллоидное состояние белковых веществ. Растворимость, осаждаемость, денатурация белков.
Физико-химические свойства аминокислот. Незаменимые аминокислоты.
Структура белковой молекулы. Уровни структуры.
Классификация аминокислот.
Структура РНК, ее биологические функции, физико-химические свойства.
Структура ДНК, ее биологические функции, физико-химические свойства.
Аминокислотный состав белков. Классификация аминокислот и их химические свойства.
Нуклеотиды, их структура и роль в синтезе веществ.
Пуриновые и пиримидиновые основания. Структура, функции.
Привило Чаргаффа.
Нуклеозиды, их структура и функции.
^
Активаторы и ингибиторы ферментов. Типы ингибирования.
Особенности ферментативного катализа.
Влияние температуры и рН среды на активность ферментов
Пути синтеза аминокислот в растительном организме.
АТФ и ее роль в синтезе веществ. Синтез сахарозы.
Механизм действия ферментов.
Влияние концентрации фермента и субстрата на скорость ферментативной реакции. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
Определение декстринирующей активности солода.
Химизм спиртового брожения.
Классификация ферментов. Характеристика трансфераз.
Классификация ферментов. Характеристика гидролаз.
Определение осахаривающей активности солода.
Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры и рН.
Определение декстринирующей активности солода.
Классификация ферментов. Характеристика лигаз. Приведите примеры.
Роль витаминов в образовании двухкомпонентных ферментов. Приведите примеры.
Синтез и диссимиляция жиров.
Химическая природа ферментов. Однокомпонентные и двухкомпонентные ферменты.
Механизм ферментативного катализа.
Амилазы; ферментативный гидролиз крахмала и гликогена. Роль амилаз в пищевой промышленности.
Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
Диссимиляция белков и аминокислот.
Теория Палладина-Виланда и Баха о биологическом окислении.
Окислительно-восстановительные ферменты и их харакиеристика. Приведите примеры.
Классификация ферментов. Характеристика оксидоредуктаз.
Химизм спиртового брожения. Энергетический баланс при брожении.
Брожение. Основные виды брожения. Химизм молочнокислого брожения.
Взаимосвязь процессов брожения и дыхания. Энергетика дыхания.
Биосинтез жирных кислот.
Дыхание зерна. Химизм аэробного дыхания.
^
Каков механизм образования пептидных связей?
С какой целью проводятся цветные реакции на белки?
Какие аминокислоты можно обнаружить в белке с помощью ксантопротеиновой реакции?
Какие цветные реакции являются общими для всех белков независимо от их аминокислотного состава?
Почему метионин не дает качественную реакцию с уксуснокислым свинцом?
Каков механизм образования гидрофильной оболочки белков?
Чем объясняется осаждение белков органическими растворителями?
Каков физический смысл высаливания и денатурации?
При проведении каких цветных реакций Вы наблюдали денатурацию белка и под действием каких факторов?
Чем обусловлен электрический заряд белковых молекул?
Какой суммарный заряд имеют белки в кислой и щелочной средах?
Что такое ИЭТ? На каком принципе основано её определение?
В чем суть формольного титрования аминокислот?
Почему аминокислоты невозможно оттитровать без фермальдегида?
Какие аминокислоты входят в состав глютатиона? Напишите их формулы.
Какова роль глютатиона в обмене веществ?
Почему при титровании глютатиона синяя окраска появляется не в начале титрования?
Что такое витамины?
Что такое фермент?
Что является субстратом для - и -амилазы; какие связи они гидролизуют?
Какие продукты образуются при действии -амилазы; как это объяснить?
На каком принципе основан метод определения активности -амилазы? Что такое декстрины?
Почему -амилазу называют ферментом осахаривающего действия?
На каком принципе основан метод определения активности -амилазы?
Какое значение имеют - и -амилазы в технологии хлебопечения, спиртовом производстве?
Напишите структурную формулу сахарозы и покажите, по какой схеме происходит гидролиз сахарозы.
Что такое инвертный сахар?
Какие сахара относятся к редуцирующим?
В чем суть метода определения сахаров по Бертрану?
Какое значение имеет -фруктофуранозидаза в технологии пищевых продуктов?
Какие сахара называются редуцирующими?
Какова роль окислительно-восстановительных ферментов?
Назовите субстраты для каталазы и полифенолоксидазы.
Как определить активность каталазы?
На чем основан метод определения активности полифенолоксидазы?
На чем основан метод Иссекутца? Какие сахара можно определить этим методом?
Каким методом можно определить глюкозу в присутствии других сахаров?
Почему для определения сахарозы проводят инверсию?
Расскажите схему дифференцированного определения сахаров в растительном сырье.
Что такое йодное число жира?
В чем суть метода определения йодного числа жира?
О чем свидетельствует кислотное число жира?
Как изменяются йодное и кислотное числа жиров в процессе хранения?
Напишите уравнение гидролитического расщепления жира липазой.
Что может быть источником липазы?
^
Пути синтеза аминокислот в растительном организме.
Активаторы и ингибиторы ферментов. Типы ингибирования.
Аминокислотный состав белков. Классификация аминокислот и их химические свойства.
Структура белковой молекулы.
Особенности ферментативного катализа.
АТФ и ее роль в синтезе веществ. Синтез сахарозы.
Нуклеиновые кислоты и их роль в синтезе белка.
Влияние температуры и рН среды на активность ферментов.
Дисахариды и их ферментативный гидролиз.
Роль биохимических процессов в пищевой технологии.
Влияние концентрации фермента и субстрата на скорость ферментативной реакции. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
Определение декстринирующей активности солода.
Химизм спиртового брожения.
Механизм действия ферментов.
Пектиновые вещества и их свойства. Роль пектиновых веществ в пищевой технологии.
Коллоидное состояние белковых веществ. Растворимость, осаждаемость, денатурация белков.
Классификация ферментов. Характеристика трансфераз.
Определение сахаров по Бертрану.
Белки как амфотерные электролиты. ИЭТ белков.
Классификация ферментов. Характеристика гидролаз.
Дисахариды, их структура и ферментативный гидролиз.
Физико-химические свойства аминокислот. Незаменимые аминокислоты.
Классификация углеводов. Монозы, их структура и свойства. Взаимопревращение моноз.
Определение осахаривающей активности солода.
Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры и рН.
Полисахариды бактерий.
Определение декстринирующей активности солода.
Классификация ферментов. Характеристика лигаз. Приведите примеры.
Водорастворимые витамины. Биохимическая функция витамина В1.
Крахмал, его химическая структура. Ферментативный гидролиз крахмала.
Структура белковой молекулы. Уровни структуры.
Биосинтез крахмала в растениях.
Роль витаминов в образовании двухкомпонентных ферментов. Приведите примеры.
Синтез и диссимиляция жиров.
Химическая природа ферментов.
Витамин С. Его роль в организме животного и человека; количественное определение витамина С.
Механизм ферментативного катализа.
Синтез крахмала в растениях.
Пути синтеза аминокислот в растениях.
Классификация аминокислот.
Структура ДНК, ее биологические функции, физико-химические свойства.
Амилазы; ферментативный гидролиз крахмала и гликогена. Роль амилаз в пищевой промышленности.
Пути синтеза аминокислот в растительном организме.
Активаторы и ингибиторы ферментов. Типы ингибирования.
Аминокислотный состав белков. Классификация аминокислот и их химические свойства.
Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
Особенности ферментативного катализа.
АТФ и ее роль в синтезе веществ. Синтез сахарозы.
Диссимиляция белков и аминокислот.
Водорастворимые витамины. Характеристика витамина В1.
Определение сахаров по Бертрану.
Теория Палладина-Виланда и Баха о биологическом окислении.
Трисахарид раффиноза, ее строение и ферментативный гидролиз.
Нуклеотиды, их структура и роль в синтезе веществ. Синтез лактозы.
Группа витаминов А. Каратиноиды, их структура и роль в организме животного и человека.
Окислительно-восстановительные ферменты и их харакиеристика. Приведите примеры.
Полифруктозиды, их структура и ферментативные превращения.
Пектиновые вещества, их структура и ферментативные превращения. Роль пектиновых веществ в пищевой технологии.
Классификация ферментов. Характеристика оксидоредуктаз.
Характеристика витамина Д, его биохимическая функция.
Химическая природа ферментов. Однокомпонентные и двухкомпонентные ферменты.
Химизм спиртового брожения. Энергетический баланс при брожении.
Биосинтез крахмала в растениях.
Брожение. Основные виды брожения. Химизм молочнокислого брожения.
Особенности ферментативного катализа.
Целлюлоза, ее структура и ферментативные превращения.
Взаимосвязь процессов брожения и дыхания. Энергетика дыхания.
Дифференцированное определение сахаров в растениях.
Классификация ферментов. Характеристика гидролаз.
ДНК. Структура, функции, свойства.
Биосинтез жирных кислот.
Определение активности -фруктофуранозидазы.
Дыхание зерна. Химизм аэробного дыхания.
Биосинтез аминокислот в растениях.
Определение декстринирующей активности солода.
|
