Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов»





Скачать 0.84 Mb.
Название Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов»
страница 1/6
К.М. Омарова
Дата 07.04.2013
Размер 0.84 Mb.
Тип Документы
  1   2   3   4   5   6



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН


ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ


по дисциплине

«БИОХИМИЯ»


для студентов специальности

050727 «Технология продовольственных продуктов»


ПАВЛОДАР 2009 год

УТВЕРЖДЕНО

Директор Инженерной Академии

Док. вет. наук, проф. _________ Е.Б. Никитин

«___» _______________ 200 г.


Составитель: к.т.н., доцент _______________ К.М. Омарова


Кафедра «Прикладная биотехнология»


^ ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ


по дисциплине «Биохимия»

для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов»


Разработаны на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования 050727 – «Технология продовольственных продуктов», ГОСО РК 3.08.353-2006 «Образование высшее профессиональное. Бакалавриат», Типовой учебной программы по дисциплине «Биохимия» и Рабочей учебной программы по дисциплине «Биохимия» (2009 г.).


Рассмотрены на заседании кафедры «Прикладная биотехнология»

Протокол № __ от «__» _____________ 200__ г.

Зам.зав. кафедрой «Прикладная биотехнология»


Канд. техн. наук, профессор _____________ М.С. Омаров


Утверждены на заседании научно-методического совета факультета очного обучения Инженерной Академии и рекомендованы к изданию

Протокол №___ от ________200__г.

Председатель НМС факультета очного обучения Инженерной Академии


Канд. техн. наук, профессор ______________ Е.К. Ордабаев


Согласовано:

Начальник ИМО


Канд. пед. наук, профессор ___________ Н.М. Ушакова


Сданы в библиотеку _____________________


^ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ




Темы лекций

Кол-во

часов

1

Вводная

1

2

Биохимия белка и нуклеиновых кислот

2

3

Биохимия углеводов

2

4

Биохимия липидов

2

5

Структурная организация клетки и систем органов, связанных с питанием. Химический состав организма

2

6

Общие понятия об обмене веществ и энергии в организме

2

7

Биологическое окисление

2

8

Взаимосвязь обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов

2

Итого:

15


^ Лекция №1 (1 час)


Вводная

Биохимия может быть определена как химия живых объектов (клеток и организмов). Живые объекты отличаются от неживых своей способностью к метаболизму и воспроизведению (с передачей генетической информации). При этом живые существа являются составной частью природы и подчиняются всем основным законам природы, таким, как законы сохранения массы и энергии и законы термодинамики.

^ Живые объекты представляют собой открытые системы (с точки зрения термодинамики) или относительно изолированные системы (с точки зрения кибернетики). В обоих случаях это означает, что живые системы участвуют в обмене с окружающей средой. Этот обмен со средой осуществляется с помощью субстратов (источников свободной энергии) и приходящей извне информации (что приводит к снижению энтропии и повышению уровня организации живых систем). Такого рода обмен со средой подчиняется в основном принципу Ле Шателье и приводит к стационарному состоянию системы. Оно может быть охарактеризовано, как динамическое состояние, при котором в каждый данный промежуток времени система получает от окружающей среды те же количества вещества и энергии, что и возвращает в нее, и, таким образом, концентрация их внутри системы остается неизменной. Это является одной из характерных черт живых объектов, которая отличает их от неживых изолированных систем, находящихся в независящем от времени равновесии. В таких неживых системах все количества вещества и энергии остаются неизменными и все процессы прекращаются.

Реакции живых систем протекают, таким образом, во времени и пространстве. В соответствии со степенью развития эти системы различаются степенью сложности структуры.

^ Структуры живых объектов обычно образуются из простых неорганических и органических веществ и обладают определенной пространственной конфигурацией, которая не отражается их простейшими химиче- скими формулами. Эту особенность необходимо иметь в виду при рассмотрении реакционной способности, часто зависящей от конфигурации. Относительно простые соединения объединяются в макромолекулы и, на- конец, в надмолекулярные структуры, лежащие в основе главных строительных блоков, из которых состоят живые системы,- клетки и их органеллы. Молекулы живых систем имеют определенные размеры и форму, связанные с их функциями в организмах.

Функционирование живых систем основано на биохимических реакциях, протекающих как в уже упомянутых клеточных и субклеточных структурах, так и в растворе цитоплазмы или в межклеточных жидкостях.

^ Биохимические реакции протекают в сравнительно узком интервале физических и химических параметров, Кроме ограничений в температурах и давлениях это относится также к интервалу концентраций, или актив- ностей водородных ионов (величины рН). Значения рН поддерживаются на нужном уровне буферными системами, подчиняющимися уравнению Гендерсона-Хассельбалха. Относительное постоянство значений рН весьма существенно для того, чтобы предотвратить диссоциацию биологически активных соединений, поскольку в результате может произойти изменение формы и реакционной способности молекул белков и соответственно изменение их структурной стабильности или ферментативной активности. Некоторые биохимические реакции протекают с оптимальной скоростью лишь при определенном осмотическом давлении и ионной силе в среде, где сохраняется строго постоянным соотношение определенных ионов. Все эти факторы оказывают существенное влияние на свойства и функции молекул и степень дисперсности систем. В зависимости от природы раствора и размера растворенных частиц мы различаем истинные растворы, коллоидные растворы и суспензии.

Биохимические реакции могут протекать лишь при соблюдении определенных энергетических требований. Первичным источником энергии на нашей планете является излучение Солнца. Часть этой энергии запасается в форме химической энергии в химических связях различных веществ. В настоящее время на Земле существенно преобладают аэробные условия, и большую часть энергии живые системы получают за счет окислительно-восстановительных процессов (и в первую очередь за счет окисления органических соединений атмосферным кислородом). Протекающие в организмах реакции являются либо экзергоническими (они протекают спонтанно), либо эндергоническими (они требуют для своего осуществления внешний источник энергии). Многие из эндергонических реакций могут протекать лишь потому, что они сопряжены с экзергоническими реакциями. Наиболее распространенным переносчиком энергии является молекула аденозинтрифосфата (АТР).

Биохимические реакции протекают со скоростями, зависящими от концентраций реагирующих молекул и констант скоростей, характерных для данного типа реакции. Эти скорости существенным образом могут быть изменены (обычно повышены) в присутствии катализаторов (ферментов). Вредные воздействия окружающей среды проявляются в первую очередь на ферментативном уровне, ингибируя соответствующие реакции.

Отдельные реакции в живых объектах контролируются самыми различными путями. Этот контроль осуществляется как за счет изменения пространственных факторов (изменения энтропии живых систем), так и за счет изменения скоростей реакций.


^ Лекция №2 (2 часа)


Тема: Биохимия белка и нуклеиновых кислот


Биохимия белка

Макромолекулы: белки и нуклеиновые кислоты играют выдающуюся роль в построении живой материи и осуществлении процессов жизнедеятельности, так как белки - это структура и функционирование живой материи, а нуклеиновые кислоты – потенциальные возможности организма (наследственная информация и её реализация с помощью РНК и белков).

Особенности, присущие белкам и несвойственные другим органическим соединениям:

  1. Гигантские белковые молекулы отличаются неисчерпаемым разнообразием структуры при строгой её специфичности у данного конкретного вида белка.

  2. Белкам присуща способность к внутри молекулярным взаимодействиям, что обеспечивает динамичность структуры их молекулы, изменчивость и пластичность их формы, обратимость переходов из глобулярного в фибриллярное состояние;

  3. Обладая многоликими по химическим свойствам радикалам аминокислотных остатков в структуре полипептидной цепи, белковые молекулы в целом и отдельные их части способны вступать в разнообразные химические и физические взаимодействия как друг с другом, так и с нуклеиновыми кислотами, полисахаридами, липидами и т.п., образуя надмолекулярные комплексы, составляющие основу субклеточных структур;

  4. Важнейшей особенностью механизма возникновения указанных комплексов является безошибочное “ узнавание ” ингредиентами друг друга и протекание самого процесса ассоциации по принципу самосборки;

  5. Молекулы белка закономерно изменяют свою структуру под влиянием внешнего взаимодействия и восстанавливают исходное состояние при его снятии, причем это может быть сопряжено с акцептированием и преобразованием энергии;

  6. Многие белки обладают уникальной способностью ускорять химические реакции организма, т.е. выполнять каталитическую функцию. Белки выполняют и многие другие функции.
^

Биологические функции белков

Пластическая, строительная функция: белки - строительный материал живого, основа любой клетки, мембраны, субклеточных частиц.


  1. Регуляторная функция:

а) ферменты- биокатализаторы белковой природы, регулирующие скорость химических реакций организма;

б) гормоны белковой природы – регуляторы обмена веществ организма;

в) специфические белки регуляторы, например белки тропонинового комплекса – регуляторы мышечного сокращения.

  1. Транспортная функция: белки плазмы крови транспортируют липиды крови, типичным примером белка транспортера является гемоглобин, ацилпереносящий белок и т.д.

  2. Защитная функция: примерами является иммуноглобулины, белки свертывающей системы крови, интерфероны и т.д.

  3. Белки обеспечивают видовую и индивидуальную специфичность ( например : белки групп крови).

  4. Другие специфические функции:

а) опорно-механическая (белок- коллаген);

б) сократительная (миозин, актин);

в) белки памяти;

г) белки вкуса;

д) токсикогенная функция (ботулинический токсин является белком);

е) генно-регуляторная – регуляция матричной активности и перенос генетической информации;

ж) рецепторная (составляет основу структуры мембранных и цитозольных рецепторов);

  1. Резервная (альбумин яйца – запасной материал для развивающихся клеток).

  2. Энергетическая (неспецифическая функция: при распаде 1 г. белка выделяется 17,1 кДж энергии).

По количественному содержанию в организме белки занимают второе место после воды, по значимости – первое место. В среднем принимают, что в сухом веществе организма содержится до 40-50% белка.

Только детально изучив строение белков и их свойства можно понять как перечисленные особенности белков, так и их функции.

^ Элементарный состав белков

Белками называют высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, состоящие из аминокислот, соединенных пептидной связью в полипептид, и имеющие сложную структурную организацию. Это определение включает характерные особенности белков, в частности, особенности элементарного состава.

Элементарный состав белка был изучен в прошлом веке и может быть представлен в % следующим образом: С- 50-55, О – 21-24 , N - 15-18, Н- 6,5–7, зола – до 0,5. Обращает внимание довольно постоянная доля азота – 16%. Это находит практическое применение при определении количества белка: найденное путем анализа количество аминного азота умножают на коэффициент 6,25 (находят из пропорции 100 г. белка – 16 г. N = Х г. белка – 1 г. N).

Мономерами – структурной единицей белка являются -аминокислоты, на которые распадаются белки при гидролизе (прием, используемый при изучении состава белков).

^ Свойства протеиногенных аминокислот

Протеиногенные аминокислоты относятся к -аминокислотам (аминогруппа расположена в -положении по отношении к карбоксильной группе). Различаются аминокислоты своими радикалами:

Н2N – CH - COOH




R

  1. Все аминокислоты, кроме глицина имеют ассиметрический атом углерода.

  2. Все аминокислоты являются оптически активными : 10 из них – левовращающие ( - ), 7 – правовращающие ( + ).

  3. Протеиногенные аминокислоты относятся к L- ряду.

  4. Аминокислотам присущи как свойства кислот, так и щелочей, т.е. они обладают амфотерностью. В интервале рН от 4,0 до 9,0 почти все аминокислоты существуют преимущественно в форме цвиттерионов с протонированной аминогруппой и диссоциированной карбоксильной группой.

  5. Каждая аминокислота наряду с общими свойствами, обладает рядом специфических свойств.

  6. Основной метод обнаружения аминокислот в гидролизатах – хроматография (чаще ионообменная), использование аминокислотного анализатора; менее специфичными являются цветные реакции.
^

Классификация аминокислот

В природе существует около 200 аминокислот, 60 из них встречаются в организме, но в структуре белков постоянно встречаются – 18, которые и называются протеиногенными (иногда встречаются оксилизин, оксипролин, -карбоксиглютаминовая кислота).


Существует ряд химических классификаций, в основу их положено строение аминокислот (ациклические и циклические), число амино- и карбоксильных групп (моноаминомонокарбоновые, диаминомонокарбоновые, моноаминодикарбоновые), свойства радикалов (гидрофобные, гидрофильные, положительно и отрицательно заряженные) и т.д., с которыми можно более подробно более подробно познакомиться по учебнику. Следует обратить особое внимание на биологическую классификацию: деление аминокислот на незаменимые (которые не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей) и заменимые (способные синтезироваться из незаменимых аминокислот или образовываться в реакциях метаболизма). Для облегчения запоминания названий незаменимых аминокислот из первых букв их составлена грамматически не совсем верная фраза:



Следует только иметь в виду, что на букву “ А ” имеются три аминокислоты: аланин, аспарагиновая кислота и аргинин, но только последняя, как и вторая из диаминокарбоновых кислот – лизин является незаменимой. Подобным образом на букву “ Т ” начинается три аминокислоты, но третья – тирозин, может быть легко синтезирована в организме из фенилаланина и не является незаменимой.
  1   2   3   4   5   6

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Научно-образовательный комплекс по специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов»

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Научно-образовательный комплекс по кредитной технологии обучения опорные конспекты лекций по дисциплине

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Рабочая программа дисциплины «Биохимия» для специальности 260501 «Технология продуктов общественного

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Рабочая программа дисциплины «биохимия» для специальностей: 260203 «Технология сахаристых продуктов»;

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Рабочая программа дисциплины "Химия пищи" для специальности 271100 "Технология молока и молочных

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Методические указания к контрольным работам по дисциплине «лечебное питание» для студентов специальности

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Конспект лекций по курсу технология лекаственных форм и галеновых препаратов для студентов специальности

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Методический комплекс для студентов специальности 270900- технология мяса и мясных продуктов по направлению

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Методические указания для выполнения лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности

Опорные конспекты лекций по дисциплине «биохимия» для студентов специальности 050727 «Технология продовольственных продуктов» icon Рабочая программа по дисциплине ен. Ф. 8 Биохимия многоступенчатой профессионалъной подготовки но

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы