06.06.01 - биологические науки (биохимия)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина»
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА
по образовательной программе
06.06.01 биологические науки (биохимия)
Рассмотрена на заседании научно-технического совета ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина
Протокол № 5 от 22.09.2014 года
Омск 2014
ПРОГРАММА
вступительного экзамена по образовательной программе
«Биохимия»
Основное содержание:
Предмет и задачи биологической химии
Место биохимии в системе биологических дисциплин, связь с сопредельными
дисциплинами: биоорганической химией, молекулярной биологией, цитологией,
генетикой, физиологией, биофизикой, микробиологией, биотехнологией и др.
Химическая структура и свойства белков
Роль аминокислот в построении молекул протеинов. Пространственная организация
молекул белков: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура. Физикохимические свойства протеинов.
Аминокислоты: структура, классификация,
биологическая роль, общие свойства. Классификация белков. Простые белки.
Классификация сложных белков. Нуклеопротеины, хромопротеины (гемопротеины и
флавопротеины), липопротеины, гликопротеины, фосфопротеины, металлопротеины:
химическая структура, биологическая роль.
Химическая структура и свойства углеводов
Углеводы: определение, классификация. Структура, основные химические свойства
и биологическая роль углеводов.
Химическая структура и свойства липидов
Липиды: определение, классификация. Структура, основные химические свойства и
биологическая роль липидов.
Ферменты
Ферменты: определение, биологическая роль, структура, изоферменты,
апоферменты, коферменты (витаминные и невитаминные). Механизм действия энзимов,
кинетика ферментативных реакций, константа Митхаэлиса. Основные свойства
ферментов: термолабильность, зависимость активности от рН, специфичность
(относительная, абсолютная, стереоспецифичность). Применение ферментов в
биохимическом анализе. Классификация и номенклатура ферментов.
Обмен веществ и энергии в живых системах.
Биологическое окисление.
Круговорот веществ в биосфере. Обмен веществ и его основные этапы. Процессы
ассимиляции и диссимиляции. Анаболизм и катаболизм. Метаболические цепи, сети и
циклы.
Основные понятия биоэнергетики. История развития учения о биологическом
окислении. Реакции, связанные с высвобождением и запасанием энергии.
Макроэргические соединения. АТФ как универсальный аккумулятор энергии в клетках.
Реакции фосфорилирования. Источники ионов водорода в клетках: реакции гликолиза,
бета-окисления жирных кислот, окислительного дезаминированияглутаминовой кислоты
и цикл трикарбоновых кислот. Цикл Кребса: последовательность реакций, высвобождение
ионов водорода и реакция субстратного фосфорилирования, биологическая роль.
Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование. Строение дыхательной цепи
митохондрий и ее коферментов. Генерация АТФ энзимами дыхательной цепи
митохондрий (теория П. Митчелла). Механизмы разобщения тканевого дыхания и
окислительного фосфорилирования. Микросомальная цепь переноса электронов,
сопряженная с цитохромом Р450. Фотосинтез: биологическая роль, световые и темновые
реакции.
Метаболизм белков. Матричные биосинтезы
Биологическая ценность белков пищи. Гидролиз белков в органах пищеварительной
2
системы. Транспорт аминокислот кровью, механизм поступление их в клетки.
Метаболизм аминокислот в клетках: реакции дезаминирования, трансаминирования и
декарбоксилирования. Образование аммиака и обезвреживание его связыванием с
глутаматом, аспартатом и в орнитиновом цикле.
Стадии репликации ДНК и роль ее в процессе деления клетки. Биосинтез
информационной РНК (транскрипция): последовательность реакций и механизмы
регуляции интенсивности процесса. Сборка молекулы белка из аминокислот в рибосомах
(трансляция). Основные этапы процесса.
Регуляция биосинтеза белка. Постсинтетическая
модификация протеинов.
Ингибиторы биосинтеза белка.
Катаболизм нуклеиновых кислот, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в
клетках, органах пищеварительной системы и кровяном русле, образование конечных
продуктов: мочевой кислоты и аллантоина.
Метаболизм углеводов
Роль углеводов пищи. Гидролиз олиго- и полисахаридов в органах пищеварительной
системы до моносахаридов, транспорт последних кровью, поступление в клетки. Синтез и
расщепление гликогена в печени.
Реакции окисления глюкозы в клетках. Виды брожения. Анаэробный гликолиз.
Аэробный гликолиз: отличия от анаэробного гликолиза, последовательность реакций,
регуляция интенсивности, энергетический эффект, биологическая роль. Глюконеогенез.
Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Биологическая роль и распространенность
этого процесса в клетке.
Метаболизм липидов
Роль липидов в поддержании жизнедеятельности организма. Гидролиз
ацилглицеролов, фосфолипидов и эфиров холестерина в органах пищеварительной
системы, участие в этом процессе желчных кислот. Ресинтез в стенке кишечника липидов,
транспорт их кровью к органам-потребителям. Транспортные липопротеины.. Утилизация
глицерола клетками. Транспорт жирных кислот в митохондрии. Бета-окисление жирных
кислот в печени и других органах. Кетоновые тела. Патология липидного обмена на
различных стадиях его.
Регуляция обмена веществ
Основные механизмы регуляции метаболизма: изменение активности ферментов
(активирование и ингибирование), количества ферментов в клетке, проницаемости
клеточных мембран и др. Сигнальные молекулы. Рецепторы сигнальных молекул,
вторичные посредники. Виды сигнальных молекул: нейромедиаторы, гормоны, факторы
роста, цитокины, простагландины. Роль центральной нервной системы в регуляции
обмена веществ. Гормональная регуляция как средство межклеточной и межорганной
координации метаболизма. Классификация гормонов по химической структуре, по месту
образования, по механизму воздействия на клетку.
Химическая структура, образование, механизм действия и биологическая роль
гормонов гипоталамуса, гипофиза, паращитовидных желез, щитовидной железы,
поджелудочной железы, надпочечников, половых желез.
Витамины
История развития витаминологии. Экзогенные и эндогенные причины развития
гиповитаминозов. Классификация и номенклатура витаминов. Химическая структура,
содержание в пищевых продуктах, суточная потребность, механизм действия,
биологическая роль и проявление недостаточности жирорастворимых витаминов групп А,
Д, К, Е, водорастворимых витаминов В1, В2, В3, С, РР, В6, Р, Н, фолиевая кислота, В12 и
витаминоподобных веществ. Антивитамины.
3
ВОПРОСЫ
для подготовки к вступительному экзамену по образовательной программе
«Биохимия»
1. Биохимия и ее задачи. Значение биохимии для пищевой биотехнологии, агрономии
и ветеринарии. Современные биохимические методы исследования.
2. Аминокислоты, их классификация. Строение и биологическая роль аминокислот..
3. Строение белков. Уровни структурной организации белка. Характеристика связей,
стабилизирующих их. Доменные белки.
4. Физико-химические свойства белков как основа методов их исследования.
5. Нуклеопротеины. Современные представления о структуре и функциях
нуклеиновых кислот. Строение продуктов их гидролиза.
6. Ферменты. Их химическая природа. Строение ферментов. Активный и
аллостерический центры.
7. Коферменты. Роль витаминов в их образовании.
8. Свойства ферментов. Механизм влияния рН среды и температуры на активность
ферментов. Специфичность действия ферментов, виды специфичности, примеры.
9. Основные принципы классификации ферментов. Их номенклатура. Примеры
реакций.
10. Современные представления о механизме действия ферментов. Молекулярные
эффекты ферментативного действия.
11.
Ингибиторы ферментов. Виды ингибирования. Применение в медицинской
практике.
12. Кинетика ферментативных процессов.
13. Потребность человека в белках. Азотистый баланс, его виды.
14. Превращение белков в органах пищеварительной системы. Роль соляной
кислоты в переваривании белков.
15. Протеолитические ферменты и их характеристика.
16. Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Химизм процессов,
характеристика ферментов и коферментов. Образование амидов.
17. Дезаминирование аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное
дезаминирование глутаминовой кислоты. Непрямое дезаминирование аминокислот.
18. Синтез мочевины (орнитиновый цикл), последовательность реакций.
Гипераммониемия.
19. Особенности обмена нуклеотидов. Их строение и распад. Образование
мочевой кислоты.
20. Основные проявления патологии обмена белков на различных его этапах.
21. Генетические дефекты обмена аминокислот.
22. Развитие учения о биологическом окислении. Современные представления о
биологическом окислении. НАД-зависимые дегидрогеназы.
23. Компоненты дыхательной цепи их характеристика. ФМН и ФАД-зависимые
дегидрогеназы.
24. Пути синтеза АТФ. Субстратное фосфорилирование.
25. Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория
Митчелла).
26. Альтернативные пути биологического окисления, оксигеназный путь.
Микросомальные монооксигеназы.
27. Свободно-радикальное окисление. Токсичность кислорода. Активные формы
кислорода. Антиокислительная защита.
28. Функции биологических мембран. Молекулярные компоненты биологических
мембран: белки, липиды, углеводы. Типы подвижности компонентов в мембране.
4
29. Цитратный цикл, его биологическое значение, последовательность реакций.
30. Пути образования углекислого газа в организме. Декарбоксилирование пирувата,
альфа-кетоглутарата, оксалосукцината.
31. Первичная и вторичная структуры ДНК. Первичная и вторичная структуры РНК.
Типы РНК.
32. Генетический код и его свойства
33. Механизмы репликации и репарации ДНК.
34. Биосинтез РНК (транскрипция). Обратная транскрипция.
35. Биосинтез белка. Этапы трансляции и их характеристика. Белковые факторы
биосинтеза белка.
36. Строение оперона. Регуляция биосинтеза белка у прокариот. Функционирование
лактозного оперона.
37. Особенности и уровни регуляции биосинтеза белка у эукариот. Амплификация
генов, энхансерные и сайленсерные элементы.
38. Посттрансляционный процессинг. Фолдинг и адресование белков. Шапероны,
прионы, убиквитин и протеасомы - их роль в стабилизации протеома.
39. Современные представления о структурно-функциональной организации ДНК:
генная и негенная области, тандемные повторы, псевдогены, мобильные генетические
элементы, структурные и регуляторные элементы ДНК
40. Виды молекулярных мутаций и их метаболические последствия.
41. Биохимический полиморфизм. Генотипическая гетерогенность популяций.
Наследственная непереносимость пищевых веществ.
42. Причины полиморфизма и динамичности белкового состава клеток
(протеома) при определенной консервативности генома: роль особенностей
транскрипции, трансляции, процессинга белка. Понятие о протеомике. Критика
принципа Бидла и Тейтума: " 1 ген -1 фермент".
43. Блокаторы белковых синтезов, апоптоз.
44. Биологическая роль теломер и теломераз.
45. Строение и классификация углеводов, биологическая роль.
46. Роль углеводов в питании. Переваривание и всасывание углеводов в органах
пищеварительной системы. Непереносимость дисахаридов.
47. Биосинтез и распад гликогена в тканях. Биологическая роль этих процессов.
Гликогеновые болезни.
48. Катаболизм глюкозы в тканях в анаэробных условиях.
49. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль.
50. Гексозомонофосфатный путь превращения глюкозы в тканях и его биологическая
роль.
51. Глюконеогенез. Возможные предшественники, последовательность реакций,
биологическая роль.
52. Пути образования глюкозы в организме. Гликемия как показатель состояния
углеводного
обмена. Количественная оценка гликемии в норме и при патологии.
Метод определения.
53. Характеристика основных липидов. Их строение, классификация, суточная
потребность и биологическая роль.
54. Фосфолипиды, их химическое строение и биологическая роль.
55. Биологическая ценность липидов пищи. Переваривание, всасывание и ресинтез
липидов в органах пищеварительной системы.
56. Желчные кислоты. Их строение и роль в липидном обмене. Желчнокаменная
болезнь.
57. Окисление высших жирных кислот в тканях.
58. Окисление глицерина в тканях. Энергетический эффект этого процесса.
59. Биосинтез высших жирных кислот в тканях. Биосинтез жиров в печени и
5
жировой ткани.
60. Холестерол. Его химическое строение, биосинтез и биологическая роль.
61. Образование кетоновых тел в тканях. Кетоацидоз.
62. Витамины, их характеристика, отличительные признаки. Обеспеченность
населения витаминами в современных условиях. Коферментная функция витаминов.
63. Понятие о гипо-, гипер- и авитаминозах. Причины гиповитаминозов. Примеры
метаболических нарушений. Причины недостаточной обеспеченности витаминами.
64. Структура и функции витамина А.
65. Витамин Д, метаболизм и участие в обмене веществ. Авитаминоз.
66. Участие витамина Е и К в метаболических процессах, их применение в мед.
практике.
67. Витамин В1, его участие в метаболических процессах.
68. Витамин В2 и РР. Строение, участие в обмене веществ.
69. Витамин В6. Роль в обмене аминокислот.
70. Витамин В12 и фолиевая кислота. Их химическая природа, участие в
метаболических процессах. Причины гиповитаминозов.
71. Характеристика витаминов С и Р. Их участие в обмене веществ, проявление
гиповитаминозов.
72. Биотин, пантотеновая кислота, их роль в обмене веществ.
73. Сигнальные молекулы, их классификация. Виды регуляторных эффектов
сигнальных молекул. Факторы роста.
74. Отличительные признаки гормонов. Классификация гормонов. Понятие о клетке
мишени. Роль гипоталамуса в гормональной регуляции. Виды регуляции обмена веществ.
Внешняя регуляция
75. Вторые посредники в действии липофобных сигнальных молекул, цАМФ и
цГМФ - зависимые механизмы действия.
76. Механизм действия липофильных сигнальных молекул. Механизм действия N0.
77. Фосфорилирование - основной способ регуляции. Действие гормонов через
тирозинкиназные рецепторы.
78. Гормоны передней доли гипофиза, классификация, их химическая природа,
участие в регуляции процессов метаболизма.
79. Гормоны периферических желез. Инсулин, тиреоидные гормоны, глюкагон,
адреналин, кортикостероидные гормоны
80. Проницаемость клеточных мембран для различных веществ. Механизмы
трансмембранного переноса: пассивный транспорт и активный транспорт.
Основная литература
Автор, наименование, выходные данные
Доступ
Высокогорский В. Е. Биохимия : учеб. пособие. Ч. 1 / В. Е.
НСХБ
Высокогорский, Т. Д. Воронова, В. Г. Купор, 2008. – 113 с.
Наглядная медицинская биохимия : учеб. пособие / Дж. Г. Солвей ;
пер. с англ. под ред Е.С. Северина. – 2-е иизд. перераб. ии доп. – М. :
Библиотека кафедры
ГЕОТАР-Медиа, 2011. – 136 с. : ил.
Ауэрман, Т. Л. Основы биохимии [Электронный ресурс] : учеб.
пособие / Т. Л. Ауэрман, Т. Г. Генералова, Г. М. Суслянок. http://znanium.com
Электрон. текстовые дан. - М. : ИНФРА-М, 2013. - 400 с.
Биохимия: учебник / Под ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп.
http://www.studentlibrary.ru
2012. - 768 с.
6
Дополнительная литература
Плакунов В.К. Основы динамической биохимии: учебник / В.К.
Плакунов, Ю.А. Николаев. – M. : Логос, 2010. – 212 с.
Степанов, В. М. Молекулярная биология [Электронный ресурс] :
учебник / В. М. Степанов. - 3-е изд. - Электрон. текстовые дан. - М. :
Изд-во МГУ, 2005. - 336 с.
Ким А.М. Органическая химия: учебное пособие для вузов. – 4- изд.,
испр. и доп. – Новосибирск : Сибирское университетское
издательство, 2004. – 844 с
Рогожин В. В. Практикум по биохимии: учебное пособие. - СПб.:
Издательство «Лань», 2013. - 544 с.
Дмитриев, А. Д. Биохимия [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А.
Д. Дмитриев, Е. Д. Амбросьева. - Электрон. текстовые дан. - М. :
Дашков и К°, 2012. - 168 с.
Комов, В. П. Биохимия [Текст] : учеб. для вузов / В. П. Комов, В. Н.
Шведова. - М. : Дрофа, 2004. - 638, [2] с.
Березин, И. В. Основы биохимии (Общебиологическое видение.
Статическая биохимия) [Текст] : учеб. пособие для вузов / И. В.
Березин, Ю. В. Савин. - М. : Изд-во МГУ, 1990. - 254 с.
Горбатова К. К. Химия и физика молока : учеб. для вузов / К. К.
Горбатова, 2004. – 280 с.
Биохимия молока и молочных продуктов: учеб. пособие/ К. К.
Горбатова. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 312 с.
Живые системы и биологическая безопасность населения [Текст] :
Материалы 2 междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых /
Моск. гос. ун-т приклад. биотехнологии. - М. : [б. и.], 2003. - 234 с.
Пищевая промышленность Омской области [Текст] : аналит. сб. /
Территор. орган Федер. службы гос. статистики по Ом. обл. - Омск :
[б. и.], 2005. - 54 с.
Пища. Экология. Качество [Текст] : Труды V междунар.-практ. конф.
(Краснообск, 30 июня-2 июля 2008 г.) / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отдние, Новосиб. гос. аграр. ун-т, Ом. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск : [б.
и.], 2008. - 375, [1] с.
Розенгарт, В. И. Ферменты - двигатели жизни [Текст] / В. И.
Розенгарт ; Акад. наук СССР. - Л. : Наука, 1983. - 160 с.
Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с
англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е.
Браунштейна. - М. : Мир, 1982. Т. 3. - 312 с.
Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с
англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е.
Браунштейна. - М. : Мир, 1982. Т. 2. - 408 с.
Диксон М. Ферменты [Текст] : в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб ; пер. с
англ. Л. М. Гинодмана, М. И. Левянт ; под ред. В. К. Антонова, А. Е.
Браунштейна. - М. : Мир, 1982.
Т. 2. - 408 с. : ил.
Ваше право на качественную и безопасную пищу [Текст] :
Законодат.-норматив. акты: Образцы док.: Правовые коммент. - М. :
[б. и.], 2002. - 176 с.
Химический состав российских пищевых продуктов [Текст] :
справочник / Ин-т питания РАМН ; под ред. Е. М. Скурихина, В. А.
Тутельяна. - М. : ДеЛи принт, 2002. - 236 с.
Летопись авторефератов диссертаций [Текст] : гос. библиогр. указ.
Рос. Федерации/ Рос. кн. палата. - М. : БУК ЧЕМБЭР
ИНТЕРНЭШНЛ, 1931 - . Выходит ежемесячно.
Молочная промышленность [Текст] : науч.-техн. и произв. журн. - М.
: [б. и.], 1934 - . - хранится постоянно. - Выходит ежемесячно.
7
http://www.knigafund.ru
http://www.knigafund.ru
http://www.knigafund.ru
http://e.lanbook.com
http://znanium.com
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
Вопросы питания [Текст] : науч.-практ. журн. - М. : ГЭОТАР-Медиа,
1932 - . - хранится 10 лет. - Выходит раз в два месяца
Пищевая технология [Текст] : науч.-техн. журн./ Мин-во образования
и науки Рос. Федерации. - Краснодар : Изд-во Кубан. гос. техн. ун-та,
1957 - . - хранится 5 лет. - Выходит раз в два месяца.
Пищевая промышленность [Текст] : ежемес. науч.-произв. журн. - М.
: Пищевая пром-сть, 1930 - . - хранится 10 лет. - Выходит
ежемесячно
Хранение и переработка сельхозсырья [Текст] : теорет. журн./ Рос.
акад. с.-х. наук. - М. : Пищевая пром-сть, 1993 - . - хранится
постоянно. - Выходит ежемесячно
Пищевая и перерабатывающая промышленность [Текст] : РЖ.
ЦНСХБ/ ЦНСХБ. - М., 1999 - - Выходит ежеквартально
Химия и технология пищевых продуктов [Текст] : РЖ. Химия.
ВИНИТИ/ ВИНИТИ. - М., 1953 - . - Выходит дважды в месяц.
8
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ
НСХБ