03.01.04 канд. экзамен

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московская государственная академия ветеринарной медицины
и биотехнологии имени К.И. Скрябина»
УТВЕРЖДАЮ
, и инновациям
_Н. А. Балакирев
»
с
Программа
кандидатского экзамена
по специальности 03.01.04 - “Биохимия”
Москва 2013
_______ 2013 г.
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 2/7
Предисловие
Программа кандидатского экзамена по специальности 03.01.04 - “Биохимия”
отражает современное состояние данной отрасли химических и биологических наук и
включает ее важнейшие разделы, знание которых необходимо высококвалифицированному
специалисту. Программа обучения аспиранта тематически соответствует профилю спец.
совета по специальности 03.01.04 - “Биохимия”. Такая подготовка аспиранта и сдача им
кандидатского экзамена позволит ему активно применять полученные знания для решения
исследовательских, научных, преподавательских и прикладных задач.
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Предмет и задачи биохимии. Предмет биохимии, ее значение для биологии,
медицины, биотехнологии, ветеринарии, сельскохозяйственного производства и других
областей науки и народного хозяйства. Краткая история биологической химии, роль
отечественных ученых в ее развитии.
Раздел 1. Статическая биохимия.
Белки. Содержание белков в органах и тканях животных и птиц. Структура и
свойства
белков, методы их выделения, очистки, изучения. Классификация и
биологическое значение белков. Простые и сложные белки. Полипептиды. Первичная,
вторичная,
третичная,
четвертичная
структуры белков.
Типы связей
(амидные,
дисульфидные, гидрофобные, водородные, ионные). Биосинтез белков.
Аминокислоты. Классификация. Распространение в природе. Заменимые, частично
заменимые и незаменимые аминокислоты. Биологическая роль аминокислот и их
применение в сельском хозяйстве и медицине. Методы получения аминокислот
гидролизом белковых веществ. Физико-химические свойства. Амфотерная природа
аминокислот,
изоэлектрическая
точка.
Применение
реакций,
характерные
для
карбоксильной и аминогруппы, в количественном определении аминокислот.
Липиды.
Простые
фосфатидилэтаноламины
и
сложные
(кефалины),
липиды.
Глицерофосфолипиды:
фосфатидилхолины
(лецитины),
фосфатидилсерины, фосфатидилинозиты. Сфингофосфолипиды. Гликолипиды. Стероиды.
Общая характеристика их биологической роли. Пероксидное окисление липидов.
Углеводы. Строение и свойства углеводов. Моносахариды, олигосахариды,
полисахариды, гетерополисахариды, их роль в живой природе. Гликозаминогликаны.
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
2
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 3/7
Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК). Химический состав и структура ДНК и РНК,
биологическая роль. Пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеозиды, нуклеотиды.
Нуклеопротеины. Хромопротеины. Гликопротеины. Липопротеины. Надмолекулярные
комплексы. Строение простетической группы, связь с белком, биологическая роль.
Витамины. История развития учения о витаминах. Определение витаминов как
важнейших биологически активных веществ. Понятие об авитаминозах, гиповитаминозах,
гипервитаминозах,
антивитаминах.
Классификация
и
номенклатура
витаминов.
Жирорастворимые витамины (группы А - ретинолы, группы D - кальциферолы, группы Е токоферолы, группы К - филлохиноны, Коэнзим Q - убихинон, группы F); их
биологическая
роль;
структура
и
свойства,
источники
указанных
витаминов.
Водорастворимые витамины (В 1 - тиамин, В 2 - рибофлавин, В 3 - пантотеновая кислота,
В 5 - никотинамид, В 6 - пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин, В 12 - цианкобаламин, В с
- фолиевая кислота, Биотин - витамин Н, витамин С - аскорбиновая кислота, витамин Р);
структура, свойства, источники, биологическая роль указанных витаминов и их участие в
образовании коферментов.
Ферменты.
Современная
номенклатура
и
классификация
ферментов
(как
биологических катализаторах). Кинетика ферментативных реакций, конкурентное и
неконкурентное ингибирование, механизм действия ферментов. Строение ферментов.
Активный центр. Аллостерический центр. Основные свойства ферментов; факторы,
определяющие активность ферментов. Единицы измерения активности ферментов.
Принципы выделения и очистки. Понятие о коферментах, проферментах (зимогенах),
изоферментах,
их
важной
роли
в
регуляции
ферментативной
активности,
энзимодиагностика ряда заболеваний.
Гормоны. Определение. Гормоны как эффекторы обмена веществ. Типы и иерархия
регуляционных
систем.
Классификация
гормонов по
химическому
строению и
биологическому действию. Механизм действия, рецепция, действие на экспрессию генов.
Гормоны щитовидной железы. Гормоны поджелудочной железы – инсулин, глюкагон.
Гормоны паращитовидных желез. Гормоны мозгового слоя и коры надпочечников.
Гормоны гипоталамуса. Гормоны передней и задней доли гипофиза. Гормоны половых
желез. Простагландины. Использование гормонов и их синтетических аналогов в
животноводстве и ветеринарной медицине.
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
3
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 4/7
Раздел 2. Динамическая биохимия.
Общая характеристика обмена веществ и энергии. Основные этапы обмена
веществ. Биологическое окисление. История формирования современного представления
о биологическом окислении. АТФ – универсальный источник энергии в биологичсеких
системах. Структура и ферменты митохондриальной дыхательной цепи. Свободное
окисление. Окисление, связанное с фосфорилированием. Разобщение окисления и
фосфорилирования и факторы, его вызывающие. Дыхательный контроль.
Обмен углеводов. Ферменты, участвующие в расщеплении углеводов. Особенности
расщепления углеводов у жвачных животных. Роль клетчатки. Симбионтное питание.
Судьба всосавшихся моносахаридов (глюкозы). Образование и распад гликогена.
Содержание сахара в крови. Роль печени в поддержании концентрации сахара в крови.
Промежуточный обмен углеводов в органах и тканях. Аэробный и анаэробный гликолиз.
Общий путь катаболизма. Окисление пирувата до ацетил-КоА. Цикл трикарбоновых
кислот. Энергетический баланс этих процессов. Пентозофосфатный путь окисления
углеводов и его важное биологическое значение. Глюконеогенез. Молекулярные
механизмы регуляции углеводного обмена.
Обмен
липидов.
Расщепление
липидов
в
желудочно-кишечном
тракте.
Эмульгирование и значение этого процесса в обмене липидов. Желчные кислоты и их
биологическая роль. Ресинтез жиров в клетках слизистой оболочки кишечника.
Хиломикроны – транспортная форма экзогенных жиров. Промежуточный обмен липидов
в тканях и клетках. Окисление глицерина и его биологическая роль. Окисление жирных
кислот. Биосинтез жирных кислот. Метаболизм холестерола и фосфолипидов, их
биологическая роль в живом организме. Кетоновые тела, образование и биологическое
значение. Молекулярные механизмы регуляции липидного обмена.
Обмен белков. Полноценные и неполноценные белки. Баланс азота и его
разновидности. Биохимические основы апоптоза. Расщепление белков в желудочнокишечном тракте. Пептидазы. Особенности превращения азотсодержащих веществ у
жвачных животных. Микробиальный синтез белка в поджелудках жвачных, слепой кишке
и толстом отделе кишечника. Значение белков микробного синтеза в питании жвачных
животных. Гниение белков в кишечнике под влиянием бактерий и механизм
обезвреживания токсических продуктов. Биосинтез белков и его основные этапы. Пути
превращения аминокислот (дезаминирование, трансаминирование, декарбоксилирование).
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
4
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 5/7
Биосинтез аминокислот в организме. Обезвреживание аммиака в организме (синтез
мочевины,
глутамина,
аспарагина
и
др.).
Особенности
обмена
аминокислот.
Использование безазотистых остатков аминокислот в тканях. Принципы нормирования
белкового и аминокислотного питания животных. Особенности обмена белков у птиц.
Молекулярные механизмы регуляции обмена белков. Обмен хромопротеинов. Биосинтез
и
распад
гемоглобина.
Образование
желчных
пигментов.
Обмен
железа.
Железодефицитная анемия.
Обмен нуклеиновых кислот. Расщепление и всасывание нуклеиновых кислот в
желудочно-кишечном тракте. Биосинтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.
Матричный механизм синтеза нуклеиновых кислот. Расщепление нуклеиновых кислот в
тканях организма. Конечные продукты распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов
у разных видов сельскохозяйственных животных и механизм их образования. Нарушение
обмена пуринов.
Минеральный и водный обмен. Количественное содержание и состояние воды в
тканях. Водный обмен и его регуляция. Содержание минеральных веществ в органах и
тканях. Макро- и микроэлементы, их биологическая роль и обмен. Молекулярные
механизмы регуляции обмена воды и минеральных веществ. Значение макро- и
микроэлементов в животноводстве.
Взаимосвязь
обмена
различных
веществ.
Молекулярные
механизмы,
обеспечивающие единство и взаимосвязь в обмене веществ (общие, промежуточные
продукты при обмене аминокислот, углеводов, жирных кислот, глицерина и др.).
Обратимость реакций при обмене веществ. Ключевые ферменты и молекулярные
механизмы регуляции обмена веществ (регулирование активности ферментов субстратом,
продуктом и метаболитами).
Раздел 3. Функциональная биохимия.
Биохимия крови. Белки, углеводы, липиды и другие органические вещества крови.
Минеральный состав крови. Возрастные и видовые особенности химического состава
крови животных. Диагностическое значение в ветеринарной медицине определения
ферментов в крови.
Биохимия нервной ткани. Химический состав нервной ткани. Белки, углеводы,
липиды нервной системы. Небелковые экстрактивные и минеральные вещества. Связь
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
5
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 6/7
между состоянием нервной ткани и обменом веществ, химизм передачи нервного
импульса.
Биохимия мышечной ткани. Химический состав мышц: белки, углеводы, липиды,
азотистые и безазотистые вещества. Минеральный состав. Биохимия мышечного
сокращения. Биохимические изменения в мышцах при атрофии и дистрофии. Окоченение
мышц. Биохимия мясной продуктивности: влияние генетических факторов, кормления и
содержания.
Биохимия соединительной ткани и кожи. Коллаген. Кератин. Эластин.
Протеогликаны. Глюкозоаминогликаны. Биохимические изменения соединительной ткани
при старении и патологических процессах. Биохимия кожи, химический состав шерсти и
шерстная продуктивность. Факторы повышения шерстной продуктивности.
Биохимия почек и мочи. Особенности обмена веществ в почках. Состав и физикохимические свойства мочи, патологические компоненты мочи - белок, кровь, сахар,
кетоновые (ацетоновые) тела, билирубин, уробилин, порфирины. Химический состав мочи
птиц. Молекулярные механизмы образования мочи.
Биохимия печени. Химический состав печени. Роль печени в белковом, углеводном
и липидном обменах. Обезвреживающее действие печени. Желчь. Роль печени в
пигментном обмене. Роль печени в обмене белков крови.
Биохимия молока и молокообразования. Обмен веществ в молочной железе.
Состав и физико-химические свойства молока и молозива у разных видов животных.
Биосинтез
компонентов
молока
(белки,
жиры,
углеводы).
Биохимия
молочной
продуктивности (влияние генетических факторов, кормления и технологии производств
молока).
Биохимия яйца и яичной продуктивности. Особенности обмена веществ у птиц.
Химический состав яйца. Биосинтез составных частей яйца. Направленное воздействие на
яйценосткость.
Раздел 4. Биохимия патологических процессов животных.
Биохимия алиментарных патологий. Нарушения гомеостаза и патохимия факторов
адаптации при патологических процессах.
Патохимия молекулярных болезней. Патохимия энзимопатий. Патохимия при
дефектах белков неферментной природы.
Биохимия нейроэндокринных патологий.
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
6
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования Московская
государственная академия ветеринарной медицины и
биотехнологии имени К.И.Скрябина
ООП
послевузовского
профессионального
образования
Лист 7/7
Биохимия иммунопатологий.
Биохимия патологий воспалительного, дистрофического и функционального
характера.
Биохимия патологий обмена веществ. Нарушение единства обмена веществ и
энергии. Биохимия голодания животных. Биохимия патологий
углеводного и
гликопротеидного обмена. Биохимия патологий белкового обмена. Биохимия патологий
витаминно-минерального и водного обмена. Микроэлиментозы животных. Биохимия
основных патологий обмена веществ продуктивных животных.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература:
1. Зайцев С.Ю., Конопатов Ю.В. Биохимия животных. Физиологические и
клинические аспекты. М.: Лань, 2005. - 384 с.
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник для студентов
медицинских вузов. - М.: Медицина, 2008. - 704 с.
3. Лисицына А.А., Белоновская О.С., Азарнова Т.О., Зайцев С.Ю. Практикум по
биохимии: Методические указания к практическим занятиям.- М.: ФГБОУ ВПО
МГАВМиБ, 2011, 88с.
4. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В., Биохимия человека. - Т.1-2. - М.:
Бином. Лаборатория знаний, 2009. - 759 с.
5. Биохимия / Под ред. Проф. Северина Е.С. - М.: Гэотар-Медиа, 2005. - 368 с.
6. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия /Пер. с немец. - М: Бином. Лаборатория
знаний, 2009. – 469 с.
б) дополнительная литература:
1. Хазипов Н.З., Аскарова А.Н. Биохимия животных с основами физколлоидной химии.
М.: КолоС, 2010. - 328 с.
2. Джафаров М.Х., Зайцев С.Ю., Максимов В.И. Стероиды. Строение, получение,
свойства и биологическое значение. Применение в медицине и ветеринарии / С-Пб.Лань - 2010- 288с.
3. Зайцев С.Ю. Супрамолекулярные наноразмерные системы на границе раздела фаз:
Концепции и перспективы для бионанотехнологий. М.: ЛЕНАНД, 2010 г., 208 с.
4. Зайцев С.Ю. Методы исследования биохимических мембран (лекция) М.: ФГБОУ
ВПО МГАВМиБ, 2011, 15с.
5. Зайцев С.Ю. Биологические мембраны. Строение и биохимические функции (лекция)
М.: ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2011, 22 с.
6. Малахов А.Г., Белоновская О.С. Витамины (лекция).-М.: ФГБОУ ВПО МГАВМиБ,
2011, 44с.
7. Белоновская О.С., Давыдова Л.И. Структура, функции и метаболизм нуклеопротеинов
(лекция).-М.: ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2011, 88с.
8. Белоновская О.С., Давыдова Л.И. Ферменты (лекция).-М.: ФГБОУ ВПО МГАВМиБ,
2011, 88с.
ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013. Выпуск 1. Экземпляр №1
7