Ксенобиохимия_Практикум (0.2Mб, doc)

Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
Ксенобиохимия
Учебно-методическое пособие для практических занятий
Специальность 020208.65 - Биохимия
Красноярск
СФУ
2012
УДК 577.1
ББК 28.072.534
Составитель: Н.М.Титова
Ксенобиохимия:: Учебно-методическое пособие для практических
занятий /[Текст] / сост. Н.М. Титова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т,
2012. – 12 с.
Учебно-методическое пособие по курсу «Ксенобиохимия» составлено в
соответствии с программой курса и является руководством для практических
занятий.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов
биологических и медико-биологических специальностей университетов.
УДК 577.1
ББК 28.072.534
© Сибирский
федеральный
университет, 2012
2
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Одной из основных организационных форм учебной деятельности
являются практические занятия, которые призваны углублять, расширять,
детализировать знания, полученные на лекции в обобщенной форме, и
содействовать выработке навыков профессиональной деятельности.
Практические занятия развивают научное мышление и речь, позволяют
проверить знания студентов и выступают как средства оперативной обратной
связи.
Практические занятия могут проводиться в различных формах – это
может быть решение задач, обсуждение рефератов, дискуссии, доклады, и
т.д. Часть практических занятий проводится в форме семинаров.
Необходимость проведения традиционных аудиторных семинарских занятий
определяется спецификой преподаваемой дисциплины. План и логика
проведения семинарского занятия определяется преподавателем. Студенты
получают задание не позднее, чем за одну неделю до проведения
семинарского занятия, и занимаются самостоятельной подготовкой к
занятию.
В учебно-методическом пособии для практических занятий по курсу
«Ксенобиохимия» (ОПД.В.1) приведены темы занятий, по каждой теме
приводится список литературы, необходимой для самостоятельной
подготовки. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по
специальности 020208.65 - «Биохимия».
Цель практических занятий по курсу «Ксенобиохимия» –
обсуждение наиболее сложных теоретических вопросов курса, их
методологическая и методическая проработка (формирование у студентов
представлений об основных механизмах биотрансформации ксенобиотиков –
чужеродных для организма веществ, благодаря чему поддерживаются
постоянство внутренней среды и целостность организма).
В задачи практических занятий входит:
• изучение путей поступления ксенобиотиков;
• рассмотрение механизмов биотрансформации ксенобиотиков в
различных органах и тканях;
• рассмотрение способов выведения продуктов метаболизма
ксенобиотиков из организма человека и животных;
• оценка токсических, мутагенных и канцерогенных эффектов
ксенобиотиков и метаболитов их биотрансформации.
Практические занятия способствуют развитию у студента таких
необходимых навыков, как выбор и решение поставленной задачи, сбор и
аналитический анализ опубликованных данных, умение выделять главное и
делать обоснованное заключение.
На практических занятиях студенты выполняют задания (составление
схем метаболизма ксенобиотиков), подробно обсуждают трудно усваиваемые
моменты, выступают с докладами, проводится устный опрос студентов,
тестирование.
3
В результате выполнения практических занятий обучающиеся должны
знать:
классификацию ксенобиотиков и пути их поступления в организм
человека и животных;
основные понятия и термины, используемые в ксенобиохимии;
механизмы преконъюгации ксенобиотиков микросомальной
монооксигеназной системой;
основные механизмы конъюгации метаболитов ксенобиотиков с
веществами, придающими им полярный характер;
роль гликопротеина Р в выведении продуктов биотрансформации
ксенобиотиков из организма человека и животных;
уметь:
ориентироваться
в
механизмах
биотрансформации
ксенобиотиков;
использовать полученные знания при изучении специальных
дисциплин;
систематизировать и классифицировать знания о структуре и
свойствах ксенобиотиков, чужеродных для организма человека и животных
веществ, полученные при изучении учебников, лекций, монографий, других
источников;
владеть навыками:
делового общения;
работы в команде;
работы с компьютером на уровне пользователя, использования
информационных технологий для решения фундаментальных и прикладных
задач в области профессиональной деятельности.
Для
освоения
дисциплины
необходимо
прохождение
общебиологических и химических дисциплин: ботаники, зоологии, анатомии,
неорганической аналитической, органической, физической и коллоидной
химии. Освоение данной программы необходимо для последующего
изучения биохимии, энзимологии, физиологии животных и растений,
генетики,
биотехнологии,
молекулярной
биологии,
экологии,
патофизиологии, биохимических механизмов адаптации, общей и частной
патология.
Знание основных аспектов биотрансформации ксенобиотиков –
необходимая база при подготовке дипломных работ, тематика которых
связана с изучением физиолого-биохимических эффектов ксенобиотиков.
Освоение разделов курса «Ксенобиохимии» также будет способствовать
формированию у студентов целостного естественнонаучного мировоззрения.
4
Общая трудоемкость дисциплины составляет 50 часов. Из них на
теоретическое обучение отводится 30 часов (15 часов – лекции, 15 часов –
практические занятия), на самостоятельную работу – 20 часов (табл. 1).
Таблица 1 – Общая трудоемкость дисциплины и виды учебной работы
Семестр
Всего
часов
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
50
6
50
Аудиторные занятия:
30
30
лекции
15
15
практические (семинарские) занятия
13
13
промежуточный контроль
2
2
20
10
20
10
10
10
зачет
зачет
Самостоятельная работа:
изучение теоретического курса (ТО)
реферат
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
1. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Трудозатраты на самостоятельную
«Ксенобиохимия» приведены в табл. 2.
работу
по
разделам
курса
Таблица 2 - Объем практических занятий в общей трудоемкости разделов
дисциплины
№
п/п
1
2
Лекции
(часы)
Раздел дисциплины
Раздел 1. Ксенобиотики и
механизмы их биотрансформации
Раздел 2. Физиолого-биохимические
эффекты ксенобиотиков
10
Практич.
занятия
(часы)
8
Самост.
работа
(часы)
10
5
5
10
Темы
практических
занятий
по
курсу
«Ксенобиохимия»
сгруппированы по разделам дисциплины и представлены в таблице 3.
5
Таблица 3 – Темы практических занятий
№
п/
п
Разделы
дисциплины
1
Раздел 1.
Ксенобиотики
и механизмы
их
биотрансформа
ции
2
Практические занятия
Тема
Раздел 2.
Физиологобиохимические
эффекты
ксенобиотиков
1.1. Поступление, распределение и
накопление ксенобиотиков в органах и
тканях.
1.2. Монооксигеназная микросомальная
система биотрансформации ксенобиолоков.
1.3 Биотрансформация лекарственных
средств.
2.1. Мембранотропное действие
ксенобиотиков.
2.2. Канцерогенные и мутагенные эффекты
ксенобиотиков
Аудитор
-ные
занятия
(часы)
2
4
2
2
3
Раздел 1. Ксенобиотики и механизмы их биотрансформации.
Занятие 1.1. Поступление, распределение и накопление ксенобиотиков в
органах и тканях.
Вопросы для обсуждения на занятии
1. Основные пути поступления ксенобиотиков в организм человека и
животных.
2. В каких органах и тканях происходит накопление чужеродных для
организма веществ?
3. Классификация ксенобиотиков по химическому строению.
4. Классификация ксенобиотиков по воздействию на организм и
окружающую среду.
5. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, цинк, кадмий, золото, цис-платина,
барий).
Занятие 1.2. Монооксигеназная
биотрансформации ксенобиолоков
микросомальная
система
Вопросы для обсуждения на занятии
1. Цитохром Р450 зависимая монооксигеназная система.
2. Гидролазы, участвующие в I фазе биотрансформации ксенобиотиков.
3. Оксидоредуктазы, участвующие I фазе биотрансформации
ксенобиотиков.
4. Характеристика процессов окислительной биотрансформации
ксенобиотиков.
6
5. Характеристика трансфераз, участвующих
ксенобиотиков и механизмы их действия.
в
детоксикации
Занятие 1.3. Биотрансформация лекарственных средств
Вопросы для обсуждения на занятии
1. Биотрансформация парацетамола.
2. Биотрансформация кофеина.
3. Снижение токсичности при метаболизме лекарств.
4. Биологическое значение индукции и ингибирования метаболизма
лекарств.
Раздел 2. Физиолого-биохимические эффекты ксенобиотиков
Занятие 2.1. Мембранотропное действие ксенобиотиков.
Вопросы для обсуждения на занятии
1. Воздействие ксенобиотиков на белковые компоненты мембран.
2. Перекисное окисление липидов биомембран ксенобиотиками.
3. Механизмы, участвующие в нивелировании токсического действия
ксенобиотиков на мембраны.
4. Характеристика фосфолипаз и глутатионпероксидаз.
Занятие 2.2. Канцерогенные и мутагенные эффекты ксенобиотиков
Вопросы для обсуждения на занятии
1. Классификация канцерогенов.
2. Свойства канцерогенов.
3. Современные представления о механизмах канцерогенеза.
4.
Схема
мностадийного
канцерогенеза,
индуцированного
химическими агентами.
5. Метаболизм и эффекты афлатоксина В1.
6. Характеристика нитрозаминов, содержащихся в табачном дыме.
7. Механизмы воздействия алкилирующих соединений на ДНК.
8. Механизмы репарации ДНК.
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ
В соответствии с планом практического занятия, студент обязан
повторить основные вопросы, рассматриваемы на лекции, проработать
самостоятельно литературу к занятию (литературные источники даны для
каждой темы), выучить необходимые структурные формулы, если это
требуется – составить схему определенного пути метаболизма ксенобиотика,
ознакомиться с механизмами действия ферментов, участвующих в
7
биотрансформации ксенобиотиков. По каждой теме приведены вопросы для
обсуждения на занятии. Программу практического занятия и задание для
студентов можно высылать по электронной почте.
3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Письменные отчеты по практическим занятиям дисциплины
«Ксенобиохимия» не составляются, поскольку на этот вид работы не
предусмотрена трудоемкость в аудиторных занятиях или в самостоятельной
работе. Однако для получения зачета по занятию студенту необходимо
выполнить следующие требования:
принимать участие в обсуждении вопросов практического занятия,
анализировать и дополнять ответы других участников занятия;
подготовить реферат, выступить с докладом и презентационным
материалом;
составить схему метаболического пути детоксикации ксенобиотика;
правильно ответить не менее чем на 75% вопросов контрольного теста
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная литература
1.
Биохимия /Под ред. Е.С. Северина: Учебное пособие для вузов. –
М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – 9 экз.
2.
Биохимия [Текст]: учебник для студентов медицинских вузов :
рекомендовано УМО по медицинскому и фармацевтическому образованию
вузов / Т. Л. Алейникова, Л. В. Авдеева, Л. Е. Андрианова ; под ред. Е. С.
Северин ; Др. - 3-е изд., испр. - Москва : Гэотар-Медиа, 2005. - 779 с. : табл. (XXI век). – 10 экз.
3.
Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия. – М.: Мир, 2004. –
469 с. – 50 экз.
4.
Николаев А.Я. Биологическая химия: учебник для медицинских
вузов: рекомендовано УМО по медицинскому и фармацевтическому
образованию вузов России. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицинское
информационное агентство, 2004. - 565 с. (3 экз.).
Дополнительная литература
5.
Будников Г. К. Диоксины и родственные соединения как
экотоксиканты // Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 26. – С.
38–44.
6.
Гуляева Л.Ф., Райс Р.Х. Биологические эффекты токсических
соединений: Курс лекций. – Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. ун-та,
2005. – 204 с.
7.
Левановский Д. А. Соединения металлов в живой природе //
Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 9. – С. 48–50.
8
8.
Мельников Н. Н., Мельникова Г.М Пестициды в современном
мире // Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 4. – С. 33–37.
9.
Окружающая среда: энциклопедический словарь-справочник:
пер. с нем. – М.: Прогресс, 1993. – 640 с.
10. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. – М.: Просвещение,
1987.
11. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. – М.: Издво МГУ, 1986. – 176 с.
12. Саловарова В.П., Приставка А.А., Берсенева О.А. Введение в
биохимическую экологию. – Иркутск, Изд-во Иркутского гос. ун-та, 2007. –
160 с.
13. Телитченко М.М., Остроумов С.А. Введение в проблемы
биохимической экологии. – М. : Мир, 1982. – 420 с.
14. Успехи биологической химии. Периодическое издание. 19982007.
15. Эйхмер В. Яды в нашей пище. – М. : Мир, 1993. – 188 с.
16. Журналы: Биомедицинская химия, Биохимия, Молекулярная
биология, Успехи современной биологии, Эндокринология.
Электронные ресурсы
1. Nelson D.L., Cox M.M. Leninger Principles of Biochemistry (Fourth
Edition). Электронный ресурс (www.Molbiol.ru).
2. www.virginia.edu.
3. www.molbiol.ru.
4. www. high.stanford.edu.
5. www.wikipedia.org.
6. www. ximuk.ru/encyklopedia
9
Приложение
ГРАФИК
учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине Ксенобиохимия, специальность 020208.65 Биохимия, института ИФБиБТ, 3 курса на 6 семестр
№
п/п
Наименование
дисциплины
Семестр
1
Интеграция
клеточного
метаболизма
6
Число
аудиторных
занятий
Всего
По
видам
Лекции –
15
Практич
30
еские
занятия
– 15
Форма
контрол
я
зачет
Часов на
самостоятельную
работу
Всего
По
видам
ТО - 10
РФ - 10
20
Недели учебного процесса семестра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ТО
ТО
ВР
Ф
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
ТО
СР
Ф
ТО
СР
Ф
ТО
СР
Ф
ТО
СР
Ф
ТО
СР
Ф
ТО
ПК
ПК
ПК
Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РФ – реферат; ВРФ – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата;;
ПК – промежуточный контроль (тестирование).
10
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.
2.
3.
Общие сведения
Содержание практических занятий
Методика выполнения практических занятий
Требования к отчету
Библиографический список
Приложение
11
3
5
7
8
8
10
Учебное издание
Титова Н.М.
Ксенобиохимия: Учебно-методическое пособие для практических
занятий
Редактор И.О. Фамилия
Корректор И.О.Фамилия
Компьютерная верстка: И.О.Фамилия
Подписано в печать (дата) 2011 г. Формат 60х84/16. (А5)
Бумага офсетная. Печать плоская.
Усл. печ. л. (количество страниц/16). Уч.-изд. л.
Тираж 100 экз. Заказ ( )
Редакционно-издательский отдел
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru
http://rio.sfu-kras.ru
Отпечатано Полиграфическим центром
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а
12