Зав. кафедрой, профессором Сторожок Н.М.,
Стр 1 из 20Следующая ⇒
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Доцентами Дарюхиной Е.Н.., Полле Н.Н., Цымбал И.Н., Гуреевой Н.В., преподавателем Медяник Н.П.
Настоящее пособие предназначено для самоподготовки студентов лечебного и педиатрического факультетов по курсу общей и биоорганической химии.
Методическое пособие включает тематические планы лекций и практических занятий, указания для студентов, решение типовых задач. Пособие содержит планы лекций и практических занятий, рейтинг разных видов деятельности студента, списки основной и дополнительной литературы, список реферативных работ.
Утверждено ЦКМС ГБОУ Тюменская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития 25 сентября 2011 г.
Предисловие
Учебно-методическое пособие по курсу общей и бионеорганической химии подготовлено коллективом кафедры с целью методического обеспечения самостоятельной работой студентов.
Содержание руководства включает тематический план лекций и практических занятий, методические указания для студентов, типовые задачи к с решением, список рекомендуемой литературы, справочные материалы, список рефератов.
В методических указаниях приведены теоретические вопросы, которые должны быть изучены студентами при подготовке к занятию. Традиционно при изучении химии наибольшую трудность представляет решение задач. В связи с этим в пособии представлено решение основных типов задач, которые рассматриваются на занятиях
.
В материалах пособия по каждой теме приведены формулы математических уравнений, используемых для решения задач и тесты, самостоятельное выполнение которых позволит определить степень подготовленности студента к занятию. Упражнения, как правило, профилизированы и включают ситуации, с разрешением которых будущий врач может сталкиваться в своей практической деятельности.
В пособие включены прописи лабораторных работ, с содержанием которых студент знакомится при подготовке к занятию. Предварительное ознакомление с химизмом опытов лабораторной работы обеспечит более глубокий, осмысленный подход к выполнению эксперимента, будет способствовать правильной обработке результатов и оформлению выводов. В тексте лабораторной работы имеются контрольные вопросы, ответы на которые должны быть приведены в отчете по лабораторной работе. Ответы на контрольные вопросы, представленные в отчете по лабораторной работе в письменном виде, являются непременным условием защиты отчета и получения зачета по теме.
В течении семестра каждый из студентов самостоятельно изучает дополнительную литературу, готовит реферат по избранной теме и докладывает его на одном из занятий. В пособии приведен примерный перечень рефератов по курсу общей и неорганической химии и список литературы, который необходим для их подготовки. Реферативные работы, как правило, оформляются и наиболее интересные из них участвуют в конкурсе рефератов.
1. Структура и содержание дисциплины (модуля):
1.1 Модуль 1 Основы химической термодинамики и кинетики, свойства растворов, редокс-процессы
1.2 Модуль 2 Биологически активные неорганические соединения (строение, свойства, участие в функционировании живых систем). Физико-химия поверхностных явлений и свойства дисперсных систем
1.3 Модуль 3 Низкомолекулярные биорегуляторы и биологически активные высокомолекулярные соединения (строение, свойства, участие в функционировании живых систем)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы 108 час.
Вид учебной работы
Всего часов
План лекций
| № п/п | Содержание лекции | часы |
| 1 | Введение в предмет. Элементы химическо термодинамики. 1 и 2 закон термодинамики. Химическое равновесие. Термодинамика растворения. | + |
| 2 | Роль воды в жизнедеятельности организма. Теория растворов сильных и слабых электролитов. Коллигативные свойства разбавленных растворов. Закон Рауля и следствия из него. Осмос. | + |
| 3 | Протолитические реакции. Гидролиз солей. Амфолиты Буферные системы организма. | + |
| 4 | Основы химической кинетики | + |
| 5 | Лигандообменные процессы. Строение металлоферментов, биокомплексных соединений. Металло-лигандный гомеостаз. | + |
| 6 | Биогенные элементы. Химия биогенных элементов s-блока | + |
| 7 | Химия биогенных элементов d-блока | + |
| 8 | Химия биогенных элементов р-блока | + |
| 9 | Физико-химия поверхностных явлений в функционировании живых систем | + |
| 10 | Физико-химия дисперсных систем в функционировании живых организмов | + |
| 11 | Поли и гетерофункциональность. Полифункциональные соединения (многоатомные спирты и фенолы, полиамины, двухосновные карбоновые кислоты). Циклизация и хелатообразование. | |
| 12 | Гетерофункциональность (аминоспирты, аминокислоты, углеводы). Особенности проявления кислотно- основных свойств (амфолиты). Основы стереоизомерии гетерофункциональных соединений.Оптическая активность. | |
| 13 | . Биологически важные ароматические и гетероциклические соединения. | + |
| 14 | Биополимеры. Пептиды и белки. Свойства растворов ВМС. | + |
| 15 | Углеводы. Монозы, полиозы | |
| 16 | Нуклеиновые кислоты | + |
| 17 | Липиды |
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ ХИМИИ
| № п/п | Название темы | Содержание темы | |
| 1 | Введение в предмет. Элементы химической термодинамики. I и II закон термодинамики. Химическое равновесие. Термодинамика растворения | Предмет и методы химической термодинамики. Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики. Основные понятия термодинамики. Интенсивные и экстенсивные параметры. Функция состояния. Внутренняя энергия. Работа и теплота – две формы передачи энергии. Типы термодинамических систем (изолированные, закрытые, открытые). Типы термодинамических процессов (изотермические, изобарные, изохорные). Стандартное состояние. I начало термодинамики. Энтальпия. Стандартная энтальпия образования и сгорания вещества. Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Применение 1 начала термодинамики к биосистемам. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой системах. Роль энтальпийного и энтропийного факторв. Термодинамические условия равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования и биологического окисления веществ. Стандартная энергия Гиббса реакции. Примеры экзергонических и эндергонических процессов. Принцип энергетического сопряжения. Обратимые и необратимые реакции. Термодинамические условия равновесия в изолированных и закрытых системах. Константа химического равновесия. Общая константа последователбно и параллельно протекающих процессов. Уравнение изотермы и изобары химической реакции. Прогнозирование смещения химического равновесия. Понятие о гомеостазе и стационарном состоянии живого организма. | |
| 2 | Роль воды в жизнедеятельности организма. Теория растворов сильных и слабых электролитов. Коллигативные свойства разбавленных растворов. Заког Рауля и следствия из него. Осмос. | Роль воды и растворов в жизнедеятельности. Физико-химические свойства воды. Автопротолиз воды. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и электролитов. Закон Рауля и следствия из него: понижение температуры замерзания, повышение температуры кипения раствора, осмос. Омотическое давление: закон Вант-Гоффа. Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов. Понятие о изоосмии. Роль осмоса в биологических системах. Плазмолиз, гемолиз. | |
| 3 | Протолитические реакции. Гидролиз солей. Амфолиты. Буферные системы организма. | Ионизация слабых кислот и оснований. Константа кислотности и основности. Связь между константой кислотности и константой основности в сопряжённой протолитической паре. Общая константа совмещённого протолитического равновесия. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Амфолиты. Изоэлектрическая точка. Буферное действие – основной механизм протолитического гомеостаза организма. Механизм действия буферных систем. Зона буферного действия и буферная ёмкость. Расчёт рН протолитических систем. Буферные системы крови: гидрокарбонатная, фосфатная, гемоглобиновая, протеиновая. Понятие о кислотно-основном состоянии организма. Применение реакций нейтрализации в фармакотерапии: лекарственные средства с кислотными и основными свойствами (гидрокарбонат натрия, оксид и пероксид магния, трисамин). | |
| 4 | Основы химической кинетики | Химическая кинетика. Скорость реакции (средняя скорость реакции в интервале, истинная скорость). Классификация реакции: гомогенные, гетерогенные и микрогетерогенные; реакции простые и сложные (параллельные, последовательные, сопряжённые, цепные). Молекулярность элементарного акта реакции. Порядок реакции. Период полупревращения. Зависимость скорости от концентрации. Кинетические уравнения реакций первого, второго и нулевого порядков. Экспериментальные методы определения скорости и константы скорости реакций. Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Понятие о теории активных соударений. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Роль стерического фактора. Понятие о теории переходного состояния. Гомо- и гетерогенный катализ. Особенности каталитической активности ферментов. Уравнение Михаэлиса-Ментен и его анализ. | |
| 5 | Лигандообменные процессы. Строение металлоферментов, биокомплексных соединений. Метало-лигандный гомеостаз | Комплексные соединения. Классификация комплексов по заряду и природе лигандов. Номенклатура комплексных соединений. Инертные и лабильные комплексы. Ионные равновесия в растворах комплексных соединений. Константы нестойкости комплексного иона. Представления о строении металлоферментов и других биокомплексных соединений (гемоглобин, цитохромы, кобаламины). Метало-лигандный гомеостаз и причины его нарушения. Механизм токсического действия тяжёлых металлов и мышьяка. Термодинамические принципы хелатотерапии. Механизм цитотоксического действия соединений платины. | |
| 6 | Химия биогенных элементов. Элементы S-блока | Понятие о биогенности химических элементов. Макро- и микроэлементы. Биосфера. Круговорот биогенных элементов. Кумулирование биогенных элементов живыми системами. Классификация элементов по их функциональной роли в организме. Электронные структуры атомов и катионов. Сравнение свойств ионов элементов IA и IIА групп . Химическое сходство и биологический антагонизм (натрий-калий, магний-кальций). Биологическая роль натрия, калия, кальция, магния. Реакции, лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани гидроксидфосфата кальция. Явление изоморфизма: замещение в гидроксидфосфате кальция гидроксидионов на ионы фтора, ионов кальция на ионы стронция. Применение соединений элементов IA и IIА групп как лекарственных средств. | |
| 7 | Химия биогенных элементов d-блока | Электронные структуры атомов и катионов. Наиболее важные биогенные элементы d-блока - биометаллы: хром-медь, молибден. Окислительно- восстановительные свойства: устойчивость d-элементов в различных степенях окисления, диспропорционирование промежуточных степеней окисления элементов d-блока. Степени окисления d-элементов, устойчивые в условиях организма. Краткая сравнительная характеристика и медико-биологическое значение соединений железа, молибдена, вольфрама, кобальта, никеля, меди, серебра, цинка, ртути. Экологические аспекты токсического действия солей ртути, кадмия. | |
| 8 | Химия биогенных элементов p-блока | Электронные структуры атомов и ионов, закономерности в проявлении устойчивых степеней окисления. Особенности реакций комплексообразования. Протолитические свойства соединений р-блока. Неорганические соединения углерода (СО2, СО), азота (азид-ион, оксонитрид азота, азотистая кислота и нитриты. Фосфор - фосфаты, полифосфаты. Кислород: свойства озона, активные формы кислорода (пероксид водорода, синглетный кислород, гидроксильный, супероксидный анион-радикалы). Сера (тиосульфат натрия, сульфиды, дисульфиды). Хлор: кислородсодержащие соединения хлора, диоксин. | |
| 9 | Физико-химия поверхностных явлений | Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Адсорбция. Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные и поверхностно- неактивные вещества. Биологически-важные ПАВ (мыла, детергенты, желчные кислоты). Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе). Изотерма адсорбции. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран. Мицелообразование в растворах ПАВ. Определение критической концентрации мицелообразования. Липосомы. Адсорбционные равновесия на неподвижных границах раздела фаз. Физическая адсорбция и хемосорбция. Адсорбция газов на твёрдых телах. Адсорбция из растворов. Уравнение Лэнгмюра. Зависимость величины адсорбции от различных факторов. Правило выравнивания полярностей. Избирательная адсорбция. Значение адсорбционных процессов для жизнедеятельности. Физико-химические основы адсорбционной терапии, гемосорбции, применение в медицине ионитов. | |
| 10 | Физико-химия дисперсных систем в функционировании живых организмов | Классификация дисперсных систем (по степени дисперсности, по агрегатному состоянию, по силе межмолекулярного взаимодействия). Получение и свойства (суспензий, эмульсий и коллоидных растворов). Диализ, электродиализ, ультрафильтрация. Искусственная почка Молекулярно-кинетические свойства коллоидно дисперсных систем. Оптические свойства: рассеивание света (закон Рэлея). Электрокинетические свойства: электрофорез и электроосмос: потенциал течения и потенциал седиментации. Строение двойного электрического слоя. Электрокинетический потенциал и его зависимость от различных факторов. Коллоидные ПАВ. Устойчивость дисперсных систем (седиментационная, агрегативная и конденсационная). Коагуляция. Порог коагуляции и его определение. Правило Шульце-Гарди, явление привыкания. Коллоидная защита и пептизация. | |
| 11 | Полифункциональные соединения (многоатомные спирты и фенолы, полиамины, двухосновные карбоновые кислоты) Циклизация и хелатообразование | Поли- и гетерофункциональность - признак соединений, участвующих в обеспечении жизнедеятельности. Особенности проявления кислотно- основных свойств (амфолиты). Циклизация и хелатообразование. Взаимосвязь относительного взаимного расположения и взаимного влияния разных характеристических групп. Многоатомные спирты: этиленгликоль, глицерин, инозит. Образование хелатов. Двухатомные фенолы: гидрохинон, резорцин, пирокатехин. Окисление двухатомных фенолов. Система гидрохинон-хинон. Фенолы как антиоксиданты. Полиамины: кадаверин, путресцеин. Двухосновные карбоновые килоты: щавелевая, малоновая, глутаровая, фумаровая. Превращение янтарной кислоты в фумаровую как пример биологической реакции дегидрирования. Образование лимонной кислоты в результате альдольного присоединения. Представление о строении b-лактамных антибиотиков. Альдегидо- и кетонокислоты: глиоксиловая, пировиноградная, ацето-, щавелевоуксусная, a-оксоглутаровая. Реакции декарбоксилирования b-кетонокислот и окислительного декарбоксилирования a-кетонокислот. Кето-енольная таутомерия. | |
| 12 | Гетерофункциональность (аминоспирты, аминокислоты, углеводы). | Аминоспирты: этаноламин, холин, ацетилхолин. Аминофенолы: дофамин, норадреналин, адреналин. Понятие о биологической роли этих соединений. и их производных. Гидрокси- и аминокислоты. Особенности проявления кислотно-основных свойств (амфолиты). Основы стереоизомерии гетерофункциональных соединений Реакции циклизации. Лактоны, лактамы, их гидролиз. Реакции элиминирования b-гидрокси и b-аминокислот. | |
| 13 | Биологически важные ароматические и гетероциклические соединени | Делокализация электронов как фактор повышения стабильности молекул, ее распространенность в биологически важных соединениях (каротиноиды, гем, ароматические и гетероциклические соединения) | |
| 14 | Биополимеры. Пептиды и белки. Свойства растворов ВМС | Важнейшие a-аминокислоты, входящие в состав белков. Строение. Номенклатура. Классификация по химической природе радикала и содержащихся в нем заместителей; по кислотно- основным свойствам. Стереоизомерия. Кислотно-основные свойства. Биполярная структура. Биосинтетические пути образования a-аминокислот. Химические свойства a-аминокислот как гетерофункциональных соединений. Биологически важные реакции аминокислот: дезаминирование, гидроксилирование. Пептиды. Номенклатура. Первичная структура белков. Частичный и полный гидролиз. Понятие о сложных белках. Гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды | |
| 15 | Углеводы. Монозы, полиозы | Моносахариды, Классификация. Стереоизомерия: D- и L-стереохимические ряды. Открытые и циклические формы. Формулы Фишера и формулы Хеуорса. Фуранозы и пиранозы; a- и b-аномеры. Цикло-оксотаутомерия. Конформация пиранозных форм моносахаридов. Строение наиболее важных пентоз (рибоза, ксилоза); гексоз (глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза); дезоксисахаров (2-дезоксирибоза); аминосахаров (глюкозамин, маннозамин, галактозамин). Нуклеофильное замещение у аномерного центра в циклических формах. O- и N-гликозиды. Гидролиз гликозидов. Окисление моноз. Восстановительные свойства альдозАскорбиновая кислота. Восстановление моноз (ксилит, сорбит, маннит). Образование нейраминовой кислоты. Дисахариды: мальтоза, целлобиоза, лактоза, сахароза. Строение. Цикло- оксо-таутомерия. Восстановительные свойства. Полисахариды. Крахмал, гликоген, декстран, целлюлоза. | 2 |
| 16 | Нуклеиновые кислоты | Пиримидиновые и пуриновые основания. Ароматические свойства. Лактим-лактамная таутомерия. Реакции дезаминирования. Комплементарность нуклеиновых оснований. Водородная связь в комплементарных парах. Нуклеозиды. Гидролиз нуклеозидов. Нуклеотиды. Строение мононуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты. Гидролиз нуклеотидов. Первичная структура нуклеиновых кислот. Фосфодиэфирная связь. Рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты. Нуклеотидный состав РНК и ДНК. Гидролиз нуклеиновых кислот. Понятие о вторичной структуре ДНК. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры. Лекарственные средства на основе модифицированных нуклеиновых оснований (фторурацил, меркаптопурин). Изменение структуры нуклеиновых кислот под действием химических веществ (многоядерных углеводоодов, формальдегида, азотистой кислоты). | |
| 17 | Липиды | Омыляемые липиды. Нейтральные липиды. Классификация. Природные высшие жирные кислоты. Липиды "омега-3" и "омега-6" рядов. Биологическая роль. Химические свойства. Пероксидное окисления фрагментов жирных кислот в клеточных мембранах. Фосфолипиды. Классификация. Фосфатидные кислоты. Фосфолипиды как компоненты биологических мембран. Физико-химические свойства фосфолипидов. Образование мицелл. Мицеллы - как форма прицельной доставки лекарственных средств. Фосфолипиды - основа лекарственных и парафармацевтических препаратов. Неомыляемые липиды. Токоферол, изопреноиды, убихинон, филлохинон. Системы ферментативной и неферментативной защиты липидов от окисления. |
Тематический план лабораторных и практических занятий
| № п/п | Название темы лабораторного или практического занятия | Часы | ||
Дата: 2019-02-02, просмотров: 238. 
Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
| ||||