Материал: химия биополимеров часть 3

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

ХИМИЯ БИОПОЛИМЕРОВ

Часть 3. Биополимеры и их структурные компоненты

Учебное пособие для студентов I курса специальности

32.05.01 Медико-профилактическое дело

Омск – 2016

УДК 54(076)

ББК 24я73

Р 84

Степанова И.П., Ганзина И.В., Атавина О.В., Мендубаева З.А., Мугак В.В., Постнова Т.В. Химия биополимеров. Часть 3. Биополимеры и их структурные компоненты : Учебное пособие для студентов I курса специальности: 32.05.01 Медико-профилактическое дело. – Омск: Изд-во ОмГМУ, 2016. – 146 с.

Авторы: И.П. Степанова, И.В. Ганзина, О.В. Атавина, З.А. Мендубаева, В.В. Мугак, Т.В. Постнова

Рецензенты:

Доктор медицинских наук, профессор В.Д. Конвай – профессор кафедры естественнонаучных дисциплин ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина.

Кандидат химических наук, доцент М.А. Воронцова – доцент кафедры органической химии ФГБОУ ВПО ОмГУ им. Ф.М. Достоевского.

ISBN

Учебное пособие для подготовки к занятиям дисциплины «Химия биополимеров. Часть 3. Биополимеры и их структурные компоненты» включает содержание разделов дисциплины и перечень контролируемых учебных элементов; инструкцию по охране труда и технике безопасности для студентов при работе в лабораториях кафедры химии. Пособие содержит методические материалы, включающие цель, план и содержание занятия; типовые обучающие задачи, тестовые задания, вопросы для подготовки к занятиям, контрольные задания к каждой теме. Для подготовки к зачету по дисциплине «Химия биополимеров» представлен кодификатор элементов содержания зачетной работы, ее характеристика, пример зачетной работы, инструкция по ее выполнению и критерии оценивания.

Учебное пособие предназначено для студентов 1-ого курса ОмГМУ специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело.

И.П. Степанова, И.В. Ганзина, О.В. Атавина, З.А. Мендубаева, В.В. Мугак, Т.В. Постнова

ГБОУ ВПО «ОмГМУ Росздрава», 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

Учебное пособие дисциплины «Химия биополимеров. Часть 3. Биополимеры и их структурные компоненты» рекомендовано студентам 1-ого курса специальности 32.05.01 Медико-профилактическое дело Омского государственного медицинского университета в качестве пособия для самостоятельной подготовки к лабораторным занятиям, контрольным работам и зачету по дисциплине «Химия биополимеров». Содержание учебного пособия соответствует рабочей программе, составленной на основе Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Пособие, также как и рабочая программа, составлено по модульному принципу и является необходимой составной частью учебно-методического комплекса по химии.

Учебное пособие включает следующие разделы:

- тему и содержание занятий;

- типовые задания с анализом их решения;

- контрольные вопросы и задания;

- инструкцию по технике безопасности при работе в химической лаборатории;

- характеристику зачетной работы и инструкцию по ее выполнению.

Структура занятий включает по каждой теме теоретическое введение, типовые задания с анализом их решения, контрольные вопросы, ориентирующие студента при самостоятельной работе с литературой, ситуационные задачи, носящие практикоориентированный характер, список литературы.

Содержание всех компонентов структуры пособия позволит студентам-первокурсникам закрепить пройденный программный материал и будет способствовать его более глубокому и прочному усвоению, что очень важно для будущего врача, поскольку химия входит в число наук, составляющих фундамент современной медицины.

Медико-биологическая направленность предлагаемых заданий значительно расширит представления студентов-первокурсников о тесной связи химии и медицины, а также роли химии и ее методов в прогнозировании, диагностике и выявлении молекулярных механизмов возникновения различных заболеваний. Это открывает большие возможности для использования более эффективных средств их профилактики и лечения.

Обучение по дисциплине «Химия биополимеров» складывается из аудиторных занятий (44 часа), включающих лекционный курс (12 часов) и лабораторные занятия, и самостоятельной работы (28 часов). В соответствии с требованиями ФГОС ВПО в учебном процессе широко используются активные и интерактивные формы проведения занятий.

Лекционный материал подается в форме электронных презентаций, проблемных лекций, лекции-визуализации. Основное учебное время выделяется на лабораторные практикумы по закреплению знаний и получение практических навыков. Занятия проводятся в виде семинаров, лабораторных работ с использованием наглядных пособий, решением ситуационных задач, тестовых заданий.

Для организации самостоятельной работы студентов используются технологии направляющего текста, проблемного обучения, дидактических задач, обеспечивающие дифференцированный подход к обучаемым и возможность организовывать индивидуальную и групповую работу. Работа с учебной литературой рассматривается как вид учебной работы по дисциплине и выполняется в пределах часов, отводимых на её изучение. Каждый обучающийся обеспечен доступом к библиотечным фондам Университета и кафедры.

При подготовке к занятию студенты самостоятельно изучают учебную литературу, оформляют домашние задания и рефераты и представляют доклады на конференцию. Самостоятельная работа способствует формированию активной жизненной позиции поведения, аккуратности, дисциплинированности.

Исходный уровень знаний студентов определяется тестированием, проверкой выполнения домашнего задания, текущий контроль усвоения предмета определяется устным опросом в ходе занятий, ответами на тестовые задания и контрольные вопросы.

Изучение дисциплины завершается сдачей зачета. Для подготовки к зачету представлен кодификатор зачетной работы по дисциплине «Химия биополимеров», характеристика и пример зачетного билета, инструкция по его выполнению.

1. Тематические разделы дисциплины «химия биополимеров»

1.1 Углеводы. Моносахариды и их производные

К углеводам относятся гетерофункциональные соединения полигидроксикарбонильного ряда и их производные.

Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и соответственно составляют 80% и 2% от массы сухого остатка.

В растениях углеводы образуются из оксида углерода (IV) и воды в процессе фотосинтеза, осуществляемого с участием хлорофилла за счет солнечной энергии. Животные организмы не способны синтезировать углеводы, а получают их с пищей растительного происхождения и используют в значительной степени для выработки энергии для жизнедеятельности путем окисления.

Биологические функции углеводов

1. Энергетическая. Углеводы – главный вид клеточного топлива. При сгорании 1 моль глюкозы выделяется 3060 Дж энергии, которая расходуется в эндотермических биологических процессах, превращаясь в тепло и частично аккумулируясь в АТФ.

2. Пластическая. Углеводы являются обязательным компонентом внутриклеточных структур и мембран растительного и животного происхождения. Основную субстанцию межклеточного матрикса соединительной ткани составляет протеогликаны – высокомолекулярные углеводнобелковые компоненты.

3. Синтетическая. Углеводы участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, входят в состав коферментов, гликолипидов, гликопептидов, гликопротеинов.

4. Защитная. Углеводы участвуют в поддержании иммунитета организма. Например, тиреотропный гормон, являясь гликопротеином, контролирует функцию и развитие щитовидной железы.

5. Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в проведении нервных импульсов, образовании антител, обеспечении специфичности группы крови.

6. Регуляторная – растительная пища содержит полисахарид - клетчатку, которая улучшает работу кишечника и повышает секрецию в желудке.

Необходимо оптимальное обеспечение организма углеводами: в среднем – 450 г в сутки.

Классификация углеводов

По способности к гидролизу углеводы делятся на два класса:

простые – не подвергаются гидролизу;

сложные – гидролизуются с образованием простых углеводов.

Простые делятся на:

моносахариды;

производные моносахаридов.

Сложные на:

олигосахариды;

полисахариды.

Полисахариды, в свою очередь, подразделяются на:

гомополисахариды;

гетерополисахариды.

Олигосахариды содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, а полисахариды – несколько десятков тысяч. И те, и другие являются продуктами поликонденсации моносахаридов.

Моносахариды

Моносахариды относятся к полигидроксикарбонильным соединениям. Химический состав моносахаридов выражается общей формулой С_nH_2nO_n.

Классификация:

I. По виду функциональной группы моносахариды делятся на:

альдозы – полигидроксиальдегиды;

кетозы – полигидроксикетоны.

II. По числу атомов углерода в цепи различают:

триозы;

тетрозы;

пентозы;

гексозы.

Биологически важные альдогексозы Глюкоза (виноградный сахар):