 | Кафедра біомедичної інженерії |
[BF22] Біохімія. Частина 1. Біоорганічна хімія
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 16 - Хімічна та біоінженерія |
| Спеціальність | 163 - Біомедична інженерія |
| Освітня програма | 163Б МІ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 28920)163Б РБІ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 32311)163Б МІ+ - Медична інженерія (ЄДЕБО id: 58753)163Б РБІ+ - Регенеративна та біофармацевтична інженерія (ЄДЕБО id: 58754) |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма здобуття вищої освіти | Очна |
| Рік підготовки, семестр | 1 курс, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кред. (Лекц. 36 год, Практ. 36 год, Лаб. 0 год, СРС. 52 год ) |
| Семестровий контроль/контрольні заходи | Залік |
| Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська / Англійська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Калашнікова Л. Є., Практ.: Калашнікова Л. Є., СРС.: Калашнікова Л. Є. |
| Розміщення курсу | https://do.ipo.kpi.ua |
Програма навчальної дисципліни
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
1.Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчення та результати навчання
Навчальна дисципліна «Біохімія» належить до циклу нормативних дисциплін і формує системні знання про зв'язок структури і закономірностей функціонування основних біологічно важливих класів органічних сполук і біополімерів, формує розуміння основних хімічних і біохімічних процесів, що протікають в живому організмі на молекулярному рівні.
Основні завдання вивчення дисципліни полягають у отримання студентами знань про основи хімічної будови біологічних молекул, в тому числі і біополімерів та сукупності біохімічних процесів у організмі.
Навчальна дисципліна «Біохімія. Частина1. Біоорганічна хімія» вивчає зв'язок структури і закономірностей функціонування основних біологічно важливих класів органічних сполук і біополімерів, для розуміння основних хімічних і біохімічних процесів, що протікають в живому організмі на молекулярному рівні.
2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Інтегральна компетентність (ОП введено в дію Наказом ректор НОН/165/2023 від 17.05.2023 р.):
ІК - Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.
Спеціальні (фахові) компетентності (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/165/2023 від 17.05.2023 р.):
ФК 5 - Здатність застосовувати фізичні, хімічні, біологічні та математичні методи в аналізі, моделюванні функціонування живих організмів та біотехнічних систем.
ФК 8 - Здатність проводити дослідження та спостереження щодо взаємодії біологічних,
природних та штучних систем (протези, штучні органи та ін.).
Програмними результатами навчання після вивчення дисципліни «Біохімія» є (ОП введено в дію Наказом ректора НОН/165/2023 від 17.05.2023 р.):
ПРН 1 Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.
ПРН 9 Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та застосування штучних біологічних і біотехнічних об’єктів та матеріалів медичного призначення.
ПРН 17 Застосовувати знання з хімії та біоінженерії для створення, синтезу та
застосування штучних біотехнічних та біологічних об’єктів.
ПРН 18 Розуміння фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини.
1.Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Навчальна дисципліна «Біохімія» належить до циклу професійної підготовки та має міждисциплінарний характер. За структурно-логічною схемою програми підготовки фахівця дисципліна «Біохімія» тісно пов’язана з іншими дисциплінами професійної підготовки: Матеріалознавство та конструкційні матеріали, Кількісна фізіологія, Біоматеріали та біосумісність. Їй безпосередньо передує дисципліни базової шкільної підготовки.
3. Зміст навчальної дисципліни
Основні розділи та теми, що розглядатимуться в процесі вивчення курсу:
1.Зміст навчальної дисципліни
Основні розділи та теми, що розглядатимуться в процесі вивчення курсу:
Розділ 1. Теоретичні основи біоорганічної хімії
Тема 1.1. Основи будови органічних сполук.
Предмет і завдання біоорганічної хімії. Основні положення Теорія будови органічних сполук О.О. Бутлерова. Класифікація органічних сполук за будовою карбонового ланцюга. Класифікація органічних сполук а функціональною групою. Номенклатура органічних сполук.
Тема 1.2. Поняття ізомерії. Класифікація ізомерії. Класифікація ізомерії за структурними особливостями. Визначення стереоізомерії. Поняття конформації та конфігурації. Оптичні ізомери їх значення у природі.
Тема 1.3. Електронна будова вуглецю. Типи гібридизації атома карбону. Види хімічного зв'язку та їх характеристики. Електронні ефекти у молекулах органічних сполук. Взаємний вплив атомів у молекулах органічних речовин.
Тема 1.4. Загальні закономірності реакційної здатності біоорганічних сполук. Поняття про механізм органічної реакції. Класифікація органічних реакцій. Механізм ланцюгових реакцій.
Тема 1.5. Поняття про основність і кислотність органічних речовин . Теорія органічних кислот і основ Бернстеда-Лоурі. Основні положення теорії Льюїса. Принцип Пірсона і його значення в розвитку органічної хімії
Розділ 2 Будова, властивості та функції біологічно важливих класів біоорганічних сполук.
Тема 2.1. Структура, властивості та медико-біологічне значення аліфатичних і циклічних сполук Особливості структури. Особливості будови ковалентного зв'язку насичених і ненасичених вуглеводнів. Порівняльна характеристика хімічних властивостей циклічних вуглеводнів. Застосування ациклічних вуглеводнів в медицині.
Тема 2.2.Класифікація, будова та значення біологічно важливих гетероциклічних сполук. Класифікація циклічних сполук за типом гетероатома, за кількістю колець, за розміром кільця. Номенклатура гетероциклічних сполук: тривіальна, міжнародна. Принципи побудови міжнародної назви. Реакційна здатність гетероциклічних сполук. Поширення гетероциклічних сполук у природі та застосування у медицині Представники гетероциклічних сполук ряду фурану, тіофену, піролу.
Тема 2.3. Будова, класифікація, реакційна здатність та біологічне значення гетерофункціональних сполук. Класифікація гетерофункціональних сполук за будовою молекули, типом функціональних груп та за кількістю функціональних груп. Номенклатура гетерофункціональних сполук. Особливості реакційної здатності. Поширення у природі і значення для медицини.
Тема 2.4.Класифікація, будова та властивості ароматичних вуглеводнів. Найважливіші біологічно активні представники. Реакційна здатність аренів. Номенклатура аренів. Особливості реакційної здатності. Поширення у природі і значення для медицини.
Тема 2.5.Структура, властивості та біологічне значення карбонільних сполук. Особливості будови ковалентного зв'язку насичених і ненасичених вуглеводнів. Порівняльна характеристика хімічних властивостей ациклічних вуглеводнів. застосування ациклічних вуглеводнів в медицині.
Тема 2.6.Біорегулятори природного походження . Вітаміни жиро-і і водорозчинні, алкалоїди і терпени. Будова, класифікація, реакційна здатність та біологічне значення
Розділ 3. Біополімери та біорегулятори природного походження. Їх структура та медико-біологічне значення.
Тема 3.1. Ліпіди і низькомолекулярні біорегулятори ліпідного походження. Будова ліпідів. Класифікація ліпідів. Хімічні властивості ліпідів. Омилювані ліпіди – представники та їх значення в медицині і у природі. Неомилювані ліпіди. Класифікація та їх медико-біологічне значення.
Тема 3.2 Біорегулятори природного походження. Вуглеводи. Будова та хімічні властивості. Класифікація вуглеводів. Оптична ізомерія моносахаридів. Просторова будова моносахаридів. Глікозидний зв'язок. Біологічно важливі олігосахариди. Класифікація гетерополісахаридів. Будова та функції гетерополісахаридів.
Тема 3.3. Будова пептидів та білків. Мономери білків. Класифікація пептидів. Будова білків. Первинний, вторинний , третинний та четвертинний рівні будови білків. Значення білків у природі
Тема 3.4 Ферменти як біокаталізатори. Будова і класифікація ферментів. Головні властивості ферментів. Теоретичні механізми роботи ферментів.
Тема 3.5 Нуклеїнові кислоти. Будова і функції ДНК. Будова нуклеотиду. Поняття комплементарності. Рівні організації структури ДНК. Типи ДНК у природі. Особливості будови РНК. Типи РНК та їх функції
Тема 3.6. Загальна характеристика і класифікація методів лабораторного дослідження біоорганічних речовин.
4. Навчальні матеріали та ресурси
Базова література:
- Біологічна хімія. Навчально-методичний посібник для студентів фармацевтичного факультету: ас. Білецька Л.П., ас. Гринчишин Н.М., доц. Кобилінська Л. І.,
ас. Лозинська І.І., ас. Мазур О.Є., проф. Скляров О.Я., доц. Федевич Ю.М.,
проф. Фоменко І.С., доц. Хаврона О.П., 2019. – 126 с., доступ: https://new.meduniv.lviv.ua/uploads/repository/kaf/kaf_biochemistry/01.%D0%9D%D0%B0%D0%B2%D1%87%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE_%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%B0%D1%86%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%B0_%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0/Ukrainian%20students/Pharmaceutical%20faculty/Posibnyk%20p.%201.pdf - Вовянко С.І., Калашнікова Л.Є. «Біохімія» Методичні рекомендації для самостійної роботи студентів для студентів спеціальності 163 – «Біомедична інженерія» / КПІ ім. Ігоря Сікорського. – 2021. – 63 с. https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=2946
- Миронович Л. М. Медична хімія : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / Л.М. Миронович, О.О. Мардашко. – Київ : Каравела, 2018 – 162 с. http://elib.umsa.edu.ua/bitstream/umsa/5155/1/Metod_Vkazivky_Medychna_Chimiya_Med.pdf
- Поліфункціональні, гетерофункціональні та гетероциклічні біологічно активні сполуки: Навчальний посібник по біоорганічній та біологічній хімії для студентів медичних, стоматологічних та медико-психологічних факультетів вищих медичних навчальних закладів / О.В. Смірнова, Н.В. Заічко, А.В. Мельник – Вінниця: ВНМУ ім. М.І. Пирогова, 2016. – 100 с., доступ: https://dspace.vnmu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/3132/Посібник-Смірнова%20_гетеро_%20-%203.02.2015.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Сирова Г.О. та ін. Основи біоорганічної хімії (навчальний посібник) / Г. О. Сирова, В. М. Петюніна, В. О. Макаров, Л. В. Лук’янова. – Харків: ХНМУ. – 2018. – 238 с. http://repo.knmu.edu.ua/bitstream/123456789/19103/1/основы_биоорг_химии%202018%20укр..pdf
- Біологічна і біоорганічна хімія : у 2 кн. : підручник. Кн. 2. Біологічна хімія / Ю.І. Губський, І.В. Ніженковська, М.М.Корда та ін. ; за ред. Ю.І. Губського, І.В. Ніженковської. – 3-є вид. – К.: ВСВ «Медицина», 2021. – 544 с., доступ: https://opac.kpi.ua/F/IMXYQDBTRBQYQ35I2FRI53A4V8X94JUA5U826IP765B9S2CMMR-16257?func=full-set-set&set_number=000077&set_entry=000001&format=999
Додаткова література:
- Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736 с. https://www.twirpx.com/file/287594/
- Ластухін Ю.О Воронков С.А. Органічна хімія. – Львів: “Центр Європи”, 2006. – 432 с. https://kingmed.info/media/book/1/291.pdf
- Скоробогатова З.М., Турсунова Ю.Д. и др. Біохімія в рисунках і схемах. Навчально-наочний посібник для студентів фармацевтичного факультету. — Донецьк:
ДонНМУ ім. М. Горького, 2010. — 225 с. // https://ua1lib.org/book/3255393/3af126?id=3255393&secret=3af126 - Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир – 2000. – 463 с. https://opac.kpi.ua/F/19Q7RN927QKNT7UKG6MCMQAJF3T9GQB44AS58L3JQNMA2HRJM5-81212?func=full-set-set&set_number=005648&set_entry=000009&format=999
- Кольман Я. Наглядная биохимия [Электронный ресурс] / Я. Кольман,К.-Г. Рём ; пер. с англ. Т. П. Мосоловой. — 6-е изд. (эл.). —Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 514 с.). — М. : Лаборатория знаний, 2019. // https://obuchalka.org/20210714134214/naglyadnaya-biohimiya-kolman-ya-2019.html
- Koolman J, Roehm K.-H. Color Atlas of Biochemistry Second edition, revised and enlarged Thieme Stuttgart · New York, 2005. – 476 p.
- Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 8th Edition. — Macmillan Learning, 2021. — 4381 p. — ISBN 978-1319228002// https://www.twirpx.com/file/3568598/
- SharonWalker, DavidMcMahon. Biochemistry Demystified, 2008 by The McGraw-Hill Companies – 385 p.
Навчальний контент
5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
1.Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
|
№ з/п |
Тема |
Програмні результати навчання |
Основні завдання |
|
||||
|
Контрольний захід |
Термін виконання |
|
||||||
|
Осінній семестр, Біохімія 1. «Біоорганічна хімія» 4 кредитів ЄКТС / 120 годин |
||||||||
|
Розділ 1. Теоретичні основи біоорганічної хімії |
||||||||
|
1. |
Тема 1.1. Основи будови органічних сполук. Предмет і завдання біоорганічної хімії. Лекція. Основні положення Теорія будови органічних сполук О.О. Бутлерова. Класифікація органічних сполук за будовою карбонового ланцюга. Класифікація органічних сполук а функціональною групою. Номенклатура органічних сполук. Для вирішення практичних проблем біоорганічної хімії, що передбачають застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов. Практичні. Обговорення теоретичних основ органічної хімії. Класифікація методів дослідження біоорганічних сполук. Класифікація, органічних сполук. Номенклатура органічних сполук. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини. Обговорення методів дослідження об’єктів, аналізу і обробки експериментальних даних |
ІК ПРН 18 |
Практична робота 1 |
1-ий тиждень |
|
|||
|
2. |
Тема 1.2. Основи будови органічних сполук. Поняття ізомерії. Класифікація ізомерії. Конформація. Конфігурація. Поняття оптичної ізомерії. Практичне заняття. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини. Обговорення методів дослідження оптично активних сполук, аналізу і обробки даних дослідження |
ПРН 1 ПРН 18
|
Практична робота 2,
|
2-ий тиждень |
|
|||
|
3. |
Тема 1.3. Електронна будова вуглецю. Види хімічного зв'язку та їх характеристики. Електронні ефекти у молекулах органічних сполук. Взаємний вплив атомів у молекулах. .Для порівняння і розуміння характеристик хімічного зв'язку необхідно застосовувати знання основ математики, фізики, біофізики та хімії, для вирішення задач біомедичної інженерії. Практична робота. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, для дослідження процесів організму людини |
ПРН 1 ПРН 18
|
Практична робота 3 Тест № 1 |
3-ий тиждень |
|
|||
|
4. |
Тема 1.4. Загальні закономірності реакційної здатності біоорганічних сполук. Поняття механізму реакції. Класифікації реакцій за участю органічних сполук. Лекція. Класифікація органічних реакцій. Механізм реакції .Для визначення різниці необхідно застосовувати знання основ математики, фізики, біофізики та хімії, для вирішення задач біомедичної інженерії. Практична робота. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, для дослідження процесів організму людини |
ПРН 1 ПРН 18
|
Практична робота 4
|
4-й тиждень |
|
|||
|
5 |
Тема 1.5. Основність і кислотність органічних сполук. Теорія Льюїса, Принцип Пірсона. Теорія Бренстеда Лоурі Лекція. Основні положення теорій основності і кислотності. Порівняльна характеристика теорії Бренстеда, Лоурі та Пірсона. Для визначення різниці необхідно застосовувати знання основ математики, фізики, біофізики та хімії, для вирішення задач біомедичної інженерії. Практична робота. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, для дослідження процесів організму людини |
ПРН 1 ПРН 18
|
Практична робота5 |
5-ий тиждень |
|
|||
|
Розділ 2 Будова, властивості та функції біологічно важливих класів біоорганічних сполук. |
||||||||
|
6. |
Тема 2.1. Структура, властивості та медико-біологічне значення аліфатичних та циклічних сполук. Лекція. Аліфатичні та циклічні сполуки. Особливості структури. Особливості будови ковалентного зв'язку насичених і ненасичених вуглеводнів. Порівняльна характеристика хімічних властивостей циклічних вуглеводнів. Застосування ациклічних вуглеводнів в медицині. Практична робота. Обговорення практичних проблем застосування аліфатичних вуглеводнів, застосування певних методів хімічної, біологічної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних біоорганічних сполук та біологічних об’єктів. Розуміння фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біоорганічних сполук для дослідження процесів організму людини. |
ІК ПРН 17 ПРН 18 |
Практична робота 6 Тест № 2 |
6-ий тиждень |
|
|||
|
7. |
Тема 2.2. Класифікація, будова та значення біологічно важливих гетероциклічних сполук. Класифікація циклічних сполук за типом гетероатома, за кількістю кілець, за розміром кільця. Номенклатура гетероциклічних сполук: тривіальна, міжнародна. Принципи побудови міжнародної назви. Реакційна здатність гетероциклічних сполук. Поширення гетероциклічних сполук у природі та застосування у медицині Представники гетероциклічних сполук ряду фурану, тіофену, піролу. Вирішення практичних проблем, що передбачають застосування методів синтезу нових біоорганічних сполук і теорій біологічної інженерії, що характеризується комплексністю та невизначеністю умов. Для визначення різниці у реакційній здатності і структурі циклічних органічних сполук застосовувати знання основ математики, фізики, біофізики та хімії, для вирішення задач біомедичної інженерії. Практична робота. Дискусія за темою практичного заняття базується на розумінні фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, для дослідження процесів організму людини |
ІК ПРН 17 ПРН 18
|
Практична робота 7 |
7-ий тиждень |
|
|||
|
8. |
Тема 2.3. Будова, класифікація, реакційна здатність та біологічне значення гетерофункціональних сполук. Лекція. Класифікація гетерофункціональних сполук за будовою молекули, типом функціональних груп та за кількістю функціональних груп. Номенклатура гетерофункціональних сполук. Вивчення методів дослідження гетерофункціональних сполук: фізичні та фізико-хімічні методи дослідження Знання методів дослідження об’єктів, аналізу і обробки експериментальних даних. Практична робота. Обговорення загальних характеристик гетерофункціональних сполук. Вивчення медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини |
ПРН 1 ПРН 18
|
Практична робота 8 |
8-ий тиждень |
|
|||
|
9. |
Тема 2.4. Класифікація, будова та властивості ароматичних вуглеводнів. Найважливіші біологічно активні представники. Реакційна здатність аренів. Лекція. Особливості будови та характеристика аренів. Вивчення хімії органічних сполук для синтезу біологічно активних сполук на основі аренів. Практична робота. Вивчення методів дослідження аренів: фізичні та фізико-хімічні методи дослідження Знання методів дослідження об’єктів, аналізу і обробки експериментальних даних. Обговорення медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини |
ПРН 17 |
Практична робота 9 Тест № 3 |
9-ий тиждень |
|
|||
|
10. |
Тема 2.5. Структура, властивості та біологічне значення карбонільних сполук- альдегіди та кетони. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних біотехнічних циклічних органічних сполук та біологічних об’єктів. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних біоорганічних сполук, та вивчення застосування їх в хімії. Фізичні та фізико-хімічні методи дослідження біорегуляторів природного походження. Обговорення медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини Хімічні та фізико-хімічні методи дослідження гетероциклічних сполук |
ПРН 17 ПРН 18 |
Практична робота 10 |
10-ий тиждень |
|
|||
|
11. |
Тема 2.6. Біорегулятори природного походження. Вітаміни жиро-і і водорозчинні, алкалоїди і терпени. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних ксенобіотиків на основі біорегуляторів природного походження та біологічних об’єктів. Хімічні та фізико-хімічні методи дослідження біорегуляторів природного походження. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних ліпідів та штучних біологічних мембран. Ліпосоми і їх застосування в хімії. Фізичні та фізико-хімічні методи дослідження біорегуляторів природного походження. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини |
ПРН 17 ПРН 18 |
Практична робота 10 |
11-ий тиждень |
|
|||
|
Розділ 3. Біополімери та біорегулятори природного походження. Їх структура та медико-біологічне значення. |
||||||||
|
12. |
Тема 3.1 Ліпіди і низькомолекулярні біорегулятори ліпідного походження. Будова ліпідів. Класифікація ліпідів. Хімічні властивості ліпідів. Омилювані ліпіди – представники та їх значення в медицині і у природі. Неомилювані ліпіди. Класифікація та їх медико-біологічне значення. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних ліпоїдів та штучних біологічних мембран. Ліпосоми і їх застосування в хімії. Фізичні та фізико-хімічні методи дослідження біорегуляторів природного походження. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини |
ПРН 9 ПРН 17 |
Практична робота 11 |
12-ий тиждень |
|
|||
|
13. |
Тема 3.2. Вуглеводи. Будова та хімічні властивості. Класифікація вуглеводів. Оптична ізомерія моносахаридів. Просторова будова моносахаридів. Глікозидний зв'язок. Біологічно важливі олігосахариди. Класифікація гетерополісахаридів. Будова та функції гетерополісахаридів. Застосування знань з хімії органічних сполук для синтезу штучних полісахаридів, чи аналогів моноцукрів та біологічних об’єктів. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини Хімічні та фізико-хімічні методи дослідження біорегуляторів природнього походження. |
ПРН 9 ПРН 17
|
Практична робота 13
|
13-ий тиждень |
|
|||
|
14. |
Тема 3.3 Будова пептидів та білків. Мономери білків. Класифікація пептидів. Будова білків. Первинний, вторинний, третинний та четвертинний рівні будови білків. Значення білків у природі. Застосування знання основ системного аналізу, математики, хімії та біофізики, необхідному для визначення властивостей білків та їх амінокислотного складу і рішення на основі цих знань задач біомедичної інженерії. Дискусія щодо хімічних і фізико-хімічних методів дослідження пептидів та білків. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини |
ПРН 1 ПРН 18 |
Практична робота 14 Тест № 4 |
14-ий тиждень |
|
|||
|
15. |
Тема 3.4. Ферменти як біокаталізатори. Лекція. Будова і класифікація ферментів. Головні властивості ферментів. Теоретичні механізми роботи ферментів. Застосування знання основ системного аналізу, математики, хімії та біофізики, необхідному для визначення властивостей ферментів та їх хімічного складу і рішення на основі цих знань задач біомедичної інженерії. Практична робота. Дискусія за хімічними і фізико-хімічними методами дослідження ферментів. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів організму людини. |
ПРН 9 ПРН 17 |
Практична робота 15
|
15-ий тиждень |
|
|||
|
16. |
Тема 3.5. Нуклеїнові кислоти. Будова і функції ДНК. Будова нуклеотиду. Поняття комплементарності. Рівні організації структури ДНК. Типи ДНК у природі. Особливості будови РНК. Типи РНК та їх функції. Практична робота. Визначення властивостей нуклеїнових кислот з застосуванням знань основ системного аналізу, математики, хімії та біофізики, і та їх структурі і рішення на основі цих знань завдань біомедичної інженерії. Вивчення хімічних і фізико-хімічних методів дослідження нуклеїнових кислот Застосовувати знання з хімії та біоінженерії для створення, синтезу та застосування штучних біотехнічних та біологічних об’єктів. Обговорення фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини. |
ПРН 17 ПРН 18 |
Практична робота 16 Тест № 5 |
16-ий тиждень |
|
|||
|
17. |
Тема 3.6.Загальна характеристика і класифікація методів лабораторного дослідження біоорганічних речовин. Модульная контрольна робота Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у біомедичній інженерії або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів хімічної, біологічної та медичної інженерії, і характеризується комплексністю та невизначеністю умов Розуміння фундаментально-прикладних, медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини. |
ІК ПРН 9 ПРН 18 |
Практична робота 17 МКР |
17-ий тиждень |
|
|||
|
18. |
Залік Розуміння медико-фізичних, фізико-хімічних закономірностей функціонування біологічних об’єктів, та біоінженерних основ технологій і обладнання для дослідження процесів організму людини. |
ПРН 18 |
Залік |
18-ий тиждень |
|
|||
6. Самостійна робота студента
Підготовка до аудиторних занять здійснюється відповідно до плану дисципліни за наведеними в ньому посиланнями на платформу MOODLE, та виконання тестів для самоконтролю, розміщених на платформі MOODLE.
Студентам пропонується обрати тему та підготувати доповідь (5-10 хв) на одне з практичних занять за планом дисципліни.
Одним з основних видів семестрового контролю під час опанування навчальної дисципліни «Біохімія» є підготовка реферату. Реферат виконується згідно з вимогами, у термін, зазначений викладачем.
Реферат — це науково-технічний документ, який містить вичерпну систематизовану інформацію за вибраною темою, передбачає виклад матеріалу на основі спеціально підібраної літератури та самостійно проведеного дослідження. Студент може писати реферат тільки на погоджену з викладачем тему.
Загальні вимоги до реферату:
- чіткість та логічна послідовність викладення матеріалу;
- переконливість аргументації;
- стислість і точність формулювань, які виключають можливість неоднозначного тлумачення;
- конкретність викладення результатів;
- обґрунтованість висновків
Структура реферату: титульний аркуш; зміст; перелік умовних позначень, символів, одиниць скорочень і термінів (за необхідності); вступ; суть реферату (основна частина);висновки; список використаних джерел (перелік посилань); додатки (за необхідності).
Титульний аркуш реферату повинен мати такий зміст: назва університету; назва факультету; назва кафедри; назва спеціальності, назва освітньо-професійної програми, назва навчальної дисципліни; тема реферату; прізвище та ім’я студента, курс, номер академічної групи, рік.
За титульним аркушем слідує детальний план (зміст) реферату, в якому треба виділити вступ, розділи основного змісту (основні теми, що будуть розглядатися), їх підрозділи (за потребою), висновок, список використаних джерел. У змісті праворуч позначаються номери сторінок початку кожного питання. Кожен розділ починається з нової сторінки.
Загальний обсяг реферату в залежності від обраної теми може варіюватися від 10 до 15сторінок основного тексту (за узгодженням з викладачем). Обсяг реферату визначається вмінням студента стисло і водночас вичерпно пояснити та проаналізувати отриману інформацію.
Обов’язкова вимога: чітке посилання на джерела інформації. Всі цифри, факти, думки вчених, цитати, формули повинні мати посилання у вигляді [2, с. 54] (перша цифра означає номер джерела у наведеному в кінці творчої роботи списку літератури, а друга цифра – номер сторінки у цьому джерелі). Бажано використовувати хімічні формули, схеми, графіки тощо.
Список використаних джерел (не менше 6 джерел) оформлюється згідно з діючими правилами.
Якщо інформація взята з мережі Інтернет, потрібно, як і для звичайної літератури, вказати автора, назву статті, а потім навести адресу сайту в Інтернет.
Реферат оцінюється за критеріями: логічності плану; повноти й глибини розкриття теми; правильності формулювання висновків; оформлення; обґрунтування власної думки студента з цього питання у вигляді висновку; володіння темою (захист реферату).
Граничний термін подання реферату на перевірку: 13-14-й тиждень навчання.
Реферат не перевіряється на плагіат, але повинна відповідати вимогам академічної доброчесності. У разі виявлення академічної не доброчесності, робота анулюється і не перевіряється
Приблизна тематика рефератів:
Осінній семестр, модуль Біохімія-1. Частина 1. Біоорганічна хімія:
- Гетероциклічні сполуки. Класифікація, будова, медико-біологічне значення.
- Нуклеозиди, нуклеотиди. Азотисті основи піримідинового та пуринового ряду.
- Аміни. Будова, властивості. Біологічне значення біогенних амінів (адреналіну, триптаміну, серотоніну, гістаміну) і поліамінів (путресцину, кадаверину)
- Поняття про кетокислоту (приклад ацетооцтова кислота). Ацетооцтовий ефір.
- Гетерофункціональні похідні бензольного ряду як лікарські засоби.
- Властивості ферментів: каталітична активність, специфічність взаємодії. Види специфічності.
- Лікарські речовини-похідні гетероциклічного ряду. Будова, класифікація, номенклатура. Фармакологічна дія.
- Загальна характеристика отрут і токсинів рослинного і тваринного походження.
- Антибіотики. Класифікація препаратів групи пеніциліну. Їх будова. Номенклатура. Медико-біологічна дія.
- Низькомолекулярні біорегулятори. Група стрихніну. Будова, номенклатура. Біологічна значимість.
Політика та контроль
7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Відвідування занять
Відвідування лекційних занять не є обов’язковим. Відвідування практичних занять є бажаним, оскільки на них відбувається написання експрес-контрольних робіт / тестових завдань, а також відбувається захист практичних робіт.
Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.
Пропущені контрольні заходи
Пропущені контрольні заходи (захист практичних робіт) відпрацьовуються на наступних заняттях за умови виконання завдання, яке заплановано на поточному занятті, або на консультаціях.
Пропущення написання експрес-контрольних не відпрацьовуються.
Пропущення написання модульної контрольної роботи може бути відпрацьоване на консультаціях
Порушення термінів виконання завдань та заохочувальні бали
|
Заохочувальні бали |
Штрафні бали* |
||
|
Критерій |
Ваговий бал |
Критерій |
Ваговий бал |
|
Вдосконалення практичних робіт |
1 бал (за кожну практичну роботу) |
Несвоєчасне виконання та захист практичної роботи |
Від -0,5 бали до -5 балів (залежить від терміну здачі) |
|
Проходження дистанційних курсів за темами, які узгоджені з викладачами |
5 балів |
Невчасне написання модульної контрольної роботи (на запланованому занятті) |
-5 балів |
|
Написання тез, статті, участь у міжнародних, всеукраїнських та/або інших заходах або конкурсах за тематикою навчальної дисципліни |
Від +5 до +10 балів |
|
|
* якщо контрольний захід був пропущений з поважної причини (хвороба, яка підтверджена довідкою встановленого зразку) – штрафні бали не нараховуються.
Академічна доброчесність
Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Норми етичної поведінки
Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.
Процедура оскарження результатів контрольних заходів
Студенти мають можливість підняти будь-яке питання, яке стосується процедури контрольних заходів та очікувати, що воно буде розглянуто згідно із наперед визначеними процедурами.
Студент має право оскаржити результати контрольного заходу згідно затвердженого положення Про апеляції в КПІ імені Ігоря Сікорського (затверджено наказом №НОН/128/2021 від 20.05.2021 р.) - https://osvita.kpi.ua/index.php/node/182
Інклюзивне навчання
Навчальна дисципліна «Біохімія» може викладатися для більшості студентів з особливими освітніми потребами.
Дистанційне навчання
Дистанційне навчання відбувається через Платформу дистанційного навчання «Сікорський».
Дистанційне навчання через проходження додаткових онлайн курсів за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти онлайн курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні.
Список курсів пропонується викладачем після виявлення бажання студентами (оскільки банк доступних курсів поновлюється майже щомісяця).
Студент надає документ, що підтверджує проходження дистанційного курсу (у разі проходження повного курсу) або надає виконані практичні завдання з дистанційного курсу та за умови проходження усної співбесіди з викладачем за пройденими темами може отримати оцінки за контрольні заходи, які передбачені за вивченими темами (експрес-контрольні / тестові завдання, практичні роботи).
Виконання практичних робіт здійснюється під час самостійної роботи студентів у дистанційному режимі (з можливістю консультування з викладачем через електронну пошту, соціальні мережі).
Навчання іноземною мовою
Навчання англійською мовою здійснюється лише для студентів-іноземців.
За бажанням студентів, допускається вивчення матеріалу за допомогою англомовних онлайн-курсів за тематикою, яка відповідає тематиці конкретних занять.
8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Система оцінювання (поточний контроль):
- Осінній семестр, 4 кредитів ЄКТС / 120 годин
|
№ з/п |
Контрольний захід |
% |
Ваговий бал |
Кіл-ть |
Всього |
|
|
|
1. |
Експрес-контрольні роботи |
25 |
5 |
5 |
25 |
|
|
|
2. |
Активна робота на практичному занятті |
20 |
3 |
5 |
15 |
|
|
|
3. |
Тестові завдання |
20 |
5 |
5 |
25 |
|
|
|
4. |
Підготовка доповіді на практичне заняття: Доповідь за темою реферату |
10 |
10 |
1 |
10 |
|
|
|
5. |
Модульна контрольна робота |
25 |
25 |
1 |
25 |
|
|
|
6. |
Залікова робота[1] |
100 |
100 |
1 |
100 |
|
|
|
|
Всього |
100 |
|||||
Здобувач отримує позитивну залікову оцінку за результатами роботи в семестрі, якщо має підсумковий рейтинг за семестр не менше 60 балів та виконав умови допуску до семестрового контролю, які визначені РСО.
Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді залікової контрольної роботи або співбесіди.
Після виконання залікової контрольної роботи, якщо оцінка за залікову контрольну роботу більша ніж за рейтингом, здобувач отримує оцінку за результатами залікової контрольної роботи.
Якщо оцінка за залікову контрольну роботу менша ніж за рейтингом, застосовується «жорстка» РСО – попередній рейтинг здобувача (за винятком балів за семестрове індивідуальне завдання) скасовується і він отримує оцінку з урахуванням результатів залікової контрольної роботи. Цей варіант формує відповідальне ставлення здобувача до прийняття рішення про виконання залікової контрольної роботи, змушує його критично оцінити рівень своєї підготовки та ретельно готуватися до заліку.
Календарний контроль (КК) - провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.
Метою проведення календарного контролю є підвищення якості навчання студентів та моніторинг виконання графіка освітнього процесу студентами.
|
Критерій |
Перший КК |
Другий КК |
||
|
Термін календарних контролів |
8-ий тиждень |
14-ий тиждень |
||
|
Умови отримання позитивного результату з календарного контролю |
Поточний рейтинг |
≥ 24 балів |
≥ 40 балів |
|
|
Виконання практичних робіт |
КП №№1-4 |
+ |
+ |
|
|
КП №№5-8 |
- |
+ |
||
|
Експрес-контрольні роботи / тестові завдання |
Мінімум по 4 будь-яким лекціям |
+ |
- |
|
|
Мінімум по 8 будь-яким лекціям |
- |
+ |
||
|
Модульна контрольна робота |
Оцінена МКР |
- |
+ |
|
|
Реферат |
Здано реферат |
- |
+ |
|
У разі виявлення академічної недоброчесності під час навчання – контрольний захід не зараховується.
Семестрова атестація студентів
|
Обов’язкова умова допуску до заліку |
Критерій |
|
|
1 |
Поточний рейтинг |
RD ≥ 40 |
|
2 |
Отримання позитивної оцінки за виконаний реферат |
Більше 12 балів |
|
3 |
Захищено всі практичні роботи |
Більше 10 балів |
|
4 |
Написання не менше 6 експрес-контрольних робіт / тестових завдань |
Більше 10 балів |
Результати оголошуються кожному студенту окремо у присутності або в дистанційній
формі (е-поштою / в телеграмі). Також фіксуються в системі «Електронний кампус»
Необов’язкові умови допуску до заліку:
- Активність на практичних заняттях.
- Позитивний результат першої атестації та другої атестації.
- Відвідування лекційних занять.
[1] Враховується в суму рейтингу у разі, якщо студент не набрав 60 балів за семестр або він хоче покращити свою оцінку.
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Перелік запитань для підготовки до модульної контрольної роботи, а також для підготовки до заліку наведено у додатку 1(«Біохімія-1.Біоорганічна хімія»)
Дистанційне навчання через проходження додаткових онлайн курсів за певною тематикою допускається за умови погодження зі студентами. У разі, якщо невелика кількість студентів має бажання пройти онлайн курс за певною тематикою, вивчення матеріалу за допомогою таких курсів допускається, але студенти повинні виконати всі завдання, які передбачені у навчальній дисципліні.
Список курсів пропонується викладачем після виявлення бажання студентами (оскільки банк доступних курсів поновлюється майже щомісяця).
Студент надає документ, що підтверджує проходження дистанційного курсу (у разі проходження повного курсу) або надає виконані практичні завдання з дистанційного курсу та за умови проходження усної співбесіди з викладачем за пройденими темами може отримати оцінки за контрольні заходи, які передбачені за вивченими темами (експрес-контрольні / тестові завдання, практичні роботи).
Додаток 1 до силабусу дисципліни
«Біохімія»
Перелік запитань для підготовки до модульної контрольної роботи,
а також для підготовки до заліку з КМ «Біохімія. Частина 1. Біоорганічна хімія»
- Предмет біоорганічної хімії. Мета та завдання дисципліни. Основи будови органічних сполук. Теорія А.М. Бутлерова.
- Явище гібридизації. Механізм утворення гібридних станів атому карбону
- Класифікація органічних сполук за будовою карбонового ланцюга та кратністю зв’язків
- Класи органічних сполук. Функціональні групи які визначають і клас органічних сполук.
- Функціональна і характеристична група органічних сполук. Дати визначення і порівняти. Класифікація органічних сполук за кількістю функціональних груп.
- Методи зображення органічних молекул
- Види номенклатури органічних молекул. Основні правила формування назви органічних сполук за кожним типом номенклатури.
- Явище ізомерії. Структурна ізомерія. Класи структурної ізомерії. Їх характеристика .
- Просторова ізомерія. Класифікація просторових ізомерів.
- Природа явища хіральності. Хіральний атом карбону. Типи хіральності органічних сполук
- Охарактеризувати типи хімічного зв’язку.
- Явище ізомерії. Просторова ізомерія. ізомерія. Види просторової ізомерії. Їх характеристика. Порівняти поняття конфігурація і конформація.
- Поняття про конформери. Застосування структурних формул Ньюмена.
- Охарактеризувати мезомерний ефект
- Охарактеризувати індуктивний ефект
- Типи спряження в органічних молекулах
- Що таке енантіомери. Які властивості мають. Поняття про дзеркальну ізомерію Що таке рацемічна суміш. Методи розділення рацематів.
- Діастомерія. Типи діастомерів. Способи розрахунку кількості діастомерів.
- Способи відображення просторовою будови органічних сполук на папері.
- Системи позначення ізомерів.
- Кислоти Бренстеда
- Основи Бренстеда
- Кислоти та основи Льюїса.
- Принцип Пірсона. Поняття про хімічну твердість.
- Порівняти поняття кислот і основ за теоріями Бренстеда-Лоурі, Льюїса, Пірсона.
- Класифікація та ізомерія гідроксикислот. Хімічні властивості і біологічне значення гідроксикислот
- Біологічне значення кетокислот та їх похідних.
- Фенолокислоти та їх похідні.
- Аміни. Їх біологічна активність і токсичність.
- Класифікація карбонових кислот, окремі представники монокарбонових кислот.
- Похідні карбонових кислот. Будова та властивості дикарбонових кислот. Вищі жирні кислоти.
- Будова, властивості та класифікація ліпідів, їх функції в організмі.
- Будова та класифікація вуглеводів. Хімічні властивості вуглеводів. Оптична ізомерія вуглеводів.. Поняття про глікозиди.
- Гомополісахариди як поліглікозиди. Будова, біологічна роль та застосування крохмалю, його складові та біологічна роль глікогену, клітковини, її роль в процесах життєдіяльності організму.
- Гетерополісахариди. Роль глюкуронової кислоти, глюкозаміну та галактозаміну в утворенні гетерополісахаридів.
- Вітаміни – класифікація, будова функціональні особливості. .
- Будова та медико-біологічне значення простагландинів та лейкотрієнів.
- Поняття про гормони- будова та функціональне значення для організму.
- Алкалоїди біологічна активність та токсичність
- Будова та класифікація амінокислот за будовою вуглецевого ланцюга, здатністю до синтезу в організмі та полярністю радикалу. Загальні властивості амінокислот.
- Будова і властивості білків та пептидів. Структурна організація білків. Гідроліз простого білка.
- Рівні структурної організації білкових молекул. Способи сполучення α-амінокислот в молекулах білків. Зв'язки, що формують первинну, вторинну, третинну та четвертинну структури. Глобулярні та фібрилярні білки.
- Піримідинові та пуринові основи. Будова нуклеозидів та нуклеотидів
- Фосфорильовані похідні нуклеотидів, значення: АДФ та АТФ; АМФ, ГМФ, УМФ, ЦМФ.
- Макромолекулярна будова та функції нуклеїнових кислот. Структури ДНК
- Макромолекулярна будова та функції нуклеїнових кислоти. Структура РНК (рибосомальна, транспортна, матрична).
Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Калашнікова Л. Є.;
Ухвалено кафедрою БМІ (протокол № 1 від 31.08.2023 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 1 від 01.09.2023 )