Силлабус. 2. Тараз Мемлекеттік педагогикалық и

ИНСТИТУТЫ

«БИОХИМИЯ» ПӘНІ БОЙЫНША

ДӘРІС ЖИНАҒЫ

Оқу құралы

Тараз 2014

Автор:

Рецензент:

1.

2.Тараз мемлекеттік педагогикалық институты

«Биология және биологияны оқыту әдістемесі»

кафедраның б.ғ.д., профессоры

«Биохимия пәні бойынша дәріс жинағы» оқу құралы Абай атындағы Қазақ Ұлттық педагогикалық университетінің География-экология факультетінің Кеңесі ұсынған бағдарлама бойынша, хаттама №2 27.10.2006 жылы бекітілген типтік оқу бағдарламасы 05011300-Биология мамандығы бойынша Мемлекеттік жалпыға міндетті білім стандартына сәйкес жасалған.

«Биохимия» пәннің негізгі мақсаты өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердің химиялық құрамын, тірі организмдерге қажетті барлық заттардың синтездеу, ыдырау процестерін қарастыру. Бұл процестерге байданысты оқу құралында, арнайы типтік оқу бағдарламаға сәйкес, жеткілікті көлемде теориялық материалдар келтірілген.

Оқу құралы, Тараз мемлекеттік педагогикалық институтында, «Биология» және «Дене шынықтыру және спорт» мамандықтары бойынша оқитын білімгерлеріне арналған.

І. «БИОХИМИЯ» ПӘНІ БОЙЫНША ЖҰМЫС

ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ.

СИЛЛАБУС

Мамандық: 5В011300 – « Биохимия »

Кафедра: « Биология және БОӘ »

Оқу жылы: 2013-2014

Оқу формасы: күндізгі

Семестр: 4

Кредит саны: 3

Дәріс: 30

Зертханалық сабақ: 15

БОӨЖ: 45

БӨЖ: 45

Оқытушының аты-жөні: Мамеш Р.А.

ТАРАЗ 2014

Оқу жұмыс бағдарламасы Қазақстан Республикасының Мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандартының және «Биологиялық химия» курсына арналған типтік оқу бағдарламасы негізінде жасалынды.

Оқу жұмыс бағдарламасы «Биология және БОӘ» кафедра мәжілісінде талқыланды.

Хаттама №___ «____»___________2014 ж.

Кафедра меңгерушісі __________Зияева Г.К.

1. Курстың қысқаша сипаттамасы

а) Курстың көкейкестілігі

Биологиялық химия – тіршіліктің молекула негізі жөніндегі ғылым. Ол тірі организмнің химиялық құрамын, тірі материяда болатын химиялық реакцияларды, тірі организмдегі заттардың биологиялық функциямен молекуларлық құрамының өзара байланысын зерттейді. Биохимия тірі организмде өтетін процесстерін терең түсіну үшін негізгі ғылым ретінде қарастырылуы.

ә) Пәннің мақсаты:

Пәнді оқыту мақсаты: “Биохимия” курста тіршіліктін молекулалық негізін, биологиялық заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, осы заттардын тіршіліктің әрекеті бойы реакцияларын оқып білу.

б) Пәннің міндеті:

“Биохимия” курстық міндеті: студенттер биологиялық манызды заттардың негізгі кластарын, осы заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, организмде атқаратын биологиялық қызметтерін, әсерінің механизмдерін; тіршілік процестерінде биологиялық заттардың өзгеруін, әрекетесуін, зат алмасуының негізгі жолдарын, негізгі биохимиялық жүйелерінің және химиялық реакцияларын оқып білу керек; биологиялық заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін зерттеу үшін практикалық дағды алу керек; биотехнологияның міндеттерін шешу үшін пайдалану білуге міндетті.

в) Пәнге қойылатын негізгі талаптар:

Пән лекциядан және зертханалық жұмыстардан тұрады. Лекция сабақтарында сіздер пәннің теориясымен танысатын боласыздар. Ал, зертханалық сабақтарда, химиялық реактивтермен тәжірибелік жұмыстарды жасауды үйренесіздер. Сабақ үстінде сіздерде конспектіден басқа қалың дәптер (лекция үшін), альбом дәптер (үй жұмыстарына арналған), 12 беттік дәптер (өзіндік жұмыстар үшін).

Білімгер танысуы қажет:

Биохимия пәнінің ашылу тарихы, мақсаты, әдістерін; Тірі организмнің химиялық құрамын, тірі материяда болатын химиялық реакцияларды, тірі организмдегі заттардың биологиялық функциямен молекуларлық құрамының өзара байланысын;

Білімгер білуге тиісті:

Биологиялық маңызды заттардың негізгі кластарын, осы заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін, организмде атқаратын биологиялық қызметтерін, әсерінің механизмдерін; тіршілік процестерінде биологиялық заттардың өзгеруін, әрекеттесуін, зат алмасуының негізгі жолдарын, негізгі биохимиялық жүйелерінің және химиялық реакцияларын.

Білімгер жасай білу қажет:

Биологиялық заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін зерттеу үшін практикалық дағды алу керек; биотехнологияның міндеттерін шешу үшін пайдалану білуге міндетті, биосинтез тәсілдерін қолдану, алған білімді теория жүзінде дайындық деңгейін жоғарылатуға және оны тәжірибе жүзінде қолдану білуі тиіс.

г) Пәннің пререквизиты және постреквизиты.

Білімгерлер бұл курсты оқу алдында бейорганикалық химия, микробиология, генетика негіздерін білу керек. “Биохимия” курспен байланысты пәндері: өсімдіктердің физиологиясы, биотехнология, энзимология. Биохимияда алынған білім өсімдіктеріндң биотехнологиясы, цитология, физиология, молекулалық биология, молекулалық генетика, энзимология пәндерді оқып білу үшін керек.

д) Курстың мазмұны:

Тірі организмдерде өтетін прцестерді, тірі организмнің химиялық құрамын, тірі материяда болатын химиялық реакцияларды, тірі организмдегі заттардың биологиялық функциямен молекуларлық құрамының өзара байланысын қарастырады.

2.Бағдарламаның құрылымы

2.1 Дәрістік календарлық-тақырыптық жоспар

Апта Дәріс тақырыбы Сағат саны ТСО және активтендіру әдістері Білімгердің білімін қалыптастыру және жетілдіру
           
    Модуль 1      
    Дәріс №1 Кіріспе. Биохимия ғылым ретінде дамуы.   Плакат Биохимия ғылымының мақсаты мен міндетін, ашылу тарихын таныстыру
    Дәріс №2 Tipi ағзалардың химиялық құрамы. Прокариот және эукариот жасушалар.   Плакат Ақуыздардың биологиялық мәні, құрылысы, қасиеті, құрамын түсіндіру
    Дәріс №3 Ақуыздарға сипаттама. Аминқышқылдық құрамы. Олардың жалпы сипаттамасы.   Кесте, суреттер. Плакат Ақуыздардың биологиялық мәні, биосинтезімен таныстыру
    Дәріс №4 Ақуыздардыңжіктелуі. Құрылымы.   Кесте, суреттер. Плакат Ақуыздардың құрамы және жіктелуімен таныстыру
    Дәріс №5 Амин қышқылдарының химиялық қасиеттері   Плакат кесте, сурет Амин қышқылдарының химиялық қасиеттерін түсіндіру
    Дәріс №6 Ферменттер. Жалпы сипаттама.   Плакат кесте, сурет Ферменттердің классификациясын түсіндіру
    Дәріс №7 Ферменттер. Ферменттердің әсер ету механизмі.   Плакат Ферменттер және олардың әсер ету механизмін түсіндіру
    Дәріс №8 Коферменттер.   Плакат Коферменттер жайлы түсінік беру
    Дәріс №9 Витаминдер.   Плакат Ағзадағы витаминдер туралы түсіндіру
    Дәріс №10 Майда еритін витаминдер.   Плакат Майда еритін витаминдермен таныстыру
    Дәріс №11 Суда еритін витаминдер.   Кесте, суреттер. Суда еритін витаминдер туралы түсінік қалыптастыру
    Дәріс №12 Нуклеин қышқылдар. Жалпы сипаттама.   Плакат кесте, сурет Қан, бүйрек және зәр шығару биохимиясы жайлы таныстыру
    Дәріс № 13 Нуклеозидтердің, нуклеотидтердің құрылысы.   Плакат кесте, сурет Барбитураттар құрылысы, құрамы, классификациясын түсіндіру
    Дәріс №14 Дезоксирибонуклеин (ДНҚ) және рибонуклеин (РНҚ) қышқылдары. Олардың құрылымы.   Плакат Дезоксирибонуклеин (ДНҚ) және рибонуклеин (РНҚ) қышқылдарын түсіндіру
    Дәріс №15 Организмдегі зат алмасу туралы жалпы түсінік   Плакат Зат алмасу процесімен танысу
    Дәріс №16 Организмедегі энергия алмасу ерекшеліктері   Кесте, суреттер Организмедегі энергия алмасу поцесімен танысу
    Дәріс №17 Нуклеин қышқылдарының алмасуы   Кесте, суреттер Нуклеин қышқылдарының алмасуы туралы түсіндіру
    Дәріс №18 Ақуыздардың алмасуы   Кесте, суреттер Ақуыздардың алмасуымен танысу
    Дәріс №19 Ген биохимиясы   Кесте, суреттер Ген биохимиясы туралы түсінік беру
    Дәріс №20 Сахаридтер. Жалпы сипаттама.   Кесте, суреттер Сахаридтерге сипаттама беру
    Дәріс №21 Дисахаридтер және полисахаридтер. Жалпы сипаттама   Кесте, суреттер Дисахаридтер және полисахаридтер сипаттама беру
    Дәріс №22 Сахаридтердің алмасуы   Кесте, суреттер Сахаридтердің алмасуымен танысу
    Дәріс №23 Биохимиялық тотығу   Кесте, суреттер Тотығу процесімен танысу
    Дәріс №24 Тыныс алу. Тотығу-тотықсыздану процестері   Кесте, суреттер Тотығу процесімен танысу
    Дәріс №25 Липидтер. Жалпы сипаттама   Кесте, суреттер Липидтердің биологиялық қызметі жайлы түсіндіру
    Дәріс №26 Жай липидтер. Құрылымы және қасиеттері   Кесте, 1суреттер Липидтердің биологиялық қызметі жайлы түсіндіру
    Дәріс №27 Күрделі липидтер. Құрылымы және қасиеттері   Кесте, суреттер Липидтердің биологиялық қызметі жайлы түсіндіру
    Дәріс №28 Судың, минералды заттардың алмасуы   Кесте, суреттер Судың, минералды заттардың алмасуымен танысу
    Дәріс №29 Гормондар     Гормондар туралы түсінік беру
    Дәріс №30 Биохимияның квантомеханикалық аспектілері   Кесте, суреттер Биохимияның квантомеханикалық аспектілерімен танысу
    Барлығы      

2.2. Зертханалық сабақтардың календарлық -тақырыптық жоспары

Апта Зертханалық сабақтың тақырыбы Сағат саны Зертх.жұм. өткізу әдіс. Бақылау түрі Білімгердің білімін қалыптастыру және жетілдіру
    Зертханалық жұмыс №1 Қауіпсіздік техника ережелері   Карточкамен жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Қауіпсіздік техника ережелерімен таныстыру
    Зертханалық жұмыс №2 Аминқышқылдарының және ақуыздардың түсті реакциялары Тәжірибе №1. Биурет реакциясы Тәжірибе №2. Нингридин реакциясы Тәжірибе №3. Ксантопротеин реакциясы Тәжірибе №4. Фолл реакциясы Тәжірибе №5. Аргининді анықтау   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Ақуыздарды өздеріне тән реакциялары арқылы табуды үйрету
    Зертханалық жұмыс №3 Жай ақуыздарды бөліп алу әдістері Тәжірибе №1. Альбуминді бөліп алу Тәжірибе №2. Глобулинді бөліп алу Тәжірибе №3. Проламинді бөліп алу Тәжірибе №4. Желатиннің изоэлектрлік нүктесін анықтау   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Ақуыздарды бөліп алу әдістері бөліп алуға зертханалық жұмыс жүргізу
    Зертханалық жұмыс №4 Сахаридтер Тәжірибе №1. Троммер реакциясы Тәжірибе №2. Фелинг реакциясы Тәжірибе №3. Селиванов реакциясы Тәжірибе №4. Барфед реакциясы Тәжірибе №5. Троммер реакциясы Тәжірибе №6. Крахмалдың йодпен әрекеттесуі   Зертханалық жұмыс Зертханалық жұмысты қорғау Крахмал мен глюкогенге түсті реакция. Крахмалдың коллоидтық қасиетіне реакциялар жүргізу
    Зертханалық жұмыс №5 Майлардың қасиеттері Тәжірибе №1. Акролеин реакциясы Тәжірибе №2. Май эиульсиясының түзілуі Тәжірибе №3. Майдың йодтық санын анықтау Тәжірибе №4. Майдың қышқылдық санын анықтау Тәжірибе №5. Майдық сабындау санын анықтау   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Майлардың ерігіштігіне зерт. жұмыс жүргізу
    Зертханалық жұмыс № 6 Витаминдер Тәжірибе №1. А витаминнің күкірт қышқылымен әрекеттесуі Тәжірибе №2. D витаминнің сапалық реакциясы Тәжірибе №3. Рифлафиннің тотығу реакциясы   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Витаминдерге тәжірибелер жүргізу
    Зертханалық жұмыс № 7 Ферменттер және коферменттер Тәжірибе №1. Ферменттердің спецификалық қасиеттері Тәжірибе №2. Ферменттердің активтілігіне температураның әсері Тәжірибе №3. Ферменттердің белсенділіктеріне активаторлардың және ингибиторлардың әсері Тәжірибе №4. Каталаза ферментінің активтілігін анықтау Тәжірибе №5. Липазаның активтілігін анықтау Тәжірибе №6. Амилазаның крахмалды гидролиздеу әсері Тәжірибе №7. Сахаразаның сахарозаны гидролиздеу әсері Тәжірибе №8. Спирттік ашу   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Ферменттердің активтілігіне температура-ның әсеріне жұмыс жүргізу
    Зертханалық жұмыс №8 Нуклеин қышқылдары Тәжірибе №1. Ашытқының (дрожь) нуклеопротеиндерін гидролиздеу Тәжірибе №2. Азотты негіздерге тән күміс реакциясы Тәжірибе №3. Көмірсулар компнентін анықтайтын реакция Тәжірибе №4. Фосфор қышқылын анықтайтын реакция Тәжірибе №5. Биурет реакциясы   Зертханалық жұмыс Зертха-налық жұмысты қорғау Ашытқыдан нуклеопротеидтерді бөліп алуды табу
    Барлығы        

2.3. Білімгердің БӨЖ тапсырма тізімі

Модуль бойынша БӨЖ тақырыбы мен мазмұны Тапсырма Әдебиет-тер Бақылау түрі Тапсыру уақыты Максимал балл Жұмыстың мөлшері мен дайындау жағдайы
1 Модуль.
  Белоктардың физикалық-химиялық қасиеттері Белоктар құрамына кіретін амин қышқылдар топтары 1, 2, 4, 5, 8, 11, реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Белоктардың классификациясы. Жай және күрделі белоктар Белоктарды бөліп алу, тазарту 4, 5, 8, 11, реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Нуклеин қышқылдарының типтері Химиялық құрамына қарай айырмашылықтары, молекулалық массалары 1, 2, 3, 8 реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Нуклеин қышқылдарыны алмасуы Клеткада жинақталатын орны, атқаратын қызметі 4, 5, 8, 11, реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Ген, геннің химиялық табиғаты Генетикалық мәлімет 1, 2, 3, 8 реферат жазу,      
 
  Ферменттердің тіршілік процесстеріндегі ролі Ферменттерді бөліп алу және тазарту, активтілігін анықтау 1, 2, 3, 8 реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Ферменттердің қасиеттері Фермент активтілігіне температура әсері 1, 2, 3, 8 реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Моносахаридтер Құрылымы, қасиеттері, циклдік формалары 1, 2, 4, 5, 8, 11, 13, реферат жазу     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Полисахаридтердің ыдырау жолдары Полисахаридтер гидролизіне қатысатын ферменттер 2, 4, 8 реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Стеролдар мен стеридтер Майлардың алмасуы 1, 2, 8 реферат жазу, дау     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.
  Витаминдердің өсімдіктерде атқаратын қызметтері А витамині ашылуы, құрылымы, биологиялық қызметі 1, 2, 8 реферат жазу,     15-20 беттік реферат дайындау, қорғау.

2.4 Білімгерлерге БӨЖ орындауына кажетті уақыт бюджеті

БӨЖ түрлері Жоспарланған уақыт
  Дәріс материялдарын кайталау 15*1=15
  Зертханалық жұыстарға дайындалу және қорғау 15*1=15
  Зертханалық жұыстарды қорғау 15*1=15
  Сын жұыстарына дайындалу және қорғау 2,0*3=6
  Аралық бақылауға дайындалу 2*1,5=3
  БӨЖ-1,2 2*2 =4,0
  БӨОЖ 15*1=15
  Оқутушымен кездесу 15*1=15
  Аралық бақылау 2*4=8
  Барлығы  

2.5 Қойылатын бағаларының саясаты

Бақылау түрі және компоненттері Тапсырмалардың саны Бағалар, % Максималды балы
  Дәріс материялдарын кайталау   23,4 15*100=1500
  Зертханалық жұыстарға дайындалужәнеқорғау   23,4 15*100=1500
  Білімгерлердің белсенділігі   23,4 15*100=1500
  БӨЖ   3.1 2*100=200
  БӨОЖ   23,4 15*100=1500
  Рубеждік бақылау   3,1 2*100=200
  Барлығы     (6400/64)*0,6=60

2.6 Білімгерлердің білімдерін бақылау графигі

  Апталар     3 а 4 а     7 а   9 а 10 00     13 23 14 44   Барлығы
Тапсырмалар және бағалар
  Дәріс материалын қайталау                                
  Зертханалық жұмыс                                
  БОӨЖ                                
  БӨЖ                                
  Рубеждік бақылау                                
  Балдың қосындысы 1500+200=1700 (1700/17)*0.6=60
  Аралық бақылауь 100*0,4=40
  Барлығы 60+40=100

2.7 Білімгерлердің білім деңгейін әріптік символ жүйесімен бағалау

Бағалаудың әріптік жүйесі Балдың сандық эквиваленті Балдар Традицялық жүйе бойынша баға
А 4,0 95-100 Өте жақсы
А- 3,67 90-94
А+ 3,33 85-89 Жақсы
В 3,0 80-84
В- 2,67 75-79
С+ 2,33 70-74 Қанағаты
С 2,0 65-69
С- 1,67 60-64
Д+ 1,33 55-59
Д 1,0 50-54
F   0-49 Қанағатсыз

ІІ. ДӘРІС ЖИНАҒЫ

Дәріс №1

Тақырып: Кіріспе. Биохимия ғылым ретінде дамуы

Жоспар:

1 Биохимия туралы жалпы сипаттама

2 «Биохимия» пәннің жіктелуі.

3. Биохимияның даму тарихы

Дәріс мақсаты:

Биохимия ғылым ретінде даму процесімен таныстыру

Дәріс мәтіні (қысқаша):

Биохимия ғылым ретінде ХVI – XIX ғасырларда пайда болды. Алғашқы биохимиялық мағлұматтар адамзатқа өте көне заманнан таныс. Мысалы, адам баласы өте ерте кезден – ақ нан пісіруді, шарап, дәрі – дәрмек жасауда, тері илеуде және т.б. биохимиялық процестерді пайдаланған. Бірақ, бұл адам баласының тәжірибесіне ғана негізделген эмпиризндік білімдер еді.

Биохимия ғылым ретінде ХVI – XIX ғасырларда пайда болды. Алғашқы биохимиялық мағлұматтар адамзатқа өте көне заманнан таныс. Мысалы, адам баласы өте ерте кезден – ақ нан пісіруді, шарап, дәрі – дәрмек жасауда, тері илеуде және т.б. биохимиялық процестерді пайдаланған. Бірақ, бұл адам баласының тәжірибесіне ғана негізделген эмпиризндік білімдер еді.

Биологиялық химия – организмдердің химиялық құрамын және организмнің тіршілік әрекеті барысында бұл құрамының химиялық өзгеріске ұшырау процестерін (ферменттативтік, фотохимиялық процестерді) зерттейді.

Биохимия деген сөз гректің вios – тіршілік деген сөзінен шыққан. Яғни, тірі табиғаттың химиялық тілі, тіршілік химиясы деген сөз. Осыған орай биохимияның өзі бірнеше салаларға бөлінеді: адам биохимиясы, медициналық биохимия, өсімдіктер, микроорганизмдер, техникалық, космостық және клиникалық, эволюциялық, радиациялық т.б.

Организмдерді зерттеу бағыты бойынша биохимияны статикалық зерттелетін заттардың химиялық табиғаты және қасиеттері жайында динамикалық заттардың организмге түсу кезеңінен олардың зат алмасудың ақтық өнімдерінің шығуына дейінгі өзгерістері және функциональдық органдардың, ткандердің және клеткалардың, жалпы біртұтас организмнің физиологиялық әрекетінің химиялық негіздері жөнінде биохимияға бөлінеді Биохимияның дамуы бір – бірімен шектес басқа пәндермен жалпы биологиямен, гистологиямен, цитологиямен, генетикамен, физикамен, биофизикамен, бейорганикалық, аналитикалық, органикалық, физикалық, коллоидтық, биофизикалық химиямен молекулярлық биологиямен және физиологиямен тығыз байланысты.

Биохимияның аса маңызды міндеті – студентті тірі организмдердің химиялық құрамымен және тірі материалардың тіршілігін қамтамасыз ететінхимиялық заңдылықтармен таныстыру.

Биохимияның ғылым ретінде қалыптасуында маңызды роль атқарған көптеген мәліметтер қайта өрлеу дәуірінде қорланды. Ұлы ғалым Леонардо да Винчи 1452- 1519 барлық тіршілік процестерінің оттегінің қатысуымен өтетіндігін дәлелдеді.

Биохимияның тарихы – зерттеп, гемоглобин мен хлорофиллдың ұқсастығын тапты.

ХХ ғасырдың бірінші жартысында биохимияның жаңа салалары –адам биохимиясы, медициналыматериалистік және идиалистік екі көзқарастар күресінің тарихы. Өзінің дамуының алғашқы кезеңінде биохимия химиялық жаңылыс флогистон теориясымен соқтығысты. Бұл теория бойынша заттардың жиынтығы олардың құрамындағы “отты материяға” байланысты болды. Тіршілікке деген материалистік көзқарастың негізін салушы алғашқы ғалым М. В. Ломоносов, табиғатта ешқандай флогистон жоқ және болуы мүмкін еместігін дәлелдеді.

ХІХ ғасырдың басында дамып келе жатқан биохимия идеалистік витализм / лат vita - өмір, тіршілік теориясымен тартысқа түсті. Көп ұзамай виталистердің ілімін практика және химиялық тәжірибелер теріске шығарды. Ф. Велер бейорганикалық заттардан қымыздық қышқылын 1824ж және несеп нәрін алды. Орыс ғалымы Н.Н.Зинин, өсімдік шикізатынан өндірілетін анилинді 1842ж алды. 1845жылы неміс химигі А. Кольбе сірке қышқылын, француз ғалымы М. Бертло майларды, ал 1861ж А.М. Бутлеров тұңғыш рет синтетикалық қанты бар заттарды синтездеді.

Отандық биохимияның негізін салушы А. Я. Данилевский 1838- 1923ж болып есептеледі. Ол, Россияда физиолог – химиктердің алғашқы мектебін ашты. Мектеп көптеген ақуыздардың құрамын, қасиеттерін зерттеді.

1891ж Петербургте М.В. Ненцкий бірінші биохимиялық лабораторияны ашты.

1925ж Харьковте А. В. Палладин бірінші биохимия инстетутын ашты. Адамзаттың қазіргі кезеңдегі назары биохимиялық ғылымдар алдына тіршілік құбылысының мәнін анықтау, органикалық дүние дамуының биологиялық заңдылықтарын ашу, тіршілік физикасы мен химиясын, зат алмасу, тұқым қуалаушылықты зерттеу жөнінде бірқатар басты- басты міндеттер қойып отыр.

Бақылау сұрақтар:

1. Биологиялық химия нені зерттейді.

2. Биохимия пәні және оның міндеттері

3. Тірі материя деп нені айтады?

4. Биохимия ғылым ретінде қалыптасуына маңызды роль атқарған ғалымдар.

Дәріс №2

Тақырып: Tipi ағзалардың химиялық құрамы. Прокариот және эукариот жасушалар.

Жоспар:

1. Жасушаларының құрамындағы э лементтер, олардың ағзада атқаратын ролі;

2. Прокариот және эукариот жасушаларға сипаттама;

Дәріс мақсаты: Tipi ағзалардың химиялық құрамымен танысу.

Дәріс мәтіні (қысқаша):

Өсімдіктер, жануарлар және ұсақ ағзалар жасушаларының химиялық қүрамы ұқсас. Тірі ағзалар жасушаларының құрамына өлі табиғатта кездесетін 70-ке жуық химиялық элементтер кіреді. Бұл тірі және өлі табиғаттың ортақ екенін дәлелдейді. Жасушалардағы элементтер мөлшерінің қатынасы әр түрлі, сондықтан элементтерді бірнеше топтарға бөледі. Макроэлементтерден: оттегі, көміртегі, сутегі және азоттан біріші топ түзіледі. Кейде оларды органогендер деп атайды. Олардың жасушалардағы массасы шамамен 98% және барлық ағза заттардың негізін құрайды.

Екінші топ элементтері - күкірт және фосфор биологиялық полимерлер - нәруыз және нуклеин қышқылдарының құрамына енеді (микроэлементтер). Осы топқа натрий, калий, кальций, магний, темір және хлор да кіреді. Бұл элементтер жасушада маңызды қызмет атқарады. Мәселен, натрий, калий және хлор жүйкелер жасушаларының ақсондары бойынша жүйке серпіндерінің (импульс) өтуін қамтамасыз етеді, сондай-ақ әр түрлі заттардың жасуша жарғақшалары арқылы етуіне себепші болады. Кальций жануарлар мен адам қанының ұюына қатысады, сүйек ұлпасының құрамына енеді. Темір эритроциттер гемоглобинінің құрамына еніп, өкпеден ағзаның әрбір жасушасына оттегін тасымалдайды. Темір өкпеден ағзалардын, әрбір жасушаларына оттегін тасымалдауды қамтамасыз етіп, эритроциттер құрамына енеді. Магний болса, ол да жануарлардың, сондай-ақ өсімдіктердің жасушаларының құрамына кіреді. Ол фотосинтезді қамтамасыз етіп, жасыл өсімдіктердің хлорофилл молекуласының орталық атомы болып есептеледі. Ал жануарлар жасушаларында магний ферменттер құрамына кіреді.

Көптеген макроэлементтпер әдетте жасушаларда иондар (оң зарядталған катиондар немесе теріс зарядталған аниондар) түрінде болады. Адам ағзасындағы калий, натрий, кальций және магний иондары концентрациясының қатысы жүрек әрекетінің ырғағына, бүйректің су бөліп шығару жылдамдығына, қанның ұйығыштық деңгейіне, сүйек ұлпасының пәрмені мен өсуіне ыкпал етеді.

Қалған элементтердің барлығы: мыс, мырыш, фтор, никель, селен, молибден, кобальт, т. б. үшінші топты құрайды. Олардың жасушадағы мөлшері өте мардымсыз (0,02%), сондықтан оларды ультрамикроэлементтер дейді. Мөлшері аз болғанмен олар ағзада маңызды қызмет атқарады. Йод - қалканша без гормоны тироксиннің негізгі құрамдас бөлігі. Мырыш инсулин гормоны молекуласының құрамына енеді. Кобальт - В12 витамині молекуласындағы орталық атом. Бром жүйке жасушаларының қызмет атқаруы үшін қажет. Мыс кейбір ферменттер мен тасымалдағыш жасушалар молекулаларының кұрамына енеді, сондай-ақ шаянтектестердің және ұлулардың тынысалу пигменттерінде болады. Фтор тіс кіреукесі және т. б. құрамына кіреді.

Прокариотты және эукариотты клеткаларының құрылысындағы ерешеліктері.

Қазіргі кезде ғалымдардың еңбектері тұжырымдалып, жасушаның құрылысы, тіршілік әрекеттері, дамуы, маңызы толық айқындалды. Сондықтан:

1) барлық организмдердің құрылыс негізі жасуша екені, оның өзі әр түрлі болғанымен, оларға тән жалпы құрылымы бір және ол жасушаның бөлінуі арқасында пайда болады;

2) жасуша тіршіліктің негізгі түрі болғанымен, ол жалғыз емес, оның жасушаға дейінгі түрлері (бактериофагтар, вирустар) кездеседі, ал көп жасушалы организмдерде – жасуша аралық заттар, талшықтар мол болады;

3) жасуша – күрделі құрылымды, өзінің тарихи даму процесі бар. Ол кезінде органикалық заттардың қарапайым түрінен пайда болған; 4) Жасушаның жеке даму жолы бар. Онда ол өзгеріп, дамиды және өзіне тән жаңа қасиет тауып ала алады; 5) жасуша – көп жасушалы организмнің бөлігі, сондықтан оның дамуы, түрі, атқаратын қызметі организмге тығыз байланысты болып келеді. Барлық тірі организмдер жасушалардан тұрады. Олар біржасушалы (бактериялар, қарапайымдар, көптеген балдырлар, саңырауқұлақтар) және мыңдаған жасушалардан тұратын көпжасушалылар (көптеген өсімдіктер, жануарлар) деп бөлінеді. Олардың түрлері қарапайым шар тәріздіден (біржасушалылар, бактериялардың ішіндегі – кокколар) тіпті таңғажайыпқа дейін болады. Микрококкалардың диаметрі 0,2 мкм, жүйке жасушасының ұзындығы 1 м, ал өсімдіктердің сүтжолы тамыры бірнеше метрге жетеді. Тiрi организм құрылысының ең ұсақ құрылымы, қызмет бiрлiгi, басты негiзi - жасуша. Ол прокариотты; ядросының айналасында - жарғағы болмайды, хромосомалары цитоплазмамен тiкелей байланысады. Цитоплазмасында - митохондрийлер, хлоропластар кездеспейдi, рибосомалар мөлшерi кiшi болады. АТФ түзілуі (синтезі) плазмалық жарғақта өтеді. Онда жалғыз сақина тәрізді бактериалды хромосома сақталады. Мейозбен бөлiнбейдi. Оларға - бактериялар, актиномицет, көк-жасыл балдырлар, вирустар жатады), эукариотты (толық, ядролы, кейбір бір, көп жасушалы өсімдіктер, саңырауқұлактар, малдар организмдеріндегі жасушалар), әртүрлi (қарапайым домалақтан таңқаларлыққа дейiн) болып, әрi дене (көбеюден басқа қызметтердi толық атқарады) және жыныс жасушалары (аналық - жұмыртқаклетка, аталық - сперматозоид) деп бөлiнедi. Дене жасушасы әдетте қосарланған (диплоидты) хромосома жиынтығын, жыныс жасушалары дара (гаплоиды) хромосома жиынтығын сақтайды. Жасушалардың бәрiнде iшiн сыртқы ортадан, көршi жасушадан бөлiп тұратын сыртқы қабығы (плазмолемма, плазмалық жарғақша (грек.- iркiлдек сұйықтық; лат. - жарғақ), гиалоплазмасы (грек.- шыны; матриксi-құрылысы әр тектi, құрамы, iшкi тiрегi), тұрақты, тұрақсыз қосындылары бар - цитоплазма; хроматин (грек.- түс), ядрошық, қабық (кариотека - грек.- ядро, - қабық), шырын (нуклео-, кариоплазма, кариолимфа), ақуыздiк негiз сақталатын - ядро болады. Саңырауқұлақ, жануарлар жасушаларында пластидтер болмайды. Бактериялар, саңырауқұлақтар және өсімдіктер жасушаларының әртүрлі заттан түзілген қабырғасы болады. Олар бактерияда – мурсин, саңырауқұлақта – хитин, өсімдікте – целлюлоза деп аталады. Бұлар полисахаридтер. Жасуша қабырғасы мына қызметтерді атқарады: жасушаның механикалық беріктігін, тіректікті қамтамасыз етеді; жеке жасушаның ғана емес бүкіл өсімдіктің де механикалық тіректігін қамтамасыз етеді; кейбір жасуша қабырғасында қоректік заттар қоры сақталады; жасуша қабырғасындағы тамырлар бүкіл өсімдікке заттарды тасымалдауға бейімделген; эпидермистің сыртқы қабырғасы балауыз (воск) тәрізді кутиннен тұрады да, ол судың шығынын азайтып, өсімдікке ауру қоздыратын бактериялардың түспеуін қамтамасыз етеді. Жасуша қабырғасының астында плазмалық жарғақ және тұрақты, тұрақсыз қосындылары бар цитоплазма болады. Онда бір, кейде бірнеше ядролар орналасды. Жалпы жануарлар мен өсімдіктер жасушаларының құрылысы ұқсас болады. Өсімдік жасушаларының ерекшелігі сол, онда пластидтер және көпіршіктер сақталады. Пластидтер тек өсімдік жасушаларына тән тұрақты қосындылар, қос жарғақпен қоршалған, үш топқа бөлінеді:

1) Хлоропластар – құрамында хлорофиллдер, каротиноидтары болады. Бұл пигменттер күн сәулесі әсерінен өсімдік жасушаларында органикалық заттардың түзілуін қамтамасыз етіп, өсімдік жапырақтарында көп болады;

2) Хромопластар – органикалық заттарды түзбейді, бірақ олар қызыл, қызғылт сары және сары пигменттер сақтап, боялатын пластидтер. Хромопластар өсімдік жасушаларының ұрығында, гүлдерінде көп болады және ашық түске боялатындықтан жануарларды өзіне қызықтырып, тартады;

3) Лейкопластар – түссіз пластидтер, пигменттері болмайды. Жасушалардың жас жапырақтарында, дәнінде, түбірінінде (тамырында) өте көп болады. Өсімдік жасушаларындағы көпіршіктер үлкен, жасуша ортасында орналасады, қабырғасы бір қабатты жарғақтан тұрып, тонопласт деп аталады. Көпіршік ортасы сұйықпен толып, жасуша шырыны деп аталады. Көпіршік құрамында су, минералды тұздар, қант, оттегі, көмірқышқыл газ, органткалық қышқылдар, бояутектер (пигмент) және тіршілік әрекеттерінің қалдықтары болады. Көпіршіктер мына қызметтерді атқарады: осмос жолымен су тонопластан жеңіл өтеді. Ол кезде орталық көпіршік созылғандықтан цитоплазма жасуша қабырғасына жылжиды, ал ішкі қысым жасуша түрін сақтап тұрады; кейде көпіршікте әр түсті бояутектер болады. Олар өсімдік ұрығын, гүлін әр түске бояп, жануарлар назарын өздеріне тартады, дәнді тозаңдатады және таратады; кейде өсімдік көпіршігінде ас қорыту ферменті сақталады, тіршілікте лизосома тәрізді қызмет атқарады, ал жасуша өлсе, онда көпіршікті бұзып, ерітеді; көпіршіктерде тіршілік қалдықтарының қоры жиналады, шөпқоректі жануарларды үркітеді. Организмде жасуша туындылары жасушасыз құрылымдарда кездеседi. Оларға - симпластар (грек.- бiрге, - жасалған; остеокласт, трофобласт сыртқы қабаты, қаңқалық бұлшық ет талшығы), синцитийлер (грек. - бiрге, - жасуша; даму жолындағы сперматозоидтар), жасушааралық заттар (коллаген, эластин, аргирофильдi талшықтар, аморфты зат), өз қызметiн аяқтап, ендi оны жалғастыра алмай, басқа қызметке бейiмделе бастаған жасуша туындылары (эритроциттер, қан тақташалары, эпидермистiң мүйiздi қабаты, шаш, тырнақтар) жатады.

Бақыла сұрақтар:

1. Тірі организмдердің химиялық құрамы

2. н бөлінеді?

3. Ағзаның жасушалары қандай топтарға бөлінеді?

Дәріс №3

Тақырып: Ақуыздарға сипаттама. Аминқышқылдық құрамы

Жоспар:

1.Ақуыздарға жалпы сипаттама.

2. Ақуыздардың химиялық құрамы,

3. Ақуыздардың аминқышқылдық құрамы.

Дәріс мақсаты:

Ақуыздардың ролін, химиялық және аминқышқылдық құрамын көрсету.

Дәріс мәтіні (қысқаша):

Ақуыздар органикалық заттар дамуының ең жоғарғы сатысы және жер бетіндегі тіршіліктің негізі. Ағзаның тірек, бұлшық ет, жамылғы тканьдері ақуыздардан құралған. Олар ағзада әр түрлі қызмет атқарады, химиялық реакцияларды жүргізеді, дене мүшелерінің қызметтерін өзара үйлестіреді, аурулармен күреседі, т.б.

Ақуыздардың құрамы мен құрылысы өте күрделі. Молекулалық массалары жүздеген мыңнан миллионға дейін жетеді. Төрт түрлі құрылымы болады. Олардың құрылымы бұзылса, денатурацияға ұшырап, ағзадағы қызметін атқара алмайды.

Ақуыз тірі ағзаның негізін құрайды, онсыз өмір жоқ. Фридрих Энгельстің пікір бойынша: «Тіршілік — ақуыз заттарының өмір сүру формасы».

Ақуыз тек тірі азғалар құрамында ғана болады. Оның құрамында 50,6 – 54,5% көміртек, 21,5 – 23,5% оттек, 6,5 – 7,3% сутек, 15 – 17,6% азот, 0,3 – 2,5% күкірт бар, кейде фосфор кездеседі. Осы элементтерден түзілетін амин кышқылдарының бір-бірімен байланысып қосылуы нәтижесінде ақуыз молекуласы түзіледі. Ақуыз молекуласының массасы өте үлкен, ол бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін барады.

Ғалымдардың содан бергі зерттеулері нәтижесінде барлық тірі азғалар жасушасында болатын тірі материя –протоплазма, негізінен, ақуыздан құралатыны анықталды.

Ақуыз жасуша құрамына кіретін тірі құрылымдар – ядро, митохондрия, рибосома,цитоплазма негіздерін құрайды. Сондықтан ол ағза құрамында үлкен орын алады. Мысалы, адам мен жануарлар денесінің құрғақ заттарында 45%, жасыл өсімдіктерде 9 – 16%, дақыл тұқымында 10 – 20%, бұршақ тұқымдастар дәнінде 24 – 35%, бактерия жасушаларында 50 – 93% ақуыздық заттар бар. Ақуыз барлық ағзаға ортақ зат болғанымен, әр түрлі ағза ақуыздарының құрылымы түрліше болады. Сондай-ақ, ағза түрлерінің бір-біріне ұқсамауы, олардың эволюция жолымен үздіксіз өзгеріп дамуы да ақуыз қасиеттерінің үнемі өзгеріп отыруына байланысты. Ақуыз – бүкіл тірі ағзаның негізгі қорегі. Ол жасуша протоплазмасын құрумен қатар, ағзадағы көптеген тіршілік кұбылыстарына – тамақтану, өсу, көбею, тітіркену,козғалу, тыныс алу процестеріне тікелей қатысады.

Организмнің күнделікті тіршілігі оның жасушаларында жүріп жататын көптеген биохимиялық реакцияларға негізделген. Осы реакциялар нәтижесінде өсімдіктерде, бір жағынан, тіршілікке қажетті химиялық қосылыстар – ақуыздар, нуклеин қышқылдары, көмірсулар, майлар, витаминдер синтезделетін болса, екінші жағынан, онда ферменттер арқылы күрделі заттар ыдырап, өсімдіктің қоректенуіне, тозған жасушаларын жаңартуына, ағзаға қуат беруге жұмсалады. Бұл құбылыстарды метаболизм деп атайды. Осы реакциялардың бәрінде де ақуыз катализаторлық қызмет атқарады. Қан құрамындағы ерекше ақуыз – гемоглобин бүкіл денеге оттек таратады. Клеткалардағы тотығу ферменттері – цитохромдар тыныс алу процесін реттеп отырады. Сондай-ақ ағза тіршілігіне аса кажетті заттар гормондар да ақуыздан құралған. Ерімтал ақуыздар – гидрофильді коллоидтар – суды бойына көп тартады. Олардың ерітінділері желім сияқты: осмостық қысымы төмен, қозғалу қабілеті нашар, өсімдік пен жануарлар мембранасынан өте алмайды. Ақуыздардың тағы бір қасиеті – олар амфотерлі электролиттер. Молекулаларында бос карбоксил және амин топтары болатындықтан, олар оң немесе теріс электр зарядты болады. Химиялық табиғаты жағынан ақуыз биополимерлер тобына жатады.

Ақуыздың құрамында жиырма түрлі аминқышқылдар болады. Әр түрлі ақуыздардың аминқышқылы құрамы жағынан да, олардың тізбектегі орналасу тәртібі жағынан да бір-бірінен айырмашылығы зор. Табиғатта ақуыз түрлерінің көп болуы да осыған байланысты. Мысалы, үш аминқышқылының қосылуынан алты түрлі, төрт қышқылдан жиырма төрт түрлі ақуыз изомерлері пайда болады. Ақуыз молекуласы амин қышқылдарының өзара моншақтай тізіле байланысқан полипептидтік тізбегінен құралады. Ақуыз молекуласының сыртқы пішіні екі түрлі болады. Біріншісі шар тәрізді домалақ – глобулярлы ақуыздар. Бұларға альбуминдер, глобулиндер, гемоглобин, пепсин және өсімдік жасушасының ақуыздары жатады. Екіншісі фибриллярлық (талшық тәріздес) ақуыздар. Бұларға бұлшық ет ақуызы – миозин, актин, сіңір ақуызы – коллаген және малдың жүні мен піллә жібегі ақуыздары жатады. Ақуыз молекуласының өзіне тән ерекшеліктері мен құрылымдылық дәрежелері көптеген сутектік байланыстар, электрстатикалық қуаттар, күкірттен құралатын дисульфидтік байланыстар, т.б. жағдайлар арқылы қамтамасыз етіледі. Аөуыз ерітіндісін қыздырса немесе оған күшті кышқылмен әсер етсе, ол өзінің табиғи қасиеттерін (ферменттік, гормондық) жояды, кейде ұйып та қалады. Мұндай құбылысты денатурация деп атайды. Ақуыз– адам тағамы мен жануарлар қорегінің, сондай-ақ тері, жүн, жібек сияқты табиғи талшық заттардың негізгі құраушысы болғандықтан, 20 ғасырдың екінші жартысынан бастап оны қолдан өндірудің (микробиологиялық синтез) маңызы артып отыр.

Аминқышқылдар – молекуласында амин (~NH2) және карбоксил (-СООН) топтары бар органикалық қосылыстар:

H2N-CH2-COOH (аминсірке қышқылы (глицин)Аминқышкылдарын радикалындағы сутек атомдары амин тобына алмасқан карбон қышқылдарының туындылары ретінде қарастыруға болады. Кейбір аминқышқылдарының құрамында екі аминтобы, гидроксил тобы, тиол тобы — SH, екі карбоксил тобы болады.

Құрамында әр түрлі функционалды топтары болғандықтан, аминқышқылдары гетерофункционалды қосылыстарға жатады. Аминқышқылдары табиғатта көп таралған: ақуыздардың, пептидтердің және т.б. физиологиялық белсенді қосылыстардың кұрамына кіреді және бос күйінде де кездеседі. Тіршілік үшін аса маңызды қосылыс ақуыз молекуласы аминқышқылдар қалдықтарынан құралатындықтан, олардың маңызы өте зор. Ақуыз биосинтезіне жиырма шақты α-аминқышқылдары қатысады. Олардың біразы алмаспайтын аминқышқылдары. Олар организмде синтезделмейді немесе өте аз мөлшерде синтезделеді, сондықтан олардың организмге қажеттілігі тек қана тағаммен қамтамасыз етіледі.

Табиғатта аминқышқылдардың 150-ден астам түрі бар. Олардың 20-сына жуығы ақуыздар түзілісінде аса маңызды қызмет атқаратын мономер блок-топшалар. (А.миқышқылдардың ақуыз құрамыиа енгізілуі тәртібін тектік код есептейді). Аминқышқылдары барлық ағзалардың зат алмасу процесіне қатысып гормондар витаминдер мидиаторлар пуринді және пиримидинді азоттық негіздердің алқолоидтердің т. б. гормондар биосинтезінің негізгі қосылыстарын түзу қызметін атқарады. Микроапалардың көпшілігі өздеріне керекті аминқышқылдарын синтездейді. Адам мен барлық жануарлар аминқышқышқылдарын өздері түзіле алмағандықтан оларды дайын түрінде ішіп-жейтін қорегіне алады. Қазіргі кезде адам және жануарлардың тамағына косылатын аминқышқылдары биотехнологиялық синтездеу сімен (химия және микробиология) игеріледі. Сонымен қатар олар өнеркәсіптік полиамидтер– бояулар мен дәрі-дәрмек шығаруда да үнемі пайдаланылатын өнім.

Амин қышқылдары барлық тірі организмдерде жүретін азотты заттар (гормондардың, витаминдердің, медиаторлардың, пурин және пиримидин негіздерінің, алкалоидтардың т.б. заттардың негізгі де бастапқы қосылыстары болып саналады) алмасуына қатысады, жануарлар мен өсімдіктер организмдерінің барлық ақуыздарының (протеиндерінің) мономерлері қызметін атқарады. Жасушалардағы протеиндер биосинтезіндегі амин қышқылдарының ақуыздағы орындарын генетикалық код анықтайды. Микроорганизмдер мен өсімдік организмдерінің көпшілігінде, оларға қажет амин қышқылдарының барлыгы түгелімен, аталган организмдерде түзіледі, ал адам мен жануарлар организмдерінде алмаспайтын амин қышқылдары түзілмейді, олар тек дайын түрінде ғана тамақ пен азықтың құрамымен организмге келеді.

Атаулары және изомерлері

Аминқышқылының қарапайым өкілі — аминсірке қышқылы NH2—СН2—СООН. Аминқышқылдарын көбіне қалыптасып кеткен тривиальді атаумен, мысалы, аминсірке қышқылын глици деп атайды.

Бірінші топ. Бейтарап полярсыз қышқылдар

Екінші топ. Бейтарап полярлы қышқылдар

Үшінші топ. Қышқылдық полярлы қышқылдар

Төртінші топ. Негіздік полярлы қышқылдар

Бақылау сұрақтар:

1.Ақуыздарға жалпы сипаттама.

2. Ақуыздардың химиялық құрамы,

3. Ақуыздардың құрылымдық деңгейлеріаминқышқылдық құрамы.

Дәріс №4

Тақырып: Ақуыздардың жіктелуі. Құрылымы

Жоспар:

1. Ақуыздардың жіктелуі.

2. Ақуыздардың полипептидтік тізбектерінің құрылымы.

Дәріс мақсат


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: