Методическая разработка
По проведению самостоятельной работы студентов
по учебной дисциплине «Химия»
для специальности 060101.65 «Лечебное дело» высшего профессионального образования
Факультет лечебный
Кафедра медицинской и биологической химии
Подготовили преподаватели:
Никонова Л.Г., Гагаро М.А., Калашникова С.П.
Обсуждена на заседании ЦМК
«____» _______________2012 г.
Протокол № ________________
Список основной и дополнительной литературы по дисциплине «Химия»
Основная литература
1. Общая химия./Попков В.А., Пузаков С.А. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2010. –976 с.
2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. / Под ред. Ю.А. Ершова. - М.: Высшая школа, 2007. – 559 с.
3. Биоорганическая химия: учебник для вузов / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2005. – 542 с.
4. Руководство к лабораторным работам по биоорганической химии: пособие для вузов / Н.Н. Артемьева, В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян и др.; под ред. Н.А. Тюкавкиной. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2006. – 318 с.
5. Пузаков С.А. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб.пособие / Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А.– М.: Высш. шк., 2008. – 255 с.
6. Бабков А.В. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. / Бабков А.В., Попков В.А., Пузаков С.А., Трофимова Л.И.; Под ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова. – М.: Высш. шк., 2001. – 237 с.
7. Конспекты лекций
Дополнительная литература
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. / Ахметов Н.С. – М.: Высш. шк., 1981. – 679 с.
2. Бабков А.В. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. / Бабков А.В., Попков В.А., Пузаков С.А., Трофимова Л.И.; Под ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова. – М.: Высш. шк., 2001. – 237 с.
3. Берёзов Т.Т. Биологическая химия. / Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. – М., Медицина, 1998. – 704 с.
4. Биохимия: Учебник для вузов / под ред. Северина Е.С. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2011. –784 с.
5. Бышевский А.Ш. Биохимия. / Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. – Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. – 384 с.
6. Долгов В.В. Клинико-диагностическое значение лабораторных показателей. / Долгов В.В. и соавт. – М.: Лабинформ, Центр, 1995. - 224 с.
7. Зайчик А.Ш. Основы общей патологии. Часть 2. Основы патохимии. / Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. – Спб.: ЭЛБИ, 2000. – 688 с.
8. Зеленин К.Н. Химия. / Зеленин К.Н. – СПб.: Специальная литература, 1997. – 688 с.
9. Исследование системы крови в клинической практике / под редакцией Козинца Г.И. и Макарова В.А. – М.: Триада-Х, 1997. – 480 с.
10. Клиническая биохимия: учебник / под ред. Ткачука В.А. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002.
11. Клиническое руководство по лабораторным тестам. / Перевод с англ. Под редакцией Меньшикова В.В. – М.: ЮНИМЕД-пресс, 2003. – 942 с.
12. Кольман Я. Наглядная биохимия: Пер. с нем. / Кольман Я., Рём К.-Г. – М.: Мир, 2000. – 469 с.
13. Коровин Н.В. Общая химия. / Коровин Н.В. – М.: Высш. шк., 1998. – 559 с.
14. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия. / Мушкамбаров Н.Н. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 384 с.
15. Органическая химия. / Лузин А.П., Зурабян С.Э., Тюкавкина Н.А. и др.; Под ред. Н.А. Тюкавкиной – М.: Высш. шк., 1998. – 511 с.
16. Пузаков С.А. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб.пособие / Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А.– М.: Высш. шк., 2008. – 255 с.
17. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии. / Под ред. Н.А. Тюкавкиной – М.: Медицина, 1999. – 319 с.
18. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого. Учебник для вузов. / Слесарев В.И. – Спб.: Химиздат, 2007. – 784 с.
19. Вопросы медицинской химии (журнал)
20. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии (журнал)
21. Токсикологический вестник (журнал)
22. Фармация (журнал)
23. Химико-фармацевтический журнал (журнал)
24. Ресурсы Интернета
Занятие №1
Тема: Введение в практикум. Основные законы химии. Классификация и номенклатура неорганических соединений. Способы выражения концентрации растворов. Основы количественного анализа.
Значение темы: Повторение и закрепление основных законов химии, правил классификации и номенклатуры неорганических соединений.
Цель занятия: Студент должен
Знать: Основные законы химии и проводимые на их основе расчеты. Основы классификации и номенклатуры неорганических соединений.
Уметь: Формулировать основные законы химии и на их основе проводить расчеты. Классифицировать неорганические соединения и умело пользоваться принципами номенклатуры.
Вопросы для изучения темы
1. Применение в химии законов сохранения массы и энергии. Вещество. Количественная и качественная информация, содержащаяся в химических формулах и уравнениях. Закон постоянства состава и его современная трактовка. Закон кратных отношений. Закон Авогадро.
2. Классификация и номенклатура основных классов неорганических соединений. Валентность. Графические формулы веществ.
3. Определение понятий: эквивалент, фактор эквивалентности, количество вещества эквивалента, молярная масса эквивалента. Количественный анализ.
4. Требования к реакциям, применяемым в титриметрическом анализе. Основные понятия: титрант, титрование, точка эквивалентности, точка конца титрования. Способы проведения анализа (прямое, заместительное, обратное), приемы проведения анализа (отдельных навесок, аликвотных проб(пипетирования) Способы выражения концентрации титрованных растворов, способы их приготовления. Стандартные (установочные, исходные) вещества. Требования, предъявляемые к стандартным веществам. Решение расчетных задач.
5. Осадительное титрование. Окислительно-восстановительное титрование. Комплексонометрическое титрование. Вольтамперометрия
Ситуационные задачи
1. Сформулируйте закон сохранения массы веществ, напишите его математическое выражение, приведите примеры его проявления в химии.
2. Сформулируйте закон постоянства состава вещества. Установите формулу соединения, содержащего 43,4% натрия, 11,3% углерода, 45,3% кислорода.
3. Сформулируйте закон Авогадро. Что понимают под нормальными условиями? Рассчитайте какой объем при н.у. займут 5 л газа, измеренных при 20о и давлении 102 кПа.
4. При взаимодействии 3,59г некоторого трехвалентного металла с раствором кислоты выделилось 0,448 л водорода (н.у.). Определите этот металл.
5. Начертите схему, отражающую классификацию важнейших классов неорганических веществ. Приведите примеры для каждого класса.
6. По систематической и рациональной номенклатуре дайте названия следующим соединениям: AsH3, HAlO2, PbO, Al(OH)2Cl, HClO2, KAl(SO4)2, CaO, Cu(OH)2, K2Cr2O7, H3O+, Na2HPO4, OH-, HCO3-, HNO2 , (CuOH)2SO4, HCl.
7. Дайте определение валентности. Напишите молекулярные и графические формулы следующих веществ: оксид серы (IV), серная кислота, оксид марганца (VII), перманганат калия, дигидрофосфат натрия, ортоборная кислота, гидроксокарбонат кальция.
Литература:
Основная литература: 1-7.
Дополнительная литература: 1 -24.
Занятие №2
Тема: Строение вещества. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики.
Значение темы: Закрепление и систематизация знаний о строении атома и природе химической связи.
Цель занятия: Студент должен
Знать: Строение атома, виды химических связей, типы гибридизации, метод молекулярных орбиталей. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики.
Уметь: Записывать электронные и графические формулы элементов, пользоваться уравнениями Луи-де-Бройля, определять тип гибридизации атома и структуру молекул.
Вопросы для изучения темы
1. Современные представления о природе электрона. Характеристика энергетического состояния электрона с использованием квантовых чисел. Квантово-механическая модель атома.
2. Основные принципы заполнения электронной структуры атома (принцип минимума энергии). Деление атомов по подобию энергетических уровней на s-, p-, d-, f- семейства. Электронные и графические формулы для атомов и ионов.
3. Типы химических связей. Принцип образования ковалентной химической связи.
4. Метод валентных связей. Природа σ- и π-связей. Понятие о гибридизации атомных орбиталей. Взаимосвязь типа гибридизации и структуры молекул.
5. Водородная связь.
6. Межмолекулярные взаимодействия: ориентационное, индукционное, дисперсионное.
7. Зависимость энтальпии процесса от температуры. Энергия Гельмгольца. Уравнения Гиббса-Гельмгольца.
8. Термодинамика открытых систем.
Вопросы для самоконтроля знаний
1. Запишите электронную формулу для атома хлора. Какие значения примет главное квантовое число для данного элемента? Используя орбитальное и магнитное квантовые числа, определите число подуровней и атомных орбиталей в структуре атома хлора.
2. Напишите электронную, а затем графическую формулы для атома марганца и его иона Mn+7.
3. Молекула TiF4 имеет тетраэдрическую структуру. Предскажите тип гибридизации валентных орбиталей титана.
4. Молекула хлорида бора BCl3 имеет плоскую структуру, а хлорида азота NCl3 – пирамидальную. В какой молекуле будет наблюдаться явление гибридизации валентных орбиталей?
5. Возможна ли гибридизация валентных орбиталей алюминия в AlCl3? Если да, то укажите тип гибридизации и структуру молекулы AlCl3.
Литература:
Основная литература: 1-7.
Дополнительная литература: 1-24.
Занятие №3
Тема: Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие. Учение о растворах. Коллигативные свойства растворов.
Значение темы: Знакомство с основами физико-химической кинетики биохимических реакций, изучение основных закономерностей протекания химических реакций. Выработка умений экспериментального определения констант скоростей химических реакций. Изучение основных закономерностей протекания химических реакций, повторение основных законов химии.
Цель занятия:
Студент должен
Знать: Закон действующих масс, кинетические уравнения для реакций различного порядка, виды и механизм действия катализаторов, кинетику ферментативного катализа. Закон действующих масс; характеристики химического равновесия (условия), принцип Ле-Шателье; гомеостаз.
Уметь: Определять молекулярность и порядок реакции, рассчитывать константу скорости реакции, период полураспада, скорость реакции. Охарактеризовать процесс по константе равновесия, предсказать направление смещения его под воздействием различных факторов, использовать уравнения для решения задач.
Вопросы для изучения темы
1. Виды катализа в биохимических реакциях.
2. Фотохимические реакции.
3. Гомеостаз и его характеристики.
4. Принцип Ле-Шателье, практическое применение.
Литература:
Основная литература: 1-7.
Дополнительная литература: 1-24.
Занятие №4
Тема: Протолитические процессы. Свойства буферных систем.
Значение темы: Знакомство с основными типами протолитических равновесий и процессов, буферными системами организма, как основополагающими понятиями при изучении гомеостаза организма.
Цель занятия: Студент должен
Знать: Основные положения протолитической теории, механизм действия буферных систем I и II типа, основные буферные системы живого организма и механизмы их действия. Значения рН основных биологических жидкостей. Гидролиз солей
Уметь: Определять силу кислот и оснований. Рассчитывать рН растворов, буферных систем, буферную ёмкость.
Вопросы для изучения темы
1. Гидролиз солей, (АТФ), константы.
2. Роль гидролиза в биохимических процессах.
3. Лекарственные препараты, используемые для устранения алкалоза и ацидоза.
Литература:
Основная литература: 1-7.
Дополнительная литература: 1-24.
Занятие №5
Тема: Комплексообразование. Свойства комплексных соединений. Гетерогенное равновесие. Окислительно-восстановительное равновесие.
Значение темы: Знакомство с общей характеристикой комплексных соединений, подробное изучение свойств комплексных соединений в биологических процессах. Закрепление навыков титриметрического анализа. Использование знаний гетерогенного равновесия для понимания процессов образования и растворения конкрементов. Изучение механизмов протекания окислительно-восстановительных процессов в организме. Закрепление навыков титриметрического анализа.
Цель занятия: Студент должен
Знать: Координационную теорию Вернера, строение комплексных соединений, роль комплексов в биологических процессах, антидоты и их применение, параметры устойчивости комплекса. Правило произведения растворимости (константы растворимости), условия образования и растворения осадков. Понятия: окислитель, восстановитель, процессы окисления, восстановления, уравнение Нернста-Петерса, критерий направленности ОВР, роль окислительно-восстановительных процессов в биологических системах.
Уметь: Правильно называть комплексные соединения, записывать реакции взаимодействия между комплексами и металлами, реакции диссоциации, выражения для констант устойчивости и нестойкости, определять жесткость воды комплексонометрическим методом. Выбирать условия образования и растворения осадков, использовать в анализе веществ методы осадительного титрования. Рассчитывать степень окисления атомов в соединениях, составлять уравнения ОВР методами электронного и ионно-электронного баланса, определять направление протекания ОВР, использовать в анализе веществ методы окислительно-восстановительного титрования.
Вопросы для изучения темы
1. Пространственная изомерия комплексных соединений.
2. Строение гемоглобина, каталазы, цианкобаламина и цитохромов. Их применение в медицине.
3. Физико-химические принципы транспорта электронов в электронотранспортной цепи митохондрий.
4. Механизм действия редокс-буферных систем.
5. Токсическое действие окислителей (нитраты, нитриты, оксиды азота). Обезвреживание кислорода, пероксида водорода, супероксид-иона. Применение редокс-реакций для детоксикации.
6. Совмещенные равновесия и конкурирующие процессы разных типов, протекающие в организме в норме, при патологии и при коррекции патологических состояний.
Ситуационные задачи
1. Мидпойнт потенциалы некоторых биологически важных редокс-систем цепи тканевого дыхания при 298 К, рН = 7 имеют значения: φ(Оксалоацетат+2Н+/Малат) = -0,17 В; φ(НАД+/НАДН+Н+/) = -0,32 В; φ(ФАД+2Н+/ФАДН2)=-0,05В; φ(НАДФ+/НАДФН++Н+/)=-0,32В; (Убихинон+2Н+/Убихинол)=+0,04В; φ(Цитохром с-Fe3+/Fe2+) = +0,25 В; φ(Цитохром аа3-Fe3+/Fe2+) = +0,55 В; φ(О2(газ)+4Н+/2Н2О) = +0,82 В. В процессе тканевого дыхания происходит перенос протонов водорода и электронов от окисляемого субстрата на кислород с участием переносчиков, функцию которых выполняют ферменты. Исходя из значений окислительно-восстановительных потенциалов, составьте электронно-транспортную цепь последовательного переноса протонов и электронов от субстрата на акцептор.
Литература:
Основная литература: 1-7.
Дополнительная литература: 1-24.
Занятие №6
Тема: Химия биогенных элементов. Свойства s-элементов. Свойства d-элементов. Свойства р-элементов.
Значение темы: Знакомство с химией биогенных элементов. Изучение механизмов реакций, протекающих в организме с участием этих элементов. Выработка умений писать реакции с участием этих элементов и их соединений.
Цель занятия: Студент должен
Знать: Классификацию элементов по В.И. Вернадскому, свойства s-элементов, d-элементов, р-элементов и их соединений, медицинские препараты, в состав которых входят элементы и их назначение.
Уметь: Характеризовать элементы, писать реакции с участием этих элементов и их соединений.
Владеть: навыками работы с научной и научно-методической литературой.
Вопросы для изучения темы:
1. Химия элементов IА и IIА групп. Уровни содержания биогенных элементов в различных органах и тканях.
2. Химия элементов IIIВ – VВ, VIВ, VIIВ, VIIIВ, IВ, IIВ групп. Применение радиоактивных элементов в медицине, кинетика радиоактивного распада. Роль d-элементов в медицине. Особенности экологической обстановки в Тюменской области.
3. Химия элементов IIIА, IVА, VА, VIА, VIIА групп. Химико-токсикологическое значение р-элементов.
4. Механизмы образования активных форм кислорода в организме человека.
5. Написание и защита реферата
Список тем рефератов по дисциплине «Химия»
1. Медико-биологическое значение соединений лития.
2. Медико-биологическое значение соединений калия.
3. Медико-биологическое значение соединений натрия.
4. Медико-биологическое значение соединений бериллия.
5. Медико-биологическое значение соединений магния.
6. Медико-биологическое значение соединений кальция.
7. Медико-биологическое значение соединений стронция и бария.
8. Медико-биологическое значение соединений бора.
9. Медико-биологическое значение соединений алюминия.
10. Медико-биологическое значение соединений галлия, индия и таллия.
11. Медико-биологическое значение соединений углерода.
12. Медико-биологическое значение соединений кремния.
13. Медико-биологическое значение соединений германия, олова и свинца.
14. Медико-биологическое значение соединений азота.
15. Медико-биологическое значение соединений фосфора.
16. Медико-биологическое значение соединений мышьяка.
17. Медико-биологическое значение соединений сурьмы и висмута.
18. Медико-биологическое значение соединений кислорода.
19. Медико-биологическое значение соединений серы.
20. Медико-биологическое значение соединений селена и теллура.
21. Медико-биологическое значение соединений фтора.
22. Медико-биологическое значение соединений хлора.
23. Медико-биологическое значение соединений брома.
24. Медико-биологическое значение соединений йода.
25. Медико-биологическое значение соединений меди.
26. Медико-биологическое значение соединений серебра.
27. Медико-биологическое значение соединений золота.
28. Медико-биологическое значение соединений цинка.
29. Медико-биологическое значение соединений кадмия и ртути.
30. Медико-биологическое значение соединений хрома.
31. Медико-биологическое значение соединений молибдена.
32. Медико-биологическое значение соединений марганца.
33. Медико-биологическое значение соединений железа.
34. Медико-биологическое значение соединений кобальта.
35. Медико-биологическое значение соединений никеля.
36. Медико-биологическое значение соединений платины.
37. Медико-биологическое значение соединений водорода.
В реферате отразить следующие разделы: строение атома, положение элемента в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева; химические свойства простых веществ и соединений; биологическая роль соединений в организме человека; лекарственные препараты их область применения.