Разделы дисциплины и виды учебных занятий

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Биология мембран

наименование дисциплины в соответствии с учебным планом

 

входящей в состав модуля

 

Биология клетки

Рекомендуется для

Направления Биология_____________,

Профиля (ей) (программ(ы)) Биология клетки, Генетика, Биоинженерия и биотехнология, Биоэкология,

 

квалификации (степени) выпускника бакалавр

 

 

1. Цель дисциплины:

Целью дисциплины является.

 

1. Формирование профессиональных компетенций:

1. ПК-4 (способность демонстрировать знания принципов клеточной организации биологических объектов, биофизических и биохимических основ, мембранных процессов и молекулярных механизмов жизнедеятельности);
2. ПК-5 (применяет современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой);

3. ПК-14 (готовность вести дискуссию и преподавать (в установленном порядке) основы биологии и экологии);

научно-исследовательская деятельность:

4. ПК-15 (способен эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических работ);

5. ПК-17 (понимает, излагает и критически анализирует получаемую информацию и представляет результаты полевых и лабораторных биологических исследований);

научно-производственная и проектная деятельность:

1. ПК-18 (готовность применять на производстве базовые общепрофессиональные знания теории и методов современной биологии);

7. ПК-20 (пользуется нормативными документами, определяющими организацию и технику безопасности работ);

педагогическая деятельность:

· ПК-22 (использует знания основ психологии и педагогики в преподавании биологии);

· ПК-23 (способность заниматься просветительской деятельностью среди населения с целью повышения уровня биолого-экологической грамотности общества);

 

2. Развитие общекультурных компетенций:

· ОК-3 (приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии);

· ОК-6 (использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования);

 

2. Трудоемкость учебной дисциплины составляет зачетные единицы (____часа), из них 62 часов аудиторных занятий, _____ часов самостоятельной работы и __ часов (1 ЗЕ) – зачет

3. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы:

Дисциплина «Цитология» относится к фундаментальным разделам биологии, т.к. она исследует и описывает единственную единицу всего живого - клетку. Познание клетки имеет важнейшее значение для развития множества других биологических наук, таких как физиология, генетика, молекулярная биология, биохимия и др., т.к. дает им материал для изучения отдельных свойств именно клеток: все функциональные отправления организмов имеют клеточную основу.

Студенты в процессе изучения этой дисциплины знакомятся со структурой клетки, с функциями ее основных компонентов, с единой схемой строения, и различиями между клетками в зависимости от выполняемых функций.

Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

 

Знать

химической природе мембран строении и роли белков, липидов и углеводов в функционировании мембран;

структурную организацию и особенности различных моделей мембран;

основные понятия о свойствах клеточных мембран;

особенности и механизмы транспорта через мембраны различных веществ и частиц;

о многообразии клеточных мембран, их роли в процессах транспорта веществ, системах энергообеспечения, адгезии и принятии сигналов из окружающей среды;

методы изучения мембран

Уметь

готовить растворы для проведения анализов;

работать на центрифуге и фотоэлектроколориметре;

правильно пользоваться химической посудой и оборудованием,

Владеть

практическими навыками выделения мембран из клеток;

Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Трудоемкость в часах	Семестры
Аудиторные занятия:				+
Лекции (ЛК)				+
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛБ)				+
Контроль самостоятельной работы студента (КСР)
Самостоятельная работа:
Самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем дисциплины в соответствии с графиком выполнения лабораторных работ.
Промежуточная аттестация (указать зачет или экзамен):	Зачет
ИТОГО:

Содержание дисциплины

Содержание разделов дисциплины

№	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
	История изучения мембран. Основные понятия о многообразии и структурной организации мембран. Методы мембранологии.	Краткая история развития учения о мембранах. Работы Негели, фон Моля, Овертона. Модели мембран Гортеля и Гренделя, Даниэлли и Дэвсона, жидкостно-мозаичная модель мембраны Синджера и Никольсона. Методы выделения субклеточных органоидов и мембранных систем. дифференциальное центрифугирование. Электронно-микроскопические методы. Химические маркеры мембран и их использование в идентификации мембран. Методы изучения химических компонентов мембран: электрофорез, хроматографическое разделение. Тонкослойная хроматография липидов. Иммунологические методы исследования мембран. Биологическая роль мембран. Разнообразие функций мембран в клетке. Универсальные и специфические функции различных мембранных образований.
	Химические компоненты мембран, их биологическая роль	Основные химические компоненты мембран, их соотношение в клеточных мембранах различных организмов и отдельных субклеточных структурах. Липиды мембран, их классификация и распространение. Строение и функции фосфолипидов, их субклеточная локализация. Фосфолипиды в процессе онто - и филогенеза. Жирные кислоты фосфолипидов, их классификация и свойства. Закономерности встречаемости различных жирнокислотных остатков в мембранах разных организмов и субклеточных фракций. Стеролы в клеточных мембранах. Холестерин, его строение и свойства, распространенность в разных мембранах. Гликолипиды мембран, их строение и свойства. Классификация гликолипидов клеточных мембран. Характеристика цереброзидов и ганглиозидов. Гликолипиды растений и бактерий. Биологическая роль мембранных гликолипидов. Белки мембран: интегральные и периферические. Белки цитоскелега субклеточный слой. Монотонные и политопные интегральные белки. Домены интегральных белков, особенности их строения и функций. Значение мембранных белков в функционировании клеток. Углеводы мембран, их строение, локализация и функции. Гликокаликс, его строение и биологическая роль. Асимметрия распределения белков, липидов и углеводов в мембране
	Свойства клеточных мембран. Проницаемость и влияние на нее различных факторов	Амфифильные свойства фосфолипидов и их роль в организации мицелл, моно - и бислоев. Подвижность компонентов биологических мембран, типы движения липидов и белков и его значение. Понятие о текучести биологических мембран, роли гидрофильных головок и жирнокислотных хвостов фосфолипидов. Влияние на текучесть мембран холестерина. Температура фазового перехода мембран, молекулярная природа фазовых переходов в мембранах. Факторы, влияющие на температуру фазового перехода.
	Транспортная функция мембран. Разнообразие видов транспорта и их механизмы	Транспортная функция. Классификация типов мембранного транспорта, его значение в жизнедеятельности клетки. Пассивный транспорт, его разновидности. Неспецифическая диффузия, и ее характеристика. Влияние на проницаемость свойств мембран и диффундируемых веществ. Мембранные каналы, их строение и свойства. Ионофоры, механизмы транспорта веществ через мембраны с участием ионофоров. Облегченная диффузия, ее особенности. Эффект насыщения. Пермеазы, их химическая природа и механизм действия. Активный транспорт, его биологическая роль. Молекулярная организация и механизм действия натриевого насоса. Кальциеввые насосы, их локализация и функции. Протонные каналы и сопрягающие мембраны митохондрий и хлоропластов. Вторично-активный транспорт. Эндо - и экзоцитоз. Пиноцитоз и фагоцитоз, их характеристика, этапы поглощения внеклеточного материала и особенности. Опосредованный рецепторами эндоцитоз. Экзоцитозный путь, как транспорт веществ, секретируемых клеткой. Роль экзоцитоза в рециклировании клеточных мембран.
	Рецепторная функция мембран. Клеточная адгезия и принятие сигналов	Рецепторная функция мембран, ее биологическая роль. Химическая природа мембранных рецепторов, их локализация и разнообразие. Рецепторы клеточной адгезии, строение и функции. Роль мембран в процессах межклеточного узнавания и взаимодействия. Рецепторы для связывания клеток с внеклеточным матриксом. Адгезивные белки и интегриновые рецепторы. Механизм взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом. Рецепторы для сигнальных молекул. Основные принципы принятия и передачи сигналов в клетке. Понятие об агонисгах и антагонистах. Механизмы преобразования рецепторами внешних сигналов. Вторичные посредники, модели передачи сигнала с участием посредников. Роль и многообразие протеинкиназ. Рецепторы, сопряженные с G -белками, их строение и механизм действия в разных клеточных мембранах. Понятие о фоторецепторах
	Разнообразие мембранных структур в про - и эукариотических клетках	Особенности строения и функций бактериальных мембран. Сопрягающие мембраны митохондрий и пластид. Возбудимые мембраны нейронов. Миелин, особенности его химического состава, структурной организации и локализации. Роль мембран в адаптационных процессах.

Разделы дисциплины и виды учебных занятий

№	Наименование раздела дисциплины	Распределение трудоемкости (в часах) по видам учебных занятий
ЛК	ПЗ	ЛБ	СРС	Всего
	История изучения мембран. Основные понятия о многообразии и структурной организации мембран. Методы мембранологии.		-
	Химические компоненты мембран, их биологическая роль
	Свойства клеточных мембран. Проницаемость и влияние на нее различных факторов
	Транспортная функция мембран. Разнообразие видов транспорта и их механизмы
	Рецепторная функция мембран. Клеточная адгезия и принятие сигналов
	Разнообразие мембранных структур в про - и эукариотических клетках
	Всего

 

 

Лабораторный практикум

Наименование раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудоемкость в часах
История изучения мембран. Основные понятия о многообразии и структурной организации мембран. Методы мембранологии.	Морфологическое разнообразие мембранных структур животных и растительных клеток. Обзор микроскопических препаратов и анализ электронно-микроскопических снимков
Химические компоненты мембран, их биологическая роль	Коллоквиум по теме «Химические компоненты мембран»
Свойства клеточных мембран. Проницаемость и влияние на нее различных факторов	Устойчивость эритроцитарных мембран к осмотическому гемолизу и влияние на нее различных факторов.
Устойчивость эритроцитарных мембран к кислотному гемолизу и влияние на нее различных факторов.
Устойчивость эритроцитарных мембран к перекисному гемолизу и влияние на нее различных факторов.
Транспортная функция мембран. Разнообразие видов транспорта и их механизмы	Проницаемость мембраны для мочевины, влияние на нее различных факторов.
Коллоквиум по теме: Свойства и транспортная функция мембран.
Рецепторная функция мембран. Клеточная адгезия и принятие сигналов	Анализ β-адренореактивности эритроцитарных мембран.
Влияние на β-адренореактивность эритроцитарных мембран различных блокаторов
Коллоквиум по теме: «Рецепторная функция мембран»
Разнообразие мембранных структур в про - и эукариотических клетках