Программа курса "Основы биологической химии" для учащихся
11 класса естественно-научного профиля. 

ПРОГРАММА КУРСА «ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ»
ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 11 КЛАССА ЕСТЕСТВЕННО­НАУЧНОГО ПРОФИЛЯ
( 2 ЧАСА В НЕДЕЛЮ; ВСЕГО 68 ЧАСОВ )

Автор: Н.А.Олеярник учитель химии.
Рецензенты: Л.Л. Егорова - методист сектора естественно-математических дисциплин ЧИПКРО.
М.А. Хачатурян - канд. пед. наук, доцент ЧГПУ.

ОБЪЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.

Интенсивный процесс развития науки требует адекватного его отражения в содержании образования. В связи с этим необходима разработка механизмов внедрения научных знаний в учебный процесс общеобразовательных учебных заведений. Мы считаем, что эффективной формой решения этой проблемы является внедрение в учебный процесс синтезированных учебных дисциплин, имеющих свою логику и историю развития.

В условиях гуманизации обучения и развития дифференционных процессов в системе образования возникла необходимость разработки системы научных знаний для детей, проявляющих интерес к естествознанию, имеющих определенный стиль мышления, способностей и ярко выраженную предметную мотивацию. Дифференциация образования, в свою очередь, стимулирует развитие интеграционных процессов в содержании, формах, методах и средствах обучения. В связи с этим интеграция способствует реализации направленности личности. Объектами интеграции могут являться как отдельные элементы знания, так и синтезированные науки, обладающие своим объектом исследования, научно-понятийным аппаратом, внутренней логикой, теоретическими и концептуальными подходами, определяющими содержание и последовательность изложения материала.

Трансформация в учебный процесс таких синтезированных наук, как биологическая химия, обусловлена необходимостью отражения современного уровня развития науки. Знакомство с основами биохимии способствует формированию естественно-научного мышления, целостного представления о наблюдаемых явлениях, обеспечивает направленность личности и ориентирует учащихся на продолжение обучения в высшей школе естественнонаучного профиля.

Курс «Основы биологической химии» предназначается для старших школьников, обучающихся в классах ( школах ) естественно­научной направленности и определивших химию для изучения дополнительно к общеобразовательным учебным дисциплинам. Он может быть включен в учебный план только после освоения учащимися базовых знаний по органической, неорганической химии, физике, биологии и естествознанию, т.к. содержание курса базируется прежде всего на знании этих дисциплин, существенно их дополняет и систематизирует. Знакомство с основами биохимии может вестись параллельно с изучением общей химии, физики и биологии и призвано обеспечить формирование интегративных и исследовательских умений детей.

Углубление и расширение общехимических знаний при изучении биохимии должно идти в направлении их адаптации применительно к живому организму. Это предусматривает большое количество факто­логического материала, вызывающего интерес учащихся к предмету. Последовательность изложения тем определяется логикой системы биологических знаний, что обеспечивает повышение уровня тео-ретизации химического и биологического образования. В то же время курс биологической химии должен быть избавлен от чрезмерного многотемья.

Основной задачей данного курса является углубление и расширение системы химических знаний и представление этих знаний в целостности со знанием других естественно-научных дисциплин. Курс призван обобщить и логически завершить процесс формирования естественно-научной картины мира на уровне среднеобразовательного учебного заведения. Он закладывает основы научно-практических знаний и умений, необходимых для продолжение обучения на более высоком уровне, т.е. носит пропедевтический характер с точки зрения вузовской программы. Изучение биохимии способствует формированию экологической культуры и развитию естественно-научного мышления. Взаимосвязь физических, химических и биологических понятий курса обеспечивается за счет рассмотрения этих знаний в новых - син­тезированных ситуациях. С целью реализации принципа доступности при изучении предмета необходимо объем химических формул и реакций свести к минимуму, достаточному для понимания сути биохимических процессов.

Ведущая идея курса - показать внутрипредметные и межпредметные взаимосвязи системы химических знаний применительно к живому организму, а также необходимость интеграции знаний, умений и навыков для решения нестандартных задач.

Теоретической основой курса являются теории Д.И. Менделеева, A.M. Бутлерова, учения об обмене веществ и биогеоценозах, а также принципы молекулярной логики живого.

Большое внимание в программе уделено экспериментальной работе. Сокращать практическую часть нецелесообразно, так как она обеспечивает процесс формирования умений наблюдать, ставить опыт, анализировать, прогнозировать. Практическая часть позволяет организовать деятельность учащихся в рамках нетрадиционных для школы методов, таких как моделирование, анализ, логическое конструирование, научно-исследовательская деятельность.

Курс предусматривает различные формы организации учебного процесса, сочетающиеся как с традиционными школьными, так и с вузовскими. Серия пракг ических занятий позволяет отработать умения решать биохимические задачи, ставить опыты, проводить эксперимент, анализировать полученные результаты, а также освоить конкретные биохимические методы анализа и сформировать простейшие навыки исследовательской деятельности. Все это способствует, уже в школе, адаптации учащихся к вузовской методике обучения.

В курсе биохимии предусматриваются различные виды познавательной деятельности обучаемых. Основное внимание уделяется самостоятельной работе в классе и дома. С этой целью в программе предлагается перечень тем докладов и список литературы, которые позволяют расширить кругозор в области практической значимости рассматриваемого биохимического содержания.

В программе отсутствует раздел «Статическая биохимия». Предполагается, что понятие о ней учащиеся получают при изучении естествознания, биологии, неорганической и органической химии, а повторение и систематизация уже пройденного материала осуществляется в соответствующих разделах динамической биохимии и учения о биорегуляторах.

Распределение времени в программе по темам ориентировочное. Учитель вправе менять последовательность изучения вопросов и тем, изменять время их изучения в соответствии со своими методическими взглядами, имеющимся опытом и подготовленностью учащихся. Например, с целью рассмотрения на доступных примерах вопросов регуляции обменных процессов на молекулярном, клеточном и организменном уровнях, возможно изучение отдельных вопросов таких тем, как витамины и гормоны, отнести на конец учебного года. Это позволит конкретизировать проблему взаимосвязи всех видов обмена веществ и откроет широкие возможности для применения проблемного метода обучения.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ.

ТЕМА 1. ВВЕДЕНИЕ В БИОХИМИЮ ( 2 часа ).

Предмет биохимии, краткая история развития науки и ее место среди других наук. Разделы биохимии. Состав живой материи и отличительные признаки ее организации. Принципы молекулярной логики живого. Понятие о биорегуляторах. Классификация биорегуляторов, их краткая характеристика и биологическая роль.

Расчетные задачи. Вычисление дозы лекарственного препарата для животных с различной массой тела.

Демонстрации. Образцы различных лекарственных форм витаминов, антибиотиков, гормональных препаратов.

Практические занятия. Сравнительный анализ ферментативного и кислотного гидролиза крахмала.

ТЕМА 2. ФЕРМЕНТЫ ( 12 часов ).

Понятие о ферментах, как о биологических катализаторах. История открытия ферментов, методы их выделения, очистки и положение в классификации органических веществ. Строение ферментов: понятие о апо-, ко- и холоферментах, центры ферментов, связь витаминов, гормонов и ферментов. Развитие представлений о механизме действия ферментов. Свойства ферментов, их биологическое значение и применение. История формирования номенклатуры и классификации ферментов. Основные классы и подклассы ферментов и контролируемые ими реакции.

Расчетные задачи. Вычисление скорости химических реакций, определение направления и интенсивности смещения химического равновесия.

Демонстрации. Демонстрационные опыты по определению активности диастазы меда и каталазы крови.

Практические занятия. Термолабильность, специфичность ферментов, их чувствительность к присутствию активаторов, ингиби­торов и изменению реакции среды. Методы определения активности ферментов.

 ТЕМА 3. ВИТАМИНЫ ( 10 часов ).

Понятие о витаминах, провитаминах, история их открытия и положение в классификации органических соединений. Классификация и номенклатура витаминов, их взаимосвязь с ферментами. Сравнительная характеристика жирорастворимых и водорастворимых витаминов, причины и следствия гипо-, гипер- и авитаминозов. Синтетические аналоги и антагонисты витаминов, их действие и применение. Биохимическая роль, клиническая картина 1ипер-, гипо- и авитаминозов, источники и применение витаминов С, Р, Н, а также витаминов групп А, Д, Е, К, F, В.

Расчетные задачи. Вычисление содержания витаминов в различных продуктах питания.

Демонстрации. Демонстрационный эксперимент: свойства витамина С. Показ различных лекарственных форм витаминов

Практические занятия. Определение содержания в различных продуктах витаминов А и С.

ТЕМА 4. ГОРМОНЫ И ДРУГИЕ БИОРЕГУЛЯТОРЫ. ( 16 часов)

Понятие о гормонах, история их открытия, положение в классификации органических соединений и взаимосвязь с другими группами биорегуляторов. Классификация гормонов, краткая харак­теристика каждого класса и механизм действия. Понятие о гипо-гиперфункции. Использование гормонов и их синтетических аналогов в медицине и ветеринарии. Анаболики, телергоны, простагландины, антибиотики: определение, история открытия, положение в классификации органических соединений, свойства, биохимическая роль, применение, побочное действие.

Расчетные задачи. Вычисление количества йода, необходимого для синтеза определенного количества тироксина.

Демонстрации. Таблицы, фотографии и слайды, иллюстри­рующие изучаемый материал.

Практические занятия. Изучение свойств адреналина.

ТЕМА 5. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ ( 6 часов )

Понятие об обмене веществ и методы его исследования. Этапы обмена, их краткая характеристики и значение. Понятие о биологическом окислении. Значение биологического окисления, отличие его от окислительных процессов в неживой природе. Развитие теории окислительных процессов: теории Баха, Палладина, их достоинства   и недостатки, современная теория биологического окисления. Строение макроэргов и их роль. Фосфорилирование, его виды. Сущность, значение и метаболические связи цикла Кребса. Регуляция энергетического обмена и его связь с другими видами обмена.

Расчетные задачи. Вычисление энергетического эффекта реакций окисления различных органических соединений.

Демонстрации. Таблицы, иллюстрирующие пройденный мате­риал.

Практические занятия. Определение активности каталазы крови.

ТЕМА 6. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ ( 4 часа ).

Строение, классификация, свойства углеводов и их биологическое значение. Пищеварение углеводов. Превращение клетчатки в желудочно-кишечном тракте, роль ее в питании. Всасывание углеводов. Гликогеногенез. Гликолиз, гликогенолиз, пентозофосфатный путь окисления углеводов, их сущность и значение. Различные виды брожения. Нарушения и регуляция углеводного обмена.

Расчетные задачи. Определение энергетического итога различных этапов обмена углеводов.

Демонстрации. Таблицы, иллюстрирующие пройденный материал.

Практические занятия. Определение активности амилазы слюны.

ТЕМА 7. ОБМЕН ЛИПИДОВ ( 4 часа ).

Строение, классификация, свойства и биологическая роль липидов. Пищеварение, всасывание и ресинтез липидов в стенке кишечника. Катаболизм жиров, превращения глицерина, окисление ВЖК. Синтез глицерина, митохондриальный и немитохондриальный синтез ВЖК, анаболизм жиров и фосфатидов. Обмен стеридов.( Нарушения липидного обмена, кетонемия и кетонурия. Регуляция липидного обмена и его взаимосвязь с другими видами обмена.

Расчетные задачи. Определение энергетического итога различных этапов анаболизма и катаболизма жиров.

Демонстрации. Таблицы, иллюстрирующие пройденный материал.

Практические занятия. Изучение действия липазы.

79ТЕМА 8. ОБМЕН БЕЛКОВ ( 6 часов ).

Строение, классификация, свойства белков и их биологическая роль. Переваривание белка и всасывание продуктов пищеварения. Гниение белков и аминокислот в кишечнике и пути нейтрализации ядовитых веществ. Пути синтеза и биологическая роль аминокислот. Синтез белка и роль нуклеиновых кислот. Катаболизм белков и аминокислот. Пути образования и нейтрализации аммиака у различных видов животных. Взаимосвязь белкового с другими видами обмена. Регуляция белкового обмена, причины ее нарушения и пути их ликви­дации. Обмен нуклео- и хромопротеидов.

Расчетные задачи. Вычисление количества вещества и объема продуктов реакций гниения белка.

Демонстрации. Таблицы, иллюстрирующие пройденный материал, свойтсва продуктов гниения белка.

Практические занятия. Изучение действия протеаз. Методы определения белков в биологических жидкостях.

ТЕМА 9. ВОДНО- МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН (8 часов).

Понятие о водно-минеральном обмене. Биологическая роль воды. Обмен воды, причины его нарушения и пути регуляции. Классификация минеральных веществ. Обмен и биологическая роль Na, К, Са, P. Mg, Fe, Cl, S, Co, Mn, I, Zn, Си. Регуляция минерального обмена и его взаимосвязь с другими видами обмена. Понятие о биогеохимических провинциях. Химия нормальной и патологической мочи.

Расчетные задачи. Определение содержания минеральных веществ по результатам биохимических анализов.

Демонстрации. Таблицы, иллюстрирующие пройденный материал. Свойства нормальной и патологической мочи.

Практические занятия. Определение кальция и фосфора в биологических жидкостях.

ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ УЧАЩИХСЯ.

Принципы молекулярной логики живого, влияние микроэлементов на активность ферментов, витамины и витаминоподобные вещества, простагландины - взгляд в будущее, антибиотики - благо и зло, телергоны - что это такое, метаболические связи цикла Кребса, прямой путь окисления углеводов, причины и следствия ацидоза, виды желтухи, мочекаменная болезнь, биологическая роль железа, молибдена и цинка, роль ц-АМФ, поджелудочной, щитовидной желез и гипофиза в регуляции обмена, печень - ее роль для организма человека, анаболики - последствие их применения, алкоголизм и наркомания - нарушения обмена, организм - единое целое.

ПРИМЕРНЫЕ ТЕМЫ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

Биологические регуляторы и их взаимодействие. История витаминологии. Применение ферментов. Как влияют микроэлементы на обмен веществ. Нарушение липидного обмена - причины и следствия. Как нам относиться к рекламе. Гормональные растройства и пути их профилактики.

ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ УСВОЕНИЯ
УЧЕБНОГОМАТЕРИАЛА.

Объем и глубина требований, предъявляемых к знаниям, умениям и навыкам учащихся, определяется уровнем их предварительной химический и биологической подготовки, а также содержанием курса «Основы биохимии».

Учащиеся, прослушавшие курс «Основы биологической химии», должны обладать следующими знаниями, умениями и навыками:

•   Знать классы биорегуляторов, их краткую характеристику, строение и свойства, принципы взаимосвязи и взаимодействия, способы измерения их активности и иметь простейшие навыки ее определения.

•   Знать основы классификации и номенклатуры биорегуляторов, уметь давать названия ферменту по контролируемой им реакции и наоборот.

•   Знать биологическую роль витаминов и уметь объяснить причины возникновения отдельных признаков гипо и гипервитаминозов.

•   Знать биологическое действие гормонов отдельных желез внутренней и смешанной секреции, механизм участия гормонов в регуляции обмена, уметь объяснить возникновение клинических признаков, вызваных их гипо- и гиперфункцией.

•   Знать историю учения об окислительно-восстановительных процессах, уметь объяснить вклад отдельных ученых в ее развитие.

•   Знать сущность основных этапов углеводного, белкового, липидного, водно-минерального обмена, пути их взаимодействия и взаимосвязи. Уметь предположить причины возникновения, способы профилактики и ликвидации этих нарушений.

•   Уметь выполнять простейшие биохимические исследования и Делать выводы из полученных результатов.

•   Уметь делать  простейшие  расчеты  и  определять дозы лекарственных препаратов с учетом массы тела и состояния обменных процессов.

•    Иметь навыки интеграции естественно-научных знаний на базе полученной информации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ.

1.  Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровин. Биологическая химия.-Л.:Медицина, 1990.
2.  А.Ш. Бышевский, О.А.Терсенов. Биохимия для врача.-Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994.
3.  Н. Грин, У.Стаут. Биология.-М.:Мир, 1993.
4.   М. Диксон, Э.Уэбб. Ферменты.-М.:Мир,1996.
5.  Б.И. Збарский, И.И. Иванов, СР. Мардашев. Биологическая химия.-Л .:Медицина, 1972.
6.  А.И. Кононский. Биохимия животных.-М.:Колос,1992.
7.  А. Ленинджер. Биохимия.-М.:Мир,1974.
8.  Р. Марри, Д. Греннер и др.. Биохимия человека.-М.:Мир,1993.
9.  Я. Мусил и др. Современная биохимия в схемах.-М.:Мир, 1981. 10.Д. Мецлер. Биохимия.-М.:Мир,1980.
11.СР. Мардашев, А.А. Покровский. Н.А. Павлова. Демонстрации к лекциям по биологической химии.-М.:ВШ,1973.
12.Н.П. Мешкова, СЕ. Северин. Практикум по биохимии животных. -М.: Советская наука. 1950.
13.В.М. Степанов. Молекулярная биология. Структура и функции белков.-М.: Высшая школа, 1996.
14.А.Т. Усович, П.Т. Лебедев. Методы исследования кормов, органов и тканей животных.-М.:Россельхозиздат,1969.
15.Д.Л. Фердман. Биохимия.-М.: Высшая школа, 1966.16. Физиология сельскохозяйственных животных (ред. А.Н. Голикова ).-М.: ВО»Агропромиздат», 1991.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

1. Б.И. Збарский и др. Биологическая химия.-Л.: Медицина, 1972

Вернуться к списку инновационных образовательных программ

Сайт обновлен: 11.03.2013