2

1. Цели освоения дисциплины

Цель курса – познакомить обучающихся с современными подходами и методами

физико-химического анализа биологического материала в целях изучения процессов,

происходящих в ходе жизнедеятельности, на молекулярном уровне; познакомить

студентов с последними достижениями и принципами установления структурно-

функциональных особенностей биомолекул.

2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета

Дисциплина к базовой части блока Б1.Б.26. и изучается в 7 семестре.

Дисциплина «Методы исследования биологических макромолекул» опирается на

основные знания и представления по неорганической, органической, аналитической

химии, физики, биохимии и молекулярной биологии, использует методы прикладной

математики. Предмет является междисциплинарным и изучается после указанных курсов,

что логично развивает приобретѐнные ранее знания и умения. Подготовка по дисциплине

даѐт возможность на основе полученных знаний разрабатывать стратегию исследования

сложных смесей биомакромолекул, установления их взаимодействия и взаимного

влияния. Дисциплина применяет экспериментальные и расчетные данные физико-

химической биологии.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины выпускник должен обладать

следующими компетенциями: ОПК - 11.

- владение приемами экспериментальной работы с клетками и культурами клеток,

физико-химическими методами исследования макромолекул, методами исследования и

анализа живых систем, математическими методами обработки результатов биологических

исследований, основами биоинженерии, необходимыми для создания биоинженерных

объектов (ОПК – 11).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- основные методы пробоподготовки биологического материала;

- принципы методов анализа химических и физико-химических свойств биомолекул;

- современные представления об основных принципах выбора того или иного метода

анализа, в зависимости от предполагаемой структуры;

Уметь:

- использовать знания об общих особенностях использования физико- химических

методов исследования для установления структурно-функциональных особенностей

биомолекул;

Владеть:

- навыками использования методов биохимического анализа, для мониторинга и оценки

эффективности технологий получения биомакромолекул для фундаментальных целей и

прикладных.

4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы или 144 часа.

4.1 Структура дисциплины

№

п/п Раздел дисциплины С

е

мес

тр

Н

е

дел

я

сем

ест

ра

Виды учебной работы, включая

самостоятельную работу студен-

Формы текущего

контроля

3

тов и трудоемкость (в часах) успеваемости (по

неделям

семестра)

Формы промежу-

точной

аттестации (по

семестрам)

Лек

ци

и

Ла

бо

ра

то

р

ны

е

зан

яти

я

Сем

ин

ар

ы

Са

мо

сто

я-

тел

ьн

ая

ра

бо

та

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1. Роль физико-химических

методов исследования в

решении задач биологии

7 1 2 2 отчет

2. Способы консервации

биологического материала при

дезинтеграции биологических

тканей

7 1

2-3

4

2 2 Опрос,

рефераты

3. Методы разделения и

концентрирования, области

применения.

7 2-3

4

2

4 2 Опрос, тес-

тирование

4. Классификация методов

фракционирования по физико-

химическим свойствам и

селективности.

7 4

5

6

2

2

2

2

2 отчет

5. Спектрофотометрические

исследования биопрепаратов.

ИК- и УФ- спектры

биомолекул.

7 6

7

8

9

2

2

2

2

2

2

2 Опрос,

рефераты

6. Колориметрические методы,

принципы и разнообразие

сфер применения.

7 9

10

11

2

2

4

4

2 отчет

7. Электрофорез, принципы

метода, возможности,

использование в практике.

7 11

12

13

2

2

4

4

2 Опрос, тес-

тирование

8. Изоэлектрофокусирование,

2D-электрофорез и

капиллярный электрофорез –

современные методы

молекулярных анализов.

7 13

14

15

2

2

4

4

2 отчет

9 Спектроскопия ЯМР высокого

разрешения.

7 15

16

2

4

2 Опрос,

рефераты

10 Рентгеноструктурный анализ,

принципы метода, примеры

использования.

7 16

17

2

4

Опрос, тес-

тирование

11 Микроскопические методы

исследования: виды

микроскопии. Электронная

микроскопия.

7 17

18

2

2

4

Опрос,

рефераты

Промежуточная аттестация 7 36 Экзамен

Итого: 36 54 54 18с+36э

144 ч.

4.2. Содержание дисциплины

1. Роль физико-химических методов исследования в решении задач биологии

История формирования "физико-химической биологии" - качественно нового

уровня развития естествознания. Вклад биологов, химиков и физиков в развитие этого

направления биологии. К. Бернар (1813- 1878), Г. Гельмгольц (1821- 1894), Л. Пастер

4

(1822- 1895), И.М. Сеченов (1829- 1905), И.П. Павлов (1849-1936), С.Н. Виноградский

(1856- 1953), К.А. Тимирязев (1843- 1920), И.И. Мечников (1845- 1916) и др. Химические

основы лабораторных технологий. Классификация физико-химических методов анализа.

2. Способы консервации биологического материала при дезинтеграции

биологических тканей.

Значение методов разделения и концентрирования, области применения.

Подготовка пробы к проведению анализа – неотъемлемый элемент лабораторных

методик. Дезинтеграция биологического материала, способы дезинтеграции в

зависимости от свойств. Защита биомакромолекул от разрушения эндоферментами.

3. Методы разделения и концентрирования, области применения.

Классификация методов концентрирования и разделения. Сочетание

концентрирования с методами определения гомогенности: комбинированные и гибридные

методы. Основные понятия и термины. Условия экстракции веществ. Количественные

характеристики экстракции, классификация экстракционных систем, способы

осуществления экстракции. Криоконсервация, концентрирование с помощью

ротационного упаривания и лиофилизации.

4. Классификация методов фракционирования по физико-химическим свойствам.

Сочетание концентрирования с методами фракционирования и анализа. Ультра-

фильтрация. Полупроницаемые мембраны, предел исключения мембран. Диализ, электро-

диализ. Центрифугирование, виды центрифугирования: аналитическое, препаративное,

зонально-скоростное, изопикническое, равновесное, ультрацентрифугирование.

5. Спектрофотометрические исследования биопрепаратов. ИК- и УФ- спектры

биомолекул.

Закон Ламберта-Бера. Оптическая плотность, пропускание, поглощение.

Количественный анализ веществ. Проверка соблюдения закона и особенности

приложения к биологическим объектам. Свойства аддитивности оптической плотности.

Анализ смеси веществ по спектрам поглощения. Основные хромофоры биологически

важных соединений, влияние растворителя на спектры поглощения. Методы

абсорбционной спектроскопии биологических систем. Спектры поглощения белков и

нуклеиновых кислот. Спектры люминесценции биологических объектов.

Спектрофлуориметрическое исследование ароматических аминокислот и белков с

использованием спектральной и компьютерной техники. Инфракрасная спектроскопия

биополимеров.

6.Колориметрические методы, принципы и разнообразие сфер применения

Характеристики спектральных приборов, используемых в спектроскопии.

Количественный анализ загрязнений в экологических системах. Качественные и

количественные анализы с использованием колориметрии, предел чувствительности

метода и применимость к анализу веществ разных классов.

7. Электрофорез, принципы метода, возможности, использование в практике

Принцип электрофоретического разделения заряженных молекул, виды

электрофореза. Пробоподготовка образцов к электрофорезу. Носители для выполнения

электрофореза, виды детергентов и механизм их действия. Электрофорез биополимеров,

особенности проведения и способы визуализации результатов.

8. Изоэлектрофокусирование, 2D-электрофорез и капиллярный электрофорез

– современные методы молекулярных анализов

Принципы метода, основные преимущества, возможности изоэлектрофокуси-

рования в сравнении с электрофорезом. Изоэлектрофокусирование в протеомных

исследованиях. Особенности проведения и техника 2D-электрофореза, преимущества и

сложности реализации метода. Капиллярный электрофорез, применения в системах

секвенирования, схема прибора, производительность. Преимущества метода и сложности.

9. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения

5

Принцип метода спектроскопии ЯМР, методы детекции молекулярных сдвигов,

схема прибора, виды ЯМР спектров. Возможности ЯМР спектроскопии при проведении

структурных исследований, изучении пространственной конфигурации молекул.

10. Рентгеноструктурный анализ, принципы метода, примеры использования.

Кристаллы и кристаллические решетки. Природа рентгеновского излучения.

Дифракция рентгеновского излучения на кристаллической решетке. Закон Вульфа-Брэгга,

преобразование Фурье, фазовая проблема. Этапы рентгеноструктурного исследования.

Кристаллизация биологических соединений: принципиальные основы методов получения

кристаллов. Определение качества и структурных характеристик кристаллов. Получение

рентгеновских лучей, способы регистрации излучения. Расчет фаз и карт электронной

плотности. Анализ карт электронной плотности и кристаллографическое уточнение

структуры молекулы.

11. Микроскопические методы исследования: виды микроскопии.

Световой микроскоп: инвертированный микроскоп; методы наблюдения в

проходящем и отраженном свете, фазового контраста, темного поля; области применения.

Флуоресцентные микроскопы: устройство и принципиальные особенности эпи-

флуоресцентного и конфокального сканирующего микроскопов; области применения.

Устройство и принцип работы сканирующих зондовых микроскопов. Сканирующая

туннельная микроскопия. Атомно-силовая микроскопия. Исследование белков,

нуклеиновых кислот и нуклеопротеиновых комплексов с помощью сканирующей

зондовой микроскопии. Сканирующая зондовая микроскопия и биочипы. Рамановская

микроспектроскопия и КАРС-микроскопия для биологических применений.

Темы практических работ

1. Определение изоэлектрической точки белка.

2. Разделение аминокислот методом хроматографии.

3. Количественное определение белков и углеводов колориметрическими методами.

4. Разделение белков и нуклеиновых кислот методом электрофореза.

5. Спектрофотометрическое определение количества нуклеиновых кислот.

6. Концентрирование растворов биологически активных веществ упариванием при

пониженном давлении. Лиофилизация растворов биологически активных веществ.

7. Знакомство с работой электронного микроскопа.

8. Знакомство с работой системы MALDI-TOF и TOF/TOF

5. Образовательные технологии, применяемые при освоении дисциплины Для реализации программы используются следующие образовательные

технологии, способы и методы формирования компетенций: проблемная лекция, лекция-

дискуссия, написание докладов, творческие задания, просмотр, анализ и обсуждение

видео- и мультимедийных материалов. При реализации различных видов учебной работы

предусматривается использование интерактивных технологий. Наибольшее внимание в

данном курсе должно быть уделено знакомству с современными технологиями

исследования биомакромолекул с использованием различных физико-химических

подходов исследования.

Особенности организации образовательного процесса

для инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья

использование индивидуальных графиков обучения и сдачи экзаменационных

сессий;

организация коллективных занятий в студенческих группах с целью оказания

помощи в получении информации инвалидам и лицам с ограниченными

возможностями здоровья;

проведение индивидуальных коррекционных консультаций для инвалидов и лиц с

ограниченными возможностями здоровья;

для лиц с ограничениями по слуху для облегчения усвоения материала

предусматривается максимально возможная визуализация лекционного курса, в том

6

числе широкое использование иллюстративного материала, мультимедийной техники,

дублирование основных понятий и положений на слайдах;

для лиц с ограничениями по зрению предусматривается использование

крупномасштабных наглядных пособий.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной

аттестации по итогам освоения дисциплины.

Для организации самостоятельной работы студентов по курсу следует использовать

современные информационные технологии: разместить в сетевом доступе комплекс

учебных и учебно-методических материалов (программа, список рекомендуемой

литературы и информационных ресурсов, задания для самоконтроля), а также обеспечить

свободный доступ к сети Интернет для работы с молекулярными базами данных. В рамках

самостоятельной работы студенты готовят рефераты, а также доклады к семинарским

занятиям. Подготовленный реферат по выбранной теме предоставляется преподавателю

на проверку. Текущий контроль проводится преподавателем в форме опросов,

тестирования, наблюдения за процессом выполнения задачи на компьютере с оценкой

результатов проведенного расчета.

6.1. Темы рефератов

1. История развития масс-спектрометрии органических веществ.

2. Рентгеновская кристаллография белов, достижения и перспективы.

3. Взаимодействие электронов с образцом и электронная микроскопия.

4. Трансмиссионная электронная микроскопия и еѐ практическое использование.

5. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп – преодоление ограничений

классической оптики.

6. Технология «лаборатории на чипе» и масс-спектрометрические сканеры.

7. Протеомика – высокопроизводительный функциональный анализ белков.

6.2. Тесты для проведения текущего контроля знаний

Выбрать правильный (ные) ответ(ы):

1. Какой из названных методов не может быть использован для разрушения

растительных тканей:

1) азотная бомба

2) гомогенизация в прессе Френча

3) обработка в гомогенизаторе - мельнице

4) обработка ферментом α-гликозидазой

2. С помощью диализа можно:

1) фракционировать смеси веществ;

2) отделять низкомолекулярные примеси;

3) отделять белки от полисахаридов;

4) отделять кислоты от щелочей;

3. Диализом могут быть освобождены от примесей только:

1) вещества с линейной конформацией молекул;

2) вещества с молекулярной массой выше предела исключения диализной мембраны;

3) вещества с молекулярной массой ниже предела исключения диализной мембраны;

4) нерастворимые в воде вещества;

4. Нативный электрофорез белков от денатурирующего отличается:

1) методом предобработки проб;

2) принципом разделения смеси веществ;

3) скоростью проведения процесса;

4) способом визуализации результатов электрофореза;

5. Капиллярный электрофорез отличается от обычного электрофореза в

полиакриламиднном геле:

1) принципом разделения смеси веществ;

2) скоростью и производительностью процесса разделения смесей;

7

3) способом детекции результатов разделения;

4) способом подготовки образца;

6. Лиофилизация – это метод:

1) разделения компонентов смеси;

2) концентирования веществ;

3) получения высокоочищенных препаратов веществ;

4) определения степени очистки препарата;

7 . Принцип лиофилизации:

1) упаривание при пониженном давлении;

2) выпаривание при нормальном давлении из замороженного состояния;

3) испарение при пониженном давлении веществ из замороженного состояния;

4)упаривание из замороженного состояния при повышенном давлении;

8. Метод концентрирования вещества:

1) электрофорез;

2) гель-фильтрация;

3) лиофилизация;

4) ротационное упаривание;

9. Выберите методы фракционирования веществ из перечисленных:

1) ротационное упаривание; 2) изоэлектрофокусирование;

3) ионообменная хроматография; 4) гель-фильтрация;

10. Каким методом можно отделить низкомолекулярные вещества от высокомолекулярных:

1) ионообменной хромптографией; 2) гель-хроматографией;

3) диализом; 4) аффинной хроматографией;

11. Колориметрия – это:

1) метод исследования зависимости концентрации от растворимости;

2) метод определения концентрации веществ по оптической плотности растворов в ИК-

области спектра;

3) метод определения концентрации веществ по оптической плотности в УФ-области спектра;

4) метод определения концентрации веществ по оптической плотности окрашенных

растворов.

12. Калибровочный график – это зависимость:

1) экстинции продуктов реакции от концентрации вещества;

2) оптической плотности продуктов реакции от концентрации вещества;

3) концентрации вещества от растворимости;

4) концентрации вещества от скорости диссоциации;

5) концентрации вещества от поглощения;

13. При колориметрическом определении продукты реакции обязательно:

1) должны поглощать в ультрафиолетовой области спектра;

2) должны обладать флуоресценцией;

3) должны быть окрашенными;

4) не должны образовывать осадок;

14. Спектрофотомерическое определение возможно только для веществ, которые:

1) поглощают в ультрафиолетовой области спектра;

2) поглощают в видимой области спектра;

3) образуют прозрачные растворы;

4) образуют окрашенные растворы;

15. Для определения концентрации веществ по интенсивности окрашивания продуктов

реакции используют приборы:

1) полярографы; 2) хромато-масс-спектрометры;

3) фотоэлектроколориметры; 4) спектрофотометры;

16. Для определения молекулярной массы высокомолекулярных веществ используют:

1) диализ; 2) гель-фильтрацию;

3) ионообменную хроматографию; 4) ультрацентрифугирование;

8

5) гель-электрофорез;

17. Для определения заряда вещества используют:

1) диализ; 2) гель-электрофорез;

3) ионообменную хроматографию; 4) ультрацентрифугирование;

18. Разделение веществ по заряду производят с помощью:

1) аффинной хроматографии; 2) ионообменной хроматографии;

3) гель - электрофореза; 4) изоэлектрофокусирования;

19. Определяют степень гомогенности препаратов с помощью методов:

1) газо-жидкостной хроматографии;

2) хромато-масс-спектрофотометрии;

3) гель-электрофореза;

4) изоэлектрофокусирования.

20. При проведении 2D-электрофореза:

1) двукратное разделение смеси методом электрофореза;

2) разделение, смеси в одном направлении по заряду, в другом – по массе;

3) разделение смеси в электрическом и магнитном поле;

4) разделение смеси по сродству к молекулам геля при двукратном увеличении напряжения.

21. Для определения структуры молекул используют метод:

1) гель-электрофореза;

2) хромато-масс-спектрометрии;

3) спектроскопии ЯМР;

4) полярографии;

22. Метод изоэлектрофокусирования белковых молекул позволяет:

1) осуществлять разделение смеси белков по молекулярной массе;

2) разделить смеси по заряду;

3) разделять заряженные молекулы по молекулярной массе в градиенте рН;

4) разделять заряженные молекулы по молекулярной массе в градиенте рН и

определять изоэлектрическую точку белка.

23. Рентгеноструктурный анализ используется для:

1) определения состава макромолекул в сложных смесях;

2) определения структуры макромолекул и макромолекулярных комплексов;

3) определения молекулярной массы биополимеров;

4) определения оптического вращения.

24. Капиллярный электрофорез превосходит электрофорез в ПААГ

1) по стоимости анализа одного образца;

2) по доступности;

3) по производительности;

4) по простоте процедуры.

25. При сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) анализ поверхности

образца исследуется с помощью туннельного тока. Туннельный ток это:

1) ток, возникающий между молекулами образца при приложении напряжения;

2) ток, возникающей в шнуре электропитания СЗМ;

3) поток электронов на сканере СЗМ;

4) ток, возникающий между образцом при приближении острия иглы СЗМ на

расстояние 1 нм

26. Принцип сканирования СЗМ состоит в следующем:

1) в получении усредненной информации об объекте исследования.

2) в перемещении зонда от линии к линии в объекте исследования.

3) в дискретном перемещении зонда и считывании информации в каждой точке.

4) в получении усредненной информации о химическом составе материала объекта исследования.

27. Рентгеновское излучение можно получить:

1) при бомбардировке вещества быстро летящими электронами;

2) при бомбардировке вещества быстро летящими протонами;

9

3) при воздействии на вещество ультрафиолетом;

4) при облучении вещества y –излучением.

28. Рентгеновское излучение регистрируется благодаря способности

1) засвечивать светочувствительные материалы;

2) вызывать свечение некоторых веществ;

3) ионизировать газы;

4) вызывать окислительно-восстановитительные реакции.

29. Денатурирующие агенты, использующиеся при проведении электрофореза

1) додецилсульфат натрия; 2)трихлоруксусная кислота;

3)этилендиаминотетрауксусная кислота; 4) бензойная кислота.

30. При колориметрическом исследовании используются приборы:

1) спектрофотометр 2) фотоэлектроколорметр

3) поляриметр 4) рефрактометр.

6.3. Вопросы для промежуточной аттестации

1. Методы и приемы дезинтеграции биологического материала: бактериальных клеток,

растительных и животных тканей.

2. Методы экстракции, консервации, фиксации биологического материала.

3. Методы концентрирования биологического материала с сохранением нативности,

области применения.

4. Сочетание концентрирования с методами фракционирования (диализ, электродиализ,

ультрафильтрация, дробное осаждение, вымораживание и т.д.).

5. Ротационное упаривание, принцип метода, сферы использования.

6. Лиофилизация, принцип метода, применение.

7. Колориметрический анализ. Принцип метода, назначение.

8. Физические закономерности, лежащие в основе метода колориметрии.

9. Принципы построения калибровочных графиков для проведения колориметрических исследований.

10. Основы специфичности и универсальности колориметрических методов, предел

чувствительности и ошибки измерений при колориметрии.

11. Приборы для проведения колориметрических анализов.

12. Использование колориметрических методов для проведения экологических

исследований и в клинической практике.

13. ИК- спектры биомакромолекул, принципы, практическое использование в анализе.

14. УФ-спектрофотометрия, принцип метода, практическое использование в анализе.

15. Методы фракционирования и изучения физико-химических характеристик биомолекул.

16. Методы исследования молекулярной массы биомакромолекул.

17. Электрофорез. Принцип метода, примеры использования для анализа материала.

18. Денатурирующий и нативный электрофорез в ПААГ. Различия, примеры использования.

19. Электрофорез биомакромолекул в агарозном геле, методы визуализации результатов электрофореза.

20. Изоэлектрофокусирование и 2D-электрофорез. Принципы, примеры использования.

21. Капиллярный электрофорез, принцип метода, сферы использования.

22. Природа рентгеновского излучения. Дифракция рентгеновского излучения на

кристаллической решетке.

23. Этапы рентгеноструктурного исследования, принцип метода.

24. Анализ карт электронной плотности и кристаллографическое уточнение структуры

молекулы при рентгеноструктурном анализе.

25. Принцип метода спектроскопии ЯМР, методы детекции молекулярных сдвигов.

26. Одномерные и двумерные спектры ЯМР, использование для определения структуры молекул.

27. Световой микроскоп: методы наблюдения в проходящем и отраженном свете,

фазового контраста, темного поля; области применения.

28. Флуоресцентные микроскопы: устройство и принципиальные особенности эпи-

флуоресцентного и конфокального сканирующего микроскопов, области применения.

29. Устройство и принцип работы сканирующих зондовых микроскопов.

10

30. Сканирующая туннельная микроскопия. Принцип метода, примеры использования.

31. Атомно-силовая микроскопия. Исследование белков, нуклеиновых кислот и

нуклеопротеиновых комплексов с помощью сканирующей зондовой микроскопии.

32. Сканирующая зондовая микроскопия и биочипы.

6.4. Вопросы к семинарским занятиям

Семинар №1. Способы консервации биологического материала при дезинтеграции

биологических тканей.

Вопросы к семинару:

1. Химические способы фиксации биологического материала.

2. Использование технологии «азотной бомбы» для дезинтеграции растительных тканей.

3. Пресс Френча в дезинтеграции бактериальной массы. Различия способов

дезинтеграции, используемых для разрушения биомассы грамотрицательных и

грамположительных бактерий.

4. Криоконсервация материала, охлаждающие смеси и агенты, приборы для

криоконсервации.

Темы докладов:

1. Ферменты – как основные деструкторы биологических молекул, разрушающие

биоматериал в ходе его дезинтеграции. Ингибиторы активности ферментов.

2. Особенности строения клеточных стенок растений и способы дезинтеграции

растительного материала.

3. Особенности используемых методов дезинтеграции биомассы грамположительных и

грамотрицательных бактерий.

Семинар №2. Классификация методов фракционирования по физико-химическим

свойствам.

Вопросы к семинару:

1. Центрифугирование как методы фракционирования смесей веществ.

2. Виды центрифугирования: аналитическое, препаративное, зонально-скоростное,

изопикническое, равновесное, ультрацентрифугирование.

3. Охарактеризовать используемые в фракционном разделении «полупроницаемые

мембраны», дать понятие предела исключения полупроницаемых мембран.

4. Диализ и электродиализ как методы фракционирования и характеристики молекул.

Темы докладов:

1. Методы определения молекулярной массы биомакромолекул.

2. Оптическая активность растворов биомолекул, и использование этого свойства для

анализа веществ.

Семинар №3. Хроматографические методы разделения смесей на основе различий

их физико-химических свойств.

Вопросы к семинару:

1. Классификация видов хроматографии по принципу и способу проведения.

2. Качественный хроматографический анализ.

3. Хроматографические методы, основанные на разделении биомакромолекул по массе и

размеру частиц. Адсорбционная хроматография; распределительная хроматография;

ионообменная хроматография; проникающая хроматография; осадочная

хроматография; адсорбционно - комплексообразовательная хроматография.

Темы докладов:

1. Газо-жидкостная хроматография, принцип метода, сферы применения, особенности

пробоподготовки материала.

2. Жидкостная и высокоэффективная жидкостная хроматография, принцип метода,

использование в анализе биомолекул.

11

Семинар №4. Спектрофотометрические методы анализа, прошлое и настоящее.

Вопросы к семинару:

1. Зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны, как

основная характеристика, изучаемая в спектрофотометрии.

2. Характеристика биомолекул, поглощающих в ультрафиолетовой (200 - 400 нм),

видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм)областях спектра.

3. Спектрофотометрия - при изучении строения и состава различных соединений

(комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.).

4. Характеристика и принцип работы прибора - спектрофотометра.

Темы докладов:

1. Приложения абсорбционной спектроскопии органических соединений.

2. Приборы и методы анализа в ближней инфракрасной области.

3. Адсорбционная спектроскопия, характеристика, приложение для исследования биомолекул.

4. Фурье-спектроскопия, особенности, применение.

Семинар №5. Колориметрические методы, принципы и разнообразие сфер применения.

Вопросы к семинару:

1. Физические закономерности, лежащие в основе метода колориметрии.

2. Принципы построения калибровочных графиков для проведения колориметрических

исследований.

3. Основы специфичности и универсальности колориметрических методов, предел

чувствительности и ошибки измерений при колориметрии.

Темы докладов:

1. Приборы для проведения колориметрических анализов.

2. Использование колориметрических методов для проведения экологических

исследований и в клинической практике.

Семинар №6. Изоэлектрофокусирование, 2D-электрофорез и капиллярный

электрофорез – современные методы молекулярных анализов.

Вопросы к семинару:

1. Принципы метода, основные преимущества, возможности изоэлектрофокусирования в

сравнении с электрофорезом.

2. Особенности проведения и техника 2D-электрофореза, преимущества и сложности

реализации метода.

3. Подготовить рецензию научной работы (статьи), выполненной с использованием этих

методов.

Темы докладов:

1. Капиллярный электрофорез, применения в системах секвенирования, схема прибора,

производительность. Преимущества метода и сложности.

2. 2D-электрофорез в протеомных исследованиях.

Семинар №7. Микроскопические методы исследования: виды микроскопии.

Вопросы к семинару:

1. Методы наблюдения объектов в проходящем и отраженном свете, фазовом контрасте и

тѐмном поле; области применения.

2. Флуоресцентные микроскопы: устройство и принципиальные особенности эпифлуо-

ресцентного и конфокального сканирующего микроскопов, области применения.

3. Устройство и принцип работы сканирующих зондовых микроскопов. Сканирующая

туннельная микроскопия.

4. Исследование белков, нуклеиновых кислот и нуклеопротеиновых комплексов с

помощью сканирующей зондовой микроскопии.

5. Сканирующая зондовая микроскопия и биочипы.

Темы докладов:

12

1. Атомно-силовая микроскопия. Принципы, приборы, области применения.

2. Сканирующая зондовая микроскопия и нанотехнологии.

7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС.

Таблица 1. Таблица максимальных баллов по видам учебной деятельности.

Семестр Лекции

Лабора

торные

занятия

Практи-

ческие

занятия

Самостоя-

тельная

работа

Автоматизи-

рованное

тестирование

Другие виды

учебной

деятельности

Промежу

точная

аттестация

Итого

7 18 25 0 12 0 25 20 100

7 семестр

Программа оценивания учебной деятельности студента

Лекции

Посещаемость, опрос, активность и др. за один семестр - от 0 до 18 баллов.

Лабораторные занятия

Устный опрос на занятиях - от 0 до 25 баллов.

Самостоятельная работа

Подготовка рефератов – от 0 до 12 баллов

Другие виды учебной деятельности

Письменный (тестовый) контроль знаний – от 0 до 25 баллов

Промежуточная аттестация (экзамен)

16-20 баллов – ответ на «отлично»

11-15 баллов – ответ на «хорошо»

6-10 баллов – ответ на «удовлетворительно»

0-5 баллов – неудовлетворительный ответ.

13

14