ФОС - Пятигорский медико-фармацевтический институт

ПЯТИГОРСКИЙ МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ –
филиал государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра неорганической, физической и коллоидной химии
ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
по дисциплине
БИОНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Направление подготовки: 33.06.01 ФАРМАЦИЯ
Профили ООП:
Фармацевтическая химия, фармакогнозия
Квалификация (степень): Исследователь. Преподаватель-исследователь
Форма обучения: очная, заочная
2015
1
Авторы-составители: зав. кафедрой неорганической, физической и коллоидной химии,
кандидат фармацевтических наук, доцент Щербакова Л.И.
доктор фармацевтических наук, профессор Компанцев В.А.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Бионеорганическая химия» предназначен
для контроля знаний по ООП подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре,
реализуемой по направлениям подготовки кадров высшей квалификации 33.06.01 Фармация по профилю 140402 Фармацевтическая химия, фармакогнозия.
В структуру ФОС включены Паспорт, Критерии оценки знаний, умений и навыков
при сдаче зачета, Вопросы текущего и промежуточного контроля по дисциплине, Критерии оценки знаний, умений и навыков при контроле, Карты профессиональных компетенций (Приложение 1) и Матрица соответствия планируемых программных (обобщенных)
результатов обучения по ООП подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре
профессиональным компетенциям выпускника по дисциплине «Бионеорганическая химия» (Приложение 2).
Фонд оценочных средств одобрен на заседании кафедры неорганической, физической и коллоидной химии от 28.08.2015, протокол № 1.
2
Паспорт
фонда оценочных средств по дисциплине «Бионеорганическая химия»
№
п/п
1
Код и содержание контролируемой компетенции (или ее
части)
ПК-1: Способность и готовность в проведении научных
исследований механизма действия координационных биокомплексов металлов. Моделирование
в
бионеорганической химити
Контролируемые разделы (темы) дисциплины
Наименование оценочного средства
Раздел 1. Структура и стереохимия координационных соединений биометаллов с биолегандами.
Место бионеорганической
химии среди традиционных
химических дисциплин и основные направления ее развития.
Объект исследования в
бионеорганической, элементорганической, органической и
неорганической
химии.
Характеристика электронно-химических свойств биометаллов.
Основные понятия и категории координационной химии в применении к характеристике комплексных соединений биометаллов с биолигандами.
Геометрия различных комплексов биометаллов в связи с
наиболее распространенными
координационными числами
последних.
Биологические
функции
ионов биометаллов в связи с
их химией, типами и конфигурацией связей в комплексах
invitro.
Раздел 2. Механизмы действия координационных биокомплексов металлов. Моделирование в бионеорганической химии.
Химические связи в координационных
соединениях
биометаллов и биолигандов.
Комплексы аминокислот и
пептидов с биометаллами.
Основные закономерности
взаимодействия нуклеиновых
кислот с ионами металлов.
Задания для текущего и промежуточного контроля
(с. 5-7);
тестовые задания
(1-13; 22-32; 4660)(с. 9-16)
Вопросы для текущей аттестации
(с. 8-9)
Контрольные вопросы для проверки
освоения тем самостоятельной работы аспиранта (1118)
Задания для контроля знаний по
итогам освоения
дисциплины (рубежной контроль)
(18-21)
3
2
ПК-2: Способность и готовность к изучению роли биогенных элементов в организме человека и их лечебном
действии
Взаимодействие белков с
ионами металлов. Хелатный
эффект.
Макроциклический
эффект.
Кинетика комплексообразования
металл-биолиганд.
«Общая» и «ступенчатая»
константы устойчивости.
Функции выполняемые ионом металла в ферментативном катализе. Критерий истинности металлоферментов.
Влияние белкового лиганда на
координацию молекул кислорода в гемоглобине и миоглобине.
Роль цинка в каталитической функции карбоксипептидазы А.
Карбоангидраза. Характеристика области активного
центра. Функция металла.
Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в
активном центре фермента.
Регуляторная роль молибдена
в биологических системах.
Основные направления моделирования в бионеорганической химии.
Раздел 3. Лекарственные
препараты – координационные соединения.
Лекарственные препараты
на основе координационных
соединений металлов I-II
группы.
Лекарственные препараты
на основе координационных
соединений d-металлов VII
группы.
Лекарственные препараты
на основе координационных
соединений d-металлов VIII
группы.
Задания для текущего и промежуточного контроля
(с.6-8);
тестовые задания
(14-21; 33-45)(с.916)
Контрольные вопросы для проверки
освоения тем самостоятельной работы аспиранта (с.89)
Задания для контроля знаний по
итогам освоения
дисциплины (рубежной контроль)(с.18-21)
Промежуточная аттестация обучающихся по дисциплине «Бионеорганическая химия проводится по итогам обучения в 3 семестре и является обязательной.
4
Итоговая оценка учитывает совокупные результаты контроля знаний. Зачет сдается
в последнюю неделю семестра. Зачет принимается преподавателем, проводившим практические занятия. Зачет проводится в устной форме в виде опроса или в письменной форме
в виде развѐрнутого ответа на один из вопросов к зачѐту (по выбору обучающегося).
Знания, умения, навыки обучающегося на зачѐте оцениваются оценками: «зачтено», «не зачтено».
Критерии оценки знаний, умений и навыков при сдаче зачета
Оценка
Зачтено
Не зачтено
Критерии
продемонстрированы достаточно твердые знания материала дисциплины «Бионеорганическая химия», умения и навыки их использования при решении конкретных задач, показаны универсальные компетенции, соответствующие требованиям ФГОС по
направлению подготовки, профилю программы подготовки, проявлено понимание сущности и взаимосвязи рассматриваемых
процессов и явлений, даны правильные, полные ответы на большинство вопросов. Нет грубых ошибок, при ответах на отдельные вопросы допущены неточности
не дано ответа, или даны неправильные ответы на большинство
вопросов, продемонстрировано непонимание сущности предложенных вопросов, допущены грубые ошибки при ответе на вопросы, универсальные компетенции не сформированы полностью или частично
Текущий контроль практических занятий
по дисциплине «Бионеорганическая химия»
6.
7.
Вопросы для разбора темы:
Бионеорганическая химия: предмет и задачи.
Биологическая роль химических элементов и их классификация.
Занятие №1
Предмет бионеорганической химии.
Возникновение БНХ как самостоятельной науки.
Основные задачи бионеорганической химии
Роль основных разделов общей химии (строение вещества, энергетика и направление
химических процессов, учение о растворах) в объяснении химических процессов в
живых системах.
Основные понятия и категории координационной химии в применении к характеристике комплексных соединений биометаллов с биолигандами.
Биогенные элементы, их классификация, биологическая роль.
Бионеорганическая химия и охрана окружающей среды.
1.
2.
Вопросы для разбора темы:
Характеристика электронно-химических свойств биометаллов.
Занятие №2
Характеристика электронно-химических свойств биометаллов.
Зависимость биологической активности биометаллов от их электронного строения.
1.
2.
3.
4.
5.
5
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
3.
4.
5.
Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. «Общая» и «ступенчатая» константы устойчивости.
Основные понятия и категории координационной химии в применении к характеристике комплексных соединений биометаллов с биолигандами.
Геометрия различных комплексов биометаллов в связи с наиболее распространенными координационными числами последних.
Механизмы действия координационных биокомплексов металлов.
Токсичные элементы. Связь токсичности с электронным сторением атомов биометаллов.
Роль биометаллов в организме человека.
Вопросы для разбора темы:
Биологические функции ионов биометаллов в связи с их химией, типами и
конфигурацией связей в комплексах in vitro.
Занятие №3
Биологическая роль важнейших биометаллов.
Зависимость биологической роли биометаллов от строения, положения в ПСЭ, от радиуса ионов и с.о.
Токсическое действие металлов.
Биологическая роль неорганических соединений.
Транспорт ионов металлов и других неорганических компонентов
в растительных и животных организмах..
Вопросы для разбора темы:
Химические связи в координационных соединениях биометаллов и биолигандов и
методы их анализа (хроматография, спектрофотометрия).
Занятие №4
1. Биолиганды и их классификация.
2. Зависимость биологической активности координационного соединения от вида химической связи.
3. Геометрия различных комплексов в биологических системах в связи с наиболее распространенными координационными числами биометаллов. Состояние и роль молекул воды в биологических системах.
4. Связь токсичности с электронным строением атомов биометаллов и биолигандов.
5. Методы анализа БАВ (хроматография, спектрофотометрия).
1.
2.
3.
4.
Вопросы для разбора темы: Комплексы аминокислот и
пептидов с биометаллами
Занятие №5
Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами.
Основные закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.
Функциональные группы аминокислот и пептидов как металлсвязывающие центры.
Взаимодействие белков с ионами металлов. Хелатный эффект. Макроциклический
эффект.
6
5.
6.
7.
8.
Функции, выполняемые ионом металла в ферментативном катализе. Критерий истинности металлоферментов.
Роль цинка в каталитической функции карбоксипептидазы А.
Карбоангидраза. Характеристика области активного центра. Функция металла.
Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном центре фермента.
Вопросы для разбора темы:
Основные закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.
Занятие №6
1. Функциональные группы аминокислот как металлсвязывающие центры.
2. Типы комплексных соединений в зависимости от координационного числа металлов и
дентатности лигандов.
3. Типы лигандов нуклеиновых кислот (карбонил, аминогруппы).
4. Взаимодействие пептидных групп с ионами щелочных и щелочноземельных металлов.
5. Взаимодействие пептидных групп с ионами d-металлов.
6. Типы хелатных колец.
7. Хелотообразование по атому кислорода.
8. Хелотообразование по атому азота.
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Вопросы для разбора темы:
Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода
в гемоглобине и миоглобине
Занятие №7
Физиологическая роль железа, его способность образовывать комплексы с
кислородом, а также с различными биолигандами.
Гемовые основания (гемоглобин, миоглобин).
Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода в гемоглобине и
миоглобине.
Участите гемоглобина и миоглобина в переносе кислорода.
Участие гемоглобина в дыхательном цикле.
Вопросы для разбора темы:
Основные направления моделирования в бионеорганической химии.
Занятие №8
Методы изучения строения координационных соединений биометаллов с биолигандами.
Моделирование биологических и биохимических процессов.
Компьютерное моделирование нанобиоструктур.
Использование инструментов компьютерной графики, молекулярной динамики для
компьютерного моделирования.
Методы компьютерного моделирования пространственных структур пептидов, белков
и нуклеиновых кислот.
7
1.
2.
Вопросы для разбора темы:
Лекарственные препараты на основе координационных
соединений металлов I-II групп.
Занятие №9
Комплексные соединения металлов I-II группы побочной подгруппы, как лекарственные средства.
Комплексные соединения металлов I-II группы главной подгруппы, как лекарственные средства.
1.
2.
3.
Вопросы для разбора темы:
Лекарственные препараты на основе координационных
соединений d-элементов VII группы.
Занятие №10
Лекарственные средства соединений марганца.
Лекарственные средства соединений технеция.
Лекарственные средства соединений рения.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для разбора темы:
Лекарственные препараты на основе координационных
соединений d-элементов VIII группы.
Занятие №11
Лекарственные средства соединений железа.
Комплексные соединения железа (гемоглобин, миоглобин, цитохромы).
Лекарственные средства соединений кобальта.
Лекарственные средства соединений платины.
Вопросы для промежуточной аттестации
Занятие №8
Проводится путем выполнения аспирантом письменного контрольного задания, составленного на основе вопросов, где учитывается учебный мате-риал прошедших практических занятий по дисциплине «Бионеорганическая химия».
1. Место бионеорганической химии среди традиционных химических дисциплин, основные направления ее развития и объекты исследования.
2. Характеристика электронно-химических свойств биометаллов.
3. Биологические функции ионов непереходных биометаллов в связи с их химией, типами и конфигурацией связей в комплексах in vitro.
4. Биологические функции ионов переходных биометаллов в связи с их химией, типами
и конфигурацией связей в комплексах in vitro.
5. Химические связи в координационных соединениях биометаллов и биолигандов.
Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами.
6. Основные закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.
7. Основные направления моделирования в бионеорганической химии.
8. Взаимодействие белков с ионами металлов. Хелатный эффект. Макроциклический
эффект.
8
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. «Общая» и «ступенчатая» константы устойчивости.
Функции выполняемые ионом металла в ферментативном катализе. Критерий истинности металлоферментов.
Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода в гемоглобине и миоглобине.
Гемоцианин, Гемэритрин. Структуры центров связывания кислорода.
Роль цинка в каталитической функции карбоксипептидазы А.
Карбоангидраза. Характеристика области активного центра. Функция металла.
Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном центре фермента.
Регуляторная роль молибдена в биологических системах.
Теоретические основы современных физико-химических методов анализалекарственных веществ:
- ИК-спектроскопия как метод оценки качества лекарственных веществ;
- спектрофотометрия в УФ- и видимой областях;
- дифференциальная спектрофотометрия;
- производная спектрофотометрия;
- метод Фирордта.
Оптические методы, используемые для оценки доброкачественности лекарственных
средств (рефрактометрия, поляриметрия).
Флуоресцентные методы анализа лекарственных веществ (флуориметрия, спектрофотометрия, хемилюминесценция).
Электрохимические методы в фармацевтическом анализе (потенциометрия, ионометрия, полярография).
Хроматографические методы (тонкослойная хроматография, ГЖХ и ВЭЖХ) в оценке
доброкачественности лекарственных средств (подлинность, чистота, количественное
содержание).
Сочетание хроматографических методов с другими физико-химическими методами
(хроматоспектрофотометрия) анализа лекарственных средств.
Тестовые задания для самоконтроля знаний аспирантов
по дисциплине «Бионеорганическая химия»
1. Бионеорганическая химия – наука, возникшая на стыке:
1) Биологии и элементорганической химии;
2) Биохимии и элементорганической химии;
3) Биоорганической и элементорганической химии:
4) Биохимии и неорганической химии;
5) Биоорганической и неорганической химии;
6) Биологии и неорганической химии.
Выберите наиболее точное сочетание.
2. Наиболее распространенным по массе элементом в составе неорганических и органических соединений на Земле является:
1) Н; 2) С; 3) О; 4) Ν; 5) Р; 6) Ѕ; 7) Νа; 8) К; 9) Мg
3. Из нижеперечисленных элементов:
1) Аl; 2) Fе; 3) Мg; 4) Ва; 5) V; 6) Cd; 7) Zn; 8) Вi; 9) Si; 10) K; 11) Na; 12)
Mn; 13) Ni; 14) Se; 15) Со; 16) Cu; 17) Au; 18) Ca; 19) Li; 20) Mo; 21) Cr
9
выберите 10 элементов, называемых «металлами жизни»:
А) 1,2,3,11,12,14,15,16,17,20
Б) 2,3,4,8,10,11,16,17,18,19
В) 2,3,7,10,11,12,15,16,18,20
Г) 2,3,14,7,10,11,12,15,16,18
4. Только элементы-органогены перечислены в ряду:
1. C, H, O, N, P, Cl
2. C, H, O, Na, P, S
3. C, H, O, N, P, S
4. C, H, O, Na, K, Ca
5. C, H, O, N, Fe, Mn
5. Токсичными являются все элементы в ряду:
1) Hg, N, P
3) C, Hg, O
2) Hg, Pb, As
4) Pb, N, Fe
6. «Металлами жизни» являются все элементы в ряду:
1) Cd, Ni, Fe
4) Fe, Co, Sr
2) Pb, Mn, Co
5) Na, Mn, Fe
3) Co, Zn, Нg
7. Жизненно необходимыми являются все элементы в ряду:
1) O, B, Sr
4) Cl, Pb, Fe
2) K, S, Cd
5) S, Bi, Нg
3) Mg, Cl, Cа
8. Элементы, содержание которых в организме 10-3-10-5%, называются:
1) «металлами жизни»
2) макроэлементами
3) микроэлементами
4) примесными элементами
5) органогенами
9. Элементы, содержание которых в организме выше 10-2%, называются:
1) макроэлементами
2) микроэлементами
3) примесными элементами
4) ультрамикроэлементами
5) «металлами жизни»
10. Элементы, содержание которых в организме менее 10-5%, называются:
1) макроэлементами
2) микроэлементами
3) «металлами жизни»
4) примесными элементами
5) органогенами
11. Количественное содержание и биологическая роль элементов:
1) прямо пропорциональна их порядковым номерам в ПС
2) обратно пропорциональна их порядковым номерам в ПС
3) подчиняются явлению вторичной периодичности
4) не зависят друг от друга
5) такая зависимость не установлена
12. Зависимость между величиной радиуса атомов и токсичностью элементов:
1) обратная – чем меньше эффективный радиус, тем токсичнее элемент
2) не существует
3) не установлена
4) отсутствует
10
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
5) прямая – чем больше эффективный радиус, тем токсичнее элемент
Отравление человека металлами-токсикантами происходит из-за:
1) блокирования сульфгидрильных групп белков, ферментов
2) взаимодействия с углеводами
3) взаимодействия с фосфолипидами мембран
4) взаимодействием с ионами оксония
5) нарушения гетерогенного равновесия в организме
Химизм антацидного действия гидроксида алюминия объясняется:
1) плохой растворимостью в воде
2) присоединением ОН- -ионов
3) силой основания
4) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
5) взаимодействием с ионами оксония
Антисептическое действие алюмокалиевых квасцов (КАL(SО4)212H2О) объясняется:
1) образованием комплексных соединений ионов Al3+ с белками
2) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
3) образованием комплексных соединений ионов K+ с белками
4) присоединением ОН- -ионов
5) взаимодействием с ионами оксония
Токсическое действие таллия обусловлено:
1) взаимодействием с ионами оксония
2) образованием прочных соединений с серусодержащими лигандами
3) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
4) отщеплением протона
5) присоединением ОН- -ионов
По содержанию в организме человека углерод и кремний являются соответственно:
1) микроэлементом и примесным элементом
2) макроэлементом и микроэлементом
3) микроэлементом и макроэлементом
4) не содержатся в организме
5) содержание в организме не изучено
Токсическое действие на организм угарного газа объясняется образованием:
1) оксигемоглобина
2) метгемогломина
3) образованием прочных соединений с серусодержащими лигандами
4) образованием комплексных соединений с белками
5) карбоксигемоглобина
Уголь активированный применяют в медицинской практике:
1) для выведения из обморочного состояния
2) для кратковременного наркоза
3) как слабительное средство
4) как адсорбирующее средство
5) для стимуляции дыхания во время наркоза
Химизм антацидного действия NaHCO3 объясняется:
1) образованием комплексов с сульфгидрильными группами белков
2) присоединением ОН- -иона
3) образованием комплексных соединений ионов Na+ с белками
4) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
5) нейтрализацией избытка соляной кислоты желудочного сока
Вяжущее действие препаратов свинца (II) объясняется:
1) образованием нерастворимых альбуминатов
2) раздражением рецепторов слизистой оболочки желудка
11
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
3) нейтрализацией избытка соляной кислоты желудочного сока
4) присоединением ОН- -иона
5) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий.
По содержанию в организме человека азот и фосфор являются:
1) макроэлементами
2) микроэлементами
3) примесными элементами
4) не содержатся в организме
5) содержание в организме не изучено
В организме фосфор присутствует в виде:
1) фосфина
4) фосфат-иона
2) фосфит-иона
5) оксидов фосфора
3) фосфидов металлов
Универсальным источником энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, является:
1. оксигемоглобин
4. РНК
2. метгемоглобин
5. АТФ – аденозинтрифосфа́т
3. ДНК
Основным минеральным компонентом костной и зубной тканей является:
1) Ca5(PO4)3OH
4) ДНК
2) NaCI
5) РНК
3) CaCO3
Аммония хлорид используется для коррекции алкалоза (защелачивания крови). Механизм этого действия объясняется:
1) раздражением рецепторов слизистой оболочки желудка
2) образованием прочных соединений с серусодержащими лигандами
3) его превращением в печени в мочевину и соляную кислоту
4) образованием нерастворимых альбуминатов
5) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
Токсичными для организма являются оба фосфорсодержащих вещества
1) фосфиты и фосфаты
2) фосфаты и фосфорорганические соединения
3) фосфаты и фосфин
4) фосфиты и фосфорорганические соединения
5) фосфаты и белый фосфор
По содержанию в организме человека кислород является
1) микроэлементом
2) примесным элементом
3) макроэлементом
4) не содержится в организме
5) содержание в организме не изучено
По содержанию в организме человека сера и селен являются соответственно
1) макроэлементом и микроэлементом
2) микроэлементом и примесным элементом
3) микроэлементом и макроэлементом
4) не содержатся в организме
5) содержание в организме не изучено
Селен в организме
1) способствует переходу фермента пепсина в активную форму
2) входит в состав гемоглобина
3) участвует в процессе гидролиза АТФ
4) стимулирует процессы обмена веществ, усиливает иммунную защиту
12
5) не содержится в организме
31. Макроэлементом по содержанию в организме человека является галоген
1) хлор
2) фтор
3) бром
4) иод
5) астат
32. К кариесу зубов в организме приводит
1) избыток хлора
2) недостаток хлора
3) избыток фтора
4) недостаток фтора
5) недостаток брома
33. Соляная кислота желудочного сока необходима для
1) создания электрического мембранного потенциала
2) участия в поддержании осмотического равновесия
3) регуляции водносолевого обмена
4) усиления активности коры надпочечников
5) перехода фермента пепсина в активную форму
34. В медицинской практике в качестве антисептика используется соединение марганца
1) KMnO4
2) Mn(OН)2
3) MnO2
4) MnO
5) Mn(СН3СОO)2
35. Для лечения острых отравлений перманганатом используют
1) 3%-й раствор HCl
2) 3%-й раствор H2O2 в уксуснокислой среде
3) 3%-й раствор NaOH
4) 3%-й раствор H2SO4
5) 3%-й раствор NaHCO3
36. Гемоглобин содержит
1) бионеорганический комплекс железа (III)
2) бионеорганический комплекс марганца (II)
3) бионеорганический комплекс железа (VI)
4) бионеорганический комплекс железа (II)
5) бионеорганический комплекс кобальта (II)
37. Железа закисного сульфат используется в медицине как седативное средство
1) как слабительное средство
2) как диуретическое средство
3) как антацидное средство
4) для лечения железодефицитной анемии
38. Токсическое действие ионов ртути (I) объясняется
1) раздражением рецепторов слизистой оболочки желудка
2) образованием прочных соединений с азотсодер-жащими лигандами
3) образованием прочных комплексов с сульфгидрильными группами белков
4) взаимодействием с ионами оксония
5) хорошей растворимостью в липидах мембран бактерий
39. По содержанию в организме человека натрий и калий являются
1) микроэлементами
2) примесными элементами
3) вообще не содержатся в организме
13
40.
41.
42.
43.
44.
45.
4) макроэлементами
5) содержание этих элементов в организме не изучено
По содержанию в организме человека магний и кальций являются
1) микроэлементами
2) примесными элементами
3) вообще не содержатся в организме
4) содержание этих элементов в организме не изучено
5) макроэлементами
Микроэлементами являются все s-элементы первой группы в ряду
1) Rb, Cs, Li
2) K, Li, Rb
3) К, Cs, Fr
4) Li, Na, Cs
5) Na, K, Rb
Концентрация ионов натрия больше
1) внутри клетки
2) в спинномозговой жидкости
3) во внеклеточной жидкости
4) в костной ткани
5) в дентине зубов
Концентрация ионов калия больше
1) внутри клетки
2) во внеклеточной жидкости
3) в костной ткани
4) в спинномозговой жидкости
5) в дентине зубов
Изотоническим (физиологическим) называют раствор с массовой долей хлорида натрия
1) 20%
2) 0,9%
3) 10%
4) 3%
5) 5%
Гипертоническим является раствор с массовой долей хлорида натрия
1) 0,9%
2) 0,5%
3) 1,0%
4) 3-5-10%
5) 0,1%
46. Среди известных ферментов, металлоферментами называют примерно:
1) 15%; 2) 30%; 3) 45%; 4) 60%,
от общего их количества. Выберите наиболее корректную долю.
47. Среди перечисленных ниже металлоферментов, выделите фермент , содержащий
Fе(II):
1) супероксиддисмутаза
2) фосфатаза
3) аминопептидаза
4) оксигеназа
5) карбоксипептидаза
48. Выделите Zn(II)-содержащий металлофермент:
14
1) нитрогеназа
2) оксигеназа
3) супероксиддисмутаза
4) гидроксилаза
5) гидрогеназа
6) аминопептидаза
49. Выделите Cu(II)-содержащий металлофермент:
1) гемоглобин
2) гемэритрин
3) гемоцианин
4) карбоксипептидаза
5) нитрогеназа
6) аконитаза
50. Какой из биометаллов входит в состав витамина В12:
1) Fе; 2) Мо; 3) Сu; 4) Zn; 5) Со; 6) Мg
51. Выделите металлы, входящие в состав минералов в биологических структурных материалах:
1) Zn; 2) Fе; 3) Мg; 4) Са; 5) Si; 6) Со; 7) Аg
52. Боковые группы каких аминокислот участвуют в координации иона металла в кальций-связывающих белках?
1) Аsn; 2) Аrn; 3) Аsр; 4) Glu; 5) Нis; 6) Gln
2)
53. Какой из ионов металлов по своим электронно-химическим свойствам (координационному числу и предпочитаемому координационному окружению) ближе к ионам щелочных металлов?
1) Ва; 2) Sr; 3) Ве; 4)Са; 5) Мg
54. Какой из ионов-биометаллов играет роль одновременно: в процессах выделения и
действия гормонов, в сокращении мышц, свертывании крови и стабилизации структуры белков?
1) Fе; 2) Со; 3) Мg; 4) Са; 5) Νа; 6) К; 7) Сu
55. Молекула какого кислород-переносящего белка содержит гем?
1) гемэритрин 2) гемоглобин 3) гемоцианин 5) гемованадин
56. В молекуле гемэритрина О2 связывается с:
1) железопорфириновым комплексом
2) ионами меди, присоединенными к белку
3) ионами железа, присоединенными к белку
57. Как изменяется кислотная активность гидратированных ионов металлов в металлоферментном комплексе при увеличении степени окисления иона металла?
1) уменьшается
2) не изменяется
3) возрастает
15
58. Наиболее сильной кислотной активностью ( по Льюису ) среди металлов (II) обладает:
1) Fе 2) Cu
3) Zn
4) Мn
5) Мg
59. Комплексы какого из ионов металлов обладают наибольшей лабильностью?
1) Νi 2) Мg 3) Zn 4) Сu 5) Сd
60. Какая аминокислота участвует в координации иона цинка в активном центре изоферментов карбоангидразы?
1) Гис 2) Ала 3) Асп
4) Глу 5) Три
ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1-5
16-2
31-1
46-4
2-3
17-2
32-4
47-4
3-3,5,7,10,11,12,
18-5
33-5
48-4
4-2
19-4
34-1
49-2
5-2
20-5
35-2
50-5
6-5
21-1
36-4
51-1,2,3,4,6
7-3
22-1
37-5
52-5
8-3
23-4
38-3
53-1
9-1
24-5
39-4
54-4
10-4
25-1
40-5
55-2
11-2
26-3
41-1
56-4
12-5
27-4
42-3
57-3
13-1
28-3
43-1
58-1
14-5
29-1
44-2
59-2
15-1
30-4
45-4
60-3
15,16,18,20
16
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Тематика самостоятельных работ аспиранта
1 год 1 семестр – 24 часа
Место бионеорганической химии среди традиционных химических дисциплин,
основные направления ее развития и объекты исследования.
4 час
Характеристика электронно-химических свойств биометаллов и биолигандов.
4 час
Биологические функции ионов биометаллов в связи с их химией, типами и
конфигурацией связей в комплексах in vitro.
4 час
Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами.
4 час
Основные закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.4 час
Основные направления моделирования в бионеорганической химии
4 час
1 год 2 семестр – 26 часов
Взаимодействие белков с ионами металлов. Хелатный эффект.
Макроциклический эффект
Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. «Общая» и «ступенчатая»
константы устойчивости.
Функции выполняемые ионом металла в ферментативном катализе.
Критерий истинности металлоферментов.
Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода в
гемоглобине и миоглобине.
Роль цинка в каталитической функции карбоксипептидазы А.
Карбоангидраза. Характеристика области активного центра.
Функция металла.
Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном
центре фермента.
Регуляторная роль молибдена в биологических системах.
2 год 3 семестр – 24 часа
Лекарственные препараты на основе координационных соединений
металлов I – II групп.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов I – II групп.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов VII группы.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов VIII группы.
4 час
4 час
4 час
4 час
4 час
2 час
2 час
2 час
6 час
6 час
6 час
6 час
ВСЕГО:
74 часа
Вопросы для контроля самостоятельной работы аспирантов
1. Место бионеорганической химии среди традиционных химических дисциплин,
основные направления ее развития и объекты исследования.
2. Характеристика электронно-химических свойств биометаллов и биолигандов.
3. Биологические функции ионов биометаллов в связи с их химией, типами и
конфигурацией связей в комплексах in vitro.
4. Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами.
5. Основные закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.
6. Основные направления моделирования в бионеорганической химии.
7. Взаимодействие белков с ионами металлов. Хелатный эффект.
Макроциклический эффект
8. Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. «Общая» и «ступенчатая» константы устойчивости.
9. Функции выполняемые ионом металла в ферментативном катализе.
Критерий истинности металлоферментов.
10. Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода в
гемоглобине и миоглобине.
11. Роль цинка в каталитической функции карбоксипептидазы А.
12. Карбоангидраза. Характеристика области активного центра.
Функция металла.
13. Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном
центре фермента.
14. Регуляторная роль молибдена в биологических системах.
15. Лекарственные препараты на основе координационных соединений
s-металлов I – II групп.
16. Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов I – II групп.
17. Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов VII группы.
18. Лекарственные препараты на основе координационных соединений
d-металлов VIII группы.
Рубежный контроль
Вопросы для подготовки к зачетному занятию
по дисциплине «Бионеорганическая химия»
1.
2.
3.
4.
Задачи и проблемы, решаемые бионеорганической химией. Основные направления
развития бионеорганической химии.
Бионеорганическая химия – пограничная наука. Место бионеорганической химии
среди традиционных химических дисциплин.
Различия в объекте исследования в бионеорганической, элементорганической и органической химии.
Основы классификации и общие свойства элементоорганических соединений.
18
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
Поляризация G-связи в элементоорганических соединениях непереходных элементов и типичных неметаллов.
«Металлы жизни». Принципы отбора Природой жизненно необходимых элементов.
Краткая электронно-химическая характеристика основных биометаллов.
Структура и стереохимия координационных соединений. Определения и краткая характеристика основных понятий (лиганд, донорный атом, конфигурация комплекса).
Координационное число. Определение понятия и характеристика.
Геометрия различных комплексов биометаллов в связи с наиболее распространенными координационными числами.
Биолиганды. Понятие, общая характеристика основных типов биолигандов. «Концентрация» биолиганда.
Основные представления о химической связи в координационных соединениях биометаллов и биолигандов. Роль электростатических сил, ковалентных и донорноакцепторных взаимодействий.
Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. Понятие «общей» и «ступенчатой» константы устойчивости комплекса.
«Хелатный эффект» в комплексообразовании. Его роль в устойчивости комплексов.
Макроциклический эффект.
Основные положения концепции жестких и мягких кислот и оснований (ЖМКО).
Применимость концепции ЖМКО к объяснению избирательности и специфичности
взаимодействий металл-лиганд.
Симбиоз и антагонизм лигандов. Значение симбиоза лигандов для биологических
систем.
Принцип количественного подхода к классификации реальных кислот и оснований с
позиций ЖМКО.
Натрий и калий. Химия, типы и конфигурация связей in vitro.
Магний и кальций. Химия, типы и конфигурация связей in vitro.
Кобальт. Химия, типы и конфигурация связей ин витро. Биологическая роль.
Железо. Химия, типы и конфигурация связей ин витро. Биологическая роль.
Медь. Химия, типы и конфигурация связей ин витро. Биологическая роль.
Марганец. Химия, типы и конфигурация связей ин витро. Биологическая роль.
Цинк, молибден. Химия, типы и конфигурация связей ин витро. Биологические
функции.
Состояние и роль растворителя в биологических системах.
Краткая характеристика основных методов изучения строения координационных соединений биометаллов с биолигандами.
Прицип метода «ионных проб», применяемого при изучении координационных соединений биометаллов. Условия, соблюдение которых необходимо для успешного
замещения ионов.
Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами. Участие различных функциональных групп и донорных атомов аминокислот и пептидов в комплексообразовании
с биометаллами.
Роль концевых аминогрупп, карбоксильных и пептидных групп в связывании ионов
металлов.
Комплексообразование с аминокислотами, имеющими реакционно-способные груп19
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
пы в боковых цепях.
Взаимодействие белков с ионами металлов. Основные закономерности.
Взаимодействие нуклеиновых кислот с ионами металлов. Основные закономерности.
Функции, выполняемые ионом металла в ферментативном катализе.
Каталитические и структурные функции ионов металлов в белках.«Химические» и
«структурные» металлы.
Степень связывания и специфичность связывания иона металла в белке. Критерий
истинности металлофермента.
Железопротеины. Характеристика, основные типы.
Гемоглобин человека. Проблема неоднородности гемоглобинов, ее значение в бионеорганической химии.
Влияние белка-апофермента на координацию молекулы кислорода в гемоглобине и
миоглобине.
Особенности структуры гемового «кармана» в гемоглобине. Значение изменений
электронной конфигурации d-орбиталей железа в обратимом связывании кислорода.
Стабилизация пентакоординационного комплекса Fe (II) в гемоглобине.
Стереохимия и электронная структура связи железо-кислород в гемоглобине.
Возможная роль дистального гистидина Е7 в функционировании гемоглобина и миоглобина.
Белки, связывающие кальций. Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном центре фермента.
Механизм работы карбоксипептидазы (КПА). Роль Zn (II).
Карбоангидраза. Молекулярная структура и характеристика области активного центра.
Регуляторная роль молибдена в биологических системах.
Общая характеристика многоядерных железосодержащих белков. Фосвитин.
Гастроферрин. Ферритин. Лактоферрин. Железодекстран.
Структура и стереохимия координационных соединений биометаллов с
биолегандами.
Место бионеорганической химии среди традиционных химических дисциплин и
основные направления ее развития.
Объект исследования в бионеорганической, элементорганической, органической и
неорганической химии.
Характеристика электронно-химических свойств биометаллов.
Основные
понятия и категории координационной химии в применении к характеристике
комплексных соединений биометаллов с биолигандами.
Геометрия
различных комплексов биометаллов в связи с наиболее распространенными
координационными числами последних.
Биологические функции ионов
биометаллов в связи с их химией, типами и конфигурацией связей в комплексах in
vitro.
Механизмы
действия
координационных
биокомплексов
металлов.
Моделирование в бионеорганической химии.
Химические связи в координационных соединениях биометаллов и биолигандов.
Комплексы аминокислот и пептидов с биометаллами.
Основные
закономерности взаимодействия нуклеиновых кислот с ионами металлов.
20
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
Взаимодействие
белков
с
ионами
металлов.
Хелатный
эффект.
Макроциклический эффект.
Кинетика комплексообразования металл-биолиганд. «Общая» и «ступенчатая»
константы устойчивости.
Функции выполняемые ионом металла в ферментативном катализе. Критерий
истинности металлоферментов.
Влияние белкового лиганда на координацию молекул кислорода в гемоглобине и
миоглобине.
Роль
цинка
в
каталитической
функции
карбоксипептидазы
А.
Карбоангидраза. Характеристика области активного центра. Функция металла.
Нуклеаза стафилококка. Данные по замещению металла в активном центре
фермента.
Регуляторная роль молибдена в биологических системах.
Основные направления моделирования в бионеорганической химии.
Лекарственные препараты – координационные соединения.
Лекарственные
препараты на основе координационных соединений металлов I-II группы.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений марганца.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений железа.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений цинка.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений меди.
Лекарственные препараты на основе координационных соединений платины.
Промежуточная аттестация обучающихся по дисциплине «Бионеорганическая химия» по итогам обучения в 3 семестре проводится в форме зачѐта.
21