«Национальный исследовательский Томский политехнический университет» УТВЕРЖДАЮ Декан ФФК ___________В.И.Андреев « »__________2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ) Биохимия человека НАПРАВЛЕНИЕ ООП : 034300 – Физическая культура ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Спортивно-оздоровительной технологии КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): бакалавр БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА: 2011 г. ^ КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3 ПРЕРЕКВИЗИТЫ: химия, КОРЕКВИЗИТЫ: физиология человека ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: зачет в 3 семестре ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: кафедра спортивных дисциплин ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_____________Белоусов А.В. РУКОВОДИТЕЛЬ ООП _______________ Белоусов А.В ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ______________ Капилевич Л.В. 2011 г. ^ В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1, Ц5, Ц6, и Ц7 по направлению 034300 «Физическая культура». Целью дисциплины является создание у студентов общих представлений о фундаментальных достижениях биологической химии в изучении химических основ жизни, показать, как на основе элементарных физических и химических явлений возникает качественно новое состояние материи - биологическая функция. ^ Учебная дисциплина «Биохимия человека» входит в базовую часть профессионального цикла ООП направления подготовки 034130 – Физическая культура. Данную дисциплину студенты проходят после изучения анатомии, физиологии и спортивной медицины. Является заключающие дисциплиной, посвященной изучению биологических возможностей тела человека. Дисциплина имеет основополагающее значение, поскольку главным объектом его изучения являются биохимические процессы происходящие в организме человека. Для освоения студент должен знать основы анатомии и физиологии, спортивной медицины. ^ Дисциплина «Биохимия человека» способствует формированию следующих профессиональных компетенций (ПК):
^ 4.1 Содержание дисциплины, цели, задачи: биохимия человека как предмет преподавания; значение понимания биохимических реакций организма человека для преподавателя физической культуры. Химический состав живых организмов. 4 типа биоорганических молекул: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты. Их роль в организме. ^ Взаимосвязь процессов анаболизма и катаболизма. Понятие о промежуточном, внешнем, пластическом и функциональном обменах. Возрастные изменения обмена веществ. Основные этапы преобразования энергии в организме. Окисление — основной путь освобождения энергии. Типы окислительных реакций в организме: прямое присоединение кислорода, отщепление водорода, перенос электронов. Понятие об аэробном и анаэробном биологическом окислении. Макроэргические связи, накопление энергии биологического окисления в них. Макроэргические соединения, их роль в организме. Особая роль АТФ в энергетическом обмене. ^ Взаимосвязь обмена углеводов, белков и липидов: общность промежуточных продуктов обмена белков, углеводов, липидов; общих путей превращений углеводов, белков и липидов; центральная роль ацетил-кофермента А в обменных процессах. Обмен воды и минеральных веществ. ^ Классификация витаминов. Жирорастворимые витамины, их строение, функции, пищевые источники, суточная потребность. Представители: A, D, Е, К, ретинол, кальциферол, токоферол. Водорастворимые витамины, их строение, функции, пищевые источники, суточная потребность. Представители: В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), Вб(пиридоксин), ВЗ (пантотеновая кислота), РР (никотиновая кислота), Р (рутин). Взаимообусловленность действия витаминов С и Р. Коферментная функция витаминов. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы. Гормоны. Общее представление о гормонах как регуляторах биохимических процессов, образующихся в железах внутренней секреции. Химическая природа гормонов. Гормоны-белки, гормоны — производные аминокислот, стероидные гормоны. Функции важнейших гормонов в организме. Влияние гормонов на биохимические процессы: на изменение активности ферментов, регуляцию белкового синтеза, на проницаемость клеточных мембран. Биохимическая сущность антагонизма и синергизма действия гормонов Гормональные ансамбли, их биологическая роль. ^ Химический состав мышечной ткани. Структура и функции мышечного волокна. Важнейшие белки мышечной ткани: миозин, актин, тропомиозин, тропонин, белки-ферменты, их содержание и важнейшие свойства. Макроэргические вещества мышц, их концентрация и локализация в мышечном волокне. Нервно-мышечный синапс, его участие в передаче возбуждения. Роль ацетилхолина в передаче возбуждения с нерва на мышцу. Белые и красные мышечные волокна, их адаптационные особенности. ^ Биохимические процессы в двухфазной мышечной деятельности. Роль АТФ и ее относительное постоянство содержания в мышцах — необходимое условие сократительной деятельности мышц. Пути ресинтеза АТФ. Понятие о мощности, емкости, эффективности, скорости развертывания. Аэробные и анаэробные пути ресинтеза АТФ. Креатинфос-фокиназная реакция ресинтеза АТФ. ^ . Анаэробный гликолиз. Аэробный путь ресинтеза АТФ. Ресинтез АТФ в процессе гликолиза. Особенности регуляции. Факторы, влияющие на протекание гликолиза. Молочная кислота, ее роль в организме, пути ее устранения. Миокиназная реакция ресинтеза АТФ — «механизм последней помощи». Ресинтез АТФ в цикле Кребса и при переносе электронов по цепи дыхательных ферментов. Изменение степени сопряжения окисления и фосфорилирования при физических нагрузках различного характера. ^ Кислородный запрос упражнения, кислородный долг. Направленность биохимических сдвигов при мышечной работе. Последовательное использование энергетических субстратов при работе. Особенности транспорта кислорода и его депонирование в мышцах. Кислородная емкость крови Понятие о «лаг-периоде», «истинное устойчивое состояние», «ложное устойчивое состояние» в потреблении кислорода при мышечной работе. Биохимические сдвиги в организме, вызываемые изменениями в белковом и водно-солевом обмене. Кислородный запрос упражнения, кислородный долг и пути его погашения. ^ Влияние на глубину и характер биохимических сдвигов различных факторов: мощность и продолжительность упражнения, режим деятельности мышц (количество мышц участвующих в работе), внешняя среда. Классификация физических упражнений по зонам относительной мощности. Особенности энергообеспечения при различных видах работы. ^ Биохимические изменения в организме при утомлении: нарушение баланса АТФ/АДФ, снижение энергетических веществ, ферментативной активности, нарушение пластического обмена, изменения рН среды, водно-солевого обмена. Биохимическая характеристика утомления при выполнении упражнений различных зон мощности. Биохимические изменения в организме при утомлении и в период отдыха после мышечной работы. ^ после мышечной работы, их направленность. Гетерохронность. Процессы, связанные с «оплатой» кислородного долга. Явление суперкомпенсации. Регуляция биохимических процессов в фазе сверхвосстановления. Биохимические особенности текущего, срочного, отставленного восстановления. ^ Спортивная тренировка как процесс активной адаптации человека к напряженной мышечной деятельности. Общие представления. Понятие о срочном, отставленном и кумулятивном тренировочных эффектах спортивной тренировки, их биохимическая характеристика. Биохимические изменения в мышцах, крови, головном мозгу, внутренних органах при систематической тренировке. Основные закономерности («принципы») биохимической u1072 адаптации организма к физическим нагрузкам. Принцип критических нагрузок, принцип специфичности адаптации, принцип обратимости адаптационных изменений. Дыхательный коэффициент. ^ Биохимические факторы, определяющие скоростно-силовые качества спортсмена. Особенности энергообеспечения, структурные факторы. Биохимическая характеристика методов развития скоростных способностей спортсмена. Биохимическая характеристика методов развития максимальной мышечной силы и мышечной массы спортсмена. Современные представления природе и механизмах выносливости. Факторы, определяющие проявление алактатного компонента выносливости, гликолитического и аэробного. Показатели выносливости: МПК, кислородный долг их предельные значения для спортсменов различной специализации и квалификации. Биохимическая характеристика методов совершенствования различных компонентов выносливости. ^ Биохимическое обоснование методики занятий физическими упражнениями и спортом с лицами разного возраста. Возрастные изменения интенсивности процессов функционального и пластического обменов. Реакция детского и стареющего организма на физические нагрузки. Причины ограниченных аэробных возможностей у детей и подростков. Соотношение процессов анаболизма и катаболизма на разных этапах жизни человека. Понижение возможностей аэробного и анаэробного энергообеспечения в стареющем организме. Особенности методики занятий физическими упражнениями с лицами различного возраста. Биохимическое обоснование положительного влияния систематических занятий физическими упражнениями и спортом на здоровье и работоспособность человека в различные возрастные периоды. ^ Пластическая, энергетическая и регуляторная функции питания. Биохимические причины «углеводной» ориентации питания спортсмена. Потребность в витаминах и минеральных элементах. Формула сбалансированного питания взрослого человека с учетом энергозатрат для занимающихся спортом и не спортсменов. 4.2 Таблица 1. ^ по разделам и формам организации обучения
4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины Таблица 2.
^ Приводится описание образовательных технологий, обеспечивающих достижение планируемых результатов освоения модуля (дисциплины). Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл 2). Перечень методов обучения и форм организации обучения может быть расширен. Таблица 3. ^
* - Тренинг, ** - Мастер-класс ^ студентов 6.1 Текущая СРС включает - работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса, - выполнение домашних заданий, - опережающая самостоятельная работа, - изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку, - подготовка к практическим и семинарским занятиям; - подготовка к контрольной работе и коллоквиуму, к зачету. 6.2 ^ (ТСР) включает: - поиск, анализ, структурирование и презентация информации, - исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах; - анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме; ^ Темы, выносимые на самостоятельную проработку: Содержание дисциплины, цели, задачи:
Обмен веществ и обмен энергии.
Взаимосвязь и регуляция обмена веществ в организме.
Витамины, их роль в регуляции биохимических процессов, участие в образовании простетических групп ферментов.
Гормоны.
Биохимия мышц и мышечного сокращения.
Энергетика мышечной деятельности.
Пути ресинтеза АТФ.
Динамика биохимических изменений при работе.
Систематизация упражнений по характеру биохимических изменений при работе.
Виды утомления.
Особенности протекания биохимических процессов в период отдыха после мышечной работы, их направленность.
Закономерности биохимической адаптации в процессе спортивной тренировки.
^ химические основы выносливости спортсмена и методы их развития.
Биохимические особенности растущего и стареющего организма.
Биохимические основы питания спортсмена.
^ Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей. ^ Литература: 1. Биохимия: Методические указания и контрольные задания для студентов дневной и заочной форм обучения / Сост. Л.А. Яковишин. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2007. – 80 с. 2. Справочные материалы по биохимии для студентов дневной и заочной форм обучения / Сост. Л.А. Яковишин. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2007. – 44 с. 3. Гринстейн Б. Наглядная биохимия: Пер. с англ. / Б. Гринстейн, А. Гринстейн. – М.: ГЭОТАР Медицина, 2000. – 119 с. 4. Кольман Я. Наглядная биохимия: Пер. с нем. / Я. Кольман, К.-Г. Рём. – М.: Мир, 2000. – 469 с. 5. Кучеренко Н.Е. Биохимический справочник / Н.Е. Кучеренко, Р.П. Виноградова, А.Р. Литвиненко и др. – К.: Вища шк., 1978. – 304 с. 6. Досон Р. Справочник биохимика / Р. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс; Пер. с англ. В.Л. Друцы и О.Н. Королевой. – М.: Мир, 1991. – 544 с. 7. Диксон М., Уэбб Э. «Ферменты». – Москва, 1982г. - Том 1. – 512 с. 8. Смирнов М. И. А «Витамины». – Москва, 1987г. – 348 с. Интернет-рессурсы: ^
^ (дисциплины) Проверка знаний студентов осуществляется на практических занятиях (текущий контроль), а по отдельным разделам следует проводить рубежный контроль знаний студентов в форме коллоквиумов, что позволяет при индивидуальном обсуждении со студентами выявить степень их подготовленности. Учебным планом предусмотрено: зачетное занятие в IXсеместре после прохождения курса биохимии. Вопросы для рубежного контроля.
Перечень вопросов к зачету по курсу 1. Химические элементы, молекулы, ионы, входящие в состав живых организмов. 4 типа биоорганических молекул, свойства в организме. 2. Обмен веществ между организмом и окружающей средой как основное условие жизни. Ассимиляция (анаболизм) и диссимиляция (катаболизм). Пластический и функциональный обмен.
10. Аэробный путь ресинтеза АТФ при работе. Мощность, емкость, эффективность аэробного ресинтеза АТФ. Субстраты аэробного окисления. Потребность в кислороде и условия обеспечения им тканей при работе. 11. Зависимость характера энергетического обеспечения от особенностей выполняемой работы. Характеристика энергетического обеспечения соревновательной и тренировочной деятельности в избранном виде спорта. 12. Понятие о «срочных», «отставленных» и «кумулятивных» биохимических изменениях. 13. Классификация мышечной работы на зоны мощности по характеру происходящих биохимических изменений. Биохимическая характеристика упражнений разных зон мощности. Утомление. Биохимические изменения в организме при утомлении. Роль центральных и периферических факторов в возникновении утомления.
16. Характеристика биохимических изменений, приводящих к утомлению при тренировках и соревнованиях в избранном виде спорта. 17. Выносливость. Биохимические предпосылки специфичности проявления выносливости. Понятие об алактатном, гликолитическом и аэробном компонентах выносливости.
^
Анисимов А.А., Основы биохимии: учебник для университетов по специальности «Биология» / А.А. Анисимов, А.Н. Леонтьева, И.Ф. Александрова и др. // Под ред. А.А. Анисимова – М.: Высшая школа, 1986. 2. Основы биохимии: учебник для химических и биологических специальностей педагогических университетов и институтов. – М.: Высшая школа, 1993. 3. Василенко Ю.К. Биологическая химия: учебник для фармацевтических институтов и фармацевтических факультетов медицинских институтов / Ю.К. Василенко. – М.: Высшая школа, 1978. 4. Мари Р. Биохимия человека: В 2 т. / Р. Мари, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл // Под ред. Л.М. Гинодмана. – М.: Мир, 1993. б) дополнительная 1. Филиппович Ю.Б. Биохимия белка и нуклеиновых кислот / Ю.Б. Филиппович. – М.: Просвещение, 1978. 2. Баранов Н.П. Биохимия белков и нуклеиновых кислот / Н.П. Баранов. – Сургут: Издательство СурГУ, 2002. 3. Перов С.С. Биохимия белковых веществ / С.С. Перов. – М.: Советская наука, 1951. 4. Белясова Н.А. Биохимия и молекулярная биология / Н.А. Белясова. - Минск: Книжный дом, 2004. 5. Беляев В.С. Метаболический статус спортсменов в период применения специализированных продуктов питания повышенной биологической ценности / В.С. Беляев. – Ростов-на-Дону, 1997.
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины) Основным материально-техническим средством является мультимедиапроектор. Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению Физическая культура и профилю подготовки Спортивно-оздоровительной технологии. Программа одобрена на заседании Кафедры спортивных дисциплин ФФК (протокол № __ от «__» ______. 2011 г.). Автор профессор Капилевич Л.В. Рецензент зав. кафедрой, доцент Белоусов А.В.
|