Министерство образования Тверской области

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Пеновская средняя общеобразовательная школа имени Е.И. Чайкиной

Дополнительная общеобразовательная

(общеразвивающая) программа

естественно-научной направленности

«Химия жизни»

Возраст учащихся: 13-14 лет

Срок реализации: 1 год

Автор - составитель:

Рыжкова Татьяна Константиновна,

педагог дополнительного образования

п. Пено, 2023

Оглавление

1.       Комплекс основных характеристик дополнительной

общеразвивающей программы………………………………………………………..….3

1.1.Пояснительная записка…………………………………………………………….....3                                                                  

1.2.          Цель, задачи, ожидаемые результаты……………………………………………..5                                          

1.3.          Содержание программы……………………………………………………………7                                                               

2.       Комплекс организационно педагогических условий………………………...……21

2.1.          Календарный учебный график………………………………………………...…21                                                     

2.2.          Условия реализации программы…………………………………………………21                                                  

2.3.          Формы аттестации…………………………………………………………...........21                                                                        

2.4.          Оценочные материалы…………………………………………………………....22                                                                 

2.5.          Методические материалы…………………………………………….,.……........22

3. Воспитание  …………………………………………………………………………...22                                                           

2.6.          Список литературы………………………………………………………….….…25                                                                      

1.Комплекс основных характеристик дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы (общий

1.1. Пояснительная записка

Нормативные правовые основы разработки ДООП:

·       Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» (с изменениями на 17 февраля 2023 года) (далее – Федеральный закон);

·       Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года (от 31 марта 2022 года № 678-р) (далее – Концепция);

·       Приказ Министерства просвещения Российской Федерации т 27.07.2022 № 629 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам» (далее – Порядок);

·       СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи», СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»;

·       Приказ Министерства просвещения России от 09.11.2018 № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»;

·       Письмо Минобрнауки России от 18.11.2015 № 09-3242 «О направлении информации» (вместе с «Методическими рекомендациями по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые программы)»;

·       Положение об организации и осуществлении образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным (общеразвивающим) программам МБОУ Пеновской СОШ им. Е.И. Чайкиной (приказ № 80 от 23.03.2023).

Актуальность:

Актуальность Программы обусловлена тем, что биохимия является базовой составляющей современной физико-химической биологии. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет здоровье как состояние «полного физического, духовного и социального благополучия, которое не сводится к простому отсутствию болезней и недомоганий». С биохимической точки зрения организм можно считать здоровым, если многие тысячи реакций, протекающих внутри клеток и во внеклеточной среде, обеспечивают его максимальную жизнеспособность и поддерживают физиологически нормальное состояние. Программа содействует формированию биологически грамотной личности, понимающей значение проблем сохранения здоровья, выяснения причин различных болезней и поиска путей их эффективного лечения.

Обучение включает в себя следующие основные предметы:

Химия, биология

Вид программы:

Модифицированная программа, разработана на основе программы «Биохимия и биофизика» (разработчик Костяева Н.А., педагог ГБОУ Школа № 1409 г. Москвы, 2017 г.).

Направленность программы: естественно-научная

Адресат программы: Программа ориентирована на возраст обучающихся 14-15 лет. Для обучения принимаются все желающие, что дает возможность заниматься с разнообразными категориями детей: одаренными, детьми из групп социального риска, детьми из семей с низким социально-экономическим статусом. При оставлении данной программы учитывались возрастные психологические особенности детей данного возраста,  психофизические особенности развития.

Срок и объем освоения программы:

«Базовый уровень» - 1 год, 34 педагогических часов;

Форма обучения: очная.

Особенности организации образовательной деятельности: работа ведется в разновозрастных группах, группы комплектуются из обучающихся 14-15 лет. Количество обучающихся в группе – 8-15 человек.

Режим занятий:

1.2. Цель, задачи, ожидаемые результаты

Цель: расширить и систематизировать знания обучающихся о структуре и функциях органических веществ, полученных в курсах общей биологии и органической химии; познакомить с современными достижениями и перспективными направлениями развития биохимии.

Задачи:

Образовательные (обучающие):

- заложить основы знаний о биохимии как науке о химических основах процессов жизнедеятельности;

-ознакомить с историей становления и развития биохимии, с деятельностью выдающихся ученых-биохимиков; обучить основным терминам и понятиям;

- расширить и углубить знания о строении и биохимических свойствах основных классов биологически важных соединений: белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, витаминов;

- сформировать представление о современных направлениях развития биохимии;

- сформировать культуру работы с научной литературой.

Развивающие:

- расширить область знаний по биологии и химии;

- развить познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности;

- развить интерес обучающихся к биохимии;

- развить умение работать с разными источниками информации, исследовательские и практические умения, коммуникативную культуру.

Воспитательные:

- воспитать устойчивый профессиональный интерес к изучению биохимии;

- воспитать бережное отношение к собственному здоровью и здоровью окружающих.

Ожидаемые результаты:

1.3. Содержание программы

«Химия жизни»

Базовый уровень (1 год обучения)

Учебный план

Таблица 1.3.1

Содержание учебного плана

Раздел 1. Особенности биогенных веществ и биохимических превращений

Вводное занятие. Предмет, методы и объекты биохимии

Теория. Знакомство с Программой, целями, задачами, порядком и планом работы на учебный год. Инструктаж по технике безопасности. История возникновения и становления биохимии. Синтез мочевины Ф. Велером. Основная задача и предмет изучения биохимии. Физическая биохимия. Химический анализ.

Понятие живой материи. В.И. Вернадский. Система – совокупность упорядоченно взаимодействующих структур организма. Метаболизм (обмен веществ). Биогенные вещества – продукты метаболизма. Отличительные признаки живого объекта. Основные функции биохимических процессов. Автотрофные и гетеротрофные клетки. Миксотрофы. Деление метаболических цепных процессов (реакций): аноболизм и катоболизм. Ассимиляция (синтез) и диссимиляция (распад). Гомеостаз. Основной обмен. Клеточный метаболизм. Ферменты.

Биосфера. Иерархическая организация живой природы. Клеточная теория М. Шлейдена и Т. Шванна. Основные положения современной клеточной теории. Клеточная структура. Классы клеток: прокариотические (ПК) и эукариотические (ЭК). Компоненты клеток (органеллы). Строение и функции. Общие и отличительные признаки растительной и животной клетки.

Биомолекулы. Факторы, обуславливающие поступление элементов из окружающей среды в живой организм. Состав живого организма: вещественный (химические вещества) и элементарный (химические элементы). Деление по количественному содержанию: органогенные, макроэлементы, микроэлементы, примесные элементы. Основные компоненты организма. Биохимические функции органических соединений. Функциональные группы биомолекул и основные реакции с их участием. Гидролиз. Этерификация. Окислительно-восстановительные реакции. Функциональные группы биоорганических веществ (строение, семейство).

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Химические процессы в высокоорганизованных системах».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Клетка – основной структурный элемент живой материи».

Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала тем раздела «Особенности биогенных веществ и биохимических превращений».

Раздел 2. Вода и ее роль в процессе жизнедеятельности

Теория. Коллигативные свойства воды. Четыре термодинамических свойства воды. Понижение давления пара над раствором. Первый закон Ф.М. Рауля. Константа Рауля. Повышение температуры кипения воды и понижение температуры замерзания. Второй закон Ф.М. Рауля. Температурная зависимость. Криоскопическая и эбуллиоскопическая константы. Повышение осмотического давления раствора. Интрацеллюлярные (внутриклеточные) жидкости. Осмос. Осмотическое давление. Растворы электролитов. Закон Вант-Гоффа. Изотонические растворы: гипотонические и гипертонические. Физиологические растворы. Плазмолиз. Лаковая вода. Гемолиз. Гомеостаз.

Постоянство концентрации водородных ионов во внеклеточном пространстве и в клетках – одно из важнейших условий жизнедеятельности организма. Кислотно-основное состояние (КОС). Кислотно-основное равновесие (КОР). Понятие pH «сила водорода». Кислотно-основной гомеостаз. Значения pH различных биожидкостей и тканей организма человека в норме.

Теория кислот и оснований. Теория электролитической диссоциации С. Аррениуса. Электролиты: кислота, основание, амфолиты (аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты). Сильные и слабые электролиты. Протонная теория кислот и оснований Ч. Бренстеда и Т. Лоури. Доноры и ацепторы ионов водорода. Электронная теория кислот и оснований Льюиса. Определение константы кислотно-основного равновесия.

Буферное  свойство  смесей.  Буферные  растворы.  Буферные системы. Механизм буферного действия. Расчет pH буферных систем. Влияние разбавления и концентрации на pH буферных растворов. Зона буферного действия. Буферная емкость и ее зависимость от ряда факторов. Уравнение Гендерсона – Гассельбаха. Буферные системы крови. Плазматическая гидрокарбонатная буферная система. Эритроцитная гидрокарбонатная буферная система. Гемоглобин-оксигемоглобиновая буферная система. Метод Т. Амбурже. Эффект Бора. Плазматическая протеиновая буферная система. Фосфатная буферная система.

Нормальная концентрация раствора. Титр раствора. Классификация методов титриметрического анализа. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрии. Измерительная посуда. Виды индикаторов, используемых в титриметрии. Кислотно-основные индикаторы.

Комплексообразующие индикаторы. Окислительно-восстановительные индикаторы. Осадительные индикаторы: аргентометрические; тиоцианатометрические; роданометрические; меркурометрические; адсорбционные. Способы титрования: прямое, обратное, способ титрования заместителя. Титрованные растворы: стандартные (приготовленные), стандартизированные (установленные). Методы кислотно-основного титрования (методы нейтрализации). Выбор титранта для кислотно-основного титрования. Кислоты. Щелочи. Точка эквивалентности. Ионная теория В. Оствальда. Индикаторы. Область перехода индикатора. Показатель титрования (рТ). Требования к индикаторам кислотно-основного титрования. Состав наиболее употребительных индикаторов.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Коллигативные свойства воды. Осмотическое давление плазмы крови. Гомеостаз». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Кислотно-основной статус человека». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Теория кислот и оснований». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Буферные свойства растворов». Выполнение практикума, направленного на закрепление темы «Экспериментальное определение кислотно-основных свойств органических соединений методом титриметрии».

Раздел 3. Аминокислоты и белки

Теория. Структура и классификация аминокислот. α–аминокислоты. Их особенности. Функциональные группы и их химическая природа. Алифатические гидрофобные аминокислоты. Ароматические гидрофобные аминокислоты. Гидрофильные аминокислоты. Имидазольное кольцо. Зоны буферного действия аминокислот. Определение электрического заряда аминокислот. Метод электрофореза. Электрофорез с подвижной границей.

Зональный электрофорез. Хроматографическое разделение аминокислот.

Характерные химические реакции аминокислот.

Белки (протеины). Функции. Каталетическая функция. Разнообразие белков. Полипептиды. Синтез белка. «Главная цепь». Пептидная связь и аминокислотный остаток. Олигопептиды. Полипептидный скелет и боковые цепи. Деление белков: по качественному и количественному составу: простые и сложные. Аминокислотная последовательность. Секвенирование. Методы выделения и анализа белков. Гидролиз (кислотный, щелочной, ферментативный). Изоэлектрическая точка белка (ИЭТ). Титрование. Электрофорез белков. Гель-проникающая хроматография. Аффинная хроматография. Осмометрический метод определения молекулярной массы.

Диализ. Высаливание. Спектроскопические методы. Хромофоры. Оптическая плотность. Поглощение света (абсорбция). Закон Бугера – Ламберта – Берга. Коэффициент экстинкции.

Определенность в строении белковых молекул –Хоппе-Зейдлер. Расшифровка пространственного строения белков английскими биохимиками Перутц и Кендрью. Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Четыре уровня организации: первичная, вторичная, третичная, четвертичные структуры. Состав и особенности. Термин «α-спираль» Лайнуса Полинга.

Классификация белков: по составу (простые, сложные), структуре (фибриллярные, глобулярные, промежуточные), функциям. Нативный и денатурированный белок. Денатурация и ренатурация. Фибриллярные белки. α-кератин. Коллаген. Эластин. Кератин. Глобулярные белки. Гемоглобин. Миоглобин.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Общие структурные свойства аминокислот».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Белки и их главные биологические функции».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Структура белков».

Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала раздела «Аминокислоты и белки».

Раздел 4. Ферменты – биокатализаторы

Теория. Термин «фермент» Ван Гельмонт (XVII в.). Ферменты – энзимы. Э. Бухнер – первый выделил из клетки набор ферментов. Белковая природа ферментов Дж. Нортроп. Пепсин и трипсин. Зависимость каталитической активности ферментов от нативной структуры белка. Кофактор. Коферменты. Голофермент. Апофермент. Три группы коферментов.

Понятие специфичности. Типы высокоспецифичных ферментов: А, В, С. Типы связей. Абсолютная специфичность (сахароза, мальтоза, лактоза). Аспартаза. Относительная специфичность (пепсин). Стереохимическая специфичность (α- β-гликозидазы). Термолабильность ферментов, влияние на их действие pH среды.

Систематическая номенклатура ферментов IUB (1961 г.). Каталог ферментов. Четырехзначный классификационный номер (КФ). Два типа названий ферментов: рабочее (тривиальное) и систематическое. Шесть главных классов ферментов. Особенности классов ферментов. Оксидоредуктазы (17 подклассов). Трансферазы (7 подклассов). Гидролазы (11 подклассов). Лиазы (3 подкласса). Изомеразы (4 подкласса). Лигазы (5 подклассов).

Активный центр (А). Субстрат (S). Части активного центра: адсорбционный и каталитический центры фермента. Регуляторный (аллостерический) центр. Аллостерические эффекторы: положительные (активаторы), или отрицательные (ингибиторы). Функциональные группы ферментов, принимающие участие в катализе. Общее строение ферментов.

Активаторы – вещества ускоряющие ферментативные реакции, ингибиторы – замедляющие. Влияние на активность ферментов. Проферменты. Два типа ингибирования (торможения) активности ферментов: субстратное и аллостерическое. Их особенности. Мультиферментные системы

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Каталитическая активность ферментов»

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Реакционная и субстратная специфичность».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Классификация ферментов на основе реакционной и субстратной специфичности». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Активные центры ферментов».

Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала раздела «Ферменты – биокатализаторы».

Раздел 5. Углеводы

Теория. Определение углеводов. Деление углеводов. Моносахариды: полиоксиальдегиды (альдозы) и полиоксикетоны (кетозы). По числу углеродных атомов делятся на: триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы, октозы, нанозы. Глюкоза, ее значение для человека. Манноза. Галактоза. Фруктоза. Рибоза и дезоксирибоза. Где встречаются, для чего служат.

Олигосахариды. Деление: гомоолигосахариды и гетероолигосахариды. Мальтоза. Лактоза. Сахароза. Где встречаются, для чего служат. Полисахариды (полиозы, гликаны). Деление на гомо- и гетерополисахариды; на линейные и разветвленные. Целлюлоза (клетчатка). Крахмал. Гликоген. Углеводсодержащие смешанные биополимеры: гликопротеины, гликолипиды, гликолипопротеины, тейхоевые кислоты, нуклеиновые кислоты. Где встречаются, для чего служат.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Моносахариды». Опрос по изученному материалу раздела «Углеводы».

Раздел 6. Липиды и биомембраны

Теория. Липиды – основной энергетический резерв организма. Функции: терморегуляция, предохранение кожи от высыхания, защита органов от сотрясений, всасывание из кишечника жирорастворимых витаминов, является потенциальным резервом эндогенной воды в организме. Два вида липидов: протоплазматические и резервные. Биологические функции три группы липидов. Энергетическая функция. Пластическая функция: структурные и рецепторные компоненты мембран и клеточных поверхностей – жирные кислоты. «Передатчики» биологических сигналов – стероидные гормоны и витамины.

Жирные кислоты – длинные углеводородные цепи с карбоксильной группой на одном из концов (-СООН). Углеводородные цепи могут быть: насыщенными и частично ненасыщенными. Запись жирных кислот, две системы нумерации. Нейтральные жиры. Триацилглицериды. Синтез триацилглицерида.

Различие мембран по составу и свойствам. По толщине (от 5 до 10 нм). Биомембрана. Дифильность. Мембраны содержат липиды трех классов: фосфолипиды, холестерин, гликолипиды. Возможность перемещения мембранных липидов и белков. Четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или выхода из нее. Диффузия. Осмос. Активный транспорт. Эндо- и экзоцитоз. Амфипатические липиды и их способность вступать как в гидрофильные, так и в гидрофобные взаимодействия. Наиболее распространенные мембранные липиды – фосфоглицериды, их простейший представитель – фосфатидные кислоты. Цереброзиды. Фосфосфинголипиды. Ганглиозиды.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Жирные кислоты. Триацилглицериды – запасаемая форма липидов». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Биологические функции липидов». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Жирные кислоты. Триацилглицериды – запасаемая форма липидов». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Краткая характеристика клеточных мембран. Фосфо- и сфинголипиды – структурные компоненты биомембран». Выполнение контрольной работы, направленной на закрепление изученного материала раздела «Липиды и биомембраны».

Раздел 7. ДНК И РНК – хранение и реализация наследственной информации

Теория. Два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Химические структуры. ДНК – открытие И.Ф. Мишера (1869г.). Кислотные свойства ДНК и РНК. Гипотеза двойной спирали ДНК – Д. Уотсон и Ф. Кирк (1953 г.). Три главных этапа в обработке генетической информации: репликация, транскрипция, трансляция. Функции ДНК. Функции РНК. Концепция кодирования генетической информации. ДНК – хранитель наследственной информации о структуре белков. Кодоны ДНК. Молекулярная структура ДНК. Азотистые основания. Состав ДНК: пуриновые азотистые основания (аденин – А, гуанин – Г), пиримидиновые азотистые основания (тимин – Т, цитозин – Ц). Их химические структуры. Отличие РНК от ДНК. Уроцил – У. Нуклеотиды. Биосинтез нуклеотидов. Полимеризация нуклеотидов – сборка цепи нуклеиновых кислот. Последовательность сборки. Функции нуклеотидов.

ДНК – биологическая макромолекула. Структура двойной спирали ДНК. Первичная структура ДНК – дезоксирибонуклеотиды (последовательно соединенные мономерные единицы). Вторичная структура – двойная спираль. Две полинуклеотидных цепи. Стабильность двойной спирали. Межплоскостное взаимодействие оснований – стэкинг. Полиморфизм ДНК. Третичная и четвертичная структуры – способы упаковки ДНК в клетках. Два способа: сфероидальная намотка и образование сверхспиральной ДНК. Гистоны. Четыре степени спирализации ДНК в неактивном состоянии: двойная спираль нуклеотидной последовательности, скручивание двойной спирали, наматывание двойной спирали на гистоновые белки, скручивание белково-нуклеотидной структуры. Нуклеосома. Несколько уровней нуклеосомной организации ДНК. Хромосома.

Генетический код. Линейная последовательность ключевых слов – кодоны. Репликация – синтез ДНК. ДНК-полимераза и РНК-полимераза. Репликационная вилка. Фрагменты Оказаки. S-фаза. ДНК-лигаза. ДНК-полимераза. Денатурация (плавление) ДНК. Ренатурация (отжиг) ДНК. Два этапа ренатурации.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Строение и функции ДНК и РНК». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Азотистые основания и нуклеотиды. Нуклеотиды и их функции». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры ДНК».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление изученного материала раздела «ДНК И РНК – хранение и реализация наследственной информации».

Источник витамина. Витамин B5 – пантотеновая кислота, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин РР (B3) – никотиновая кислота, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин B6 – пиридоксин, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин B12 – цианкобаламин, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин BС – птероилглутаминовая (фолиевая) кислота, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин Н – биотин, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин С – аскорбиновая кислота, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Жирорастворимые витамины. Витамин А – ретинол, модификации, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин D – кальциферол, модификации, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин Е – токоферол, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина. Витамин К – филлохинон, строение, характеристика, свойства, механизм действия. Источник витамина.

Раздел 8. Витамины – незаменимые компоненты пищи

Теория. Две группы: водорастворимые и жирорастворимые. Витамерия и витамеры. Деление на группы по физиологическому действию на человека. Витамины,повышающиеобщуюреактивностьорганизма. Антигеморрагические. Антианемические. Антиинфекционные. Регулирующие зрение. Водорастворимые витамины. Витамин B1 – тиамин, строение, характеристика, свойства. механизм действия. Источник витамина. Витамин B2 – рибофлавин, строение, характеристика, свойства, механизм действия.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Номенклатура и классификация витаминов». Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала раздела «Витамины – незаменимые компоненты пищи».

Раздел 9. Минеральные вещества и микроэлементы

Теория. Микроэлементы – необходимые элементы важнейших биохимических процессов. Суточная потребность организма человека в различных минеральных веществах. Совместное участие микроэлементов в жизнедеятельности. Элементы и их биохимическая функция.

Железо (Fe) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Медь (Cu) - характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Кобальт (Co) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Йод (I) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Марганец (Mn) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Цинк (Zn) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Хром (Cr) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Молибден (Mo) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине. Селен (Se) – характеристика, свойства, основные функции, механизм действия и источник поступления в организм, применение в медицине.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Роль минеральных веществ и микроэлементов в процессе жизнедеятельности». Опрос по изученному материалу раздела «Минеральные вещества и микроэлементы».

Раздел 10. Метаболизм и биоэнергетика

Теория. Процесс метаболизма. Две взаимосвязанные стороны обмена веществ и энергии: катаболизм и анаболизм. Катаболические превращения – расщепление сложных молекул до простых элементов. Понижение энергии Гиббса. Анаболические превращения – синтез сложных биомолекул из более простых. Увеличение энергии Гиббса. Два одновременно протекающих и взаимосвязанных процесса, из которых состоят катаболизм и анаболизм: промежуточный метаболизм и энергетическое сопряжение. Три основные стадии процессов катаболизма и анаболизма.

Аденозинтрифосфата (АТР) – свободная энергия, запасаемая в клетке в форме химической энергии (энергия фосфатных связей). АТР – перемещающийся источник энергии. Синтез АТР. Метаболиты фосфоенолпируват и 1,3-дифосфоглицерат. Гликолиз. Креатинфосфат. Никотинамидаденин-динуклеотидфосфат (NADPH) – перенос электронов, форма передачи химической энергии от катаболических окислительно-восстановительных процессов к реакциям анаболизма, требующим энергии.

Процессы жизнедеятельности в биосфере. Взаимосвязь химических превращений и энергетических процессов в работах А. Лавуазье и П. Лапласа. Термодинамический подход. Термодинамическая система. Состояние системы. Равновесное состояние системы. Стационарное состояние системы. Термодинамические параметры системы. Процесс – переход системы из одного состояния в другое. Термодинамические функции состояния. Типы термодинамических систем. По характеру обмена веществом и энергией с окружающей средой: изолированные, закрытые, открытые. Их особенности. В зависимости от агрегатного состояния вещества, из которого состоят системы: гомогенные, гетерогенные. Их особенности. Первый закон термодинамики – строгая количественная основа для анализа энергетики различных систем. Изобарные процессы. Энтальная функция состояния. Изохорный процесс. Второй закон термодинамики. Термодинамически обратимый процесс Термодинамически необратимый процесс. Энтропия – понятие, введенное Р. Клаузиусом. Уравнение Больцмана. Энергия Гиббса.

Закон Гесса. Теплота химической реакции. Три следствия из закона Гесса. Энтальпия реакции. Термохимические уравнения реакций. Законы термодинамики в исследовании процессов метаболизма в биологических системах. Условия термодинамического анализа биохимических процессов. Химический потенциал вещества.

Высокоэнергетический фосфат – универсальный переносчик энергии для всех форм жизни. Макроэргические фосфатные органические соединения. Низкоэнергетические внутриклеточные соединения. Высокоэнергетические (макроэргические) внутриклеточные соединения. Главные переносчики фосфорильных групп: аденозиямонофосфат (АМР), аденозиядифосфат (ADP), аденозиятрифосфат (АТР). Протеинкиназы.

Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала раздела «Метаболизм и биоэнергетика».

Раздел 11. Метаболизм углеводов

Теория. Гликолиз – первая стадия окисления глюкозы. Конечный продукт – пируват. Основные характеристики гликолиза: обратимость большинства реакций, фосфорилированная форма всех метаболитов, АТР – источник фосфатной группы в реакциях фосфорилирования; регенерация NAD⁺ – необходимое условие протекания гликолиза, два пути образования АТР при гликолизе.

Аэробные условия протекания гликолиза. Пируват поступает в митохондрин, где окисляется до СО₂ и Н₂О. Анаэробный гликолиз. Превращение пирувата в лактат (анион молочной кислоты). Биотехнологический процесс – брожение. Молочнокислое брожение. Баланс аэробного гликолиза. Образование АТР при превращении глюкозы в пируват.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление изученного материала раздела «Метаболизм углеводов».

Раздел 12. Метаболизм жиров

Теория. Активация жирных кислот. Два этапа активации жирных кислот. Карнитин. Внутримитохондриальное окисление жирных кислот. Первая стадия дигидрирования – стадия окисления. Стадия гидратации. Вторая стадия дигидрирования. Тиолазная реакция. β-окисление. Окисление ненасыщенных жирных кислот. 3-гидроксиацил-CoA-эпимераза. Окисление жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов. Кетоз. Окисление жирных кислот в пероксисомах. Ресинтез. Реакции биосинтеза (de novo). Карбоксилирование ацетил-СоА до малонил-СоА. Соединение ацетил-СоА и малонил-СоА с ацетилпереносящими белками. Конденсация ацетил-СоА до малонил-СоА с образованием комплекса ацетоацетил-ацетилпереносящий белок. Восстановление кетоновых групп до спиртовых. Отщепление воды с образованием ненасыщенной связи. Насыщение двойной связи, с образованием бутирил-СоА. Образование полиеновых кислот. Биосинтез триацилглицеридов (ТАГ). Биосинтез фосфоглицеридов. Разветвленный биосинтетический путь.

Гормональный контроль активности ацетил-СоА-карбоксилгазы. Энергодативные вещества. Регуляция процесса обмена жиров нейрогормональным путем. Влияние инсулина, адреналина, тироксина и др. Влияние факторов внешней среды. Нарушения обмена липидов. Недостаточное поступление жира с пищей. Нарушения процессов переваривания и всасывания липидов. Недостаток в организме липотропных веществ. Кетонурия и кетонемия. Ожирение. Энергетический дисбаланс. Нарушения обмена холестерина. Алиментарная гиперлипемия.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Пути и энергетика метаболизма жирных кислот в тканях животных. Двухстадийная модель окисления жирных кислот». Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Регуляция биосинтеза жирных кислот. Биосинтез триацилглицеридов, глицерофосфатидов и фосфатидилхолина». Выполнение теста, направленного на закрепление изученного материала раздела «Метаболизм жиров».

Раздел 13. Метаболизм аминокислот и нуклеотидов

Теория. Аминокислоты в общей схеме метаболизма организма. 20 аминокислот. Классификация аминокислот по способности организма к синтезу. Незаменимые аминокислоты. Заменимые аминокислоты. Квашиоркор. Общая схема метаболизма аминокислот. Две стадии дезаминирования. Первая стадия – трансаминирование. Вторая- дезаминирование. Трансаминазы: аланинтрансаминаза и глутаматтрансаминаза. Hacлeдcтвeнныe нарушения катаболизма фенилаланина.

Реакция востановительного аминирования α-кетоглутарата с образованием глутамата при участии глутаматгидрогеназы. Образование из глутамата амида глутаминовой кислоты при участии глутаминсинтетазы. Образование карбамоилфосфата путем компенсации NH₃ CO₂ АТР, катализируемое карбамоилфосфатсинтетазой. Начальная стадия синтеза мочевины. Цикл мочевины. Первый этап синтеза аргинина. Второй этап синтеза аргинина. Состав небелкового азота крови. Азотемия.

Цикл Кребса. Образование глутаминовой кислоты – фундаментальное значение для биосинтеза всех аминокислот. Три стадии синтеза серина. Синтез глицина. Заболевания при нарушении обмена аминокислот.

Практика. Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Пути и энергетика метаболизма аминокислот в тканях животных».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Выведение аминного азота из организма. Биосинтез мочевины (орнитиновый цикл). Небелковые азотистые компоненты крови».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Биосинтез аминокислот».

Синтез пуриновых и пиримидиновых оснований – центральное звено биосинтеза мононуклеотидов. Четыре аллостерические регулирующие системы. Синтез пуриновых нуклеотидов. Риботилирование. 11 стадий синтеза адениловой и гуаниловой кислот. Образование адениловой и гуаниловой кислот из инозиновой кислоты. Регуляция биосинтеза нуклеотидов по типу обратной связи. Нуклеозидтрифосфаты. Аллостерическое ингибирование по принципу обратной связи. Фосфорибозил аминотрансферазы (ФРПФ-аминотрансферазы). Синтез пиримидиновых нуклеотидов. Реутилизация пуриновых оснований. Конечные продукты катаболизма пуринов. Синдром Леша-Нихана. Биосинтез нуклеотидных конферментов. Биохимический цикл азота. Биотрансформация азота. Неорганические формы азота в окружающей среде. Органические формы азота.

Практика.Выполнение практических заданий, направленных на закрепление темы «Пути и энергетика биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов».

Выполнение практических заданий, направленных на закрепление изученного материала раздела «Метаболизм аминокислот и нуклеотидов».

Раздел 14. Основы биотехнологии

Теория. Два периода развития биотехнологии: эмпирический и научный (современный). Эмпирическая технология и развитие цивилизации (приготовление теста, получение молочнокислых продуктов и сыров, виноделие, ферментация табака и чая, выделка кож, обработка растительных волокон). XIX в. развитие биотехнологии как научной дисциплины. Луи Пастер. Понятие биообъекта, «живая природа» разных видов брожения. Биотехнология в медицине. Антибиотики. Создание генно-инженерных штаммов кишечной палочки, дрожжей, культивируемых клеток млекопитающих и насекомых, используемых для получения различных ферментов и противовирусных вакцин. Белковая инженерия. Разработки Г. Келера и С. Мильштейна. Биотехнология в сельском хозяйстве. Усовершенствование методов селекции растений и животных, разработка новых технологий, повышающих эффективность сельского хозяйства. Генетическая и клеточная инженерия. Принципы бесклеточного синтеза белка А.С. Спирина. Основные понятия биотехнологии.

Практика. Итоговая аттестация. Зачетная работа.

2.Комплекс организационно - педагогических условий

2.1. Календарный учебный график

Таблица 2.1.1.

2.2. Условия реализации программы

Таблица 2.2.1.

2.3. Формы аттестации

Формы аттестации служат для определения результативности освоения Программы обучающимися. Текущий контроль проводится по окончании изучения каждой темы – выполнение обучающимися практических заданий. Промежуточный контроль проходит в середине учебного года в форме открытого занятия. Итоговый контроль проходит в конце учебного года – в форме зачетной работы.

Формы проведения аттестации:

- выполнение практических заданий (практикум, лабораторная работа);

- контрольная работа;

- тестирование;

- опрос;

- проектные работы;

- зачётная работа.

2.4. Оценочные материалы

Таблица 2.4.1.

2.5. Методические материалы

Методы обучения:

- словесные (лекции, объяснения, беседы, консультации);

- наглядные (наглядные пособия, плакаты, видео);

- исследовательские (выполнение обучающимися исследовательских заданий).

Формы организации образовательной деятельности:

- комбинированные занятия, состоящие из теоретической и практической части.

Педагогические технологии:

·                                 Технология дифференцированного обучения

·                                 Технология проблемного обучения

·                                 Здоровьесберегающая технология

Дидактические материалы:

·                                 Раздаточные материалы

·                                 Инструкции

·                                 Технологические карты

3.     Воспитание

Целью воспитания является развитие личности, самоопределение и социализация детей на основе социокультурных, духовно-нравственных ценностей и принятых в российском обществе правил и норм поведения в интересах человека, семьи, общества и государства, формирование чувства патриотизма, гражданственности, уважения к памяти защитников Отечества и подвигам Героев Отечества, закону и правопорядку, человеку труда и старшему поколению; взаимного уважения; бережного отношения к культурному наследию и традициям многонационального народа Российской Федерации, природе и окружающей среде (Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации», ст. 2, п. 2).

Задачи воспитания детей заключаются в усвоении ими знаний норм, духовно-нравственных ценностей, традиций, которые выработало российское общество (социально значимых знаний); формировании и развитии личностных отношений к этим нормам, ценностям, традициям (их освоение, принятие); приобретении соответствующего этим нормам, ценностям, традициям социокультурного опыта поведения, общения, межличностных и социальных отношений, применения полученных знаний.

Целевые ориентиры воспитания:

—  освоение детьми понятия российской гражданской принадлежности (идентичности);

—  формирование познавательных интересов в разных областях знания, представлений о современной научной картине мира, достижениях российской и мировой науки и техники;

—  формирование навыков наблюдений, накопления и систематизации фактов, осмысления опыта в разных областях познания, в исследовательской деятельности; навыков критического мышления, определения достоверной научной информации и обоснованной критики антинаучных представлений; интереса к науке, к истории естествознания; познавательных интересов, ценностей  научного  познания; 

—  понимания значения науки и техники в жизни российского общества, гуманитарном и социально-экономическом развитии России;

—  понимания  значения  науки    в жизни российского общества; интереса к личностям деятелей российской и мировой науки; ценностей научной этики, объективности;

—  понимания личной и общественной ответственности учёного, исследователя;

—   стремления к достижению общественного блага посредством познания, исследовательской деятельности; уважения к научным достижениям российских учёных.

Формы и методы воспитания

Основной формой воспитания и обучения детей по Программе является учебное занятие. В ходе учебных занятий в соответствии с предметным и метапредметным содержанием Программы обучающиеся: усваивают информацию, имеющую воспитательное значение; получают опыт деятельности, в которой формируются, проявляются и утверждаются ценностные, нравственные ориентации; осознают себя способными к нравственному выбору; участвуют в освоении и формировании среды своего личностного развития, творческой самореализации.

Используемые формы воспитательной работы: викторина, экскурсии, игровые программы, диспуты.

Методы: беседа, мини-викторина, моделирование, наблюдения, столкновения взглядов и позиций, проектный, поисковый.

Условия воспитания, анализ результатов

Воспитательный процесс осуществляется в условиях организации деятельности детского коллектива на основной учебной базе реализации программы в МБОУ Пеновской СОШ им. Е.И. Чайкиной  в соответствии с нормами и правилами работы школы, а также на выездных базах, площадках, мероприятиях в других организациях с учётом установленных правил и норм деятельности на этих площадках.

Анализ результатов воспитания проводится в процессе педагогического наблюдения за поведением детей, их общением, отношениями детей друг с другом, в коллективе, их отношением к педагогам, к выполнению своих заданий по программе. Косвенная оценка результатов воспитания, достижения целевых ориентиров воспитания по программе проводится путём опросов родителей в процессе реализации программы и после её завершения(отзывы родителей).

Анализ результатов воспитания по программе не предусматривает определение персонифицированного уровня воспитанности, развития качеств личности конкретного ребёнка, обучающегося, а получение общего представления о воспитательных результатах реализации программы, продвижения в достижении определённых в программе целевых ориентиров воспитания, влияния реализации программы на коллектив обучающихся: что удалось достичь, а что является предметом воспитательной работы в будущем.

Календарный план воспитательной работы

4. Список литературы

1.                 Биологическая химия. Тесты, задачи, вопросы. /Под ред. А.И. Глухова. – Москва: Практическая медицина, 2018.

2.                 Биохимия с упражнениями и задачами. Учебник для вузов. /Под ред. А.И. Глухова, Е.С. Северина. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2019.

3.                 Василенко Ю.К. Биологическая химия. – Москва: МЕДпресс-информ, 2011.

4.                 Горчаков Э.В., Багамаев Б.М., Федота Н.В. Основы биологической химии. – Москва: Лань, 2019.

5.                 Губарева А.Е. и др. Биологическая химия. Ситуационные задачи и тесты. /Под ред. А.Е. Губаревой. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2016.

6.                 Зезеров Е.Г. Биохимия общая, медицинская и фармакологическая. –

7.                 Москва: МИА, 2019.

8.                 Кокс  М.,  Нельсон  Д.  Основы  биохимии  Ленинжера.  В  3-х  т.  –

9.                 Москва: Лаборатория знаний, 2020.

10.            Кольман Я., Рэм К.-Г. Наглядная биохимия. – Москва: Лаборатория знаний, 2019.

11.            Кривенцев Ю.А., Никулина Д.М. Биохимия: строение и роль белков гемоглабинового профиля. Учебное пособие для среднего профессионального образования. – Москва: Юрайт, 2020.

12.            Маршал В.Дж. Клиническая биохимия. – Москва: Бином, 2020.

13.            Основы биохимии: учебное пособие. /Под ред. Н.Н. Чернова, В.С. Покровского. – Москва: Е-ното, 2020.

14.            Северин С.Е. Биохимия. Учебник. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2019.

15.            Северин С.Е., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В., Силаева С.А. Биологическая химия. – Москва: МИА, 2017.

16.            Тестовые вопросы по биохимии для подготовки к экзамену. / Под ред. Н.Н. Чернова, В.С. Покровского. – Москва: Е-ното, 2020.

17.            Чиркин А.А., Данченко Е.О. Биохимия. – Москва: Медицинская литература, 2010.

18.            Скачано с www.znanio.ru