Документ представляет собой комплект контрольно-измерительных материалов для проверки знаний и умений студентов по биохимии. ФОС разработан в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта и предназначен для проведения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации в форме устного экзамена.
Содержание фонда оценочных средств структурировано по основным разделам дисциплины и включает следующие компоненты:
1. Структура комплекта КОС
✓ Фонд охватывает 7 разделов дисциплины: "Белки", "Углеводы", "Липиды", "Ферменты", "Нуклеиновые кислоты", "Биологически активные вещества", "Обмен веществ и превращение энергии в клетке".
✓ Для текущего контроля предусмотрены тестовые задания (входное и рубежное тестирование), лабораторные работы и практические занятия.
✓ Промежуточная аттестация представлена перечнем из 35 вопросов для подготовки к устному экзамену.
2. Входной контроль (тест № 1)
Тест состоит из 9 вопросов и проводится для определения уровня базовых знаний по химии (предмет биохимии, химический состав живых организмов). Вопросы охватывают:
✓
Классификация биогенных элементов: макро-, микро-, олиго- и ультрамикробиогенные элементы (содержание в организме: макро >1%, микро <0,01%, олиго >0,01%).
✓ Распределение ионов: внутри клеток преобладают K⁺ и PO₃⁻⁴, во внеклеточной среде — Na⁺ и Cl⁻.
✓ Свойства молекул: гидрофильные (растворимые в воде), гидрофобные (нерастворимые), амфифильные (содержат обе части).
✓ Содержание воды в организме: у новорожденных ~75%, у людей старше 40 лет — 50–55%.
✓ Классы органических соединений: биополимеры (белки, полисахариды), промежуточные соединения (аминокислоты, альдегиды), макроциклические соединения.
✓ Растворимость и нерастворимость различных классов соединений (спирты, карбоновые кислоты, сложные и простые эфиры).
✓ Соотнесение структурных формул с названиями (молочная, пировиноградная кислоты, глицерин, пропионовый альдегид).
3. Текущий контроль (тестовые задания по разделам)
Тест № 2. Раздел 1. Белки (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Мономеры белков — α-аминокислоты.
✓ Начало полипептидной цепи — N-конец (свободная аминогруппа).
✓ Заменимые и незаменимые аминокислоты: заменимые (синтезируются в организме — глицин, серин, цистеин, аланин), незаменимые (не синтезируются — лейцин, валин, фенилаланин, метионин).
✓ Количество пептидных связей: в пентапептиде — 4, в гексапептиде — 5.
✓ Структуры белка: первичная (порядок чередования аминокислот), вторичная (укладка в α-спираль или β-складчатый слой), третичная (пространственная укладка), четвертичная (ассоциация нескольких цепей).
✓ Растворимость: альбумины (растворимы в воде), глобулины (растворимы в солях).
Тест № 3. Раздел 2. Углеводы (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Моносахариды: глюкоза (альдогексоза), фруктоза (кетогексоза).
✓ Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза), лактоза (галактоза + глюкоза), мальтоза (глюкоза + глюкоза).
✓ Гомополисахариды: гликоген (эмпирическая формула (C₆H₁₀O₅)n), крахмал, целлюлоза.
✓ Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат.
✓ Локализация глюкозы и гликогена: свободная глюкоза — в крови, гликоген — в печени и мышцах.
✓ Биологические функции полисахаридов: энергетическая, опорная, пластическая, структурная, гидроосмотическая, ионрегулирующая.
Тест № 4. Раздел 3. Липиды (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Растворимость липидов: растворимы в эфире, бензоле, хлороформе; нерастворимы в воде.
✓ Липиды являются сложными эфирами высших жирных кислот (ВЖК) и спиртов.
✓ Классификация: структурные липиды (фосфолипиды, гликолипиды) и резервные (триглицериды, стериды).
✓ Состав триглицеридов: C, H, O (не содержат серу).
✓ Главные липиды мембран — фосфолипиды.
✓ Сложные эфиры ВЖК и полициклических спиртов — стериды.
✓ Насыщенные ВЖК: пальмитиновая (C₁₆:₀), стеариновая (C₁₈:₀). Ненасыщенные: олеиновая, линолевая.
Тест № 5. Раздел 4. Ферменты (3 варианта, 7 вопросов):
✓ Ферменты — катализаторы белковой природы.
✓ Строение: холофермент = апофермент (белковая часть) + кофермент (небелковая часть).
✓ Классификация ферментов по номенклатуре КФ (6 классов):
Оксидоредуктазы (КФ 1) — окислительно-восстановительные реакции.
Трансферазы (КФ 2) — перенос функциональных групп.
Гидролазы (КФ 3) — расщепление связей с участием воды.
Лиазы (КФ 4) — отщепление групп без гидролиза (декарбоксилирование, дезаминирование).
Изомеразы (КФ 5) — изменение геометрической конфигурации.
Лигазы (синтетазы, КФ 6) — синтез с использованием АТФ.
✓ Активный центр: субстратный участок (присоединение субстрата), каталитический (непосредственный катализ), аллостерический (регуляция активности).
✓ рН-оптимум: цитоплазматические ферменты активны при рН ~7.
Тест № 6. Тема 6.2. Витамины (3 варианта, 10 вопросов):
✓ Водорастворимые витамины: B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂, C, H, фолиевая кислота.
✓ Жирорастворимые витамины: A, D, E, K.
✓ Химические названия: B₁ — тиамин, B₂ — рибофлавин, B₆ — пиридоксин, B₁₂ — цианокобаламин.
✓ Физиологические названия: A — антиксерофтальмический, B₁₂ — антианемический, C — антицинготный, D — антирахитический, E — антистерильный, K — антигеморрагический, H — антисеборейный.
✓ Заболевания при недостатке: C — цинга, D — рахит.
✓ Источники: витамин D синтезируется под действием УФ-лучей, витамин K — кишечными бактериями.
✓ Витамин B₁₂ содержит кобальт (Co²⁺), витамин D регулирует обмен Ca²⁺ и PO₄³⁻.
✓ Витамир — близкие по структуре соединения с одинаковой биологической активностью.
✓ Авитаминоз — полное отсутствие витамина; гиповитаминоз — недостаток; гипервитаминоз — избыток.
Тест № 7. Раздел 7. Обмен веществ и превращение энергии в клетке (2 варианта, 10 заданий на соответствие понятий):
✓ Обмен веществ (метаболизм) — совокупность реакций в клетке.
✓ Анаболизм — синтез сложных молекул с поглощением энергии.
✓ Катаболизм — распад веществ с выделением энергии.
✓ Метаболиты — продукты химических реакций.
✓ Макроэргические соединения (АТФ) — гидролиз связи даёт >25 кДж/моль.
✓ Протеолиз — ферментативный гидролиз белков.
✓ Гликогенолиз — распад гликогена (фосфоролиз — до глюкозо-1-фосфата; гидролиз — до глюкозы).
✓ Глюконеогенез — синтез глюкозы из неуглеводных источников.
✓ Гликолиз — дихотомический распад глюкозы в анаэробных условиях до молочной кислоты (энергетический эффект — 2 моль АТФ).
✓ Цикл Кребса — амфиболический цикл, полный аэробный распад ацетильного радикала до CO₂ и H₂O.
✓ Декарбоксилирование — отщепление CO₂.
✓ Дезаминирование — отщепление аммиака.
✓ Гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды.
✓ Пентозофосфатный путь — окислительное расщепление глюкозы с образованием пентозы.
Тест № 8. Тема 7.2. Взаимосвязь процессов обмена веществ (2 варианта, 14 вопросов, разделённых на 2 части):
Часть 1 (биогенные элементы и вода):
✓ Вода составляет ~75% массы тела (новорождённые) — экзогенная (поступает извне) и эндогенная (образуется в обмене веществ).
✓ Водородные связи формируют ассоциированную структуру воды.
✓ Катионы: Zn²⁺ — в активной форме инсулина; Ca²⁺ — свёртывание крови; Co²⁺ — в составе витамина B₁₂.
✓ Йод — при недостатке в раннем возрасте → умственная отсталость.
✓ Калий — «сгорает» при стрессе.
✓ Фосфор — элемент «жизни и мысли» (по Ферсману).
✓ Бром — успокаивает нервную систему.
Часть 2 (энергетический обмен):
✓ Основной источник энергии — углеводы.
✓ Энергетические станции клетки — митохондрии (окислительное фосфорилирование).
✓ Универсальный аккумулятор энергии — АТФ.
✓ Субстратное фосфорилирование — синтез АТФ из АДФ с субстрата.
✓ Гликолиз: суммарный эффект — 2 моль АТФ.
✓ Соотношение энергетических эффектов: гликолиз : аэробный распад глюкозы = 1:19 (38 моль АТФ при полном окислении глюкозы).
✓ β-окисление ВЖК: энергетический эффект пальмитиновой (C₁₆:₀) — 130 моль АТФ; стеариновой (C₁₈:₀) — 147 моль АТФ. Формула: (17n – 6) АТФ, где n — число атомов углерода.
✓ Расчёт на единицу массы: наиболее выгоден распад жиров (тристеарина) — в 2,5 раза больше, чем углеводов.
4. Промежуточная аттестация (устный экзамен)
Перечень из 35 вопросов, охватывающих все разделы дисциплины:
✓ Белки: физико-химические свойства аминокислот и белков, их функции; структуры белка и связи, их поддерживающие; химические реакции распада аминокислот и обезвреживание аммиака (орнитиновый цикл).
✓ Углеводы: роль углеводов в живой природе, классификация и распространение; физико-химические свойства; аэробная и анаэробная диссимиляция углеводов.
✓ Липиды: классификация, распространение, общие свойства; строение и биологическая роль ВЖК, нейтральных жиров, фосфоглицеридов, липопротеидов, восков; гидролиз и β-окисление жирных кислот.
✓ Ферменты: современное представление о ферментативном катализе; моно- и поликомпонентные ферменты; функциональные центры ферментов; влияние температуры и pH на ферментативные процессы.
✓ Нуклеиновые кислоты: роль НК в организме; строение, компоненты и типы НК; структура и генетическая роль ДНК; принцип Э. Чаргаффа (правило комплементарности); структура и функции РНК; строение рибосом; этапы и регуляция биосинтеза белка (транскрипция, трансляция); транспорт синтезированных белков через мембраны; постсинтетическая модификация белка.
✓ Биологически активные вещества: понятие о БАВ как первичных регуляторах и стимуляторах метаболизма; гормоны, антибиотики, алкалоиды; классификация, свойства и роль витаминов (витамины как составные части ферментов; антивитамины).
✓ Обмен веществ и превращение энергии: стадии фотосинтеза; механизм фотофосфорилирования; хемосинтез и бактерии-хемосинтетики; азотофиксация; процессы ассимиляции и диссимиляции; общие промежуточные продукты метаболизма белков, углеводов и липидов.
Критерии оценки экзамена дифференцированы по четырём уровням: "отлично" — системные и глубокие знания, безупречное владение терминологией; "хорошо" — небольшие недочёты, исправляемые самостоятельно; "удовлетворительно" — недостаточно последовательные знания, ошибки; "неудовлетворительно" — отсутствие знаний.
5. Формируемые компетенции
Освоение дисциплины направлено на развитие профессиональных (ПК 2.3, ПК 3.2) и общих (ОК 01, ОК 02, ОК 09) компетенций, что обеспечивает формирование у студентов:
✓ Знаний формул основных химических веществ, применяемых в производстве БАВ; современных методов биохимических исследований; классификации и номенклатуры микроорганизмов; их морфологических и физиологических особенностей, использования в производстве антибиотиков.
✓ Умений составлять уравнения реакций различных видов брожения; исследовать влияние факторов среды на микроорганизмы; выполнять расчёты сырья и полупродуктов; определять качественное и количественное содержание БАВ и их активность; анализировать причины брака продукции.
ФОС по биохимии носит комплексный характер и позволяет всесторонне оценить как теоретические знания (структура и функции биомолекул, метаболические пути), так и практические навыки (расчёты, лабораторные исследования, работа с ферментами), обеспечивая готовность будущих техников-технологов к профессиональной деятельности в биохимическом производстве и смежных отраслях.
✓ Распределение ионов: внутри клеток преобладают K⁺ и PO₃⁻⁴, во внеклеточной среде — Na⁺ и Cl⁻.
✓ Свойства молекул: гидрофильные (растворимые в воде), гидрофобные (нерастворимые), амфифильные (содержат обе части).
✓ Содержание воды в организме: у новорожденных ~75%, у людей старше 40 лет — 50–55%.
✓ Классы органических соединений: биополимеры (белки, полисахариды), промежуточные соединения (аминокислоты, альдегиды), макроциклические соединения.
✓ Растворимость и нерастворимость различных классов соединений (спирты, карбоновые кислоты, сложные и простые эфиры).
✓ Соотнесение структурных формул с названиями (молочная, пировиноградная кислоты, глицерин, пропионовый альдегид).
3. Текущий контроль (тестовые задания по разделам)
Тест № 2. Раздел 1. Белки (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Мономеры белков — α-аминокислоты.
✓ Начало полипептидной цепи — N-конец (свободная аминогруппа).
✓ Заменимые и незаменимые аминокислоты: заменимые (синтезируются в организме — глицин, серин, цистеин, аланин), незаменимые (не синтезируются — лейцин, валин, фенилаланин, метионин).
✓ Количество пептидных связей: в пентапептиде — 4, в гексапептиде — 5.
✓ Структуры белка: первичная (порядок чередования аминокислот), вторичная (укладка в α-спираль или β-складчатый слой), третичная (пространственная укладка), четвертичная (ассоциация нескольких цепей).
✓ Растворимость: альбумины (растворимы в воде), глобулины (растворимы в солях).
Тест № 3. Раздел 2. Углеводы (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Моносахариды: глюкоза (альдогексоза), фруктоза (кетогексоза).
✓ Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза), лактоза (галактоза + глюкоза), мальтоза (глюкоза + глюкоза).
✓ Гомополисахариды: гликоген (эмпирическая формула (C₆H₁₀O₅)n), крахмал, целлюлоза.
✓ Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат.
✓ Локализация глюкозы и гликогена: свободная глюкоза — в крови, гликоген — в печени и мышцах.
✓ Биологические функции полисахаридов: энергетическая, опорная, пластическая, структурная, гидроосмотическая, ионрегулирующая.
Тест № 4. Раздел 3. Липиды (2 варианта, 7 вопросов):
✓ Растворимость липидов: растворимы в эфире, бензоле, хлороформе; нерастворимы в воде.
✓ Липиды являются сложными эфирами высших жирных кислот (ВЖК) и спиртов.
✓ Классификация: структурные липиды (фосфолипиды, гликолипиды) и резервные (триглицериды, стериды).
✓ Состав триглицеридов: C, H, O (не содержат серу).
✓ Главные липиды мембран — фосфолипиды.
✓ Сложные эфиры ВЖК и полициклических спиртов — стериды.
✓ Насыщенные ВЖК: пальмитиновая (C₁₆:₀), стеариновая (C₁₈:₀). Ненасыщенные: олеиновая, линолевая.
Тест № 5. Раздел 4. Ферменты (3 варианта, 7 вопросов):
✓ Ферменты — катализаторы белковой природы.
✓ Строение: холофермент = апофермент (белковая часть) + кофермент (небелковая часть).
✓ Классификация ферментов по номенклатуре КФ (6 классов):
Оксидоредуктазы (КФ 1) — окислительно-восстановительные реакции.
Трансферазы (КФ 2) — перенос функциональных групп.
Гидролазы (КФ 3) — расщепление связей с участием воды.
Лиазы (КФ 4) — отщепление групп без гидролиза (декарбоксилирование, дезаминирование).
Изомеразы (КФ 5) — изменение геометрической конфигурации.
Лигазы (синтетазы, КФ 6) — синтез с использованием АТФ.
✓ Активный центр: субстратный участок (присоединение субстрата), каталитический (непосредственный катализ), аллостерический (регуляция активности).
✓ рН-оптимум: цитоплазматические ферменты активны при рН ~7.
Тест № 6. Тема 6.2. Витамины (3 варианта, 10 вопросов):
✓ Водорастворимые витамины: B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂, C, H, фолиевая кислота.
✓ Жирорастворимые витамины: A, D, E, K.
✓ Химические названия: B₁ — тиамин, B₂ — рибофлавин, B₆ — пиридоксин, B₁₂ — цианокобаламин.
✓ Физиологические названия: A — антиксерофтальмический, B₁₂ — антианемический, C — антицинготный, D — антирахитический, E — антистерильный, K — антигеморрагический, H — антисеборейный.
✓ Заболевания при недостатке: C — цинга, D — рахит.
✓ Источники: витамин D синтезируется под действием УФ-лучей, витамин K — кишечными бактериями.
✓ Витамин B₁₂ содержит кобальт (Co²⁺), витамин D регулирует обмен Ca²⁺ и PO₄³⁻.
✓ Витамир — близкие по структуре соединения с одинаковой биологической активностью.
✓ Авитаминоз — полное отсутствие витамина; гиповитаминоз — недостаток; гипервитаминоз — избыток.
Тест № 7. Раздел 7. Обмен веществ и превращение энергии в клетке (2 варианта, 10 заданий на соответствие понятий):
✓ Обмен веществ (метаболизм) — совокупность реакций в клетке.
✓ Анаболизм — синтез сложных молекул с поглощением энергии.
✓ Катаболизм — распад веществ с выделением энергии.
✓ Метаболиты — продукты химических реакций.
✓ Макроэргические соединения (АТФ) — гидролиз связи даёт >25 кДж/моль.
✓ Протеолиз — ферментативный гидролиз белков.
✓ Гликогенолиз — распад гликогена (фосфоролиз — до глюкозо-1-фосфата; гидролиз — до глюкозы).
✓ Глюконеогенез — синтез глюкозы из неуглеводных источников.
✓ Гликолиз — дихотомический распад глюкозы в анаэробных условиях до молочной кислоты (энергетический эффект — 2 моль АТФ).
✓ Цикл Кребса — амфиболический цикл, полный аэробный распад ацетильного радикала до CO₂ и H₂O.
✓ Декарбоксилирование — отщепление CO₂.
✓ Дезаминирование — отщепление аммиака.
✓ Гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды.
✓ Пентозофосфатный путь — окислительное расщепление глюкозы с образованием пентозы.
Тест № 8. Тема 7.2. Взаимосвязь процессов обмена веществ (2 варианта, 14 вопросов, разделённых на 2 части):
Часть 1 (биогенные элементы и вода):
✓ Вода составляет ~75% массы тела (новорождённые) — экзогенная (поступает извне) и эндогенная (образуется в обмене веществ).
✓ Водородные связи формируют ассоциированную структуру воды.
✓ Катионы: Zn²⁺ — в активной форме инсулина; Ca²⁺ — свёртывание крови; Co²⁺ — в составе витамина B₁₂.
✓ Йод — при недостатке в раннем возрасте → умственная отсталость.
✓ Калий — «сгорает» при стрессе.
✓ Фосфор — элемент «жизни и мысли» (по Ферсману).
✓ Бром — успокаивает нервную систему.
Часть 2 (энергетический обмен):
✓ Основной источник энергии — углеводы.
✓ Энергетические станции клетки — митохондрии (окислительное фосфорилирование).
✓ Универсальный аккумулятор энергии — АТФ.
✓ Субстратное фосфорилирование — синтез АТФ из АДФ с субстрата.
✓ Гликолиз: суммарный эффект — 2 моль АТФ.
✓ Соотношение энергетических эффектов: гликолиз : аэробный распад глюкозы = 1:19 (38 моль АТФ при полном окислении глюкозы).
✓ β-окисление ВЖК: энергетический эффект пальмитиновой (C₁₆:₀) — 130 моль АТФ; стеариновой (C₁₈:₀) — 147 моль АТФ. Формула: (17n – 6) АТФ, где n — число атомов углерода.
✓ Расчёт на единицу массы: наиболее выгоден распад жиров (тристеарина) — в 2,5 раза больше, чем углеводов.
4. Промежуточная аттестация (устный экзамен)
Перечень из 35 вопросов, охватывающих все разделы дисциплины:
✓ Белки: физико-химические свойства аминокислот и белков, их функции; структуры белка и связи, их поддерживающие; химические реакции распада аминокислот и обезвреживание аммиака (орнитиновый цикл).
✓ Углеводы: роль углеводов в живой природе, классификация и распространение; физико-химические свойства; аэробная и анаэробная диссимиляция углеводов.
✓ Липиды: классификация, распространение, общие свойства; строение и биологическая роль ВЖК, нейтральных жиров, фосфоглицеридов, липопротеидов, восков; гидролиз и β-окисление жирных кислот.
✓ Ферменты: современное представление о ферментативном катализе; моно- и поликомпонентные ферменты; функциональные центры ферментов; влияние температуры и pH на ферментативные процессы.
✓ Нуклеиновые кислоты: роль НК в организме; строение, компоненты и типы НК; структура и генетическая роль ДНК; принцип Э. Чаргаффа (правило комплементарности); структура и функции РНК; строение рибосом; этапы и регуляция биосинтеза белка (транскрипция, трансляция); транспорт синтезированных белков через мембраны; постсинтетическая модификация белка.
✓ Биологически активные вещества: понятие о БАВ как первичных регуляторах и стимуляторах метаболизма; гормоны, антибиотики, алкалоиды; классификация, свойства и роль витаминов (витамины как составные части ферментов; антивитамины).
✓ Обмен веществ и превращение энергии: стадии фотосинтеза; механизм фотофосфорилирования; хемосинтез и бактерии-хемосинтетики; азотофиксация; процессы ассимиляции и диссимиляции; общие промежуточные продукты метаболизма белков, углеводов и липидов.
Критерии оценки экзамена дифференцированы по четырём уровням: "отлично" — системные и глубокие знания, безупречное владение терминологией; "хорошо" — небольшие недочёты, исправляемые самостоятельно; "удовлетворительно" — недостаточно последовательные знания, ошибки; "неудовлетворительно" — отсутствие знаний.
5. Формируемые компетенции
Освоение дисциплины направлено на развитие профессиональных (ПК 2.3, ПК 3.2) и общих (ОК 01, ОК 02, ОК 09) компетенций, что обеспечивает формирование у студентов:
✓ Знаний формул основных химических веществ, применяемых в производстве БАВ; современных методов биохимических исследований; классификации и номенклатуры микроорганизмов; их морфологических и физиологических особенностей, использования в производстве антибиотиков.
✓ Умений составлять уравнения реакций различных видов брожения; исследовать влияние факторов среды на микроорганизмы; выполнять расчёты сырья и полупродуктов; определять качественное и количественное содержание БАВ и их активность; анализировать причины брака продукции.
ФОС по биохимии носит комплексный характер и позволяет всесторонне оценить как теоретические знания (структура и функции биомолекул, метаболические пути), так и практические навыки (расчёты, лабораторные исследования, работа с ферментами), обеспечивая готовность будущих техников-технологов к профессиональной деятельности в биохимическом производстве и смежных отраслях.
✅