Биохимия на региональном этапе ВОШ

1.

Биохимия на региональном этапе ВОШ
Кыров Дмитрий Николаевич
[email protected]

2.

1.Организационные моменты
2.Практический тур по биохимии 1
Перерыв 5 минут
3. Практический тур по биохимии 2
4. Ошибки в кабинете биохимии
5. Биохимическая теория
6. Ответы на вопросы

3.

В региональном этапе могут участвовать
школьники 9-11 классов, он состоит из двух
туров. На первый, теоретический, отводится три
часа. Ребятам даются тестовые вопросы,
которые требуют выбора одного или нескольких
ответов, а также задания на поиск соответствия
между понятиями и картинками. Практический
тур состоит из трех лабораторных (практических)
работ, на каждую из них дается 45 минут и 15
минут на смену аудитории.
Учащимся нужно продемонстрировать, что они
умеют пользоваться микроскопом, делать
описания биологических объектов, проводить
эксперименты.

4.

Участник может взять в аудитории, где проводится Олимпиада,
только ручку (синего или черного цвета), воду в прозрачной
упаковке, шоколад. Все остальное должно быть сложено в
специально отведенном для вещей месте. В аудиторию не
разрешается брать справочные материалы, калькуляторы,
средства мобильной сотовой связи, фото- и видеоаппаратуру.
Все оборудование, необходимое для выполнения заданий,
будет предоставлено на рабочем месте.
Жюри
Лаборанты
Оргкомитет
Наблюдатели

5.

11 класс
1. БОТАНИКА
2. ЭКОЛОГИЯ, ЭТОЛОГИЯ, ЭВОЛЮЦИЯ: генетика
3. БИОХИМИЯ

6.

БИОХИМИЯ
1.Проведение
эксперимента – 20
минут
2.Оформление и решение
задачи – 25 минут

7.

Голубой
СuSO4
NaOH
Красный
СuSO4
NaOH
Глюкоза
Мальтоза
фруктоза
Нагревание
Фиолетовый
СuSO4
NaOH
Белок
Синий
Люголь
крахмал
Желтый
HNO3
белок
Биуретовая
Троммера
Разведение раствора в 10 раз (1 мл + 9 мл воды)
Разведение раствора в 5 раз (1 мл + 4 мл воды)
Экстракт проростков, экстракт дрожжей, мука, молоко, слюна, сок, вытяжки

8.

1. Измерить рН с помощью рН-индикатора (лучше использовать бумажные 2015-2016
индикаторы – универсальный индикатор или лакмусовую бумагу).
Виноградный сок будет отличаться кислым значением рН (значительно более
кислым по сравнению с другими экстрактами) вследствие высокого содержания
органических кислот;
2. Определить наличие крахмала в экстрактах с помощью раствора Люголя. В
экстракте пшеничной муки появится сине-фиолетовое окрашивание.
3. Определить наличие белка, добавив щелочь и сульфат меди (Биуретовая
реакция). В экстрактах дрожжей и пшеничной муки появится фиолетовое
окрашивание.
4. Определить наличие редуцирующих сахаров (глюкозы и фруктозы) путем
добавления щелочи и избытка сульфата меди с последующим нагреванием на
кипящей водяной бане. В экстракте виноградного сока синий осадок
гидроокиси меди при нагревании приобретает кирпично-красный цвет
вследствие образования закиси меди (медь восстанавливается редуцирующими
сахарами).
Каждая из реакций оценивается в 1 балл (всего 12 баллов) при условии, что
школьник правильно провел реакцию, записал результаты, уравнения реакций и т.д.
Если все результаты записаны правильно и предъявляемые преподавателю пробирки
с результатами опытов соответствуют ожидаемым, школьнику добавляется
дополнительно 2 балла. За отсутствие реакций, неправильные результаты и т.п. баллы
снимаются. Правильная идентификация каждого из экстрактов оценивается в 2 балла
(всего 6 баллов). Таким образом, максимально возможное количество баллов за
кабинет биохимии составляет 20 баллов

9.

1. Приготовьте 5 пробирок с разведением глюкозы в
10, 8, 4 и 2 раза
2. Проведите реакцию Троммера
3. Приготовьте раствор слюны
4. Проведите реакцию расщепления крахмала
5. Проведите реакцию Троммера после расщепления
крахмала
6. Проведите биуретовую реакцию со слюной и
раствором белка

10.

2017-2018

11.

2017-2018

12.

2017-2018
Возьмите 3 пробирки с вытяжками
Добавьте NaOH
Добавьте лимонную кислоту

13.

ПЕРЕРЫВ

14.

Расчет ферментативной активности
1. Разведение раствора
2. Деление
3. Перевод концентрации в количество вещества
2011-2012
Содержание белка в слюне Сергея 0,4 мг/мл
Содержание белка в слюне Николая 0,6 мг/мл
1 мл крахмала с концентрацией 10 мМ (в пересчете на глюкозу) добавили 1 мл
слюны, проинкубировали 10 минут и измерили концентрацию крахмала.
Концентрация крахмала у Сергея составила 3 мМ (в пересчете на глюкозу), а у
Николая – 2 мМ.
Определите удельную активность фермента в слюне в мкМ глюкозы/мин на 1 мг
белка

15.

1 мл крахмала
10 мМ
+ 1 мл слюны Николая -> 10 минут -
0,6 мг/белка
10 мкМ в мл
2 мл крахмал + мальтоза
2 мМ крахмала
2 мкМ в мл
10 мкМ - 4 мкМ= 6 мкМ
6 мкМ/10 минут/0,6 мг белка
1 мкМ глюкозы/мин/мг белка
1 мл крахмала
10 мМ
10 мкМ в мл
+ 1 мл слюны Сергея -> 10 минут -
0,4 мг/белка
2 мл крахмал + мальтоза
3 мМ крахмала
3 мкМ в мл

16.

Амилаза, мальтаза 2011-2012, 2012-2013, 2014-2015,
2016-2017
Сахараза 2013-2014
Щелочная фосфатаза 2017-2018
Каталаза проростки пшеницы 2012-2013 (10 кл),
2013-2014, 2015-2016 (10 кл)
Пероксидаза 2012-2013 (10 кл)

17.

Амилаза слюны

18.

2016-2017
Задание 1. При выполнении работы школьник должен приготовить стандартный ряд с
разными концентрациями глюкозы (10-50 мМ) в соответствии с предлагаемой Таблицей
и по этому ряду определить концентрацию глюкозы в растворе «Х». Для этого он должен
провести реакцию на редуцирующие сахара. Если он правильно заполнил все ячейки в
Таблице (14 ячеек по 0,25 балла = 3,5 балла), всё хорошо сделал и у него получился
хороший стандартный ряд (3,5 балла) и правильно определил концентрацию глюкозы в
растворе «Х» (3 балла), то за первое задание он получает 10 баллов.
Задание 2. За расчет активности (с учетом разведений) школьник получает ещё 5 баллов.
Если раствор «Х» - это 20 мМ раствор глюкозы, то активность равна 400 мкмоль/мин на 1 мг белка.
Учитывается, что для определения берется 1 мл фильтрата, время инкубации составляет
10 мин, а концентрация белка в фильтрате составляет 0,005 мг/мл.
Задание 3 (3 балла). Учитывая, что концентрация крахмала в фильтрате была равна 50
мМ, можно рассчитать, сколько процентов связей в крахмале было расщеплено
ферментами.
Если раствор «Х» - это 20 мМ раствор глюкозы, то 40%.
Задание 4. Однозначно ответить на поставленный вопрос нельзя, поэтому правильное
утверждение – 3 (2 балла). (работает амилаза и мальтаза)

19.

2017-2018
Задание 2 (3 балла). Пока развивается окраска, решите следующую задачу. Один
грамм пшеничной муки с влажностью 8% полностью окислили серной кислотой
при нагревании. Полученный материал нейтрализовали щёлочью и объём
раствора довели до 100 мл. В полученном растворе определили содержание
фосфата. Оно составило 0,32 мкмоля в мл. Каково содержание фосфора в муке в %
на сухой вес? Ответ округлите до второго знака после запятой.
Содержание фосфора составляет ______________ % на сухой вес муки.

20.

2017-2018
За правильный расчет содержания фосфора в биологическом материале (муке)
школьник получает ещё 3 балла (до 3 баллов), если правильно всё посчитал и
округлил значение до второго знака после запятой.
Расчет: атомный вес Р = 31.
0,32 мкмоля/мл = 0,32 * 31 мкг/мл = 9,92 мкг/мл.
Всего в 100 мл = 992 мкг.
Муки 1 г с влажностью 8%, сухой вес = 920 мг = 920 000 мкг.
Содержание в % = 992 мкг : 920 000 мкг * 100% = 0,10783% = 0,11%.

21.

Щелочная фосфатаза
2017-2018

22.

2017-2018
Задание 3. Если школьник правильно рассчитал концентрацию фосфата в стандартном
растворе в мМ, он получает ещё 2 балла.
Расчет: атомный вес Р = 31.
31 мкг/мл : (31 мкг = 1 мкмоль) = 1 мкмоль/мл = 1 ммоль/л = 1 мМ.
Если школьник правильно рассчитал активность фермента щелочной фосфатазы, он
получает ещё 5 баллов.
Учитывается, что время инкубации составляло 20 мин, а концентрация фермента
при обработке составляла 10 мкг/мл.
Расчет: атомный вес Р = 31.
Изменение концентрации Р в ходе инкубации составило «проба Х2» 31 мкг/мл (1
мкмоль/мл) – «проба Х1» 6,2 мкг/мл (0,2 мкмоль/мл) = 24,8 мкг/мл (0,8
мкмоль/мл).
Следовательно, активность фермента равна:
0,8 мкмоль/мл : 20 мин : 10 мкг/мл * 1000 (мкг в 1 мг) = 4,0 мкмоль/мин на 1 мг белка

23.

ЧТО НУЖНО УМЕТЬ
1. Внимательно читать задание.
2. Перечень реактивов дает представление о реакции
3. Соблюдайте время и температуру реакции
4. Расчет активности фермента

24.

ТИПИЧНЫЕ ОШИБКИ КАБИНЕТА БИОХИМИИ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Работа с дозатором, пипеткой и объемом реактива
Разные пипетки для разных растворов
Перемешать раствор!
Работа с нагреванием
Восприятие цвета и его интенсивности в цветной реакции
Путают концентрацию и количество вещества

25.

БИОХИМИЯ ТЕОРИЯ
Пособия для подготовки
1. Наглядная биохимия - Рем К.
2. Основы биохимии Леннинджера. Учебник в 3 томах. - Нельсон Д., Кокс М.
3. Витамины и коферменты - Казимирский А. Н.
4. Биохимия (База знаний по биологии человека)
http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm
5. Презентации по биохимии
Структура и классификация липидов
Транспорт веществ через биологические мембраны
Методы исследования мембранных транспортных процессов
Пассивный транспорт (облегченная диффузия) и вторичноактивный транспорт.
Переносчики (унипортеры и симпортеры)
Структура и функция АТФаз F- и V- типов
Мембранные ион-транспортирующие системы, участвующие в обмене Са2+ в разных
типах клеток
Ионные каналы, их классы, структура и особенности регуляции

26.

Молекулярная масса и формулы веществ: вода, глюкоза, сахароза, пепсин, крахмал
Транспорт через мембрану, строение мембраны
Фотосистема и цикл Кальвина, перенос электронов при фотосинтеза рубиско,
цитохром, этилен, САМ С3 и С4
Витамины и провитамины, коферменты каротиноиды, кофермент А, Q,
тиаминпирофосфат.
Гормоны строение и функции
Строение цАМФ, АТФ, строение гема
Полисахариды, примеры запасающих и структурных, муреин хитин целлюлоза,
функции и строение моносахаридов и дисахаридов
лектины, формула гликолипида, цианофицин
Строение РНК, ДНК, ДНК-полимераза 1,2,3, трансляция
Альфа-спираль миоглобина, гидрофобное ядро (валин, лейцин),
фермент денатурация, заряд аминокислот, актин, лизоцим, протромбин. ДОФА
(тирозин, адреналин). Паутина - белок. ГАМК. Артемизинин.
Брожение и гликолиз уксус, этанол, лактат
Ферменты примеры, АТФсинтаза, АТФазы. Классификация. Кинетика.
Цикл мочевины, мочевая кислота
Синтез жирных кислот, строение жирных кислот
Клеточное дыхание и электрон-транспортная (дыхательная) цепь митохондрий
Функции органелл. Хроматография
Соотношение ионов в цитоплазме мышцы

27.

Биосистематика (В. И. Гмошинский)
Биохимия (Е. Д. Зотова, В. Н. Лавренова)
Микробиология (Е. С. Звонарёва)
Клеточная биология (Е. В. Шеваль, С. А.
Голышев)
Гистология (О. С. Ганчарова)
Ботаника высших растений (Н. А.
Вислобоков)
Морфология высших растений
Физиология растений (С. А. Кузнецова)
Анатомия беспозвоночных (М. В. Тиунова)
Анатомия позвоночных (Е. М. Литвинова)
Анатомия человека (И. М. Синёва)
Физиология человека (Д. А. Сутормин, А. Р.
Гафуров, Л. А. Абовян)
Генетика (А. Р. Лавренов, И. В. Кузьмин)

28.

[email protected]

29.

Только для регионального этапа
Литература, рекомендуемая для детей и родителей:
Ботаника
1. Жизнь растений. Том 1. -7
Зоология беспозвоночных
1. Зоология беспозвоночных - Шарова И.Х.(2002)
2. Зоология беспозвоночных - Догель В.А. 1981
Зоология позвоночных
1. Зоология позвоночных. в 2х т. Наумов Н.П., Карташев Н.Н. 1979
2. Происхождение наземных позвоночных Шмальгаузен И.И. 1964
Экология
1.Одум Ю. Экология т.т. 1,2. Мир, 2006
2.Экология. Под ред. проф.В.В. Денисова, 2006
Анатомия
1.Анатомия человека, в 2-х томах. Под ред. М.Р.Сапина; 1997
2.Анатомический атлас человеческого тела, в 3х томах. Кишш Ф., Сентаготаи Я.
Цитология и гистология
1. Афанасьев Ю.И., Юрина Н.А., Котовский Е.Ф. - Гистология, цитология и эмбриология; изд.5 (2002).
2. Заварзин А.А. - Сравнительная гистология (2000)
3. Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии. Под ред. Юриной, Радостиной (1989).
4. Введение в клеточную биологию Ченцов Ю.С. (2004)
Биохимия и молекулярная биология
1.Основы биохимии в 3-х томах. А. Уайт, Ф. Хендлер и др.; 1981
2.Основы биохимии. В 3-х т.; Ленинджер А.; 1985
3.Молекулярная биология клетки. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж.
Микробиология
1.Общая микробиология. Шлегель Г.; 1987
2.Микробиология Гусев М. В. 1992 г.
3.Медицинская микробиология - Поздеев О.К.
4.Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии", - Воробьев А.А., и др

30.

Только для регионального этапа
А) Задания различных турниров: - турнира имени М.В. Ломоносова;- Московской
олимпиады школьников по предметам;- Всероссийской олимпиады школьников;
Б) Диагностические работы по биологии Серий: Подготовка к ГИА/ЕГЭ с 2012 г.
- Печатная продукция - Издательство М.: МЦНМО: http://biblio.mccme.ru/shop
В) Электронные образовательные и информационные ресурсы:
http://www.litres.ru/mcnmo/ - электронная версия материалов ЕГЭ и ГИА;
info.olimpiada.ru
Электронные ресурсы:
http://dronisimo.chat.ru/homepage1/anatom1.htm
http://kpdbio.ru/
http://www.plantarium.ru/
http://shbo.ru/
http://biomolecula.ru/
http://elementy.ru/
http://humbio.ru/humbio/cytology/00000d33.htm
http://neobio.ru/
http://www.cellsalive.com/
http://humbio.ru/humbio/biochem/000b6185.htm
http://bio.fizteh.ru/student/files/biochemistry/
http://microbiologu.ru/