Бакалавриат
2024/2025
Биоэнергетика
Статус:
Курс обязательный (Клеточная и молекулярная биотехнология)
Направление:
06.03.01. Биология
Кто читает:
Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Где читается:
Факультет биологии и биотехнологии
Когда читается:
3-й курс, 3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
английский
Кредиты:
3
Course Syllabus
Abstract
Bioenergetics is an interdisciplinary science, a branch of biology that studies the totality of the processes of converting external resources into biologically useful work in living systems. Traditionally, this science explores processes such as cellular respiration, photophosphorylation, membrane energization and related transport, as well as other ways for organisms to obtain energy. In addition, the field of this science includes the study of mitochondria as regulatory systems, their role in programmed cell and tissue death. This curriculum sets out the requirements for the student's educational and learning outcomes and defines the content and types of training sessions and reporting. The program is intended for teachers leading the discipline "Bioenergetics", teaching assistants and students of the field of study 06.03.01 Biology, studying under the educational program "Cellular and molecular biotechnology".
Learning Objectives
- The main goal of this course is to introduce students into modern theoretical knowledge and latest scientific achievements on the molecular basis of energy conversion in living systems, the structural and functional organization of cell membranes, the main energy-storing and energy-consuming processes and reactions occurring within cells and associated with vital functions of the organism.
Expected Learning Outcomes
- Knows the laws of thermodynamics in biological systems and metabolic pathways.
- Knows the three laws of bioenergetics and fundamentals of biomembranes.
- Knows transport systems (mitochondrial carriers: ATP/ADP translocase, phosphate carrier, uncoupling protein) of the inner mitochondrial membrane: purpose and mechanism of functioning.
- Know glycolysis reactions.
- Know glycolysis enzymes: function, general characteristics.
- Know electron sources for the e-transport chain/
- Know the regulatory relationship of glucose catabolism
- Know gluconeogenesis reactions.
- Know gluconeogenesis enzymes: function, general characteristics.
- Know the general scheme and energy balance, history of photosynthesis study, light and dark phases of photosynthesis, pigments and their role, reaction center, photosystems, model of light reactions (Z-scheme), photophosphorylation (non-cyclic and cyclic), C3-pathway and C4-pathways of dark reactions, photorespiration in C3 and C4 plants, CAM metabolism.
- Know adenine photosynthesis, bacteriorhodopsin photosynthesis, chlorophyll photosynthesis of green sulfur, purple and cyanobacteria, respiratory phosphorylation.
- Know the structure and mechanism of bacterial molecular motor operation.
Course Contents
- Topic 1.
- Topic 2. Principles of Bioenergetics and Biomembranes.
- Topic 3. Evolution of Biological Energy Storage Mechanisms.
- Topic 4. Photosynthesis.
- Topic 5. Carbohydrate Catabolism. Anaerobic Breakdown.
- Topic 6. Oxidative Phosphorylation.
- Topic 7. Coupling of Glycolysis and Oxidative Phosphorylation. Aerobic Glycolysis
- Topic 8. Active and Passive Transmembrane Transport of Molecules in the Cell
- Topic 9. Glyoxylate Shunt, Gluconeogenesis, and Glycogen Synthesis
- Topic 10. Energetics of Movement.
Bibliography
Recommended Core Bibliography
- Биохимия : Учебник для вузов, , 2005
- Ершов, Ю. А. Биохимия : учебник и практикум для вузов / Ю. А. Ершов, Н. И. Зайцева ; под редакцией С. И. Щукина. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2022. — 323 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-07505-2. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/489993 (дата обращения: 27.08.2024).
- Ершов, Ю. А. Биохимия : учебник и практикум для вузов / Ю. А. Ершов, Н. И. Зайцева ; под редакцией С. И. Щукина. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 323 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-07505-2. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/536976 (дата обращения: 27.08.2024).
- Зайцев, С. Ю. Биоэнергетика фотосинтеза : учебно-методическое пособие / С. Ю. Зайцев, Т. А. Садовская. — Москва : МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, 2011. — 21 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/49925 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Нельсон, Д. Основы биохимии Ленинджера : учебное пособие : в 3 томах / Д. Нельсон, М. Кокс , перевод с английского под редакцией Н. Б. Гусева. — 5-е изд. (эл.). — Москва : Лаборатория знаний, 2022 — Том 2 : Биоэнергетика и метаболизм — 2022. — 689 с. — ISBN 978-5-93208-608-7. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/319172 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Основы биохимии Ленинджера. Т. 2: Биоэнергетика и метаболизм, Нельсон, Д., 2017
- Скулачев, В. П. Мембранная биоэнергетика : учебное пособие / В. П. Скулачев, А. В. Богачев, Ф. О. Каспаринский. — Москва : МГУ имени М.В.Ломоносова, 2010. — 368 с. — ISBN 978-5-211-05871-2. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/96187 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
Recommended Additional Bibliography
- Комов, В. П. Биохимия : учебник для вузов / В. П. Комов, В. Н. Шведова ; под общей редакцией В. П. Комова. — 4-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 684 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13939-6. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/519746 (дата обращения: 27.08.2024).