Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия»




НазваниеРуководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия»
страница14/40
Дата публикации18.08.2013
Размер4.46 Mb.
ТипРуководство
zadocs.ru > Химия > Руководство
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   40
^

Вид 1. Выберите один наиболее правильный ответ.


1.1. Минуя стадию образования пирувата, превращаются в ацетил КоА ….

а) аланин, аспартат

б) глюкоза, галактоза

в) глицерин

г) высшие жирные кислоты
1.2. ЦТК и окислительное декарбоксилирование пирувата протекают ….

а) в цитозоле

б) в межмембранном пространстве митохондрий

в) в матриксе митохондрий
1.3. Суммарное уравнения окислительного декарбоксилирование ПВК: ….

а) СН3СОСООН+НАД++СоАSН→СН3-СОСоА+СО2+НАДН+Н+

б)СН3-СОСоА+НАД+^ +ФАД+АДФ→ 2СО2+3НАДН+Н++ФАДН2+АТФ+

СоАSН

в) СН3СОСООН+ФАД+ СоАSН→ СН3-СОСоА+СО2+ФАДН2

Вид 2. Установление соответствия:

2.1. Фермент-Кофермент

1. малатдегидрогеназа а) ФАД

2. сукцинатдегидрогеназа б) железосодержащий протопорфирин

3. цитохром в в) НАД, НАДФ

4. цитохромоксидаза г) Fе++ - протопорфирин, ионы меди

5. изоцитратдегидрогеназа д) ФМН
2.2. Субстрат цикла трикарбоновых кислот – характеристика превращения

1.a-кетоглутарат а) претерпевает окислительное декарбоксилирование

2.малат б) подвергается альдольной конденсации

3.сукцинил –СоА в) окисляется путем дегидрирования

4.оксалоацетат г) подвергается гидратации

5.фумарат д) претерпевает разрыв тиоэфирной связи

6.изоцитрат
Вид 3. 3.1. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входят ….

1. НАД, ФАД

2. липоевая кислота и коэнзим А

3. ТПФ (ТДФ) и липоиламид

4. Тетрагидрофолевая кислота и пиридоксальфосфат

5. коэнзим Q и метилкобаламин
3.2. Примером субстратного фосфорилирования является реакция .…

1. сукцинил СоА+АДФ→сукцинат+АТФ

2. глюкоза+АТФ→глюкозо-6-фосфат+ АДФ

3. креатинфосфат+ АДФ→ креатин+ АТФ

4. АДФ+Рн→АТФ

5. галактоза+АТФ→галактозо-6-фосфат+ АДФ
3.3. … уменьшают скорость окисления ацетата в ЦТК.

1. уменьшение коэффициента АТФ/АДФ

2. низкая концентрация НАДН, благодаря его быстрому окислению в дыхательной цепи

3. высокая концентрация АМФ

4. уменьшение коэффициента НАД+/НАДН

5. уменьшение коэффициента ГТФ/ГДФ
Вид 4. Определение правильности утверждений в предложении и установление наличия причинной связи между ними.

4.1. В ходе цикла лимонной кислоты происходит окислительное декарбоксилирование пирувата, потому что ЦТК протекает в матриксе митохондрий.
4.2. Окислительное декарбоксилирование пирувата относится к общему пути катаболизма, потому что пировиноградная кислота образуется в ходе метаболизма углеводов, аминокислот, глицерина и высших жирных кислот.
^

Примеры ситуационных задач

Задача 1. В ходе окислительного распада пирувата до углекислого газа и воды высвобождается 273 ккал/моль энергии. При “подключении” окисления пирувата к дыхательной цепи образовалось 12,5 молекул АТФ. Подсчитайте эффективность процесса синтеза АТФ.


Задача 2. Ацетильный остаток, меченный 14С по обоим углеродным атомам (14СН314СОКоА), окисляется в цикле лимонной кислоты. Проследите судьбу радиоактивной метки. Определите, в каком соединении будет обнаруживаться 14С после первого оборота цикла. В ходе какого оборота ЦТК будет выделяться 14СО2?
Задача 3. Для определения активности НАД-зависимых ферментов используется способность восстановленной формы пиридиновых коферментов поглощать свет при длине волны 340 нм. Определите состав инкубационной среды для спектрофотометрического определения активности митохондриальной малатдегидрогеназы а) по возрастанию светопоглощения при 340 нм, б) по убыванию светопоглощения при 340 нм.
^ Самостоятельная работа

Кратко выпишите принцип метода, химизм реакции и порядок проведения работ, выполняемых на лабораторном занятии, не забывая оставлять места для расчетов и выводов.

^ Работа № 1. Количественное определение пировиноградной кислоты в моче.

Принцип метода. Пировиноградная кислота является одним из промежуточных продуктов углеводного обмена. Пировиноградная кислота взаимодействует с 2,4-динитрофенилгидразином в щелочной среде, образуя 2,4-динитрофенилгидразоны пировиноградной кислоты желто-оранжевого цвета, интенсивность окрашивания которых пропорциональна концентрации пировиноградной кислоты.

Гидразоны α-кетоглутаровой, щавелевоуксусной, дегидроаскорбиновой кислот в щелочной среде нестойки и быстро разлагаются.

^ Ход работы. Контрольная и опытная пробы ставятся одновременно, пользуются сухой химической посудой. Берут 2 пробирки: в контрольную наливают 1мл воды в опытную 1 мл мочи. Зачем в обе пробирки приливают по 1 мл 2,5% спиртового раствора КОН, перемешивают в течение 1 минуты, а затем приливают по 0,5мл 0,1 % раствора 2,4-динитрофенилгидразина и оставляют стоять на 15 минут при комнатной температуре. Колориметрируют на ФЭК против контроля на реактивы (проба с водой) в кювете толщиной 5мм с синим светофильтром. Расчеты выполняют по калибровочному графику, при этом находим содержание ПВК в моче в мкг/мл. Найденную величину умножаем на суточный диурез (1500 мл для мужчин и 1200 мл для женщин) и получаем содержание ПВК в суточной моче. В норме экскреция ПВК с мочой составляет 10-25 мг в сутки (113,7-283,9 мкмоль/сут).

Увеличение выделения ПВК с мочой наблюдается при авитаминозе и гиповитаминозе В1. Содержание ПВК в крови и экскреция с мочой возрастает также при сахарном диабете, сердечной недостаточности, гиперфункции гипофизарно-адреналовой системы. При наркозе содержание ПВК в крови, напротив, снижается.
^ Работа № 2. Качественное определение активности сукцинатдегидрогеназы мышц.

Сукцинатдегидрогеназа (СДГ) окисляет янтарную кислоту в фумаровую. Коферментом СДГ является флавинадениндинуклеотид. В условиях опыта в качестве акцептора водорода при окислении сукцината используется натриевая соль 2,6-дихлорфенолиндофенола.

В щелочной среде окисленная форма 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия окрашена в синий цвет, восстановленная форма - бесцветна. Активность СДГ мышц определяется при добавлении к мышечной кашице растворов сукцината и натриевой соли окисленной формы 2,6-дихлорфенолиндифенола. Если СДГ активна, то интенсивность синей окраски ослабляется благодаря восстановлению красителя.

Химизм реакции:



сукцинат окисленная форма ДХФИФ фумарат восстановленная форма

(ДХФИФ)
^ Ход работы. В 2 пробирки отмерить по 3мл фосфатного буфера с рН 7,4. В одну пробирку добавить 5 капель 5% раствора янтарной кислоты и для нейтрализации 5 капель 0.1нраствора едкого калия, в другую прилить 10 капель дистиллированной воды. В обе добавить по 1мл 0,001н раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола и по 50 мг хорошо измельченной ткани поперечнополосатой мышечной ткани только что убитого животного. Обе пробирки поместить в термостат на 20 минут при 37°С. Затем сравнить интенсивность окраски в контрольной и опытной пробирках. Сделать выводы.
^ Работа № 3. Определение активности пероксидазы в растительном материале по методу А. Н. Бояркина.

Принцип метода. Метод основан на непрерывном измерении светопоглощения бензидиновой сини, образующейся при окислении бензидина под действием пероксидазы.

Реакция описывается уравнением:



^ Ход определения. Навеску 100 мг растительного материала (свежие листья растений) помещают в ступку и растирают, прибавляя порциями 10 мл дистиллированной воды. Растертую массу переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят водой до метки. Содержимое колбы настаивают 10 мин, а затем сливают в центрифужные пробирки и центрифугируют 10 мин при 3000 об/мин.

Ставят кюветы в кюветодержатель прибора: слева контрольную и справа опытную. Шкалу правого отсчетного барабана устанавливают на нулевую отметку и с помощью оптических клиньев приводят стрелку гальванометра в нулевое положение.

Правый отсчетный барабан ставят на деление 0,250 (исходная экстинкция), при этом стрелка гальванометра отклоняется в сторону.

В левую (контрольную) кювету добавляют 2 мл воды, а в правую (опытную) вносят 2 мл раствора пероксида водорода пипеткой с широким носиком (чтобы сильная струя перемешала жидкость в кювете). Одновременно с первой каплей жидкости включают секундомер.

В опытной кювете раствор синеет, по мере нарастания интенсивности окраски, стрелка гальванометра приближается к нулевому положению. Отмечают время от начала приливания раствора пероксида водорода до достижения стрелкой гальванометра нулевого положения. Повторяют определения трижды и берут среднее значение времени.

Расчет. Активность фермента рассчитывают по формуле
Х= ∆Е25×1000

t×d×0,1×2 ,

где Х-активность пероксидазы, Е х с х кг (Е-единица экстинкции); ∆Е – изменение экстинкции, равное 0,250; t-время реакции, с; d-толщина слоя кюветы, равная 2; 1000-коэффициент перерасчета граммов в килограммы; 0,1-навеска, г; 2-объем пробы, мл.



^ Оформление работы. Рассчитать и сравнить активность пероксидазы в исследуемом материале; в выходе отметить биологическое значение фермента.

Вывод.

Практическое значение работы. Пероксидаза выполняет две функции: собственно пероксидазную, т.е. окисляет вещества с участием пероксида водорода, и оксидазную, т.е. катализирует окисление субстратов за счет молекулярного кислорода без участия пероксида водорода. Этот фермент проявляет пероксидазную активность в отношении практически всех фенолов (пирокатехин, пирогаллон, галлонавая кислота, гваякол и др.), ароматических аминов (бензидин, п-фенилендиамин и др.), аскорбиновой кислоты, нитритов и т.д. В то же время пероксидаза, обладая оксидазной функцией, способна участвовать в окисление флороглюцина, НАДН, НАДФН, индолилуксусной кислоты, оксалата, фенилпирувата и т.д.

В практике широко используют определение активности пероксидазы для оценки метаболизма ростовых веществ, лигнина и других вторичных продуктов обмена при физиологических и патологических процессах. Пероксидаза, выделенная из хрена, широко используется как аналитический реагент при проведении клинико-биохимических исследований. Поэтому метод измерения активности фермента необходим для контроля качества продажного препарата фермента.
^ Работа № 4. Восстановление цитохрома С.

Цитохромы участвуют в митохондриальной дыхательной цепи в качестве переносчиков электронов от флавопротеидов к кислороду. Кислород активируется и соединяется с ранее ионизированными атомами водорода, образуя воду. При восстановлении красный раствор цитохрома С бледнеет.

^ Ход работы. В пробирку прилить 0,001% раствор цитохрома С. В другую пробирку с газоотводнойтрубкой налить немного соляной кислоты и бросить кусочек металлического цинка. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и пропускать пузырьки выделяющегося водорода через раствор цитохрома С. Через некоторое время отметить изменение интенсивности окраски раствора фермента.
^ Работа № 5. Обнаружение активности цитохромоксидазы.

При добавлении к срезам тканей α-нафтола и парафенилендиамина происходит окрашивание тканей вследствие образования индофеноловой сини. Эта реакция катализируется цитохромоксидазой.

Химизм реакции:





О2

цитохромоксидаза




α–нафтол + n-фенилен- диамин



индофеноловая синь

^ Ход работы. На часовое стекло взять срез свежей ткани, например печени или мышцы, на него нанести по 1 капле 1% спиртового раствора α-нафтола и 1% водного раствора парафенилендиамина. Появление синего окрашивания на срезе ткани указывает на присутствии в ней активной цитохромоксидазы.
Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.- а, 2- в, 3- г.

Вид 2. 2.1.: 1-в, 2-а, 3-б, 4-г, 5-в; 2.2.: 1-г, 2-в, 3-а, 4-б;

2.3: 1-а; 2-в; 3-д; 4-б; 5-г; 6-а.

Вид 3. 3.1.- 1, 2, 3; 3.2.- 1, 3; 3.3.- 4.

Вид 4. 4.1.- D (-, +, -); 4.2.- С (+, -, -).
Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Энергия гидролиза АТФ составляет – 7,3 ккал/моль, следовательно, гидролиз 12,5 молекул АТФ высвобождает 12,5 ´ 7,3 = 91,3 ккал/моль энергии, тогда как образование этого количества АТФ требует 273 ккал. Эффективность составляет 91,3´100/273=33,4%.
Задача 2. В результате альдольной конденсации щавелевоуксусной кислоты и меченого по указанным положениям ацетила образуется лимонная кислота со следующим распределением радиоактивной метки


Углеродные атомы, имеющие происхождение из меченого ацетила, в ходе первого оборота цикла окисляться не будут, поэтому радиоактивная метка будет обнаруживаться в центральных атомах регенерированного ЩУК (НООС-14СН214СО-СООН). В ходе второго оборота, после конденсации ацетила и меченого ЩУК, будет образовываться лимонная кислота:

,

поэтому в ходе второго оборота меченые углероды окислительному декарбоксилированию подвергаться не будут и выделится ЩУК со следующим распределением радиоактивной метки НООС-СН214СО-14СООН. Таким образом, 14СО2 будет выделяться в ходе третьего оборота цикла.
Задача 3. Активность ферментов определяется при концентрациях субстрата, обеспечивающих V max, поэтому состав инкубационной среды по прямой реакции должен содержать субстрат – яблочную кислоту. Достижение V max требует и поддержания оптимального значения рН, следовательно, должен использоваться соответствующий буфер. Вследствие того, что НАД-зависимые дегидрогеназы непрочно связывают кофермент, требуется добавление к среде определения и кофермента – окисленной формы НАД. Для определения активности фермента по обратной реакции (по убыванию светопоглощения) среда будет содержать оксалоацетат, восстанновленный НАД и соответствующий буфер.
^ Занятие № 5. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование (cеминар).

Цель занятия. Усвоить узловые вопросы сопряженного и свободного окисления, закрепив представления о связи энергетического обмена с анаболическими и катаболическими процессами обмена веществ в клетках, студент должен:


знать:

уметь:

1. Биологическое окисление в дыхательной цепи митохондрий, связь его с синтезом АТФ.

2. Окислительное фосфорилирование, его количественная характеристика, хемиосмотическая теория сопряжения дыхания и фосфорилирования.

3. Разобщение тканевого дыхания и фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Особенности окисления в буром жире, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.


1. Написать схему полной и укороченной дыхательной цепи митохондрий, включающую дыхательные комплексы I – IV, пункты сопряжения с фосфорилированием АДФ.

2. Написать схему перепада редокс-потенциалов компонентов цепи переноса электронов (ЦПЭ) от субстратов на кислород.

3. Объяснить механизм сопряжения дыхания и фосфорилирования, различия величин коэффициента P/O для субстратов пиридиновых (НАД-зависимых) и флавиновых (ФАД-зависимых) дегидрогеназ ЦПЭ.

4. Вычислить энергетическую эффективность (выход АТФ) процессов: цикла трикарбоновых кислот, полного окисления пирувата.

5. Объяснить механизмы разобщения дыхания и фосфорилирования; терморегуляторную функцию тканевого дыхания бурого жира, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.
План занятия

1. Контроль выполнения задания по самоподготовке, ответы на тесты.

2.Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений.
^ Методические указания к самоподготовке

При подготовке к семинару обобщите свои представления об обмене веществ и энергии в организме. Обратите внимание на единство структуры и функции митохондрий, на высокую специализацию различных оксидоредуктаз клетки, принимающих участие в процессах тканевого дыхания и биологического окисления.

Необходимо знать структуру и биологическую роль макроэргических соединений, иметь четкие представления о последовательности реакций процессов тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, свободного окисления. Знание узловых вопросов энергетического обмена совершенно необходимо для усвоения всех последующих разделов биохимии, для понимания различных физиологических процессов, как в норме, так и при патологии, а также при изучении молекулярных основ действия ряда фармакологических средств.

Для логического усвоения темы выполните следующие задания.

№№

Задание

Указания к выполнению задания

1

2

3

1.

Внимательно прочитайте историю развития представлений о дыхании и биологическом окислении.

1. Кратко законспектируйте из учебника содержание гипотез и теорий Лавуазье и Шейнбайха, Баха, Палладина, Виланда.

2. Что мы понимаем под процессами биологического окисления и тканевого дыхания в настоящее время?

2.

Изучите механизм биологического окисления в дыхательной цепи ферментов внутренней мембраны митохондрий и его связи с процессами синтеза АТФ.

1. Схематически представьте последовательность ферментов дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий (полной и короткой).

2. Укажите дыхательные комплексы и участки переноса водорода и раздельного транспорта электронов и протонов.

3. Выделите пункты наибольшей разности редокс-потенциалов ферментов дыхательной цепи количество энергии, выделяемой в этих пунктах в кДж/моль.

4. Схематически изобразите строение митохондрии и «элементарных частиц» внутренней мембраны, указав расположение ферментов дыхания и АТФ-синтетазы.

5. Сформулируйте смысл концепции электрохимического механизма окислительного фосфорилирования (Митчелл).

6. Укажите на изображенной вами схеме дыхательной цепи пункты сопряжения окисления и фосфорилирования.

7. Имейте четкое представление о смысле стехиометрического коэффициента P/O. Рассчитайте значение коэффициента P/O при окислении яблочной и при окислении янтарной кислот.

8. Дайте определению понятию «разобщение», выпишите примеры разобщителей.

9. Объясните, почему цикл трикарбоновых кислот называют основным энергетическим котлом. При этом рассчитайте, сколько восстановленных коферментов образуется при окислении одного остатка уксусной кислоты и какое количество АТФ может синтезироваться в процессах окислительного фосфорилирования.

10. Дайте объяснение биологическому смыслу теснейшей взаимосвязи цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорилирования.

11. Дайте определению понятию «субстратное фосфорилирование». Выпишите пример реакции субстратного фосфорилирования, протекающей в цикле Кребса.

3.

Разберите понятие: дыхание и гипоксия.

1. Из каких процессов складывается система дыхания животного организма: 1,2,3.

2. Рассмотрите цепь переноса электронов, как часть системы тканевого дыхания. Что такое дыхательный контроль?

3. Дайте объяснение терморегуляторной функции тканевого дыхания. Выделите особенности окисления и функции бурого жира, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.

4. Дайте понятие респираторной, гемической и тканевой гипоксии.


Примеры тестовых заданий контроля исходного уровня знаний
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   40

Похожие:

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение...
Настоящие методические указания составлены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом впо и примерной...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Идентификация и фальсификация...
Перышкина Н. А. Идентификация и фальсификация продовольственных товаров. Учебно-методический комплекс. – Уфа: уи (ф) ргтэу, 2009....

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconОбщие методические указания по выполнению и защите курсовых работ...
Методическое руководство к выполнению курсовой работы выполнено в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconОдобрено учебно-методическим советом юридического факультета финансовое...
Учебно-методический комплекс по финансовому праву составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconУчебное пособие. М.: Право и Закон, 1997. 320 с. Isbn
Учебное пособие подготовлено выдающимся российским психологом-правоведом профессором Юрием Валентиновичем Чуфаровским в соответствии...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconУчебное пособие для студентов высших учебных заведений подготовлено...
...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное...
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconЮридическая психология. Учебное пособие
Учебное пособие подготовлено выдающимся российским психологом-правоведом профессором Юрием Валентиновичем Чуфаровским в соответствии...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconРабочая программа по истории россии, XX
Рабочая программа курса истории России для 11-х классов составлена в соответствии с Федеральной примерной программой в рамках нового...

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» iconУчебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с программой...
Утверждено редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия для студентов 3-го курса факультета заочного обучения...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов