Занятие 24. Катаболизм глюкозы. Анаэробный и аэробный гликолиз.

Спиртовое и молочнокислое брожение.

Цель занятия. Закрепить знания студентов о путях дихотомического окисления глюкозы.

Содержание занятия:

– контроль выполнения заданий по самоподготовке;

– выполнение заданий тестового контроля;

– освоение методики обнаружения продуктов спиртового брожения под действием ферментов дрожжей;

– заслушивание и обсуждение реферативных сообщений;

– контроль усвоения темы путем устного собеседования с преподавателем.

Примерные темы реферативных сообщений по УИРС:

1. Катаболизм углеводов у бактерий.

2. Молочнокислое брожение.

Методические указания к самоподготовке

 

Для последовательного усвоения материала выполните задания:

1. Объясните происхождение термина «дихотомическое окисление».

2. Напишите химизм отдельных фаз гликолиза с указанием ферментов.

3. Выделите I, II и III необратимые фазы гликолиза. Укажите, в каких фазах выделяется и поглощается АТФ.

4. Напишите обобщенное уравнение распада глюкозы до конечных продуктов гликолиза.

5. Подчеркните особенности течения гликолиза и укажите, почему гликолиз весьма экономичен.

6. Сформулируйте биологическое значение гликолиза и перечислите ткани, в которых интенсивно протекает гликолиз.

7. Дайте энергетическую характеристику гликогенолиза.

8. Напишите IX и X фазы спиртового брожения с указанием ферментов.

9. Представьте обобщенное уравнение распада глюкозы при спиртовом брожении с указанием количества образуемого АТФ.

10. Охарактеризуйте два основных типа молочнокислого брожениия, его распространенность и биологическое значение.

11. Схематически представьте гликолитическую фазу аэробного окисления глюкозы.

12. Напишите этапы окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты.

13. Напишите химизм этапов цикла трикарбоновых кислот с указанием ферментов и обратимых реакций.

14. Какова судьба НАД×Н+Н⁺, образующегося в фазе гликолитической оксидоредукции, в аэробных условиях. Представьте объяснение и химизм реакций переноса восстановительных эквивалентов из цитоплазмы в митохондрии по малат-аспартатному и глицерофосфному челночным механизмам.

15. Рассчитайте количество АТФ, которое может образоваться при аэробном окислении дихотомическим путем: глюкозы; глюкозо-6-фосфата, фруктозо-1,6-дифосфата.

16. Проследите судьбу конечных продуктов гликолиза.

17. Рассчитайте количество АТФ, которое может образоваться при полном окислении лактата.

18. Схематически представьте цикл Кори и поясните его физиологический смысл.

 

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний:

Задание 1. Выберите один наиболее правильный ответ.

1.1. При окислительном декарбоксилировании пирувата в аэробных условиях образуется....

А. цитрат

Б. a-кетоглутарат

В. ацетилфосфат

Г. ацетил-КоА

Д. ацетальдегид

1.2. Диоксиацетонфосфат, образующийся в ходе гликолиза, восстанавливается цитоплазматической глицеролфосфатдегидрогеназой с помощью НАДН+Н⁺ до....

А. глицеральдегидфосфат

Б. ацетил-КоА

В. ацетальдегид

Г. глицерол-3-фосфат

Д. оксалоацетат

Задание 2. Установить соответствие.

2.1.:

метаболиты гликолиза функция

1. 1,3-дифосфоглицерат А. окисляет 3-фосфоглицеральдегид

2. НАДН×Н⁺ Б. содержит макроэргическую связь

3. НАД⁺ В. восстанавливает пируват

4. фосфоенолпируват Г. изомеризуется в глицеральдегид-

фосфат

5. диоксиацетонфосфат Д. донор макроэргической связи для

фосфорилирования АДФ

2.2.:

1. стимуляция мобилизации гликогена 2. аллостерические ингибиторы фосфофруктокиназы 3. аллостерические активаторы фосфофруктокиназы 4. стимуляция синтеза гликогена 5. активация аденилатциклазы

А. АТФ, цитрат Б. адреналин В. АМФ, АДФ Г. инсулин

Задание 3. Выберите несколько правильных ответов.

3.1. В процессе гликолиза необратимыми являются реакции образования:

1. фруктозо-1,6-дифосфата

2. глюкозо-6-фосфата

3. пирувата

4. фруктозо-6-фосфата

5. 1,3-дифосфоглицерата

6. 3-фосфоглицеральдегида

3.2. При распаде углеводов у микроорганизмов обнаруживают....

1. этиловый спирт

2. молочная кислота

3. пропионовая кислота

4. пируват

5. ацетил КоА

Задание 4. Определите правильность утверждений в предложении и установите наличие причинной связи между ними.

4.1. Эффект Пастера – торможение гликолиза дыханием, потому что кислород является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы.

4.2. При гомоферментативном брожении до 90% состава конечных продуктов представлено молочной кислотой, потому что лишь небольшая часть образованного в процессе гликолиза пирувата превращается в уксусную кислоту, этанол, ацетон и углекислый газ.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.

Л. Пастер – французский химик и микробиолог IXX века впервые описал следующий феномен: в отсутствии кислорода ткани, способные окислять глюкозу, утилизируют ее гораздо быстрее, чем при достаточном парциальном давлении О₂. Объясните механизм этого явления, обозначаемого ныне как эффект Пастера, или ингибирование гликолиза тканевым дыханием.

Задача 2.

Алкогольная интоксикация сопровождается гипогликемией и повышенным содержанием лактата в крови. Чем объясняются эти метаболические нарушения при действии алкоголя?

Самостоятельная работа студентов

Занесите в тетрадь протоколы лабораторных работ, оставляя место для расчетов и выводов.