Методичні вказівки до практичних занять 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Методичні вказівки до практичних занять



Методичні вказівки до практичних занять

З біологічної та біоорганічної хімії

для студентів медичного факультету

 

 

МОДУЛЬ 2: Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція.

 

 

Заняття №1

Тема: Предмет і задачі біохімії. біомолекули та клітинні структури. Методи біохімічних досліджень, їх клініко-діагностичне значення.

 

Актуальність теми: Біологічна хімія – фундаментальна біомедична наука, яка вивчає хімічний склад живих організмів, хімічні перетворення, що лежать в основі функціонування живих систем. Біохімічні методи посідають важливе місце в діагностичному процесі, контролі за перебігом хвороби та ефективністю лікування.

Навчальні цілі:

Знати: Основні класи біополімерів, їх структурні компоненти. Основні етапи розвитку біологічної хімії, її значення для медицини.

Вміти: Правила роботи в біохімічній лабораторії, техніку безпеки.

Самостійна позааудиторна робота

Повторити матеріал модуля 1 "Біологічно важливі класи біоорганічних сполук. Біополімери та їх структурні компоненти".

Контрольні питання

1. Предмет і завдання біохімії. Місце біохімії серед інших біологічних дисциплін.

2. Найважливіші етапи розвитку біохімії. Вклад вітчизняних вчених у розвиток біохімії.

3. Основні розділи і напрями біохімії.

4. Значення розвитку біохімії для медицини.

5. Хімічний склад організму людини.

6. Основні класи біомолекул: амінокислоти, пептиди, білки; нуклеотиди та нуклеїнові кислоти; ліпіди, вуглеводи.

  1. Правила роботи в біохімічній лабораторії.

Самостійна аудиторна робота

Дати письмові відповіді на запитання тестового контролю.

Взірець варіанту:

  1. Які з наведених нижче білків належать до простих:

а) альбуміни; б) гемоглобін; в) казеїн; г) міоглобін; д) хлорофіл?

  1. Стабільність первинної структури білків підтримується за рахунок зв’язку:

а) іонного; б) ефірного; в) водневого; г) пептидного; д) дисульфідного?

3. Уотсон і Лемент установили, що подвійна спіраль ДНК стабілізується за рахунок зв'язків між комплементарними азотистими сполуками. Які це зв'язки?

а) N-глікозидні; б) фосфодиефірні; в) ефірні; г) водневі; д) дисульфідні?

4. Де в клітині виявляється ДНК:

а) тільки в ядрі; б) тільки в мітохондріях; в) в ядрі та рибосомах; г) в усіх частинах клітини; д) ядрі та мітохондріях?

5. Назвіть найважливіші ліпідні компоненти мембран:

а) триацилгліцероли; б) стероїди; в) фосфоліпіди; г) гліколіпіди; д) сфінголіпіди?

 

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

 


Методична вказівка да практичного заняття.

Заняття №2

Тема: БУДОВА ФЕРМЕНТІВ. КОФАКТОРИ ТА КОФЕРМЕНТИ. КЛАСИФІКАЦІЯ ТА

НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТІВ.

Актуальність теми: Ферментам як біокаталізаторам належить важлива роль у регуляції метаболічних процесів. Знання будови ферментів необхідні для розуміння механізмів перебігу обмінних процесів в організмі людини.

Навчальні цілі:

Знати: особливості хімічної будови ферментів і їх класифікацію.

Вміти: довести білкову природу ферментів.

Самостійна аудиторна робота

1. Дайте відповідь на поставлені запитання:

Ø Ферменти є речовинами білкової природи. Це підтверджується:

Ø Дайте визначення поняттям:

апофермент –........

кофермент –.........

холофермент –.....

кофактор –...........

простетична група –.......

Ø Назвіть відомі пари "вітамін і відповідний йому кофермент".

Ø Складіть таблицю: „Подібність і відмінність ферментів і каталізаторів небіологічного походження.”

Фермент Хімічний каталізатор
Подібність
1. 2. .... ....
Відмінність
1. 2. 1. 2.

2. Виконати лабораторну роботу «Денатурація ферментів під впливом високої температури» і захистити протокол.

Принцип методу. Більшість білків випадають в осад і денатуруються при температурі вище 50 - 55оС внаслідок руйнування водневих і гідрофобних зв’язків. Але деякі білки, в складі яких багато дисульфідних зв’язків, стійких при високій температурі, здатні до ренатурації, не втрачають своєї структури і функціональної активності після припинення дії високої температури (ферменти:трипсин, рибонуклеаза).

Фермент α-амілаза (КФ 3.2.1.1) слини каталізує гідроліз α –1,4-глікозидного зв’язку крохмалю і глікогену з утворенням дисахариду мальтози та декстринів. Про вплив температури на активність амілази слини судять за розщепленням крохмалю. Ступінь розщеплення крохмалю виявляють йодокрохмальною реакцією: нерозщеплений крохмаль з йодом дає синє забарвлення. Кінцеві продукти гідролізу крохмалю - мальтоза і глюкоза – не реагують з йодом.

Хід роботи.

В пробірку відливають невелику кількість нерозведеної слини (2 або 3 мл) і кип’ятять її протягом 5-8 хв., після чого охолоджують. В три пробірки наливають по 10 крапель 1% розчину крохмалю. В 1-у пробірку добавляють 10 крапель слини, не кип’яченої, в 2-у - 10 крапель прокип’яченої слини, в 3-ю - 10 крапель води в якості контролю. Всі пробірки поміщають в термостат або водяну баню при температурі 38оС на 10 хв. Після цього проводять якісну реакцію на крохмаль і продукти його розщеплення.

Реакція на крохмаль (йодна проба). До досліджуваного розчину доливають 10 крапель р-ну йоду в йодиді калію. В присутності крохмалю з’являється синє забарвлення; в контрольній пробі і в пробі з прокип’яченою слиною спостерігається синє забарвлення, так як прокип’ячена слина втрачає свої ферментативні властивості і не розщеплює крохмаль.

 

Література

 

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

 


Заняття №3

Самостійна аудиторна робота

  1. Дайте відповідь на поставлені запитання:

а) чи активні ферменти при низьких температурах;

б) як змінюється і чим пояснюється активність ферментів при підвищенні температури від низьких значень до оптимальної;

в) як змінюється і чим пояснюється активність ферментів за температури вищої від оптимальної;

г) чим пояснюється зміна активності ферментів при відхиленні від оптимуму рН;

д) чому дорівнює оптимум рН для ферментів крові, підшлункової залози, ротової порожнини, шлункового соку.

2. Виконати лабораторну роботу „Вплив рН середовища на активність амілази слини” і захистити протокол.

Принцип методу. Оптимум рН для дії амілази можна визначити при взаємодії її з крохмалем при різних значеннях рН середовища. Ступінь розщеплення крохмалю можна оцінювати за реакцією крохмалю з розчином йоду. При оптимальному значенні рН розщеплення крохмалю відбувається повністю (забарвлення з йодом відсутнє). По мірі віддалення від точки оптимального рН в кислий або лужний бік розщеплення крохмалю пройде тільки частково до стадії декстринів (червоно-буре або фіолетове забарвлення) або крохмаль взагалі розщеплюватися не буде (синє забарвлення).

Хід роботи. У 6 пробірок наливають по 2 мл буферного розчину з різним значенням рН (див. табл.). Потім в кожну пробірку доливають по 1 мл 0,5% р-ну крохмалю та по 1 мл попередньо розведеної слини. Вміст пробірок перемішують і поміщають в термостат при 38оС на 10 хвилин. У всі пробірки приливають по 1 краплі розчину йоду, перемішують. Спостерігають забарвлення і відмічають рН (оптимум рН), при якому амілаза діє найбільш активно.

Таблиця

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.


Заняття №4

Самостійна аудиторна робота

1. Назвіть приклади специфічності ферментів:

а) абсолютна;

б) відносна;

в) стереохімічна;

2. Охарактеризувати стадії ферментативного каталізу і ефекти, які їх супроводжують:

а) приєднання субстрату до ферменту,

б) активація фермент-субстратного комплексу,

в) утворення продуктів реакції,

г) вивільнення продуктів реакції.

3. Виконати лабораторну роботу „Специфічність ферментів” і захистити протокол.

Принцип методу. Ферменти володіють специфічністю, оскільки здатні каталізувати тільки певні хімічні реакції. Ферменти специфічні у відношенні як типу реакцій, які вони каталізують, так і субстратів, на які вони діють.

Амілаза слини прискорює гідроліз тільки полісахаридів, не діючи на дисахариди. Мальтаза слини прискорює гідроліз дисахариду мальтози, який утворюється при гідролізі крохмалю, але немає ніякої дії на інший дисахарид - сахарозу. Сахароза не має вільної альдегідної групи, тому не дає реакції з реактивом Фелінга. Реакція може бути позитивною тільки в тому випадку, коли сахароза розщепиться на свої складові частини - глюкозу і фруктозу.

Хід роботи.

а) Специфічність дії амілази слини. В 2 пробірки наливають по 5 крапель слини, розведеної в 5 разів. В 1 пробірку добавляють 10 крапель 1% р-ну крохмалю, в 2 - 10 крапель 1% р-ну сахарози. Обидві пробірки на 10 хв. поміщають в термостат або водяну баню при температурі 38оС, після чого з вмістом їх проробляють р-цію з реактивом Фелінга (див. нижче).

б) Специфічність дії сахарази. 1 г дріжджів розтирають з 2-ма грамами скляного піску, приливають 97 мл води і 2 мл толуолу, розчин фільтрують. Беруть 2 пробірки і в кожну доливають по 5 крапель сахарази фільтрату дріжджів. В 1-у пробірку добавляють 10 крапель 1% р-ну крохмалю, в 2 - 10 крапель 0,5% або 1% р-ну сахарози. Обидві пробірки поміщають в термостат при температурі 38оС на 10 хв., після цього проробляють з вмістом кожної пробірки реакцію Фелінга: до 5 крапель досліджуваного розчину приливають 3 краплі реактиву Фелінга, нагрівають пробірку до кипіння і кип’ятять 1 хв. У випадку позитивної реакції на глюкозу спостерігається червоне забарвлення внаслідок утворення закису міді. Порівнюють дію амілази слини і сахарази фільтрату дріжджів на сахарозу.

Література

  1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.
  2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.
  3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

Заняття №5

Самостійна аудиторна робота

Дайте відповідь на поставлені запитання

1 Як залежність швидкість ферментативних реакцій від:

а) концентрації ферменту,

б) концентрації субстрату,

в) температури,

г) рН середовища.

2.Виконати лабораторну роботу „Визначення активності аспартатамінотрансферази” і захистити протокол.

Принцип методу. В результаті переамінування під дією аспартатамінотрансферази (АсАТ) аспарагінова кислота перетворюється в щавелевооцтову (ЩОК). ЩОК здатна в процесі ферментативної реакції перетворюватися в піровиноградну кислоту (ПВК). При додаванні кислого 2,4-динітрофенілгідразину (2,4-ДФГ) ферментативний процес зупиняється і утворюється динітрофенілгідразин піровиноградної кислоти, який в лужному середовищі дає коричнево-червоне забарвлення, інтенсивність якого пропорційна кількості утвореної ПВК. Таким чином, по кількості утвореної ПВК можна судити про активність ферменту. Активність амінотрансфераз виражають в мікромолях ПВК, утвореної 1 мл сироватки крові за 1 годину інкубації при температурі 37оС. В нормі активність АсАТ сироватки крові становить 0,1-0,45 мкмоль/год х мл.

Хід роботи.

В дві пробірки (дослідну і контрольну) вносять по 0,5 мл субстратної суміші для визначення АсАТ і ставлять в термостат при 37оС на 5 хвилин. Потім в дослідну пробірку додають 0,1 мл сироватки крові, а в контрольну - 0,1 мл води і 0,5 мл р-ну 2,4-ДФГ. Ставлять обидві пробірки в термостат на 60 хвилин при температурі 37оС. Виймають пробірки, додають в дослідну пробу 0,5 мл розчину 2,4-ДФГ і залишають при кімнатній температурі на 20 хвилин. Далі додають по 5 мл 0,4 н розчину NаОН в кожну пробірку, ретельно перемішують і залишають при кімнатній температурі на 10 хв для розвитку забарвлення. Оптичну густину вимірюють на ФЕКу в кюветі на 10 мм при зеленому світлофільтрі (500-560 нм) проти контролю.

Розрахунок активності ферменту виконують по приготовленому заздалегідь калібрувальному графіку (за допомогою стандартного розчину ПВК). Активність виражають в умовних одиницях з розрахунку на 1 мл сироватки. 1 одиниця АсАТ відповідає такій активності ферменту, яка здатна за даних умов утворювати 1 мкг ПВК. При обчисленні ферменту необхідно врахувати і розведення сироватки:

Х = А х 10, де

Х – одиниця активності ферменту;

10 - перерахунок на 1 мл;

А - кількість ПВК в 0,1 мл сироватки, знайдена по калібрувальному графіку, мкг.

У сироватці крові здорових людей активність АсАТ, визначена при допомозі даного методу, коливається від 8 до 40 од. Перерахунок активності ферменту в мікромолі ПВК, що утворилася при інкубації 1 мл сироватки протягом 1 години при 37оС, проводять за формулою:

А х 10

АсАТ = ---------, де

 

А – кількість ПВК в 0,1 мл сироватки, знайдена по калібрувальному графіку, мкг;

88 - маса 1 мкмоль ПВК, мкг;

10 - коефіцієнт перерахунку на 1 мл сироватки.

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

 

 

 

Заняття №6

Самостійна аудиторна робота

І. Дайте відповідь на поставлені запитання:

1. Які речовини активують

- цитохромоксидазу;

- церулоплазмін;

- карбоангідразу;

- α – амілазу;

- пепсин

2. Які фактори є неспецифічними інгібіторами ферментів?

3. Докажіть конкурентну дію малонової кислоти стосовно сукцинатдегідрогенази.

4. Яким чином впливають іони важких металів на активність ферментів?

5. Який механізм дії ціанідів?

6. Який механізм дії сульфаніламідних препаратів?

7. Назвіть приклади інгібіторів для серинових і тіолових ферментів.

ІІ.Виконати лабораторну роботу “Вплив активаторів і інгібіторів на активність амілази слини” і захистити протокол.

Принцип роботи. Активуючий вплив хлористого натрію та інгібуючий - сірчанокислої міді на активність амілази визначають за ступенем розщеплення крохмалю.

Хід роботи. В три пробірки наливають по 1 мл слини, розведеної в 40 разів. В залежності від активності слини її можна розводити в 10, 20, 40, 50 разів. В першу пробірку додають 2 краплі води, в другу - 2 краплі 1% р-ну NaCl, в третю - 2 краплі 1% р-н CuSO4. Після цього в кожну пробірку додають по 5 крапель 1% р-ну крохмалю. Всі три пробірки залишають при кімнатній температурі на 2 хв., після чого у всі пробірки додають по одній краплі розчину йоду, перемішують, спостерігають забарвлення і визначають у якій пробірці діє активатор або інгібітор. Доцільно в кожну пробірку додати води (2 мл) і перемішати – забарвлення буде більш наглядне.

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

 

 

Заняття №7

Самостійна аудиторна робота

1. Дайте відповіді на наступні запитання за схемою:

ФерментМеханізм регуляції

АТФ-синтаза

Глікогенсинтаза

Глікогенфосфорилаза

Пепсиноген

Хімотрипсиноген

Протеїнкіназа

Фосфодіестераза

2. Виконати лабораторну роботу „Визначення активності сукцинатдегідрогенази мітохондрій”

і захистити протокол.

Сукцинатдегідрогеназа м’язів - це залізофлавопротеїн, що каталізує окислення (дегідрування) янтарної кислоти у фумарову. Коферментом сукцинатдегідрогенази служить флавінаденіндинуклеотид (ФАД). Активність ферменту залежить від наявності в ньому вільних сульфгідрильних груп та атомів заліза.

Як джерело ферменту використовується відмита м’язева тканина. Дію цього ферменту можна виявити при додаванні до янтарної кислоти метиленової синьки або 2,6-дихлорфеноліндофенолу (синього кольору), які виступають в якості акцептора водню і, відновлюючись, перетворюються у безбарвну форму.

Принцип методу. Метод грунтується на виявленні знебарвлення 2,6-дихлорфеноліндофенолу в реакції з янтарною кислотою в присутності м’язів як джерела ферменту сукцинатдегідрогенази. Конкурентне гальмування активності цього ферменту викликає малонова кислота НООС-СН2-СООН, яка є структурним аналогом янтарної кислоти.

Хід роботи. Свіжу м’язеву тканину (1 г) подрібнюють ножицями і розтирають в ступці з невеликою кількістю води (2-3 мл) протягом 1 хв. Одержаний гомогенат переносять на подвійний шар марлі, розміщеної на лійці, промивають водою, ставлять на фільтрувальний папір і висушують.

В три пробірки наливають по 3 мл фосфатного буферу (рН 7,4) і поміщають в них по 0,1г м’язевого гомогенату. Потім в дослідну пробірку додають 5 крапель 3% р-ну янтарної кислоти і для нейтралізації 5 крапель 0,1н р-ну їдкого натрію, а в контрольну - 10 крапель дистильованої води. В третю пробірку додають 5 крапель 3% р-ну малонової кислоти, 5 крапель 3% р-ну янтарної кислоти і 5 крапель 0,1н р-ну їдкого натрію. У всі пробірки доливають по 1 мл 0,001 н р-ну дихлорфеноліндофенолу і вміст їх добре перемішують. Проби ставлять в термостат при 37оС на 40 хв. Відмічають знебарвлення вмісту в першій пробірці і порівнюють її з контролем і пробіркою, де знаходився конкурентний інгібітор сукцинатдегідрогенази - малонова кислота. Час знебарвлення 2,6-дихлорфеноліндофенолу в присутності янтарної кислоти характеризує активність сукцинатдегідрогенази.

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.


Заняття №8

Самостійна аудиторна робота

І. Дайте відповіді на поставлені запитання:

1. В сечі новонародженої дитини виявлена фенілпіровиноградна кислота. Назвіть патологію і вкажіть причину, з якою пов’язана поява цього компоненту в сечі

2. Підвищена активність ЛДГ є характерною для хвороб серця, печінки, нирок. Яке додаткове біохімічне дослідження потрібно провести для уточнення діагнозу?

3. У хворого в сечі підвищена амілазна активність і виявлено наявність трипсину, в крові підвищена амілазна активність. Про патологію якого органу це свідчить?

4. Назвіть специфічні ферменти для:

підшлункової залози, печінки, міокарду, шлунку.

ІІ. Виконати лабораторну роботу “Визначення активності амілази (діастази) сечі методом Вольгемута”

і захистити протокол.

Принцип методу. Метод грунтується на визначенні мінімальної кількості ферменту, яка здатна розщепити певну кількість субстрату. Умовно за одиницю активності амілази сечі приймають кількість мілілітрів 0,1% р-ну крохмалю, яку може розщепити 1 мл нерозведеної сечі при температурі 45оС за 15 хв. В нормі - 16-64 одиниць.

Хід роботи. У 8 пробірок наливають по 1 мл 0,85% хлориду натрію. У першу пробірку додають 1 мл сечі, перемішують і переносять 1 мл суміші в другу пробірку. Так само перемішують вміст другої пробірки і переносять 1 мл суміші в третю і т. д. Отримують ряд розведень, де концентрація ферменту в кожній наступній пробірці в два рази менша, ніж у попередній. З останньої пробірки 1 мл суміші виливають для вирівнювання об’ємів.

Далі у кожну пробірку наливають по 2 мл розчину крохмалю, добре перемішують і ставлять на 15 хв у водяну баню при температурі 45оС. Після цього пробірки охолоджують проточною водою і в кожній проробляють реакцію з йодом. Відмічають останню пробірку з жовтим забарвленням, де гідроліз крохмалю пройшов повністю і розраховують активність амілази сечі.

 

Наприклад: 1/8 мл сечі розщепила 2 мл 0,1% р-н

 

1 мл сечі ------------------------------”Х”.

 

1 х 2 х 8

Активність амілази Х= ----------- = 16 мл 0,1% розчину крохмалю.

 

Отже, Д (діастаза) 45оС/15 = 16 од.

Література

1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 

 


ЗАНЯТТЯ № 9

Самостійна аудиторна робота

А. Виконати вправи.

І. Порівняльна характеристика процесів метаболізму.

Дати визначення поняттям: Катаболізм - Катаболічний шлях - Анаболізм - Анаболічний шлях -
Вказати:    
Вихідні речовини    
Кінцеві продукти    
Ключові реакції    
Зміну рівня вільної енергії    
Пояснити як утворені назви метаболічних шляхів і навести їх приклади      

1І. Основи біоенергетики.

  1. Дати визначення поняттям: загальна, вільна і зв’язана енергії системи. Написати рівняння, яке зв’язує їх.
  2. Порівняти ендергонічні та екзергонічні реакції (процеси).
  Екзергонічні Ендергонічні
Зміна вільної енергії (ΔG)    
Умови перебігу    
Для яких метаболічних шляхів характерні    

3. Макроергічні сполуки.

а) Дати визначення макроергічним зв’язкам і сполукам;

б) Навести приклади макроергічних сполук, крім АТФ;

в) На формулі молекули АТФ показати макроергічні зв’язки;

г) Які фактори забезпечують макроергічні властивості молекули АТФ?

д) Скільки становить ΔG реакції гідролізу АТФ у стандартних та фізіологічних умовах? Чим пояснюється різниця?

4.Зобразити схематично енергетичний цикл (АТФ-АДФ-цикл); вказати шляхи використання енергії АТФ в організмі людини.

5.Інтенсивність енергетичного обміну.

Енергетичні витрати чоловіка склали приблизно 2500 ккал за добу. Розраховано, що така кількість вільної енергії утворюється при розпаді до АДФ і Фн приблизно 65 кг АТФ. Але загальний вміст АТФ у тканинах організму людини складає 50-100 г (0,1- 0,2 моля). Пояснити, яким чином така мала кількість АТФ може забезпечити всі енергетичні потреби людини.

6.Фізичне навантаження.

При інтенсивній фізичній роботі швидкість утилізації АТФ може досягнути 0,5 кг/хв. У скільки раз при цьому зросте швидкість утилізації АТФ?

7. Істотні порушення енергетичного обміну внаслідок різноманітних причин всього за декілька хвилин зумовлюють клітинну смерть, хоч запас в організмі жирів і вуглеводів може бути великим. Як пояснити ці факти?

ІІІ. Стадії катаболізму та анаболізму.

1. Складіть загальну схему катаболізму вуглеводів (В), жирів (Ж) і білків (Б).

2. Вкажіть енергетичні зміни під час 1-ї, 2-ї та 3-ї стадій катаболізму В, Ж, Б.

3. Які речовини є спільними проміжними продуктами катаболізму і одночасно вихідними субстратами для синтезу різних речовин, а, отже, займають центральне місце в обміні речовин?

4. При розпаді яких речовин (Б, Ж, В) АТФ утворюється під час 2-ї стадії? Як цей механізм утворення АТФ називається і чи потребує він використання кисню?

5. Який основний спосіб утворення АТФ в організмі людини?

6. Заповніть таблицю:

Спосіб катаболізму Анаеробний розпад Аеробний розпад
Які речовини (В,Ж,Б)?    
В яких тканинах і при яких умовах?    
Який спосіб утворення АТФ?    

 

7.Доповніть схему катаболізму в організмі людини анаболічними шляхами.

Чим відрізняються процеси анаболізму в організмах людини, тварин, рослин і бактерій?

Що означає замінні та незамінні для організму людини речовини? Перечислити групи незамінних речовин.

 

Література

  1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.
  2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.
  3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.


Заняття № 10

Тема: Тканинне дихання.

Актуальність теми: Енергетичні потреби організму забезпечуються за рахунок енергії, яка вивільняється у процесі тканинного (клітинного) дихання. Порушення цього процесу внаслідок цілого ряду причин зумовлює гіпоенергетичний стан, що є одним із патогенетичних механізмів багатьох хвороб.

Навчальнi цiлi:

Знати: структуру компонентів дихального ланцюга, механізм переносу електронів і протонів.

Вмiти: визначати та оцінювати функціональний стан тканинного дихання.

Самостійна аудиторна робота

Виконати вправи.

  1. Характеристика первинних дегідрогеназ, їх кофакторів і типів реакції.
  Нікотинамідні Флавінові
1. Назви небілкової частини і їх скорочені позначення. 2. Характеристика небілкової частини: а) кофермент чи простетична група; б) похідне якого вітаміну; 3. Назва компоненту, що переносить електрони і протони. 4. Структурна формула (писати формулу лише компоненту, що переносить е- і Н+) і скорочене позначення: а) окисненої форми коферменту; б) відновленої форми. 5. Кількість е- і Н+, шо переносяться. 6. Рівняння реакцій (писати скорочені позначення). 7. Приклади ферментів. 8. Локалізація ферментів у клітині.    

2. Характеристика компонентів дихального ланцюга мітохондрій (ДЛМ).

  Флавопротеїни FeS - білки Убіхінон (коензим Q) Цитох-роми
1. Хімічна природа 2. Простетична група (редоксцентр): а) назва; б) позначення окисленої форми; в) позначення відновленої форми; г) які частинки переносяться і скільки в розрахунку на 1 редоксцентр        

3. Характеристика комплексів ДЛМ.

  І ІІ ІІІ ІV
1. Назва; 2. Склад простетичних груп (редоксцентрів); 3. Відновник; 4. Окисник; 5. Здатність до переносу протонів через мембрану (властивість протонної помпи).        

4. Зобразити послідовність переносу електронів і протонів через ДЛМ від субстратів

(АН2, ВН2) до молекулярного кисню за участю первинних: а) нікотинамідної дегідрогенази, б) флавінової дегідрогенази.

5. Зміни окисно-відновного потенціалу (ОВП, Ео) і вільної енергії Gо в електроно-транспортному ДЛМ.

1) скільки становить Ео для пар: а) НАД+ / НАДН+Н+; б) ФМН / ФМНН2; в) КоQ/ КоQН2; г) цитохром с(Fе3+) / (Fе2+); д) цитохром а3 (Fе3+) / (Fе2+); е) ½ О2 + 2Н+ / Н2О.

2) яке рівняння використовується для розрахунку ΔG0 для окисно-відновних реакцій?

3) розрахувати ΔG0, що вивільняється при окислені НАДН згідно сумарного рівняння тканинного дихання:

НАДН+Н+ + ½ О2 → НАД+ + Н2О.

Скільки молекул АТФ могло би синтезуватися за рахунок цієї кількості вільної енергії?

6. Інгібітори тканинного дихання:

1) вказати ділянки ДЛМ, на рівні яких блокують транспорт електронів: ротенон, амітал (барбітурат), антиміцин А, ціаніди, азиди (N3-), монооксид карбону СО. У якій формі (окисленій чи відновленій) будуть знаходитись різні компоненти ДЛМ при дії кожної з цих речовин?

2) Інгібітори тканниного дихання, які блокують перенос електронів на рівні комплексів ІІІ і VІ, є токсичнішими речовинами, ніж інгібітори переносу електронів в комплексі І. Пояснити причину цього факту.

3) Негайне введення нітриту є високоефективним засобом при отруєнні ціанідами

(солями синильної кислоти). На чому грунтується дія цього антидоту? (Підказка: нітрит окислює іон Fе2+ у гемопротеїнах до Fе3+).

7. Інші типи реакцій біологічного окислення: монооксигеназні (гідроксилазні), оксидазні, пероксидазні. Написати рівняння реакцій, назвати ферментні системи та описати функції цих типів біологічного окислення.

 

Література

  1. Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 736с.
  2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508с.
  3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744с.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри, протокол №1 від 28.08.2008р.

Зав. кафедрою проф. Ерстенюк А.М.

 


Заняття № 11

Самостійна аудиторна робота

Виконати вправи.

1. Дати визначення поняттям „окисне фосфорилювання – ОФ” і „ субстратне фосфорилювання – СФ”.

2. Спряження ТД і ОФ. Які структурні та хімічні основи спряження?

 

ТД?? ОФ

Транспорт електронів →? → Синтез АТФ

вздовж ДЛМ до О2

           
     


Яка назва теорії спряження і хто її автор?

3. Механізм утворення на внутрішній мембрані мітохондрій електрохімічного потенціалу (протонрушійної сили).

а) які дві складові електрохімічного потенціалу і як вони утворюються?

б) що таке протонні помпи і які комплекси ДЛМ є ними?

в) завершити схему: вказати напрямки руху протонів через мембрану

                   
         


ТД???? ОФ

Транспорт електронів → Рух Н+ →? → Рух Н+ → Синтез АТФ

вздовж ДЛМ до О2 із... у... із... у...

                   
         


4. Синтез АТФ.

а) структура АТФ –синтази. Назвати субодиниці ферменту, описати їх розміщення на мембрані та вказати роль;

б) написати рівняння синтезу АТФ;

в) пояснити механізм каталітичної дії АТФ-синтази.

5.АТФ синтезується з АДФ і Фн у мітохондріях, а використовується головним чином у цитозолі, розпадаючись на АДФ і Фн. Яким чином АТФ, АДФ і Фн переносяться через внутрішню мембрану мітохондрій? Що служить рушійною силою для їх транспорту?

6. Описати експерименти, якими підтверджена хеміосмотична теорія ОФ.

7. Ефективність спряження ТД і ОФ.

а) як практично визначити ефективність спряження ТД і ОФ (коефіцієнт ОФ)?

б) чому дорівнює відношення Р/О при транспорті електронів до О2 від: 1) НАДН + Н+; 2) ФАДН2. Пояснити причину різної величини.

в) порівняти ΔGо, що вивільняється при окисленні НАДН + Н+ киснем, із рівнем вільної енергії яка запасається в синтезованих при цьому молекулах АТФ. Який % енергії зберігається у хімічній формі і який % виділяється як теплова енергія? Для розрахунків використати ΔGо реакції гідролізу АТФ, характерну для фізіологічних умов.

8. Регуляція ТД і ОФ. Енергетичний статус клітин.

а) написати сумарне рівнянн ТД і ОФ.

б) концентрації яких речовин, відповідно до цього рівняння, контролюють швидкість ТД і ОФ? Рівень, якої з цих речовин є головним регуляторним фактором при фізіологічних умовах?

в) дати визначення поняттю „дихальний контроль”.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 305; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.224.124.217 (0.189 с.)