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.

Примеры тестовых заданий контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выбор одного наиболее верного ответа

     1.1. Бурая жировая ткань

а) в больших количествах присутствует у взрослых, чем у детей

б) содержит большее число митохондрий, по сравнению с белой жировой тканью

в) проявляет высокую степень сопряжения между окислением и фосфорилированием

1.2. Добавление 16 мкмоль фосфата к препарату митохондрий вызывает поглощение 8 мкатомов кислорода

А. коэффициент окислительного фосфорилирования

а) 2 б) 3 в) 4 г) 1

Б. Наиболее вероятный субстрат дыхания

а) малат б) a-кетоглутарат   с) сукцинат

1.3. Какая редокс-пара дыхательной цепи включает донор протонов и электронов и акцептор только электронов?

а) восстановленный коэнзим Q и окисленный цитохром b

б) восстановленные железосерные белки и окисленный убихинон

в) восстановленный флавопротеин и окисленный железосерный центр

г) восстановленный цитохромоксидаза и молекулярный О₂.

1.4. Какое из перечисленных утверждений относительно компонентов электронтранспортной цепи является верным?

а) кислород непосредственно окисляет цитохром  c

б) сукцинатдегидрогеназа непосредственно восстанавливает цитохром c

в) часть белковых компонентов дыхательной цепи кодируются ядерной, а   часть митохондриальной ДНК

г) цианиды разобщают окисление и фосфорилирование

Вид 2. Установить соответствие.

2.1. Дайте определение перечисленным типам окисления:

1. окисление не связанное с синтезом АТФ

2. окисление субстратов в дыхательной цепи одновременной с аккумуляцией энергии в связях АТФ

3. синтез АТФ за счет энергии квантов света

4. монооксигеназное окисление соединений, связанное с их  одновременным гидроксилированием

5. окисление, связанное с накоплением энергии в связях АТФ

а) сопряженное окисление

б) свободное окисление

в) сопряженное окисление (фотосинтез)

2.2. Тип реакции окисления – схема реакции

    1. пероксидазный            а) RH+O₂ ® ROOH

    2. оксидазный                  б) SH₂ +1/2 O₂ ® S+ H₂O

    3. монооксигеназный      в) S+ O₂ ® SO₂

    4. ПОЛ                              г) RH₂+O₂+ SH® R+SOH+ H₂O

    5. диоксигеназный           д) SH₂ +O₂ ® S+ H₂O₂

2.3. Фермент – катализируемая реакция

      1. супероксиддисмутаза а) 2GSH+ROOH®GSSG+ROH+ H₂O

      2. глутатионпероксидаза б) H₂O₂ ® H₂O+ O₂

      3. каталаза                      в) O₂^- + O₂^- + H⁺® H₂O₂+ H₂O₂

      4. глутатионредуктаза   г) GSSG+NADPH+H⁺®GSH+NADP⁺

Вид 3.

3.1. 2,4 –дихлорфенол является разобщителем окислительного фосфорилирования, так как ….

1. является слабой кислотой

2. легко окисляется и восстанавливается

3. легко диффундирует по липидному бислою мембраны

4. образует прочный комплекс с цитохромоксидазой

5. блокирует перенос электронов от дыхательного комплекса I к дыхательному комплексу II

3.2. … обладают разобщающим действием.

1. салицилаты

2. тиреоидные гормоны

3. ненасыщенные жирные кислоты

4. барбитураты

5. цианиды

Вид 4.

4.1. Движение электронов по дыхательной цепи заряжает внутреннюю мембрану митохондрий, а синтез АТФ разряжает ее, так как движение протонов через Fо-канал в матриксе митохондрий запускает фосфорилирование АДФ протонной АТФ–азой.

4.2. В присутствии разобщающих агентов коэффициент Р/О увеличивается, потому что разобщающие агенты ускоряют накопление протонов в межмембранном пространстве митохондрий.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Подсчитайте количество АТФ, которое теоретически может образоваться при окислении янтарной кислоты до щавелевоуксусной и изоцитрата до сукцинил-КоА при условии, что митохондрии не разобщены.

Задача 2. В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве субстрата дыхания используется изоцитрат. Определите:

а) коэффициент Р/О;

б) коэффициент Р/О при одновременном присутствии в среде сукцината и амитала натрия;

в) как изменится коэффициент Р/О при добавлении к среде тиреоидных гормонов?

Задача 3.В прошлом предпринимались попытки использовать 2,4-динитрофенол как средство для снижения массы тела. Высокая токсичность соединения заставила отказаться от этой идеи, хотя принимавшие его действительно теряли вес. Объясните, на чем основан эффект 2,4- динитрофенола?