Закончить (или перестроить) фразу: "Систематизировать белки по структурно-функциональным свойствам, как принято в химии, нельзя, так как
Введение в биохимию. Химия белка
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Определить понятие "жизнь» с позиций биохимии, назвать задачи биохимии, в том числе клинической. 2. Назвать функции живого организма. 2. Химическая природа белков (состав, уровни организации и типы связей). 4. Биологическая роль белков (функции в организме). 5. Принципы выделения и разделения белков, определения их молекулярной массы и пространственной конфигурации. 6. Принципы классификации белков. Простые и сложные белки, классы, общая характеристика. 7. Классификация аминокислот (химическая и основанная на их пищевой ценности). 8. Пространственная структура белков. Понятие о нативном и денатурированном белке. 9. Индивидуальные белки сыворотки крови, их функции, содержание, диагностическое значение результатов лабораторного исследования, белки острой фазы.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ: 1. Выписать из приведенного перечня обязательные признаки живой системы: 1). Способность перемещаться в пространстве. 2). Распространять звуковые волны. 3). Извлекать из среды химические вещества. 4). Воспроизводить живые системы, идентичные по форме и свойствам. 5). Содержать молекулы только в свободном состоянии. 6). Производить работу без притока энергии. 7). Состоять только из бесклеточного материала. 8). Не содержать клеток, имеющих митохондрии.
2.Вписать против названий надмолекулярных образований «минимальной» клетки свойственные им функции.
3. Выписать то, что относится к задачам биохимии: 1.Изучение структуры органов. 2. Изучение структуры и функции мембран. 3. Изучение структуры и функции биополимеров. 4. Изучение структуры поливинилстирола. 5. Изучение функции витаминов. 6. Изучение превращений глюкозы в организме. 4. Изучение окислительно-восстановительных процессов в мышцах. 8. Изучение механизма всасывания аминокислот. 9. Изучение распада радиоизотопа серы. 1О. Изучение процессов высвобождения энергии.
5. Выбрать понятия, характеризующие общие стадии обмена веществ в организме и записать их в логической последовательности: 1) распад жирной кислоты в печени, 2) метаболизм в тканях, 3) деполимеризация пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте, 4) транспорт (всасывание и перенос веществ кровью, трансмембранный перенос),5) выделение СО2 легкими.
6.»Собрать» из приведенных фрагментов определение белковой молекулы: 1) разветвленный полимер, 2) гетерополимер, включающий остатки аминокислот и углеводов, 3) линейный полимер из аминокислот, 4) линейный полимер или сополимер из аминокислот, соединенных карбамидными связями, 5) линейный полимер, отличающийся плоской структурой, 6) характеризующийся трехмерной пространственной организацией, 7) с периодическим включением в цепь остатков жирных кислот, 8) в которой различают три уровня и для которого характерна способность объединяться в надмолекулярные образования - четвертичный уровень организации.
7. Написать виды химических связей, обеспечивающих разные уровни организации белковой молекулы по образцу:
| Уровень организации | Типы связей |
| Первичный | . |
| Вторичный | |
| Третичный | |
| Четвертичный |
8.Записать карбамидную связь химическими символами.
9. Написать структурные формулы дипептидов, образованных из глицина и аланина (Глицилаланин и Аланилглицин).
10.Написать структурную формулу полипептида с N-концевым остатком аланина и С-концевым - глицина и наоборот.
11. Перечислить типы связей в молекуле белка в порядке их прочности (от сильных к слабым).
Аминокислоты: строение, классификация, свойства.
Усвоить, что: 1.Из всех известных аминокислот только 20 видов входят в состав белков - протеиногенные аминокислоты; 2. По структуре различают 7 классов аминокислот - 1) алифатические, 2) оксиаминокислоты, 3) дикарбоновые и их амиды, 4) двуосновные, 5) ароматические, 6) серусодержащие и 7) иминокислоты; 3. глюкогенные (глюкопластичные) и кетогенные (кетопластичные) - первые могут превращаться в глюкозу, вторые - ускоряют образование кетоновых тел. 4. В зависимости от способности синтезироваться в организме различают заменимые (синтезируются) и незаменимые (не синтезируются в организме); 5. Белки уникальны по структуре. Это обусловленно различием набора аминокислот, и их последовательностью в молекуле; 6. Изучить свойства белков: форма молекул, амфолитность, растворимость, электролитические свойства. 7. Усвоить понятия "денатурация" и "ренатурация" белка, уяснить, как вызвать то и другое, знать денатурируюшие агенты.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
1. Описать разделение аминокислот на 7 классов: Алифатические. Оксиаминокислоты. Дикарбоновые (и их амиды). Двуосновные. Ароматические. Серусодержащие. Иминокислоты.
2. Перечислить глюко- и кетопластичные аминокислоты.
3. Составить перечень заменимых и незаменимых аминокислот
4. Написать структурные формулы фенил-аланил- гистидина, гистидил-аланил-тирозина, тирозилтриптофана, пролил-цистина, цистеинил-пропила.
5. Написать фрагмент полипептида с внутрицепочной дисульфидной связью, включающего остатки гистидина (1), аланина (2), цистеина (2) и глицина (последовательность произвольна) и записать его полное название.
6. Переписать нижеприведенное утверждение, вписывая недостающее: «Денатурация белка - результат нарушения ...... уровней организации его молекулы, сопровождающегося разрывом ..... связей при сохранении ...... структуры»
7.Перечислить виды денатурирующих воздействий в зависимости от их природы и в скобках после каждого привести конкретный пример.
8.Написать пределы молекулярной массы для одноцепочных и многоцепочных олигомерных белков.
9.Каким белкам свойственна b-конфигурация (ответ одним словом), перечислить виды связей, обеспечивающих a-спиралевидную структуру и b-конфигурацию.
10.Перечислить виды белков, отличающиеся по третичной структуре.
11.Написать функциональные группы, обусловливающие амфолитную природу белковой молекулы, выделяя важнейшие и второстепенные.
12.Написать, чем обусловлены электролитические свойства белков.
13.Сформулировать понятия «Изоэлектрическая точка» и «Изоэлектрическое состояние» белковой молекулы.
14. Перечислить факторы, определяющие растворимость белка.
Классификация белков.
Усвоить: 1. Принцип классификации белков по составу; 2. Принцип деления простых белков; 3. Основные группы глобулярных и фибриллярных белков и их свойства; 4. Принцип деления сложных белков на классы; 5. Понятие "простетическая группа" и виды этих групп; 6. Структуру нуклеопротеида, его виды, компоненты молекулы, их разновидности, структуру, способы связи в мононуклеотиде и в полимере, структурные и функциональные отличия между ДНК и РНК, их преимущественную локализацию в клетке, виды РНК; 7. Структуру гемоглобина (белковой и небелковой составляющей); 8. Формы существования гемоглобина; 9. Функции белков, условность их разделения; 10. Электропротеинограмму белков сыворотки крови и получить общее представление об ее диагностическом значении.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
Закончить (или перестроить) фразу: "Систематизировать белки по структурно-функциональным свойствам, как принято в химии, нельзя, так как ...
2.Продолжить фразу "Принятая классификация белков основана на ....
3. Чем отличаются простые и сложные белки?
4. Простые белки делят на группы в зависимости от .......
5. Перечислить группы простых белков
6. Назвать основные отличия между альбуминами и глобулинами.
7. Протамины от гистонов отличаются тем, что ....
8. Проламины от протаминов отличаются тем, что ....
9. Особенность структуры фибриллярных белков состоит в том, что ...
10. Продолжить фразу: "Сложные белки в отличие от простых содержат...»
11. На чем основана классификация сложных белков?
12. Перечислить классы сложных белков, привести в скобках названия их простетических групп.
13. Нуклеопротеид состоит из ....
14. Написать классы нуклеиновых кислот /НК/ (аббревиатуры).
15. Назвать мономер, из которого образованы НК и перечислить его компоненты.
16. Назвать виды азотистых оснований, входящих в состав НК, ДНК и РНК
17. Перечислить особенности пространственной организации ДНК.
18. Перечислить виды и функции РНК.
19. Из каких элементов состоит молекула гемоглобина.
20. Какие элементы включает структура глобина?
21. Назвать основной вид гемоглобина человека. Написать формулу гемоглобина А. Из каких компонентов состоит молекула гема?
22. Перечислить функции белков
Самостоятельно проконтролировать усвоены ли разделы «Предмет и методы биохимии», «Химия белка» с помощью следующих вопросов:
1.Сформулировать понятие «Жизнь», включив в него все элементы, являющиеся предметом биохимии.
2.Сформулировать предмет биохимии и перечислить вопросы, которыми занимается эта наука.
3.Назвать важнейшие надмолекулярные образования живого и группы молекул, их составляющие
4.Дать определения класса «Белки»
5.Дать определение класса «Аминокислоты».
6.Изобразить полные структурные формулы всех возможных трипептидов, построенных из гистидина, аланина и валина.
7.Изобразить полные структурные формулы пептидов arg-phe-ile, gly-val.
8.Какие из следующих пептидов кислые, основные или нейтральные; pro-ser-ser, ala-pro-leu-thr, met-gly-ala, glu-his-ser, cys-lys-arg, glu-arg-lys, his-glu.
9.Перечислить все известные вам подходы к классификации белков
10.Назвать группы белков, различающиеся по составу.
11.Назвать группы белков, различающиеся по трехмерной структуре.
12.Назвать группы сложных белков.
13.Продолжить фразу «Потеря нативной конформации под воздействием химических, физических и других факторов без нарушения аминокислотной последовательности - это ....»
14.Перечислить типы химических связей, которые могут нарушаться при денатурации.
15.Перечислить в логической последовательности действия при выделении белков из тканей.
16.Изобразить структурные формулы азотистых оснований, входящих в состав мононуклеотидов.
17.Изобразить структурные формулы АМФ, ГМФ, ЦМФ, ТМФ и УМФ.
18.Изобразить способ связи между мононуклеотидами в полинуклеотиде.
19.Назвать различия между ДНК и РНК по составу, структуре, локализации и функции.
20.К какому типу белков относится гемоглобин?
21.Назвать структурные особенности глобина.
22.Нарисовать структуру гема и назвать связи между гемом и глобином.
23.Чем обусловлено многообразие функций белков?
24.Перечислить биологические функции белков.
ТЕМА: "Ферменты"
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ: 1.Ферменты: природа и свойства. Ферменты простые и сложные, типы коферментов. 2. Номенклатура и классификация ферментов. 3. Как установить скорость ферментативной реакции, как выражают активность или количество фермента? 4. Зависимость скорости ферментативной реакции от времени (реакции нулевого и I порядка), концентрации субстрата, температуры и рН. Графическое выражение зависимостей. 5. Эффекторы ферментативных реакций (активаторы и ингибиторы). Биологический смысл конкурентного ингибирования продуктами реакции. 6. Аллостерические эффекторы, их особенности, биологическое значение (привести примеры). 7. Как с помощью графического анализа результатов эксперимента отличить конкурентное торможение от неконкурентного?
Усвоить, что: 1. Обмен веществ - важнейшее свойство живого организма - представляет собой совокупность химических реакций, которые протекают в сложившейся эволюционно последовательности; что все реакции обмена катализируются, что биологические катализаторы - ферменты - являются по природе белками - простыми или сложными. 2. Ферменты высокоспецифичны по отношению к субстратам или катализируемым реакциям (знать типы специфичности). 3. Активность ферментов зависит от ряда факторов. Уметь изображать графически зависимость скорости реакции (v) от этих факторов. 4. Номенклатура и классификация ферментов являются функциональными (на чем основаны?).
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
1. Выписать из приведенных ниже те утверждения, которые доказывают белковую природу энзимов: энзим катализирует реакцию, изменяя концентрацию взаимодействующих веществ; активность энзима зависит от температуры и рН; активность энзима зависит от его концентрации; ферменты утрачивают активность при действии денатурирующих агентов; активность энзима пропорциональна концентрации реагирующих веществ; энзимы в чистом виде дают положительную биуретовую реакцию; энзимы в чистом виде дают положительную ксантопротеиновую реакцию; ферменты осаждаются при высоких концентрациях нейтральных солей; ферменты растворимы при низкой ионной силе; в гидролизате очищенного энзима всегда присутствует смесь аминокислот.
2.Закончить фразу: "Фермент ускоряет реакцию, но не входит в .. .».
3. Скорость реакции при постоянной температуре и изменяющемся рН та-
кова: при рН 1,5, 4,0, 5,5, 7,0, 7,5 и 8,5 равна соответственно 35, 48, 29, 20, 14 и 1,8 ммоль/л. Изобразить графически зависимость скорости реакции от значения рН, найти температурный оптимум.
5. Построить график зависимости скорости (v) ферментативной реакции от концентрации субстрата ([S]) по произвольным данным.
6. Построить график зависимости v от [S] по произвольным данным.
7. Энзим катализирует гидролитическое расщепление уксуснокислого эфира масляной кислоты. Назвать класс к которому он относится.
8. Энзим катализирует реакцию, в которой субстрат является донором водорода. Определить класс и дать общее название.
9. Энзим катализирует окислительно-восстановительную реакцию. К какому классу он относится, какие дополнительные данные необходимы для определения подкласса?
10. Энзим катализирует перенос метильной группы от донора к акцептору. Назвать класс энзима и его общее наименование.
11. Назвать функцию карбоксилтрансфераз.
12. Энзим катализирует перенос остатка фосфорной кислоты с донора на молекулу акцептора. Назвать класс и общее наименование подкласса.
13. Энзим катализирует гидролитическое отщепление остатка фосфорной кислоты в молекуле глюкозо-6-фосфата. Назвать класс дать рабочее имя.
14. Энзим катализирует гидролитическое расщепление пептидной связи в белковых молекулах. Назвать класс фермента и рабочее имя.
15. Энзим катализирует расщепление пептидной связи в пептидах. Назвать класс и рабочее имя.
16. Энзим катализирует разрыв эфирных связей в триглицериде. Назвать класс и рабочее имя энзима.
17. Энзим катализирует гидролиз связи С-С. Назвать класс подкласс.
18.Энзим катализирует гидролиз связи С-О. Назвать класс и подкласс.
Энзим катализирует гидролиз связи С-N. Назвать класс и подкласс.
19. Назвать реакции, катализируемые изомеразами.
20. Назвать класс энзима, катализирующего превращение D-аланина в L-аланин и его общее наименование.
21. Назвать класс и общее наименование энзима, катализирующего пре-
вращение УДФгалактозы в УДФглюкозу.
22. Энзим катализирует образование С-О, С-S, С-N, С-С и фосфорноэфир-
ных связей. К какому классу относится?
23. На чем основана классификация ферментов?
Ферменты
1. Усвоить данные о механизме ферментативной реакции, ее этапах знать, чем обеспечивается специфичность, что такое активный центр, как он устроен, какие аминокислотные остатки чаще содержатся в нем, что такое центр связывания; что представляют собой кофакторы, их виды (органические и неорганические), какие из них - коферменты. 2. Знать типы коферментов, как измеряется скорость ферментативной реакции и способы выражения активности ферментов, уметь различать реакции нулевого и первого порядка. 3. Уметь определять константу Михаэлиса по экспериментальным данным, знать смысл ее определения. 4. Знать, что собой представляют эффекторы, усвоить их виды (активаторы и ингибиторы), типы ингибирования (конкурентное, неконкурентное, ингибирование субстратом). 5. Знатьтипы активации (ионами, путем воздействия на субъединицы, путем защиты фермента). 6. Изучить особенности распределения ферментов в организме (ферменты жизнеобеспечения, органоспецифические, проферменты, изоферменты, ассоциации ферментов).
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Е - энзим, S - субстрат, Р - продукт реакции. Используя эти символы, записать ферментативную реакцию как трехэтапный процесс.
2. Назвать первый этап ферментативной реакции.
3. Назвать второй этап ферментативной реакции.
4. Назвать третий этап ферментативной реакции.
5. Сформулировать понятие "активный центр" энзима.
6. Переписать, освободив от лишнего: "В образовании активного центра участвуют остатки углеводов, альдегидов, аминокислот, далеко расположенные друг от друга в полипептидной цепи молекулы энзима. Они удалены сближаются в пространстве за счет эфирных, гликозидных, пептидных связей, благодаря трехмерной структуре молекулы белка. Геометрическая форма пространства, ограниченного остатками липидов, аминокислот, углеводов, образующих активный центр, должна быть идентичной, комплементарной, зеркальной к форме молекулы субстрата".
7. Переписать фразу, освободив ее от лишнего: "Оптимальная пространственная форма активного центра возникает только в присутствии минеральных веществ, жиров, альдегидов, субстрата или активаторов".
8. Определить понятие "индуцируемая адаптация фермента".
9. Переписать, освободив от лишнего: «Активный центр многих гидролаз включает остаток цистеина, глицина, серина, изолейцина, гистидина»
10. Какие из перечисленных аминокислот могут содержаться в активном центре ферментов: лейцин, серин, аланин, триптофан, гистидин, лейцин, цистеин, фенилаланин, валин, тирозин, пролин, лизин?
11. Переписать фразу, освободив от лишнего: «Активный центр многих дегидрогеназ включает остаток лизина, цистеина, аланина, серина, лейцина, триптофана».
12. Переписать фразу, освободив от лишнего: «Ингибировать сериновые ферменты можно метиленовым синим, уксусной кислотой, диизопропилфторфосфатом /ДФФ/, гуанином, метилурацилом»
13. Переписать фразу, освободив от лишнего: «Ингибитором цистеиновых ферментов является глицерол, сульфаты, парахлормеркурибензоат, вообще, соединения, взаимодействующие с тиоловой группой цистеина».
14. Закончить фразу:"Кофакторы ферментов - это вещества, ....»
15. Напишите группы кофакторов.
16. Закончить фразу «Коферменты - это ...»
17. Сложный фермент принято называть ………….. Он включает следующие элементы:
18. Выписать из перечисленных соединения, образующие коферменты:
1. минеральные вещества; 2. липиды; 3) витамины: 4) гормоны;
5. нуклеотиды, 6. пирокатехины; 7. тетрапиррольные соединения
19. Что изучает кинетика ферментативных реакций?
20. Скорость ферментативной реакции измеряется (чем?).
21. Как принято выражать активность фермента?
22. Нарисовать графики зависимости v от t для реакций нулевого и первого порядка. Описать вербально (словами) отличие между ними.
24. Как по константе Михаэлиса судят о степени сродства энзима к субстрату? Дать биологическую интерпретацию высокому значению константы Михаэлиса.
25. Переписать фразу, опустив лишнее: «Эффекторы - соединения, которые тормозят, изменяют, ускоряют ферментативные реакции»
26. Продолжить фразу: «Основная особенность конкурентных ингибиторов - ....»
27. Показать с помощью символов (E - энзим, S - субстрат, I - ингиби-
тор) как протекает реакция E+S в присутствии ингибитора.
28. Изобразить графически зависимость Vмакс. от [S] без ингибитора и
в присутствии конкурентного ингибитора в концентрациях 1 и 2 мМ/л.
29. Какие ингибиторы называют антиметаболитами?
30. В чем биологический смысл существования антиметаболитов?
31. Закончить фразу: «Особенность неконкурентных ингибиторов состоит в том, что они...»
32. Переписать фразу, опустив лишнее: «К неконкурентным ингибиторам относятся: производные глюкозы, стерины, фториды, масла, этилендиаминтетраацетат, эфиры глицерина»
33. Изобразить график зависимости Vмак от [S] в присутствии неконку-
рентного ингибитора в двух концентрациях (1 и 2 мМ/л):
34. Показать графически предположение, объясняющее, как избыток субстрата может вызывать торможение ферментативной реакции:
35. Выбрать верные утверждения: «Ферментативная реакция ускоряется путем: воздействия на субъединицы; снижения энергетического порога реакции; повышения концентрации реагирующих веществ; за счет активации ионами; путем защиты фермента; за счет взаимодействия с субстратом»
36. Выписать то, что относится к особенностям аллостерических активаторов: сходны по структуре с субстратом, изменяют конфигурацию субстрата; значительно отличаются от природного субстрата энзима; условно специфичны; неспецифичны; строго специфичны; действуют на предпоследнее звено в цепи ферментативных реакций; на первое звено; на любое звено цепи; не действуют на ферменты.
37. Для каких ферментов характерен кооперативный эффект, в чем он со-
стоит?
38. Нарисовать графики зависимости v от [S] для аллостерического фер-
мента в присутствии активатора и ингибитора порознь. Как объясняет теория наведенной адаптации фермента к субстрату (теория Кошланда) сигмовидный характер кривых?
40. Какие ферменты обнаруживаются практически во всех клетках?
41. Назовите два состояния ферментов в клетке.
42. Закончить фразу: «Проферменты - это ......»
43. Закончить фразу: «Изоферменты - это ферменты, отличающиеся по структуре, но выполняющие ...»
44. Закончить фразу: «Ассоциации ферментов - это ...»
45. Сформулировать понятие "лимитирующий фермент".
Биоэнергетика. Окислительно-восстановительные процессы"
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Сформулируйте понятие "Обмен веществ", назовите его этапы, охарактеризуйте понятия "Метаболизм", "Катаболизм", "Анаболизм", "Амфиболизм", "Анаплеротический процесс", "Метаболический путь", "Метаболический цикл", "Метаболит" и "Конечный продукт" 2. Основные положения биоэнергетики. Сходство и различия в использовании энергии ауто- и гетеротрофными организмами, связь между теми и другими. 3. Сформулировать понятия "Макроэргическая связь", Макроэргическое соединение". Макроэргические соединения в живых организмах. Виды работ, совершаемых живым организмом, связь с окислительно-восстановительными процессами (желательно графическое изображение). 4. Особенности биологического окисления, его виды. Тканевое дыхание. 5. Ферменты тканевого дыхания, их особенности, компартментализация. 6. Типы дегидрирования основных окисляемых в организме субстратов (насыщенных и ненасыщенных соединений, спиртов, кетонов, кислот, аминокислот) 7. Как запасается энергия, высвобождающаяся при биологическом окислении? Химическая гипотеза Ленинджера, хемиоосмотическая гипотеза Митчелла (принципы). 8. Сформулируйте понятие "Окислительное фосфорилирование", объясните его механизм. 9. Почему окислительное фосфорилирование называют также сопряженным фосфорилированием, какой структурный элемент клетки является сопрягающим фактором? 10. Понятие о разобщении тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Разобщающие факторы - протонофоры. 11. Субстратное фосфорилирование: биологическое значение, примеры. 12. Общие и частные пути метаболизма углеводов, липидов и белков. Принципиальные стадии метаболизма и анаболизма. 13. Связь основного метаболического пути Мейергофа-Парнаса-Эмбдена- Кребса с тканевым дыханием (точки ответвления дыхательных цепей от основного пути). 14. Сопоставьте энергетический эффект окисления глюкозы по основному и по анаэробному путям.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
1. Переписать, оставив только верные утверждения: «Превращение энергии в клетках подчиняется следующим общим для неживой и живой природы законам: клетка продуцирует, но не расходует энергию; общая энергия замкнутой системы всегда постоянна; энергия существует в форме свободной (полезной) и рассеиваемой (бесполезной); система, продуцирующая энергию, может существовать без притока ее извне; любое физическое изменение ведет к рассеиванию энергии - к уменьшению свободной и росту энтропии»
2.Переписать фразу, оставляя только верные положения: «Клетка - замкнутая-открытая система и, следовательно, должна - не должна получать энергию из окружающей среды»
3. Выписать из нижеприведенных утверждений те, которые можно назвать основными положениями биоэнергетики: живые организмы используют энергию солнца, механического движения, химическую энергию и другие ее формы; живые организмы используют только энергию фотонов ультрафиолетовой части солнечного спектра и энергию химических связей; живые организмы используют только энергию солнечного света; энергия в живых организмах запасается в виде разнообразных соединений; живыми организмами для выполнения работ используется только энергия макроэргических связей в высокоэнергетических соединениях (привести примеры этих соединений); энергия химических связей в биополимерах используется непосредственно для выполнения некоторых видов работ в организме; для выполнения всех видов работ используется в организме энергия любых химических связей; в завимости от источника энергии все живые системы разделяют на: позвоночные и беспозвоночные; - млекопитающие и парнокопытные аутотрофы и гетеротрофы; теплокровные и холоднокровные.
4. Переписать фразу, опустив неверные утверждения: «Энергию, поступающую извне, аутотрофы и гетеротрофы используют непосредственно для перемещения тела, для трансформации в электрическую энергию, для синтеза макроэргических соединений, для обеспечения осмотических процессов»
5. Нарисовать схему связи ауто- и гетеротрофов в энергопотреблении.
6. Составить фразу, введя в нее только правильные из приведенных ниже утверждений: «Макроэргическая связь - это связь между атомами углерода и другими элементами; связь, подвергающаяся гидролизу при нагревании - связь, при распаде которой высвобождается более 4 ккал/моль - связь между прошлым и будущим - связь, на синтез моля которой затрачивается более 4 ккал».
7. Написать структурную формулу важнейшего макроэргического соединения, синтезируемого ауто- и гетеротрофами.
8. Перечислить виды работ, выполняемых живой системой.
9. Нарисовать схему "Подзарядка АТФ и ее использование в организме».
10. Переписать фразу, оставив только верные утверждения: «Окисление может реализоваться: присоединением кислорода к атому водорода в субстрате, отщеплением водорода, потерей электрона, путем последовательного переноса водорода и электронов к атому кислорода»
11. Переписать фразу, опустив неверные утверждения: "Биологическое окисление - процесс, в ходе которого субстраты приобретают дополнительный атом кислорода, теряют протоны и электроны, являясь акцепторами донаторами водорода, а кислород - промежуточным конечным акцептором водорода кислорода"
12. Переписать правильные утверждения, относящиеся к живой системе:
перенос протонов и электронов от окисляемых субстратов на кислород - одноэтапный процесс; перенос протонов и электронов с субстрата на кислород обеспечивается промежуточными акцепторами-донаторами неорганической природы; промежуточные акцепторы-донаторы водорода - ферменты; конечный акцептор водорода - фермент; конечный акцептор водорода - белок; конечный акцептор водорода - кислород.
13. Закончить фразу: "Перенос водорода через ряд промежуточных переносчиков предупреждает ... ... в виде тепла".
14. Продолжить фразу: "Тканевое дыхание это ...»
15. В каком случае понятия "Тканевое дыхание" и "Биологическое окис-
ление" однозначны.
16. Сформулировать понятия "Аэробное и Анаэробное окисление".
17.Составить схему действия ферментов тканевого дыхания.
18. Составить схему последовательности переброски электронов в элект-
ронтранспортном участке дыхательной цепи:
19. Показать с помощью фрагментов структурных формул как происходит
дегидрирование: насыщенных соединений, ненасыщенных соединений, первичных и вторичных спиртов, альдегидов, кислот и аминокислот.
20. Описать общие принципы дегидрирования.
21. Чем обусловлено движение протонов и электронов по цепи ферментов
тканевого дыхания.
22. Сколько энергии затрачивается на синтез одного моля пирофосфорной
связи в АТФ и высвобождается при гидролизе 1 моля той же связи в АТФ?
23. Закончить фразу: "Синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, высвобождающейся при транспорте протонов и электронов по дыхательной цепи, называют ... или ... фосфорилированием.
24. Переписать те экспериментальные данные, которые подтверждают наличие сопряжения между тканевым дыханием и синтезом АТФ: существует кратное отношение между количеством потребленного клеткой кислорода и количеством потребленного неорганического фосфата; введение тироксина активирует тканевое дыхание; блокада тканевого дыхания в клетке ведет к блокаде синтеза АТФ; дефицит в клетке АТФ ведет к активации тканевого дыхания; введение цианидов блокирует тканевое дыхание; дефицит АДФ или неорганического фосфата не замедляет тканевого дыхания;
25. Написать название структуры, сохранность которой необходима для сопряжения: цитоплазматическая мембрана, аппарат Гольджи, митохондриальная мембрана, пассатижи, рибосомы, щетинки, С-клетки. Нарисовать схему органеллы в разрезе, обозначить ее элементы.
26. Переписать те из перечисленных фактов, которые доказывают роль целостной мембраны митохондрий в сопряжении: не удалось найти переносчик активированного фосфата; мембрана непроницаема для протонов; в изолированных митохондриях тканевое дыхание сопряжено с окислительным фосфорилированием; в присутствии протонофоров тканевое дыхание усиливается, а синтез АТФ угнетается; при повторном замораживании-оттаивании митохондрии сохраняют тканевое дыхание, но не синтезируют АТФ.
27. Переписать свойство митохондриальной мембраны, которое обеспечивает сопряжение: наличие интегральных белков, присутствие холестерола и его производных, непроницаемость для протонов, избирательная проницаемость для ацилпроизводных карнитина.
28. Переписать из нижеприведенных фактов те, которые доказывают, что именно избирательная проницаемость мембраны обеспечивает сопряжение:
механическое разрушение мембраны нарушает сопряжение; введение в среду цианидов блокирует тканевое дыхание и синтез АТФ; введение протонофоров не угнетает тканевого дыхания, но тормозит синтез АТФ; небольшое изменение ионной силы в среде не вызывает разобщения.
29. Перечислить основные факты, свидетельствующие в пользу хемиоосмотической гипотезы Митчелла:
8. Переписать правильные утверждения: протонный градиент по обе стороны внутренней митохондриальной мембраны создается переносом протонов кнаружи; переносом протонов в матрикс; непроницаемостью мембраны для глюкозы; рН с наружной стороны внутренней мембраны ниже, чем с внутренней в связи с накоплением протонов снаружи и электронов - внутри; дыхательная цепь в мембране локализована так, что ее начальное звено обращено в матрикс; обращено кнаружи, находится в толще мембраны.
30. Переписать только верные положения: протонофоры это соединения, разрушающие внутреннюю мембрану митохондрий; разрушающие наружную мембрану; которые могут транспортировать протоны через неповрежденную мембрану.
31. Переписать фразу, дополнив ее верными положениями из приведенных ниже «При неповрежденной мембране транспорт протонов в матрикс ....»: не происходит; происходит через протонный канал; происходит, как заблагорассудится; происходит только в присутствии протонофоров
32. Что представляет собой протонный канал (фактор Fо)?
33. Фактор F-1 представляет собой (переписать, дополнив правильным положением из нижеприведенных: часть протонного канала; АТФ-синтетазу, структурный белок; сэндвич).
34.Переписать фразу, используя верные утверждения: Фактор Fо обращен 1) внутрь, 2) кнаружи мембраны, 3) пронизывает мембрану.
35.Переписать фразу, опустив лишнее: Фактор F-1 обращен (внутрь, кнаружи, пронизывает мембрану, не имеет отношения к мембране)
36. Расположить в логической последовательности факторы, обеспечивающие синтез АТФ: активация АТФ-синтетазы ® движение протонов по дыхательной цепи ® движение протонов через протонный канал ® возникновение разницы потенциалов ® дегидрирование окисляемого субстрата ® синтез АТФ ® желание поработать.
37. Транспорт АТФ из матрикса обеспечивает ....
38. Закончить фразу: «Транспорт неорганического фосфата в матрикс обеспечивается двумя системами: ...»
39. Чем обусловлен градиент рН?
40.Написать, какое из перечисленных явлений вызывает разобщение: 1) протоны накапливаются, а тканевое дыхание подавлено, 2) мембрана проницаема для протонов, 3) разница потенциалов на мембране имеется, а тканевое дыхание активировано.
41. Какие из перечисленных факторов являются разобщителями: 1) воздействия, которые способствуют прохождению окислительных процессов, 2) вещества, "проводящие" протоны на плазматическую поверхность мембраны, 3) воздействия или вещества, не влияющие на тканевое дыхание, но угнетающие окислительное фосфорилирование, 4) вещества, обеспечивающие транспорт протонов через митохондриальную мембрану.
42. Как влияют на скорость окислительного фосфорилирования накопление
АДФ или АДФ?
43. Как изменяется тканевое дыхание при накоплении АТФ или АДФ.
44. Закончить фразу: «Субстратное фосфорилирование не связано с процессом ...»
45. Изобразить субстратное фосфорилирование в структурных формулах
на примере окисления 3-фосфоглицеринового альдегида.
46. Записать структурными формулами субстратное фосфорилирование, связанное с внутримолекулярной перестройкой, на примере преобразования 3-фосфоглицериновой кислоты.
Биологические мембраны. Транспорт"
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Главные составные компоненты мембран. Состав и характеристика липидного бислоя, его свойства, белки мембран, их функции. 2. Назвать типы механизмов чрезмембранного переноса веществ, охарактеризовать простую и облегченную диффузию. 3. Активный транспорт веществ через мембраны: механизм первично-активного транспорта. 4. Механизмы вторично-активного транспорта веществ через мембраны (симпорт, антипорт). 5. Перенос через мембрану секретирующихся в клетке соединений.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:
1. Перечислить главные составные компоненты мембран.
2. Внести во фразу пропущенные слова: "Основа мембран - ... ...., который образован главным образом ... ... и гликолипидами».
3. Написать, какое свойство липидов обусловливает возможность образования бислоя: нерастворимость в воде, амфипатность, высокая молекулярная масса или высокое содержание углерода?
4. Написать структурные формулы высшей жирной кислоты, фосфолипида и гликолипида и обвести в них прямоугольником гидрофильный и окружностью - гидрофобный компоненты.
5. Чем обеспечивается непрерывность липидного бислоя мембран?
6. Отличаются ли функционально разные мембраны по белковому составу?
составу.
7. По какому принципу различаются мембранные белки?
8. На чем основано разделение белков мембран на два вида?
9. Дополнить фразу: "Часто ... белки присоединены к поверхности ... белков"
10. Дополнить фразу: «Интегральные белки погружены в ... и связаны с углеводородными цепями липидов гидрофобными взаимодействиями»
11. Нарисовать схему строения мембраны, включающую билипидный слой,
интегральный и периферический белки.
12. Закончить фразу: «Белки обеспечивают реализацию следующих функций мембраны: (перечислить).
13. Переход цепей жирных кислот в бислое от упорядоченного состояния к жидкому определяется (чем?).
14. Назвать факторы, повышающие жесткость бислоя.
15. Перечислить механизмы переноса веществ через мембрану
16. Переписать фразу с необходимыми дополнениями: «Небольшие нейтральные молекулы могут перемещаться через мембрану за счет ..., а если они несут заряд, то и за счет разницы ...»
17. Закончить фразу: «Перенос путем простой диффузии прекращается после установления равенства ...»
18. Как называют белки-переносчики.
19. Нарисовать схемы переноса вещества с помощью переносчика.
20. Написать источники энергии, обеспечивающие
первично-активный транспорт и вторично-активный транспорт.
21. Нарисовать схему первично-активного транспорта на примере натрие-
вого насоса.
22. С чем связано появление трансмембранного электрохимического потен-
циала?
23. К какому виду транспорта относятся симпорт и импорт?
24. Нарисовать схемы разновидностей вторично-активного транспорта.
25. Что из перечисленного относится к понятиям "пиноцитоз" и "фагоцитоз"
(транспорт в клетку микроорганизмов, перенос в клетку частиц туши, перенос в клетку растворенных веществ, перенос в клетку взвешенных частиц)
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ по темам: «Ферменты, биоэнергетика»
1. Составить и заполнить таблицу:
| Класс фермента | Вид катализируемой реакции |
2. Какое из реагирующих соединений можно отнести к катализаторам:
1) А + В -> АВ; 2) АВ -> АР ; 3) АР -> А + Р. Обосновать
3. В чем разница между активным центром и каталитическим центром
фермента?
4. Какие аминокислоты чаще других входят в состав активного центра?
5. Записать три последовательных стадии ферментативной реакции.
6. Перечислить факторы, влияющие на скорость ферментативной реакции:
7. Назвать виды эффекторов.
8. Назвать виды торможения.
9. Перечислить свойства аллостерических ингибиторов.
10. В чем заключается биологическая роль аллостерических ингибиторов?
11.Как называются ферменты, свойственные только некоторым органам и ферменты, и обязательные для каждой клетки, ферменты, находящиеся в цитозоле и связанные с мембранами?
12.Перечислить способы выражения скорости ферментативной реакций или
активности фермента.
13.Построить график зависимости скорости реакции от концентрации суб-
страта (данные взять произвольно, но так чтобы они согласовывались с тем, что Вам известно о свойствах ферментов).
14. Энергия необходима клетке для обеспечения следующих видов работ (перечислить):
15. Дополнить фразу недостающим: «Источник энергии в клетке гетеротрофного организма -....; запасается энергия в клетках в виде ... соединений, представленных главным образом ...»
16. Дополнить фразу недостающим: «Высвобождение энергии химических связей происходит в клетке путем транспорта ... и ... на кислород с помощью ..., которая представлена ферментами, объединенными общим названием - ...»
17. Изобразить схему дыхательной цепи.
18. Назвать в функциональной последовательности ферменты дыхательной цепи и их коферментные группы.
19. Где локализованы ферменты тканевого дыхания?
20. Назвать основное свойство митохондриальной мембраны, обеспечивающее сопряжение окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания.
21. Нарисовать схему сопряжения.
22. Нарисовать схему фрагмента плазматической мембраны.
23. Перечислить виды чрезмембранного транспорта.
24. Нарисовать схему симпорта и антипорта.
25. Нарисовать схему первично-активного транспорта (перенос Na+, K+).