Тема 2.1. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ
Вопросы для самоподготовки
1. Назовите источник энергии, обеспечивающий биологическую работу для гетеротрофных и аутотрофных организмов.
2. Дайте определение понятию «биологическое окисление».
3. Перечислите продукты, сходные в процессах горения и биологического окисления.
4. Назовите принципиальные различия, по которым отличаются биологическое окисление и горение.
5. Назовите основную роль биологического окисления.
6. Назовите вспомогательные реакции биологического окисления.
7. Какой биохимический процесс называется субстратным окислением?
8. Каково биологическое значение субстратного окисления для клетки?
9. Какой биохимический процесс называется «тканевым дыханием»? В какой органелле клетки он происходит?
10. Что представляет собой дыхательная цепь? Нарисуйте ее схему.
11. Назовите основные участки, составляющие дыхательную цепь.
12. Назовите витамины, необходимые для синтеза небелковых частей ферментов дыхательной цепи.
13. Перечислите коферменты, принимающие участие в тканевом дыхании.
14. Напишите формулу НАД и дайте полное название этого кофермента.
15. Напишите процесс переноса электронов и протонов при помощи НАД.
16. Напишите формулу ФАД и дайте полное название этой простетической группы.
17. Напишите процесс переноса электронов и протонов при помощи ФАД.
18. Какое участие в окислении субстратов принимают убихиноны?
19. Напишите процесс переноса электронов и протонов при помощи убихинона.
20. Назовите составные части цитохромов. Объясните их роль в тканевом дыхании.
21. Как называет комплекс цитохромов а и а3?
22. Напишите уравнение переноса электронов с участием цитохромоксидазы.
23. Какое вещество является окончательным акцептором электронов в дыхательной цепи?
24. Назовите конечные продукты тканевого дыхания.
25. В каком случае при тканевом дыхании возможно образование перекиси водорода и каким образом организм обезвреживает ее?
26. Чем обусловлена и как регулируется в клетке строго определенная последовательность переноса электронов по дыхательной цепи?
27. Как меняется окислительно-восстановительный потенциал редокс-пар при переходе от субстрата к кислороду?
28. Чему равна общая разность окислительно-восстановительных потенциалов между НАДН и О2 и, соответственно ей, разность свободной энергии?
29. На синтез скольких молекул АТФ хватает энергии, выделяющейся при переносе пары электронов по дыхательной цепи? Сколько АТФ синтезируется в действительности?
30. Какие связи называются макроэргическими?
31. Перечислите известные Вам макроэргические соединения.
32. Напишите структурную формулу АТФ.
33. Какие виды фосфорилирования есть в организме?
34. Дайте определение окислительному фосфорилированию.
35. Дайте определение субстратному фосфорилированию.
36. В какие виды энергии может превращаться энергия гидролиза АТФ?
37. Что называется коэффициентом фосфорилирования?
38. Назовите участки дыхательной цепи, где перенос электронов сопряжен с синтезом АТФ.
39. Чему равен коэффициент фосфорилирования, если окисление субстрата начинается с НАД-зависимой дегидрогеназы?
40. Чему равен коэффициент фосфорилирования, если окисление начинается с ФАД-зависимой дегидрогеназы?
41. Механизм сопряжения окисления с фосфорилированием.
42. Дайте определение понятию «свободное окисление».
43. Каков механизм действия разобщителей тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования?
44. Назовите вещества, которые являются разобщителями тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.
45. Перечислите основные причины нарушения тканевого дыхания.
46. Назовите вещества, которые являются ингибиторами ферментов тканевого дыхания.
Вопросы, задачи и упражнения для самоконтроля
1. Последовательность реакций в цепи переноса электронов (ЦПЭ) определяется:
1. строением окисляемого субстрата;
2. величинами окислительно-восстановительных потенциалов компонентов ЦПЭ;
3. локализацией ферментов в митохондриальной мембране;
4. прочностью связи апоферментов с коферментами;
5. наличием АТФ-синтетазы в мембране митохондрий.
2. Подберите к каждому ферменту ЦПЭ соответствующий кофермент:
| 1. НАДН-дегидрогеназа; 2. QH2-дегидрогеназа; 3. цитохромоксидаза; 4. сукцинатдегидрогеназа. | а) ФАД; б) гем; в) ФМН; г) гем, Cu2+. |
3. Укажите правильный порядок этапов превращения энергии в организме человека при синтезе АТФ путем окислительного фосфорилирования.
1. энергия химических связей веществ, поступающих с пищей;
2. энергия электронов в восстановленных коферментах НАДН и ФАДН2;
3. энергия электронов, проходящих через компоненты ЦПЭ;
4. энергия протонного электрохимического потенциала на внутренней мембране митохондрий.
4. Оцените энергетический эффект окисления малата и сукцината:
1. определите различия в окислении этих субстратов, используя схему ЦПЭ;
2. выпишите названия ферментов, обеспечивающих сопряжение дыхания с синтезом АТФ;
3. определите количество этапов сопряжения для каждого субстрата и сравните величины Р/О для них.
5. Выберите вещества, которые могут уменьшать коэффициент Р/О:
1. малат;
2. 2,4-динитрофенол;
3. сукцинат;
4. цитрат;
5. жирные кислоты.
6. Выберите из перечисленных веществ разобщители дыхания и фосфорилирования:
1. стеариновая кислота;
2. норадреналин;
3. тироксин;
4. аминобарбитал;
5. ротенон.
Литература
1. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.: Высшая школа, 1989. –
С. 199-212, 222-231.
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1990. – С. 280-298.
3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1998. – С. 305-318.
4. Задания на самоподготовку по биологической химии.
5. Задания для самостоятельной работы студентов лечебного и медико-профилактического факультетов.
6. Тестовые задания по биохимии.
7. Лекционный материал.
8. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С. 111-129.
9. Лабораторная работа: