Биологическое окисление

Задача №1. Как скажется на работе цикла Кребса недостаточность витаминов В₁, В₂, РР? Для ответа укажите, какая связь существует между данными витаминами и ферментами цикла Кребса.

Задача №2. Выберите ферменты цикла Кребса, активность которых увеличится при повышении концентрации НАД⁺ в митохондриях. Напишите в формулах реакции, которые катализируются этими ферментами.

Задача №3. К препарату митохондрий добавили оксалоацетат, меченый ¹⁴С по углероду карбонильной группы. Какое положение займет меченый углерод после одного оборота цикла Кребса?

Задача №4. Напишите в формулах превращение цитрата в сукцинат. Назовите продукты этого превращения и укажите их дальнейшую судьбу. Сколько АТФ образуется, если дегидрогеназные реакции этого этапа сопряжены с дыхательной цепью?

Задача №5. Что будет с циклом Кребса, если прекратится отток из него восстановленных эквивалентов (НАДН)? Для ответа укажите реакции, в которых образуется НАДН и пути его дальнейшего превращения.

Задача №6. К препарату митохондрий добавили пируват, меченый ¹⁴С по метильной группе. Какое положение займет ¹⁴С в оксалоацетате после од­ного оборота цикла Кребса?

Задача №7. Сколько молекул АТФ синтезируется при окислении одной молекулы пирувата до 2-оксоглутарата? Одной молекулы изоцитрата до сукцината? Одной молекулы сукцината до оксалоацетата? При условии, что дегидрогеназные реакции сопряжены с дыхательной цепью.

Задача №8. Ротенон (токсичное вещество, вырабатываемое одним из видов растений) резко подавляет активность митохондриальной НАДН-дегидрогеназы. Токсичный антибиотик антимицин сильно ингибирует окисление убихинола. Допустим, что оба эти вещества блокируют соответствующие участки дыхательной цепи с равной эффективностью. Какой из них будет при этом более мощным ядом? Дайте аргументированный ответ.

Задача №9. Напишите реакции, которые ускоряются при введении в организм кокарбоксилазы, если известно, что кокарбоксилаза – это активная форма витамина В₁ (тиаминдифосфат). Назовите продукты этих реакций, укажите их дальнейшие превращения.

Задача №10. Подберите каждому пронумерованному ферменту дыхательной цепи соответствующий кофермент, обозначенный буквами:

1. НАДН-дегидрогеназа А. ФАД

2. QН₂ - дегидрогенза Б. гем

3. Цитохромоксидаза В. ФМН

4. Малатдегидрогеназа Г. гем, Сu²⁺

5. Сукцинатдегидрогеназа Д. НАД⁺

Е. НАДФ⁺

Задача №11. К изолированным митохондриям добавили изоцитрат. Каким будет коэффициент Р/О:

а) без добавок;

б) если в инкубационную смесь добавить ингибитор НАДН-дегидроге-назы;

в) если вместе с этим ингибитором добавить сукцинат;

г) если вместе с ингибитором добавить аскорбиновую кислоту, которая может окисляться цитохромом с?

Задача №12. 2,4-ДНФ (сильный разобщающий агент) пытались одно время использовать для борьбы с ожирением. На чем основывался такой выбор? Теперь такого рода разобщающие агенты уже не применяются в качестве лекарственных препаратов, поскольку известны случаи, когда их применение приводило к летальному исходу. Почему прием разобщающих агентов может вызвать смерть?

Задача №13. Выберите утверждения, которые правильно отражают особенности регуляции реакций общего пути катаболизма. Ответ поясните.

а) изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом;

б) активность ПДГ не зависит от концентрации цитрата;

в) скорость цикла Кребса не зависит от соотношения НАД⁺/НАДН;

г) разобщители окисления и фосфорилирования не влияют на скорость реакций общего пути катаболизма.

Задача №14. Что такое гипоэнергетическое состояние? Какое состояние, гипо- или гиперэнергетическое, будет в клетке при:

а) нарушении кровообращения;

б) гиповитаминозе РР, В₁, В₂;

в) нарушении целостности митохондриальной мембраны;

г) увеличении концентрации АТФ в митохондриях.

Ответ поясните.

Задача №15. Подберите к пронумерованным метаболическим путям соответствующий буквенный ответ:

1). Расщепление аминокислот до пирувата А. Специфический путь

2). Превращение глицерина в пируват В. Неспецифический путь

3). Расщепление аминокислот до ацетил-КоА

4). Распад жирных кислот до ацетил-КоА

5). Превращение пирувата в ацетил-КоА

6). Распад ацетил-КоА до СО₂ и Н₂О.

Задача №16. Рассмотрите окисление ацетил-КоА в цикле Кребса при гипоксии и нормоксии. Сколько АТФ при этом образуется?

Задача №17. При длительном голодании основным источником энергии в печени становятся жирные кислоты, при окислении которых в митохондриях увеличивается концентрация ацетил-КоА. Как при этом изменится скорость окисления: а) пирувата, б) глюкозы? Каково биологическое значение этого явления?

Задача №18. В сказке «Два мороза» Морозы решили позабавиться и поморозить двух людей: барина, одетого в теплую одежду и бедного мужика, одетого в рваную одежду. Морозу-Багровому носу удалось заморозить барина. А вот Морозу-Синему носу это сделать не удалось. Как объяснить этот феномен? Для ответа: а) перечислите источники тепла в организме человека;

б) объясните роль тканевого дыхания в терморегуляции.

Задача №19. У пациента выявлен генетический дефект пируваткарбоксилазы. К каким последствиям может привести такой дефект? Для ответа на этот вопрос:

а) напишите реакцию, катализируемую указанным ферментом;

б) назовите и напишите схемы процессов, в которых участвует продукт этой реакции

Задача №20. Будет ли происходить накопление оксалоацетата, если к экстракту, содержащему ферменты и кофакторы цикла Кребса, добавить ацетил-КоА?

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

ПЕРЕВАРИВАНИЕ УГЛЕВОДОВ. ОБМЕН ГЛИКОГЕНА

Задача №1. В норме у здоровых людей активность амилазы в крови низкая. Объясните, почему активность этого фермента повышается при острых панкреатитах и при обострении хронического воспаления поджелудочной железы. Каким методом можно обнаружить амилазу в крови? Опишите принципы определения активности ферментов в тканях и биологических жидкостях.

Задача №2. Одному животному внутривенно ввели стерильный раствор сахарозы, другому животному сахарозу добавили в корм. Рассмотрите обмен сахарозы у этих животных, описав соответствующие метаболические схемы.

Задача №3. Употребление в пищу кондитерских изделий, конфет вызывает у ребенка рвоту и понос. Он плохо переносит и сладкий чай, тогда как молоко не вызывает отрицательных реакций. Какой молекулярный дефект можно предположить?

Задача №4. Больной страдает от судорог в мышцах при напряженной физической работе, но в остальном чувствует себя здоровым. Биопсия мышечной ткани выявила, что концентрация гликогена в мышцах этого больного гораздо выше нормы. Почему накапливается гликоген? Как можно предотвратить судороги при работе?

Задача № 5. Клинические симптомы двух форм галактоземии, одна из которых обусловлена недостаточностью галактокиназы, а другая - галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы, резко различаются по своей тяжести. И в том, и в другом случае молоко вызывает у больных кишечные расстройства, но при недостаточности галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы нарушаются функции печени, почек, селезенки и мозга, а затем наступает смерть. Какие продукты накапливаются в крови и тканях при недостаточности каждого из двух ферментов? Оцените сравнительную токсичность этих продуктов на основе приведенных выше данных.

Задача №6. Сделайте предположение о возможных причинах заболевания, если известно, что у больного, длительно страдающего хроническим заболеванием кишечника – энтероколитом, после приема молока стали появляться метеоризм, диарея, колики.

Задача №7. Какие реакции характерны для мобилизации гликогена в печени и мышцах?

1) гликоген → глюкозо-1-фосфат→ глюкозо-6-фосфат→ глюкоза

2) гликоген→ глюкозо-1-фосфат→ глюкозо-6-фосфат

3) гликоген → глюкозо-6-фосфат → лактат

4) гликоген → мальтоза

А. Характерно для печени.

Б. Характерно для мышц.

С. Не характерно для печени и мышц