Обмен энергии

Вопросы к коллоквиуму

Общие вопросы

1. Фототрофные и хемотрофные, аутотрофные и гетеротрофные организмы, их характеристика. Какие процессы в живом организме требуют затраты энергии? В чем заключается биологическая роль (2) процессов распада органических веществ в организме?

2. Что понимают под биологическим окислением? Что такое тканевое дыхание? Что понимают под окислением аэробным и анаэробным? В каких субклеточных фракциях (2) протекают процессы биологического окисления?

3. Как возникают вода и СО₂ при окислительном распаде в клетках органических субстратов? Какова роль (2) в организме вдыхаемого кислорода? Сколько эндогенной воды образуется за сутки в организме человека?

4. Что такое окисление? Как меняется степень окисления углерода углеводов и углеводородной цепи жирных кислот в процессе их деградации до диоксида углерода? Напишите схему использования органических веществ в качестве источника энергии в организме человека и высших животных.

Макроэргические вещества

5. Какие межатомные связи называют макроэргическими? Назовите наиболее часто встречающиеся макроэргические вещества (не менее 7). Что понимают под адениловой (аденилатной) системой? Какова роль АТФ в организме? Какова величина энергии, освобождающейся при распаде 1 грамм-молекулы АТФ? Какова «длительность жизни» молекул АТФ в клетках высших организмов? Каково суммарное количество АТФ, синтезирующееся (и распадающееся) за сутки в организме взрослого человека?

Цепь транспорта электронов

6. Что понимают под цепью транспорта электронов? Как эта биохимическая система называется иначе? Где в клетке локализованы цепи транспорта электронов? Сколько их (ориентировочно) насчитывают в одной клетке? В чем заключается биологическая роль дыхательной цепи?

7. Какова судьба электронов (и протонов), освобождающихся а клетках в процессах распада органических субстратов (метаболитов)? Что происходит с энергией электронов в процессе их миграции по дыхательной цепи в митохондриях? Сколько энергии электронов затрачи­вается в клетках для синтеза 1 грамм-молекулы АТФ?

8. Как достигается постепенность освобождения избыточной энер­гии электронов в живых клетках? Что представляет собой основной путь переноса электронов (и протонов) к кислороду? (Назовите 11 участников этого пути).

9. От чего зависит последовательность расположения компонентов в дыхательной цепи? Что выражают окислительно-восстановительные потенциалы компонентов цепи транспорта электронов? Как изменяются величины этих потенциалов от субстрата к кислороду? Сколько энергии (в ккал и кДж) освобождается при изменении окислительно-восстановительного потенциала в дыхательной цепи на 0,2 В?

10. Что представляет собой укороченная цепь транспорта электронов? Сколько молекул АТФ возникает при прохождении по ней 2 электронов? Что представляет собой короткая дыхательная цепь? Какой продукт возникает в результате ее функционирования? Что происходит при этом с энергией мигрирующих электронов?

11. Что представляет собой полная цепь транспорта электронов? Сколько молекул АТФ возникает при прохождении по ней 2 электронов? Что представляет собой короткая дыхательная цепь? Какое вещество восстанавливается в результате ее функционирования? Что происходит при этом с энергией мигрирующих электронов?

12. Что такое эндогенная вода? Сколько ее образуется за сутки в организме человека? Какова роль каталазы и глутатионпероксидазы в клетках? Напишите реакции, катализируемые этими ферментами.

13. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Обозначьте места выбрасывания протонов на наружную поверхность мембраны. Напишите реакцию окисления субстрата НАД⁺-зависимой дегидрогеназой (покажите механизм действия кофермента НАД+).

14. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Обозначьте места выбрасывания протонов на наружную поверхность мембраны. Напишите реакцию окисления НАДН (Н+) флавиновым ферментом (покажите механизм действия кофермента ФМН).

15. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Обозначьте места выбрасывания протонов на наружную поверхность мембраны. Напишите реакцию окисления ФМНН₂ с помощью убихинона.

16. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Обозначьте места выбрасывания протонов на наружную поверхность мембраны. Напишите реакцию окисления KoQH₂ при участии цитохромов b и с₁.

17. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Выделите и охарактеризуйте 1 ферментный комплекс.

18. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Охарактеризуйте 2 ферментный комплекс.

19. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Охарактеризуйте 3 ферментный комплекс.

20. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Охарактеризуйте 4 ферментный комплекс.

21. Напишите в виде схемы полную дыхательную цепь. Охарактеризуйте НАДН-дегидрогеназу и центральное место убихинона в полной и укороченной дыхательной цепи.

22. Что такое цитохромы? Какие их разновидности участвуют в дыхательной цепи? Каковы их структура и функция? Чем цитохромоксидаза отличается от других цитохромов?

23. Какова особенность действия НАДФ+-зависимых дегидрогеназ? Напишите трансгидрогеназную реакцию. Каково ее биологическое значение?

24. Как регулируется интенсивность функционирования цепи транспорта электронов?