Вывод (записать полученный результат и дать ему клинико-диагностическую оценку):

ЗАНЯТИЕ 5

ТЕМА: Биологическое окисление 1. Цикл Кребса.

Цель занятия: Сформулировать современные представления о путях и механизмах получения, депонирования и утилизации энергии в живых организмах.

Исходный уровень знаний и умений:

Студент должен знать:

1. Элементы химической термодинамики. Первый и второй законы термодинамики. Энергия Гиббса.

2. Суть и механизм окислительно-восстановительных реакций.

3. Строение коферментов NAD⁺, NADP⁺, FAD⁺их роль и механизм участия в окислительно-восстановительных реакциях.

Студент должен уметь:

1. Выполнять качественные реакции на субстраты энергетического обмена.

Структура занятия:

1. Теоретическая часть:

   1. История развития учения о биологическом окислении (БО). Взгляды А. Лавуазье, М.В. Ломоносова, Ф. Шейнбайна, А.Н. Баха, К. Энглера, В.И. Палладина, Г. Виланда.

   2. Теория перекисных соединений Баха - Энглера, ее суть и критический анализ.

   3. Теория Палладина - Виланда, ее суть и критический анализ.

   4. Дальнейшее развитие учения о биологическом окислении. Современные представления о биологическом окислении. Принципы преобразования и передачи энергии в живых системах. Окислительно-восстановительные реакции, окислительно-восстановительный потенциал. Макроэргические соединения, строение АТФ, причины макроэргичности.

   5. Субстраты биологического окисления. Схема образования субстратов из углеводов, липидов, белков. Этапы биологического окисления - цитоплазматический и митохондриальный. Ферменты, коферменты биологического окисления - NAD⁺, NADP⁺, FAD и FMN зависимые дегидрогеназы.

   6. Строение и функции митохондрии. Сравнительная характеристика мембран митохондрий. Ферментный состав различных компартментов.

   7. ЦТК - цикл трикарбоновых кислот (Кребса), как общий конечный пункт утилизации субстратов биологического окисления. История открытия. Последовательность реакций, ферменты, коферменты. Субстратное фосфорилирование. Регуляция ЦТК. Значение ЦТК (пластическая, энергетическая и регуляторная роль).

   8. Витамины PP, B₂. Строение и роль в энергетическом обмене.

2. Практическая часть - выполнение лабораторных работ:

   1. Открытие субстратов ЦТК (лимонной и янтарной кислот).

   2. Качественное обнаружение цитохромоксидазы.

3. Решение задач и проведение контроля конечного уровня

Литература основная:

1. Материал лекций

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 213-220, М., Медицина, 1998, стр. 223-226, 345-353.

3. Николаев А. Н. Биологическая химия , М., Высшая школа, 1989, стр. 199-221.

дополнительная:

4. 4. Р. Марри и др. "Биохимия человека", М., Мир, 1993, том 1, стр. 111-126, 172-177.

5. 5. Ленинджер А. Основы биохимии, 1985, том 2, стр. 477-507.

ЗАДАЧИ:

1. БО у высших организмов сопряжено с:

а) переносом протонов	г) переносом электронов
б) образованием воды	д) прямым потреблением кислорода
в) функцией митохондрий

2. В митохондриях:

а) образуются липопротеиды крови	г) синтезируются стероиды
б) протекает гидролиз макромолекул	д) гидролизуются лекарства
в) происходит окислительное фосфорилирование

3. Какие из этапов ЦТК обеспечивает наибольший выход АТФ:

а) изоцитрат  малат	г) сукцинат фумарат
б) изоцитрат  -КГ	д) сукцинат  ЩУК
в) -КГ  ЩУК

4. При окислении 1 г жира образуется больше энергии, чем при распаде углеводов и белков, потому что:

а) липиды образуют большее количество ацетил-КоА, чем необходимо для ЦТК

б) ткани, утилизирующие липиды выделяют больше тепла, чем ткани, утилизирующие углеводы.

в) атомы углерода в липидах "более восстановлены", чем в белках и углеводах.

г) окислительный метаболизм липидов протекает более полно

д) молекулярный вес липидов больше, чем углеводов.

5. Какой из следующих биологических процессов потребляет наибольшее количество энергии?

а) анаэробный гликолиз	г) биосинтез белка
б) фиксация углекислого газа	д) аэробное (окислительное) фосфорилирование
в) протеолиз	е) биосинтез липидов

6. Какие из указанных соединений являются макроэргическими:

а) фосфокреатин	г) АДФ
б) фосфоенолпируват	д) АТФ
в) АМФ	е) аденозин

Практическая часть:

Лаборатоpная работа № 1. Открытие некоторых субстратов ЦТК (лимонной и янтаpной кислот)

ПРИНЦИП МЕТОДА: Ди- и трикарбоновые кислоты, карбоксильные группы которых расположены рядом при взаимодействии с резорцином и конц. серной кислотой образуют флюоресцирующие в ультрафиолетовом свете продукты.

ВНИМАНИЕ: Соблюдать меры безопасности при работе с источником ультрафиолетового излучения, концентрированной серной кислотой и нагреванием на спиртовке.

ХОД РАБОТЫ: В две пробирки добавляют по 1 капле воды (избыток воды мешает реакции) и растворяют: в 1-ой несколько кристаллов цитрата, а во 2-ой - янтарной кислоты. Затем в обе пробирки вносят по 10-12 капель конц. серной кислоты и несколько кристаллов резорцина. Содержимое пробирок осторожно нагревают (но НЕ КИПЯТЯТ!) до появления окраски желтого цвета. К охлажденным пробиркам добавляют по 20 капли дистиллированной воды и наблюдают в ультрафиолетовом свете флюоресценцию: голубую в пробирке с цитратом и зеленую - с сукцинатом.

ВЫВОД:

Лаборатоpная работа № 2. Качественное обнаружение цитохромоксидазы.

ПРИНЦИП МЕТОДА: Цитохромоксидаза, содержащаяся в скелетной мышце, обесцвечивает 2,6- дихлорфенолиндофенол (краску Тильманса), переводя его в восстановленную форму.

ХОД РАБОТЫ: 1 г свежих скелетных мышц, освобожденных от жировой ткани, тщательно растирают в ступке в течение 10 минут. Мышечную кашицу фильтруют через слой марли и многократно промывают твердый осадок дист. водой до обесцвечивания промывных вод.

На мышечную кашицу, отжатую между листами фильтровальной бумаги, капают 2-3 капли раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола и наблюдают его обесцвечивание, связанное с активностью цитохромоксидазы мышечной ткани (восстановление краски Тильманса в лейкоформу):

ВЫВОД:

ЗАНЯТИЕ 6.

Тема: Биологическое окисление 2. Пути потребления кислорода в организме. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование. Микросомальное и перекисное окисление.

Цель занятия: Сформулировать современные представления о механизмах получения, депонирования и утилизации энергии в живых организмах, путях потребления кислорода в организме в норме и при патологии.

Исходный уровень знаний и умений:

Студент должен знать

1. Понятие об электродвижущая силе окислительно-восстановительных реакций.

2. Строение NAD⁺, NADP⁺, FAD, FMN, кофермента Q и цитохромов и их роль в окислительно-восстановительных процессах.

3. Электронное строение атома кислорода и его активных форм; каталаза, пероксидаза.

4. Сущность свободно-радикальных процессов.

Студент должен уметь:

1. Проводить титрационный анализ