Аудиторная работа

Биологическое окисление).

ЗАНЯТИЕ 7 (Введение в обмен веществ и энергии.

Цель: 1. Познакомиться с определением понятия «Обмен веществ», убедиться в том, что обмен веществ – совокупность всех химических превращений в организме; познакомиться с терминологией, используемой при изучении настоящего раздела, уяснить суть понятий «анаболизм» и «катаболизм» и их отличия от терминов синтез и распад. 2. Познакомиться с историей развития представлений о биологическом окислении и современным понятием «биологическое окисление», с представлением о формах биологического окисления, роли свободных радикалов кислорода, значении свободнорадикального окисления.

Студент должен знать:

1. Что включает понятие «Обмен веществ».

2. Как сочетаются в обменных процессах (анаболических и катаболических) реакции синтеза и распада.

3. Что значит «метаболический путь», виды метаболических путей.

4. Чем отличается биологическое окисление от окисления в неживой природе.

5. В чем заключается биологический смысл окисления в организмах.

6. Структуру макроэргических соединений.

7. Что представляет собой свободнорадикальное окисление.

. Студент должен уметь:

1. Отличать понятия катаболизм и анаболизм от понятий синтез и деструкция (расщепление).

2. Охарактеризовать основные этапы метаболизма

3. Составить схему круговорота энергии и веществ в живой природе с учетом аутотрофных и гетеротрофных организмов.

4. Изобразить структурные формулы важнейших макроэргических соединений живой природы.

5. Составить схему экспериментального выявления окислительно-вос­ста­но­вительных свойств у исследуемого вещества (на примере тирозина)

Студент должен получить представление:

1) об общих чертах метаболических процессов,

2) о важнейших источниках энергии в животном организме,

3) о значении свободнорадикального окисления как физиологического про­цесса,

4) о патологических состояниях, связанных с гипероксидацией,

5) о значении антиоксидантов в комплексе терапевтических мероприятий.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения т емы:

1) основные положения термодинамики,

2) понятия о фазовых реакциях,

3) сведения о катализе,

5) сведения о процессах фотосинтеза в клетке,

6) современная номенклатура химических соединений.

Лабораторная работа (Оксидоредуктазы)

Обнаружение тирозиназы в картофеле. Фермент тирозиназа (или согласно классификации моноамин: О_2-оксидоредуктаза дезаминирующая) содержится в тканях растений и животных, относится к числу медьсодержащих белков, катализирует, как следует из рационального названия, окислительное дезаминирование моноаминов согласно реакции:

О₂+Моноамин + Н₂О→Альдегид +Аммиак + Н₂О₂.

В организме тирозиназа катализирует превращение адреналина в адренохром - бурый пигмент.

Ход работы. Примерно 1 г картофеля измельчить скальпелем и растереть в ступке с 3 мл дистиллированной воды. Гомогенат фильтровать через двойной слой марли - в фильтрате содержится тирозиназа.

В две пробирки внести по 1 мл фильтрата. Содержимое одной пробирки нагреть до кипения и поддерживать кипение 2 мин (инактивация фермента). В обе пробирки внести по 5 капель 0,1%-ного раствора адреналина, смешать и инкубировать при 40⁰С, периодически встряхивая и наблюдая за изменением окраски.

Жидкость в пробирке с активным (не подвергшимся нагреванию) фильт­ратом розовеет, затем принимает бурую и темную окраску. Это связано с окислительным дезаминированием, приводящим к образованию пигментов. В пробирке, где фермент инактивирован кипячением, изменение окраски не наблюдается, т. е. адреналин не подвергается превращениям.

Аргументировано и кратко ответить на следующее:

1. Может ли осуществиться окисление СН_З - СН₂ - СН₂ - ОН в СН₃ - СН₂-СН=О в бескислородной среде? Какие условия для этого необходимы? Написать схему реакции.

2. Может ли и при каком условии в бескислородной среде произойти окисление по типу СН₃ - СН₂ - СН=О → СН₃ - СН₂ - СООН? Укажите необходимые компоненты, составьте схему реакции.

3. Является ли кислород исключительным (единственным) конечным акцептором водорода в цепи тканевого дыхания и вообще в биологическом окислении? Почему эволюция «избрала» кислород в качестве конечного акцептора водорода?

4. Реакция СН₃ - СН =О → СН₃ - СООН осуществлена в бескислородной среде. Как объяснить появление двух атомов кислорода в продукте реакции, в то время как исходный продукт содержит только один атом кислорода?

5. Какие компоненты, необходимые для осуществления изображенной ниже реакции, отсутствуют в схеме?

СООН - СН_2-- СН₂ – СООН + 1/2О₂ → СООН - СН = СН - СООН+Н₂О.

5. Почему окисление в живой природе отождествляли с горением?

6. Описать внешние признаки сходства между горением и процессом окисления в организме.

7. Где в организме осуществляется потребление кислорода?

8. Назвать предпосылки, обусловившие появление теории активации водорода.

9. Сформулировать понятие «дегидрирование», определить роль кислорода и воды в биологическом окислении, протекающем как процесс дегидрирования.

10. Функция кислорода в дегидрировании (определить с помощью трёх слов).

11. Сформулировать современное положение о биологическом окислении, назвать его виды.

12. Свободнорадикальное окисление в клетке, активные формы кислорода, как ограничивается интенсивность процесса.

ЗАНЯТИЕ 8 («Тканевое дыхание, локализация

и участники процесса»)

Цель: ознакомиться с важнейшим механизмом биологического окисления – тканевым дыханием, структурой и локализацией ферментов этого процесса, с механизмами транспорта протонов и электронов по дыхательной цепи, фактором, определяющим направление переноса.

Студент должен знать:

1. В какой роли выступает в процессе тканевого дыхания окисляемый субстрат.

2. Что представляют собой акцепторы-донаторы протонов и электронов в дыхательной цепи, их структуру, последовательность взаимодействия,

3. Чем определяется направление транспорта протонов-электронов; компоненты структуры простетических групп дегидрогеназ, определяющие их способность транспортировать электроны и протоны.

4. Водородтранспортный и электронтранспортный участки дыхательной цепи, множественность форм электронтранспортных компонентов, чем отличаются неаутооксидабельные и аутооксидабельные компоненты.

5. Локализацию энзимов тканевого дыхания, последовательность их расположения во внутренней мембране митохондрии.

6. О свойстве внутренней мембраны относительно Н-ионов, структуру и роль протонного канала.

7. Значение некоторых витаминов в транспорте протонов и электронов.

8. Отличия в механизмах дегидрирования насыщенных, ненасыщенных соединений, спиртов, альдегидов, кетонов и аминокислот.

. Студент должен уметь:

1. о ведущей роли биологического окисления в поддержании энергетического обмена,

2. Опознать по структуре кофермента дегидрогеназ их место в дыхательной цепи.

3. Составить схему локализации и функционирования дыхательной цепи.

4. Изобразить схему того структурного компонента митохондрий, в котором располагаются энзимы дыхательной цепи, указать на схеме элементы протонного канала

5. Уметь изображать структурные формулы важнейших макроэргических соединений живой природы.

6. Показать на фрагментах структурных формул насыщенных и ненасыщенных соединений, спиртов, альдегидов и кетонов ход их дегидрирования.

Студент должен получить представление:

1) о значении нарушений биологического окисления в развитии некоторых патологических состояний,

3) о патологических состояниях, ведущих к нарушению энергетического обмена..

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения т емы:

1) основные положения термодинамики,

2) представления об окислительно-вос­ста­новительном потенциале,

3) о принципах определения окислительно-восстановительного потенциала in vitro.

Дата добавления: 2015-08-31