Руководство к практическим по биохимии

Ориентиров»:) чная карта действия

Задания для контроля усвоения темы

1.Укажите, какие макроэргические соединения используются при включении молекулы глюкозы в гликоген.

2.Напишите уравнение реакции, катализируемой ферментом глю­ козо-1-фосфатуридилтрансферазой.

3.Назовите фермент, катализирующий образование а-1,4-глико- зидные связи в гликогене.

4.Назовите фермент, катализирующий реакцию фосфоролитического расщепления гликогена.

5.Назовите фермент, участвующий в реакциях как синтеза, так и распада гликогена

6.Назовите фермент, катализирующий завершающую реакцию об­ разования свободной глюкозы в печени.

7.Укажите, к каким классам относятся ферменты, расщепляющие гликоген до глюкозы.

8.Поясните, к чему приведет наследственное нарушение синтеза ферментов, участвующих в распаде гликогена.

9.Перечислите гормоны, способствующие распаду гликогена.

10.Назовите ферменты, катализирующие образование глюкозо-6- фосфата в печени после приема пищи, богатой углеводами.

Тестовые задания 1. Дополните уравнение реакции:

2.Установите правильную последовательность реакций биосинтеза гликогена из глюкозы

1.Глюкозо-1-Ф + УТФ -> УДФ-глюкоза + ФФ„ '>

2.УДФ-глюкоза + (С6Н10 05) n-> (CeH10O5) n+1 + УДФ;

3.Глюкоза + АТФ -» Глюкозо-6-Ф + АДФ;

4.Глюкозо-6-Ф —• Глкжозо-1-Ф.

3.Активирование фосфорилазы печени адреналином и глюкагоном осуществляется опосредованно через активирование мембран­ ного фермента

4.Синтез гликогена активирует гормон

3.Глюка гон,

5.Назовите фермент, катализирующий реакцию:

6.Макроэргическим соединением, используемым, наряду с АТФ,

3.Инсулин

8.Ферментом, участвующим в синтезе и распаде гликогена, являет­ ся

9.Ребенок, у которого выявлены увеличение печени, гипогликемия, повышение содержания гликогена и резкое снижение активности

10.Образование а-1,4-гликозидных связей осуществляет фермент

1.Гексокиназа, 4. Гликогенфосфорилаза;

2.а-1,4-гликозидаза; 5. Глюксдо-1-фосфатуридилтрансфераза .

3.Гликогенсинтаза;

Занятие 18. Гликолиз. Аэробное окисление глюкозы. Спиртовое брожение

Мотивация: Знание процессов гликолиза и аэробного окисления глюкозы, их взаимосвязи необходимо для понимания энергетическо­ го обеспечения клеток различных тканей в анаэробных и аэробных условиях.

Цель занятия: Закрепить знания о путях катаболизма глюкозы и их энергетической роли.

Студент должен:

Вопросы, изученные ранее и необходимые для данного занятия:

Основная литература:

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. - 1990 -

С. 244-252, 259-268; 1998. - С. 327-338, 343-353.

2.Николаев А. Я. Биологическая химия. - 1998.-- С. 235-243.

3.Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. - 2003. - С. 333-342.

Дополнительная литература:

1.Ленинджер А. Основы биохимии. - 1985. - Т. 2. - С. 439-471.

2.Марри Р. и соавт. Биохимия человека. - 1993. - Т. 1. - С 181-188.

Вопросы и задания для самоподготовки

1. Поясните, в чем сходство и различие между аэробным и ана­ эробным распадом глюкозы.

2 Укажите, в чем сходство и различие между гликолизом и гликогенолизом.

3. Напишите уравнения реакций гликолиза, требующих участия АТФ

4.Напишите уравнения реакций гликогенолиза, приводящих к об­ разованию АТФ.

5.Укажите, какие реакции гликогенолиза идут с участием фосфор­ ной кислоты.

6.Поясните, каков механизм и энергетическое значение реакции окисления глицеральдегид-3-фосфата до 3-фосфоглицерата.

7.Дополните и зарисуйте схему глицерофосфатного челночного механизма (рис. 15), поясните его смысл и биологическое зна­ чение.

Рис. 15. Глицерофосфатный челночный механизм

8.Назовите ферменты гликолиза, являющиеся объектом аллостерической регуляции адениловыми нуклеотидами.

9.Укажите сходство и различие реакций гликолиза и спиртового брожения.

10.Назовите гормон, стимулирующий окисление глюкозы в клетке.

Ориентировочная карта действия

2.Ознакомиться с методом2. Лровести пробу на брожение и от­

рашивания, слегка нагреть. Ощуща­ ется характерны запах йодоформа. Оформить протокол. В протоколе указать цель занятия, принцип ме­ тодов, ход работы (кратко). Сделать вывод о содержании пирувата в сы­ воротке крови и моче, сравнить с нормой; отметить конечные продук­ ты сбраживания глюкозы.

Задания для контроля усвоения темы

1.Поясните, какой процесс более выгоден энергетически: окисле­ ние 1 молекулы свободной глюкозы или окисление 1 глюкозного остатка гликогена.

2.Укажите, на каких реакциях гликолиза отразится дефицит АТФ в клетке.

3.Укажите, какие реакции гликолиза катализируют ферменты, содержащие никотинамидадениндинуклеотидную группировку.

4.Напишите уравнения реакций гликолиза, являющихся примером субстратного фосфорилирования.

5.Поясните, какова дальнейшая судьба НАДН2, образующегося при окислении глицерапьдегид-3-фосфата, в ходе аэробного и ана­ эробного окисления глюкозы.

6.Объясните, какие процессы приводят к образованию АТФ в аэробных и анаэробных условиях.

7.Поясните, во сколько раз аэробное окисление глюкозы выгоднее анаэробного ее распада (для образования АТФ).

8.Назовите ферменты, катализирующие необратимые реакции гликолиза.

9.Укажите, какой из ферментов гликолиза угнетается по аллостерическому типу высокими концентрациями АТФ и активируется АДФ и АМФ.

10.Назовите вещество, являющееся акцептором водорода от НАДН2

вреакциях спиртового брожения глюкозы.

Тестовые задания 1 Конечным продуктом анаэробного окисления глюкозы является

2.Определите правильную последовательность реакций гликолиза

1.Фруктоза-1,6-дифосфат-->Глицерапьдегид-3-фосфат + Диоксиацетонфосфат;

2.Глюкоза + АТФ —> Глкжоза-6-фосфат;

3.Фруктозо-6-фосфат + АТФ -> Фруктозо-1,6-дифосфат;

4.Глюкозо-6-фосфат —> Фруктозо-6-фосфат:

5.Диоксиацетонфосфат <-» Глицеральдегид-3-фосфат,'

3.При гликогенолизе клетка получает энергию за счет окисления одного остатка глюкозы

1. 2 АТФ, 2. 4 АТФ; 3. 3 АТФ, 4. 6 АТФ j 5. 1 АТФ.

4.Определите правильную последовательность, действия фермен­ тов гликолиза

3.Фосфоглицераткиназа,

5.Установите соответствие: гликолитический НАДН окисляется

6.Метаболит, на котором расходятся гликолиз, аэробное окисление и спиртовое брожение

3.Пируват;

7.Окисление 2-х молекул гликолитического НАДН2 в аэробных усло­ виях сопряжено с синтезом в клетках печени

1. 6 АТФ , 2. 4 АТФ, 3. 2 АТФ; 4. 8 АТФ; 5. 3 АТФ.

8.Продуктом декарбоксилирования пирувата в аэробных условиях является

3.Ацетил-КоА;

9.Гормоном, стимулирующим гликолиз, является

3.Адреналин;

10.Аэробное окисление глюкозы подавляется высокими концентра­ циями

Занятие 19. Пентозо-фосфатный путь окисления глюкозы. Глюконеогенез

Мотивация: Знание; пентозо-фосфатного пути окисления глюкозы необходимо для понимания взаимосвязи углеводного обмена с дру­ гими видами обмена (липидным, нуклеотидным). Знание процесса глюконеогенеза нужно для понимания поддержания уровня глюкозы в крови при голодании и патологических процессах.

Цель занятия: Закрепить представления о механизмах биосинтеза глюкозы и ее утилизации по пентозо-фосфатному пути и биологиче­ ском значении этих процессов.

Студент должен:

Вопросы, изученные ранее и необходимые для данного занятия:

Содержание обучения. Граф логической структуры темы

Основная .литература:

1.Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. - 1990. - С. 255-259, 268-273; 1998. - С. 338-343; 353-357.,

2.Николаев А. Я. Биологическая химия. - 1998. - С. 243-246; 256-260.

3.Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. - 2003. - С. 343-350, 358-362.

4.Алейникова Т. Л., Рубцова Г. В. Руководство к практическим за­ нятиям по биологической химии. - 1988. - 239 с; 2000. - С. 55-57.

Дополнительная литерагура:

1.Ленинджер А. Основы биохимии. - 1985. - Т. 2. - С. 498-500,602-612.

2.Марри Р. и соавт. Биохимия человека. - 1993. -Т. 1. - С . 196-204.

Вопросы и задания для самоподготовки

1. Дополните и зарисуйте метаболическую схему, суммирующую этапы пентозо-фосфатного пути окисления глюкозы (рис. 16).

Рис. 16. Пентозо-фосфатный путь окисления глюкозы

2. Поясните, в чем заключается роль пентозо-фосфатного пути окисления глюкозы.

Рис. 17. Схема взаимодействия гликолиза и глюконестенеза

Ферменты. 1- гексокиназа, 2 - глюкозо-6-фосфотаза, 3 - фосфорилаза, 4 -гликогенсинтаза, 5 - фосфофруктокиназа, 6 - фруктозо-1,6-дифосфатаза,

7 -пируваткиназа, 8 - пируваткарбоксилаза, 9 - фосфоенолпируватткарбоксикиназа.

110

4.Поясните роль глюконеогенеза.

5.Поясните, каким образом осуществляется «обход» необратимых реакций гликолиза при глюконеогенезе.

6.Перечислите возможные источники для синтеза глюкозы (неуглеводные предшественники).

7.Укажите, какие процессы поддерживают гомеостаз глюкозы.

8.Назовите типы физиологической гипергликемии и причины их вызывающие.

9.Укажите причины и механизм возникновения диабетической гипергликемии.

10.Поясните диагностическую роль пробы с сахарной нагрузкой.

Пробы тщательно перемешать и ин­ кубировать в течение 25 мин при комнатной температуре. Через 5-10 мин после начала инкубации про­ бирки встряхнуть. После окончания инкубации пробы колориметриро-

вать против холостой пробы при длине волны 500 (490-540) нм. Расчет концентрации глюкозы в пробах провести по формуле:

С- концентрация глюкозы, ммоль/л,

Е0-оптическаяпробы, плотность, опытной

Ек-оптическая плотность калибро­ вочной пробы

10 - концентрация глюкозы в калиб­ раторе, ммоль/л.

Оформить протокол. Е! протоколе

указать тему, цель занятия, принцип метода, ход работы (кратко). В выво­ де сравнить полученные результаты с нормативным содержанием глюко­ зы в крови.

Задания для контроля усвоения темы

1.Назовите ферменты, катализирующие реакции восстановления НАДФ в пентозо-фосфатном пути окисления глюкозы.

2.Поясните, какова дальнейшая судьба рибозо-5-фосфата и НАДФН2, образующихся за счет реакций пентозо-фосфатного пути.

3.Укажите, каким образом при глюконеогенезе осуществляется «обход» необратимых этапов гликолиза - гексокиназной и фосфофруктокиназной реакций.

4.Подсчитайте, сколько молекул макроэргических соединений не­ обходимо для синтеза 1 молекулы глюкозы из лактата.

5.Поясните, каким образом происходит ресинтез гликогена из лак­ тата, образующегося в большом количестве в мышцах при физи­ ческой работе.

6.Назовите основные источники пополнения глюкозы в крови.

1 12

7.Назовите возможные пути утилизации глюкозы в клетке.

8.Назовите величины, характеризующие содержание глюкозы в крови взрослого здорового человека.

9.При проведении пробы с сахарной нагрузкой у больного Н. были получены следующие величины концентрации глюкозы (ммоль/л) в крови (анализ проводился с интервалом 30 минут): 5,3; 12,6; 18,2; 16,6; 12,4; 9,2. Сопоставьте полученные результаты с гликемической кривой здорового человека и дайте заключение о ти­ пе полученной кривой.

10Укажите, как изменится скорость гликолиза и глюконеогенеза при снижении соотношения АТФ/АМФ.

Тестовые задания

1.Роль пентозо-фосфатного пути обусловлена восстановлением НАДФ+ и образованием

2.Одним из механизмов, направленных на поддержание концен­ трации глюкозы в крови при длительном голодании,яв.пяется

1.Всасывание глюкозы в кишечнике;

2.Глюконеогенез из аминокислот;

3.Мобилизация гликогена мышц;

4.Превращение фруктозы в глюкозу;

5.Полимеризация глюкозы.

3.Из лактата, образовавшегося в мышцах при интенсивной работе,

впечени могут синтезироваться углеводы: глюкоза и

4.На синтез 1 молекулы глюкозы из лактата затрачивается (молей) АТФ

5.При глюконеогенезе обход гексокиназной реакции осуществляет­ ся с помощью фермента

6.Содержание глюкозы в крови здорового человека натощак со­

3.6,0-8,2;

7.Пентозо-фосфатный путь поставляет для восстановительных синтезов кофермент

8.Гипергликемия может быть алиментарной, патологической (диа­ бетической) и

9 Устраняет физиологическую гипергликемию гормон

10. Аллостерическая регуляция глюконеогенеза

Занятие 20. Коллоквиум по разделу VIII «Обмен углеводов»

Мотивация: Знание механизмов регуляции углеводного обмена, особенностей обмена моносахаридов и дисахаридов необходимо для понимания и объяснения симптомов заболеваний, возникающих при нарушении обмена углеводов.

Цель занятия: Закрепить знания о путях обмена углеводов, их био­ логической роли, рассмотреть механизмы регуляции углеводного обмена в норме и его нарушения при патологии.

Студент должен:

Вопросы, изученные ранее и необходимые для данного занятия:

Основная литература:

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. - 1990 -

С. 226-275; 1998. - С. 335-338, 357-362.

2.Николаев А. Я. Биологическая химия. - 1998. - С. 232-270; 369-373.

3.Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. - 2003. - С. 350-357, 364-368.

Дополнительная литература:

1 Ленинджер А. Основы биохимии. - 1985. - Т. 2. - С. 439-472,601-617.

2.Константинов А. А., Поступаев В. В. Избранные лекции по патохимии. - 1989. - С. 160-167, 173-192.

3.Мусил Я. Основы биохимии патологических процессов. - 1985. - С. 135-139, 182-184.

4.Обучающая программа «Обмен углеводов».

Вопросы и задания для самоподготовки

1.Поясните особенности обмена фруктозы и возможные наследст­ венные дефекты ее обмена.

2.Поясните особенности обмена галактозы и возможные наследст­ венные дефекты ее обмена.

3.Поясните, какие причины могут привести к нарушению перевари­ вания дисахаридов.

4.Зарисуйте схему, приведенную на рис. 18,и дополните ее назва­ ниями гормонов, влияющих на указанные процессы.

Рис. 18. Основные источники и пути утилизации глюкозы крови Гормональная регуляция этих процессов

(+) - стимулирующее действие; (-) - тормозящее действие

по

5.Назовите процессы обмена углеводов, влияющие на уровень глюкозы в крови.

6.Назовите возможные причины изменения концентрации глюкозы в крови.

7 Зарисуйте схему, поясняющую включение рэгуляторных меха­ низмов гомеостаза глюкозы при гипогликемии (рис. 19).

Рис. 19. Включение регулягорных механизмов гомеостаза глюкозы при гипогликемии

117