Примеры ситуационных задач

Задача 1. Подсчитайте количество АТФ, которое теоретически может образоваться при окислении янтарной кислоты до щавелевоуксусной и изоцитрата до сукцинил-КоА при условии, что митохондрии не разобщены.

Задача 2. В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве субстрата дыхания используется изоцитрат. Определите:

а) коэффициент Р/О;

б) коэффициент Р/О при одновременном присутствии в среде сукцината и амитала натрия;

в) как изменится коэффициент Р/О при добавлении к среде тиреоидных гормонов?

Задача 3. В прошлом предпринимались попытки использовать 2,4-динитрофенол как средство для снижения массы тела. Высокая токсичность соединения заставила отказаться от этой идеи, хотя принимавшие его действительно теряли вес. Объясните, на чем основан эффект 2,4- динитрофенола?

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.- б; 1.2.- А- а; 1.2.- Б- с; 1.3.-а; 1.4.-в;

Вид 2. 2.1.: 1-Б; 2-А; 3-В; 4-Б; 5-А; 2.2.; 1-Д; 2-Б; 3-Г; 4-А; 5-В; 2.3.: 1- В; 2- А; 3- Б; 4- Г.

Вид 3. 3.1.- 1, 3; 3.2. -1, 2, 3.

Вид 4. 4.1.- D(-, +, -). 4.2.- А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Окисление сукцината до оксалоацетата сопровождается восстановлением одной молекулы ФАД и одной молекулы НАД. Последующее окисление ФАДН₂ в дыхательной цепи сопряжено образованием 2 молекул АТФ (Р/О2), а окисление НАДН – 3 молекул (Р/О3). Следовательно, энергетический выход окисления сукцината до яблочной кислоты  5 молекул АТФ. Окисление изоцитрата до сукцинила сопровождается фосфорилированием  6 молекул АДФ, так как в ходе окисления восстанавливается 2 молекулы НАД.

Задача 2. Изолимонная кислота окисляется НАД-зависимой дегидрогеназой, следовательно, коэффициент Р/О будет близок к 3. В присутствии в среде амитала (производное барбитуровой кислоты) передача электронов от изоцитратдегидрогеназы будет заблокирована и дыхание будет поддерживаться за счет окисления сукцината. Сукцинатдегидрогеназа - ФАД зависимый фермент, передает электроны непосредственно на Ко Q, следовательно, коэффициент Р/О составит 2. Тиреоидные гормоны обладают свойством разобщать окисление и фосфорилирование, поэтому в их присутствии коэффициент Р/О будет снижаться (3).

Задача 3. 2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) относится к разобщителям окислительного фосфорилирования, механизм разобщающего действия которых связан с увеличением протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий.

Являясь липофильной молекулой, 2,4-ДНФ встраивается во внутреннюю мембрану митохондрий и переносит протоны из межмембранного пространства в матрикс митохондрий, препятствуя формированию электрохимического потенциала – главной движущей силы окислительного фосфорилирования.

В условиях разобщения окисления и фосфорилирования еще большая часть энергии рассеивается в виде тепла, что приводит к дефициту АТФ, в том числе и для биосинтетических процессов – синтеза белков, нуклеиновых кислот и липидов.

Занятие № 6. Зачетное занятие по модулю «Биохимия питания. Энергетический обмен. Биологическое окисление и тканевое дыхание».

Цель занятия. Закрепить основные теоретические положения данного раздела биохимии. Выявить степень усвоения студентами материала данного модуля.