Тема 3.2. ВВЕДЕНИЕ В ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. ОБЩИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА

(семинар)

Цель занятия. Получить представление о метаболизме, анаболизме и основных этапах катаболизма веществ; взаимосвязи обмена веществ и обмена энергии. Усвоить последовательность реакций окислительного декарбоксилирования пирувата, как одного из этапов общего пути катаболизма. Изучить основные этапы и усвоить биологическую роль цитратного цикла – общего конечного пути катаболизма.

Исходный уровень. Строение мембран митохондрий (курс гистологии). Понятие об окислительно-восстановительных реакциях. Строение АМФ, АДФ, АТФ, ГТФ, пирофосфата, ди- и трикарбоновых кислот (курс биоорганической химии).

Повторить. Строение макроэргических молекул. Строение коферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях (ФАД⁺, ФМН⁺, НАД⁺).

 

Содержание теоретического материала. 1. Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. 2. Аккумуляторы энергии в организме. Макроэргические соединения (структура и функции АТФ). Два пути синтеза АТФ в организме. 3. Связь обмена энергии в организме с обменом веществ. Понятие о катаболизме и анаболизме. Охарактеризовать этапы катаболизма веществ: специфические и общие (схема). 4. Исходные субстраты для общих путей катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пирувата (ОДПВК): характеристика мультиферментного комплекса, последовательность реакций, регуляция и его биомедицинское значение. Знать названия ферментов и формулы коферментов, входящих в состав пируватдегидрогеназного комплекса. Суммарное уравнение окислительного декарбоксилирования пирувата. 5. Значение реакций цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). 6. Выучить последовательность реакций ЦТК. 7. Реакции дегидрирования, названия ферментов и коферментов. 8. Связь ЦТК с цепью переноса электронов. 9. Реакция субстратного фосфорилирования. 10. Анаболическая роль цитратного цикла.

 

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Исходными субстратами общего пути катаболизма белков, жиров и углеводов являются пировиноградная кислота или ацетил-КоА.

2) ЦТК (цикл Кребса, цитратный цикл, цикл лимонной кислоты) - это общий конечный путь катаболизма (окисления) продуктов распада белков, жиров и углеводов пищи до СО₂ и Н₂О.

3) ЦТК - основной поставщик атомов водорода в цепь переноса электронов.

4) Выполняет анаболическую роль: метаболиты цикла служат предшественниками для синтеза различных веществ - гема, аминокислот, глюкозы и др.

5) ЦТК функционирует только в аэробных условиях, поскольку регенерация восстановленных коферментов происходит только при переносе электронов на О₂ .

 

Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы

1. Напишите формулу АТФ, обозначив макроэргические связи. Какова величина энергии, освобождающейся при распаде 1 М АТФ?

2. Какие межатомные связи называют макроэргическими?

3. Укажите роль АТФ в организме.

4. Какова «длительность жизни» молекул АТФ в клетках высших организмов? Каково суммарное количество АТФ, синтезирующееся (и распадающееся) за сутки в организме взрослого человека?

5. Охарактеризуйте катаболические, анаболические и амфиболические пути в обмене веществ, их значение и взаимосвязь с обменом энергии.

6. Какие процессы в организме требуют затрат энергии? Какой компонент пищи является главным источником энергии для человека? В чем заключается биологическая роль процессов распада органических веществ в организме?

7. Охарактеризуйте стадии катаболизма веществ. Как образуется Н₂О и СО₂ при окислительном распаде в клетках органических субстратов?

8. Что такое биологическое окисление? Что такое тканевое дыхание? История изучения процессов тканевого дыхания.

9. Сколько витаминов принимают участие в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты?

10. В чем заключается сущность цикла трикарбоновых кислот?

11. Укажите, к какому классу относится каждый из ферментов цикла Кребса.

12. Назовите все субстраты окисления в цикле трикарбоновых кислот.

13. Какие кофакторы необходимы для работы II, IV, VI и VIII ферментов ЦТК?

14. При отсутствии какого витамина скорость ЦТК не будет нарушаться: цианокобаламин, тиамин, пантотеновая кислота, никотинамид, рибофлавин?

15. В клинику доставили пострадавших во время землетрясения, находившихся без пищи 10 дней. Исследования активности ферментов ЦТК показали резкое снижение скорости этого процесса. Какие последствия это имеет для организма?

А. Обезвоживание. Б. Снижение уровня АТФ. В. Снижение уровня глюкозы в крови. Г. Образование большого количества эндогенной воды.

16. Какие ферменты ЦТК являются регуляторными? Какие метаболиты и как на них влияют?

17. Что понимают под амфиболичностью цикла Кребса?

18. Заполните пропуски: НАД-зависимые дегидрогеназы катализирут окисление на этапах превращения …..(1) в …..(2), …..(3) в …..(4), …..(5) в …..(6). С осуществлением каждого из этих этапов сопряжено образование …..(7) молекул АТФ. ФАД-зависимые дегидрогеназы катализируют окисление на этапе превращения …..(8) в …..(9). С осуществлением этого этапа сопряжено образование …..(10) молекул АТФ. Субстратное фосфорилирование происходит на этапе превращения …..(11) в …..(12). С этим этапом сопряжено образование …..(13) молекул АТФ.

19. Рекомендуется (на отдельном листе) изобразить в виде схемы общий путь катаболизма.

Литература для самоподготовки.  Лекционный материал; (1) - С. 186-188, 235-247; (2) - С. 344-349; (3) - С. 119-130; (4) - 1т. С. 172-180, 186-188.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: