Для самостоятельного изучения Биохимия как наука. Этапы развития биохимии

Вид материала

Методические рекомендации

Содержание Целевые обучающие задачи D. Пиридоксина Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач Инструкция к практическому занятию Материальное обеспечение Ход работы Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля «обмен веществ и энергии» Содержательный модуль 3. «метаболизм углеводов и его регуляция» Общая цель содержательного модуля «Обмен углеводов и его регуляция» Конкретные цели: Цели исходного уровня Тема 1.8. исследование особенностей переваривания углеводов. биосинтез и катаболизм гликогена. превращение других моносахаридов Общая цель. Конкретные цели: Цели исходного уровня Эталоны ответов к решению заданий для самопроверки и самоконтроля исходного уровня

Подобный материал:

• Для самостоятельного изучения «Биохимия как наука. Этапы развития биохимии. Методы, 2115.87kb.
• Основы биохимии спорта, 1521.5kb.
• Тема строение белков и ферментативный катализ вопросы лекции, 137.02kb.
• Лекция №6. Структура биологии как науки. Ранние этапы эволюции жизни, 433.89kb.
• Тематический план лекций по общей биохимии для студентов 2-го курса лечебного, педиатрического, 1643.39kb.
• Резюмируя можно сказать, что объектом ее изучения являются химические элементы, 71.81kb.
• И темы рабочей программы самостоятельного изучения Перечень домашних заданий и других, 313.59kb.
• Т ч. для самостоятельного изучения и подготовки доклад, 35.86kb.
• Ы и темы рабочей программы самостоятельного изучения Перечень домашних заданий и других, 75.84kb.
• Календарно-тематический план лекций по физической и коллоидной химии для студентов, 67.53kb.

Задание 1. В результате окислительно-восстановительной реакции окраска 2,6-ДХФИ обесцветилась. Что произошло с этим индикатором в окислительно – восстановительной реакции ?

А. Окислился

В. Присоединил два атома водорода

С. Восстановился

D. Отдал электрон и протон

Е. Отдал два электрона.

Задание 2. К исследуемому раствору добавили Са(ОН)₂, появился осадок белого цвета. Добавили раствор серной кислоты, выделились пузырьки газа. Какой газ выделился?

А.SO₃

В. SH₂

С. СО₂

D. Водород

Е. СО.

З
адание 3. Проанализируйте формулы следующих соединений и укажите: А) К какому классу веществ они относятся?

3.1 3.2 3.3 3.4

А. Монокарбоновые кислоты

В. Трикарбоновая кислота

С. α-кетокислоты

D. Дикарбоновые кислоты

Е.Аминокислоты


Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

Эталоны ответов к решению заданий для самопроверки и самоконтроля исходного уровня:

1.-С, 2.-С, 3.1-Д, 3.2- А, С; 3.3 –А; 3.4 -В.


Информацию для восполнения исходного уровня можно найти в следующей литературе:

1.Тюкавкина Н.А.,Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.: Медицина, 1991. – С.480-485.

2.Лекции по биоорганической химии.


Содержание обучения

Содержание обучения должно обеспечивать достижение целей обучения, чему способствует граф логической структуры изучаемой темы (Приложение 1).


Основные теоретические вопросы, позволяющие выполнить целевые виды деятельности:

1..Окислительное декарбоксилирование пирувата как первое общее звено катаболизма белков, жиров и углеводов. Биологическое значение, локализация в клетке, строение пируватдегидрогеназного мультиферментного комплекса, последовательность реакций, механизм катализа при участии коферментов. Механизмы регуляции скорости окислительного декарбоксилирования пирувата.

2..ЦТК, как центральный метаболический путь. Локализация, химизм реакций.

3.Ферменты (коферменты) ЦТК.

4.Дегидрогеназные реакции ЦТК как источник водорода для системы тканевого дыхания.

5..Декарбоксилирование в цикле Кребса, как механизм образованияв клетках СО₂ –

конечного продукта катаболизма углеводородов.

6. Биологическая роль ЦТК. Регуляция. (См. Приложение 2)

7. Методика оценки функционирования ЦТК по определению его конечных продуктов


Обязательная литература

1.Губський Ю.Г. Біологічна хімія. - Київ-Тернопіль.: Укр.медкнига, 2000. - С. 137-142, 144-145.

2.Тестовые задания по биологической химии/ Под ред.Б.Г.Борзенко. - Донецк, 2000. - С.44-50.

3.Лекции по биохимии.

4.Граф логической структуры (Приложение 1).

5.Инструкция к практическому занятию.

Дополнительная литература

1.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1998. - С. 344-353.

2.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990. - С. 259-265.

3.Николаев А.Я. Биологическая химия. - М.: Высшая школа, 1998. - С. 212-222.

4.Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии. - Ростов-на-Дону.: Феникс, 1999. - С.226-231.


После изучения вышеперечисленных вопросов для самопроверки усвоения материала по изучаемой теме Вам предлагается выполнить целевые обучающие задачи. Правильность решения задач можно проверить, сопоставив их с эталонами ответов.


^ Целевые обучающие задачи

Задача 1.

В клинику поступил больной с полигиповитаминозом витаминов группы В. Недостаточность, какого витамина нарушит функционирование ЦТК?

А. В₁₅

В. В_С

С. В ₂
^

D. Пиридоксина

Е. Цианкобаламина


Задача 2.У экспериментального животного на фоне внутривенного введения глюкозы

определили снижение активности ЦТК. Какое соединение является непосредственным

его ингибитором?

А. НАДН₂

В. НАДФ

С. НАДФ Н₂

D. НSКоА

Е. Ионы Са

Задача 3. У экспериментального животного исследовали влияние витаминов на скорость

ЦТК. Гиповитаминоз, какого витамина не влияет на скорость этого процесса?

А. Цианкобаламина

В. Тиамина

С. Пантотеновой кислоты

Д. Никотинамида

Е. Рибофлавина

Задача 4.Студенты в лабораторной работе in vitro исследовали действие малоната на ряд

ферментов аэробного окисления глюкозы. Накопление, какого метаболита ЦТК они обна-

ружили?

А. Малата

В. Цитрата

С. Лактата

D. Изоцитрата

Е. Сукцината

Задача 5. Механизм ЦТК организован таким образом, что в процессе окисления в тканевое

дыхание вовлекаются водороды воды. Укажите ферменты этого цикла, которые катализи-

руют присоединение воды к его метаболитам с последующим поступлением её водородов

в тканевое дыхание.

А. Цитратсинтаза

В. Кетоглутаратдегидрогеназа

С. Малатдегидрогеназа

D. Аконитатгидратаза

Е. Пируватдегидрогеназа

Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

^ Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач:

1 - С; 2 -А.

Краткие методические рекомендации к проведению заняття

На занятии проводится тестовый контроль исходного уровня знаний студентов и его коррекция. Проверяется выполнение домашнего задания. Затем студенты приступают к выполнению лабораторной работы, используя при этом инструкцию.

После выполнения лабораторной работы необходимо оформить протокол,сделать выводы к работе, которые проверяет и контролирует преподаватель.Проводится итоговый тестовый контроль по теме, подводятся итоги работы.


^ Инструкция к практическому занятию


Работа 1. Изучить функционирование ЦТК по убыли ацетил –КоА

Принцип метода: первым этапом ЦТК является реакция конденсации ацетил-КоА с оксалоацетатом, которая осуществляется цитратсинтазой. Образовавшаяся лимонная кислота подвергается превращению в цикле трикарбоновых кислот, а освободившийся КоА-SH можно определять, используя реактив Фолина (появляется синее окрашивание). Если блокировать ЦТК малоновой кислотой, то ацетил-КоА не используется и КоА-SH не образуется.

^ Материальное обеспечение:

Фосфатный буфер рН=7,4, раствор ацетил –КоА, раствор оксалоацетата, раствор малоновой кислоты, физиологический раствор, гомогенат митохондрий, реактив Фолина А, реактив Фолина В, пипетки, пробирки.

^ Ход работы:

Работу выполняют в 2-х пробирках (контроль и опыт) в соответствиии со схемой постановки:

№№ Содержимое пробирок Контроль Опыт

1. Фосфатный буфер рН=7,4 2,0 мл 2,0 мл

2. Р-р ацетил –КоА 0,5 0,5

3.. Р-р оксалоацетата 0,5 0,5

4. Р-р малоной кислоты 1,0 -

5. Физиологический р-р - 1,0

6. Гомогенат митохондрий 0,5 0,5

Инкубация 10 минут при комнатной температуре.

7. Реактив Фолина А 0,5 0,5

8. Реактив Фолина В 0,5 0,5


Результат (окраска растворов):

Выводы: 1. Напишите исследуемую реакцию ЦТК

2. Приведите реакцию ЦТК, которая ингибируется малоновой кислотой. Сравните формулы субстратов и малоната.

3. Определите тип ингибирования.


Работа 2. Изучить функционирование ЦТК по образованию углекислого газа

Принцип работы : при окислении ацетил-КоА в ЦТК образуется углекислый газ, который связывается гидроксидом кальция и определяется при добавлении серной кислоты по выделению пузырьков газа.


Материальное обеспечение:фосфатный буфер рН=7,4, раствор ацетил –КоА, раствор оксалоацетата, раствор малоновой кислоты, физиологический раствор, гомогенат митохондрий, раствор Са(ОН)_2, 0,1 н серная кислота, пипетки, пробирки.


Ход работы:

Работу выполняют в 2-х пробирках (контроль и опыт) в соответствиии со схемой постановки:


№№ Содержимое пробирок Контроль Опыт

пп___________________________________________________________________________

1. Фосфатный буфер рН=7,4 2,0 мл 2,0 мл

2. Р-р ацетил-КоА 0,5 0,5

3. Р-р оксалоацетата 0,5 0,5

4. Р-р малоновой кислоты 1,0 -

5. Физиологический р-р - 1,0

6. Р-р Са(ОН)₂ 1,0 1,0

7. Гомогенат митохондрий 0,5 0,5

Инкубация 10 минут при комнатной температуре.

8. 0,1 н.р-р серной кислоты 1,0 1,0

Результаты (выделение углекислого газа).

Выводы: 1. Напишите реакции ЦТК, которые сопровождаются выделением СО₂


Работа №3 Изучить функционирование ЦТК по образованию атомов водорода.

Принцип работы : При окислении ацетил-КоА в ЦТК образуется 8 атомов водорода, которые отщепляются при участии соответствующих дегидрогеназ, в качестве акцептора используется 2,6-дихлорфенолиндофенол (2,6-ДХФИ). Если цикл функционирует, то 2,6-ДХФИ восстанавливается и обесцвечивается.


Материальное обеспечение:

Фосфатный буфер рН=7,4, раствор ацетил –КоА, гомогенат митохондрий, раствор ЩУК, 0,001н раствор ДХФИ, бидистилят, пипетки, пробирки.


Ход работы:

Работу выполняют в 2-х пробирках (контроль и опыт) в соответствиии со схемой постановки:

№№ Содержимое пробирок Контроль Опыт

1. Фосфатный буфер рН=7,4 2,0мл 2,0мл

2. Р-Р ацетил-КоА - 0,5

3. р-р Щ У К - 0,5

4. Бидистиллят 1,0 -

5. 0,001 н. р-р ДХФИ 1,0 1,0

6. Гомогенат митохондрий 1,0 1,0

Инкубация 15-20 минут при комнатной температуре.

Результаты (окраска растворов).


ВЫВОДЫ:

1. Напишите дегидрогеназные реакции ЦТК, укажите ферменты и коферменты этих реакций.


Подпись преподавателя:


Приложение 1


Граф логической структуры


.


Приложение 2





Рис. 1. Взаимосвязь обмена веществ


^ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И САМОКОРРЕКЦИИ СОДЕРЖАТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ «ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ»


Задача 1. У шахтера, извлеченного из-под завала, отмечается синдром длительного раздавливания, сопровождающийся активацией пероксидации липидов мембран.

1. Какой компонент мембранных липидов наиболее подвержен этому окислению?

А. Насыщенные жирные кислоты

В. Жирные мононенасыщенные кислоты

С. Жирные полиненасыщенные кислоты

D. Глицерин

E. Фосфорная кислота

Задача 2. У больного парадонтозом отмечается резкая активация процессов свободнорадикального окисления (СРО), о чем свидетельствует накопление в слюне продуктов этого процесса.

1. Назовите активные формы кислорода, участвующие в этом окислении.

А. Пероксидный радикал

В. Синглетный кислород

С. Супероксидный анион

D. Перекись водорода

E. Гидроксильный радикал

2. Активность какого фермента слюны, ингибирующего СРО, может быть снижена у больного?

A. Каталазы

B. Альфа-амилазы слюны

C. Гиалуронидазы

D. Кислой фосфатазы

E. Липазы

Задача 3. В классических экспериментах В.А.Энгельгардта на голубях было показано, что между аэробным дыханием и фосфорилированием АДФ существует сопряжение.

1. Как называется это сопряжение?

А. Тканевое дыхание

В. Субстратное фосфорилирование

С. Окислительное фосфорилирование

D. Микросомальное окисление

E. Пероксидация

2. Назовите пункты данного сопряжения дыхания и фосфорилирования

А. FeS-белок - КоQ

В. Цитохром с - FeS-белок

С. Цитохром с - цитохром аа₃

D. Цит аа3 - кислород

E. НАД - КоQ

Задача 4. В результате тяжелой травмы в реанимацию доставлен больной в состоянии шока, который вызывает гипоэнергетическое состояние. Введение каких веществ больному даст максимальный энергетический эффект?

А. Сукцината

В. Цис-аконитовой кислоты

С. Щавелево-уксусной кислоты

D. Фумарата

E. Альфа-кетоглутарата

Задача 5. В клинику поступил больной с дерматитом, симметрично поражающим открытые части тела и жалобыми на мышечную слабость, расстройства сна и памяти. Введение каких веществ быстрее восстановит энергетический обмен у больного?

А. Изоцитрата

В. Цитрата

С. Аскорбиновой кислоты

D. Янтарной кислоты

E. Альфа-кетоглутарата

Задача 6. Экпериментальные животные длительное время находятся на богатом углеводами рационе. Какое соединение, образующееся в процессе метаболизма глюкозы, окажет регуляторное воздействие на скорость ЦТК у подопытных животных?

А. АТФ

В. Ацетил-КоА

С. Щавелево-уксусная кислота

D. АДФ

E. НАД+

Задача 7. Во время первой мировой войны на военных заводах в странах Западной Европы, где для производства взврывчатых веществ использовался 2,4-динитрофенол, среди рабочих наблюдались случаи тяжелого заболевания, сопровождавшегося высоким подъемом температуры, часто со смертельным исходом.

1. Чем можно объяснить возникновение такого заболевания?

А. 2,4-динитрофенол оказывает токсическое влияние на мозг

В. 2,4-динитрофенол изменяет рН крови в кислую сторону

С. 2,4-динитрофенол изменяет рН крови в щелочную сторону

D. 2,4-динитрофенол разобщает тканевое дыхание и фосфорилирование

E. 2,4-динитрофенол уничтожает протонный потенциал на мембране

2. Как изменилась интенсивность синтеза АТФ у пострадавших?

A. Не изменилась

B. Увеличилась

C. Уменьшилась

3. Чем характеризуется гипоэнергетическое состояние, возникшее у заболевших рабочих?

A. Сопряжением аэробного дыхания и фосфорилирования

B. Неизменной концентрацией АТФ

C. Активацией ферментов тканевого дыхания

D. Снижением концентрации АТФ

E. Повышением концентрации АТФ


Правильность решений можно проверить, сопоставив их с эталонами ответов.

Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач:

1.1 - С, 2.2 – А; 3.1 – С; 7.1 – D


^ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ 3. «МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ»


Актуальность темы. Углеводы широко представлены в растениях и животных, где они выполняют как структурные, так и метаболические функции. Животные способны синтезировать ряд углеводов из жиров и белков, но большая часть углеводов поступает с пищей. Наиболее важным углеводом является шестиуглеродный сахар глюкоза. Именно в форме глюкозы поступает в кровь основная масса углеводов пищи. Именно в глюкозу превращаются углеводы в печени, и именно из глюкозы могут образовываться другие моно- и полисахариды организма. Глюкоза используется как основной вид топлива в тканях млекопитающих и служит универсальным топливом в период эмбрионального развития. Некоторые углеводы входят в состав сложных белков и липидов. С нарушением обмена углеводов тесно связан ряд заболеваний, таких как сахарный диабет, галактоземия, гликогеновые болезни, непереносимость молока, фруктозурия.

^ Общая цель содержательного модуля «Обмен углеводов и его регуляция»: уметь интерпретировать процессы метаболизма углеводов в норме и при патологии для последующего использования этих данных в клинике внутренних болезней.

^ Конкретные цели: Цели исходного уровня:

Уметь:

1. Интерпретировать особенности пере-варивания углеводов в норме и его возможные нарушения	Интерпретировать строение тканей человека (кафедра гистологии)
2. Интерпретировать особенности обмена гликогена и его возможные нарушения	Интерпретировать данные о строении, свойствах и методах исследования моно-сахаридов и полисахаридов (кафедра медицинской и фармацевтической химии)
3. Интерпретировать катаболизм глюко-зы в аэробных и анаэробных условиях, анализировать процесс глюконеогенеза
4. Интерпретировать обмен фруктозы и галактозы и его возможные нарушения
5. Интерпретировать пентозофосфатный путь превращений глюкозы и его возможные нарушения