Тема 1: Обмен веществ и энергии. Биологическое окисление

Цель: Получить представление о биологическом окислении, как об общебиологическом процессе, подробно изучив механизм биологического окисления с точки зрения транспорта электронов по дыхательной цепи. Получить представление о ферментах биологического окисления, о сопряжении дыхания и фосфорилирования. Изучить обмен веществ и энергии в живых объектах.

Вопросы:

1. Понятие метаболизма, катаболизма, анаболизма. Виды обменов.

2. Особенности энергетического обмена

3. Макроэргические вещества. Универсальная роль АТФ в организме.

4. Ферменты – биологические катализаторы. Ферменты биологического окисления.

5. Биологическое окисление:

а) анаэробное и аэробное окисление;

б) механизм транспорта водорода от субстрата на акцептор;

в) энергетический эффект биологического окисления.

Основные понятия и термины темы:

Обмен веществ – это совокупность химических реакций, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма, включающую в себя постоянное поглощение веществ из окружающей среды и выделение продуктов распада в эту среду.

Гомеостаз – поддержание нормального постоянного внутреннего состояния организма.

Ассимиляция (анаболизм) – это реакции направленные на образование и обновление структурных элементов и тканей, заключающиеся в синтезе сложных молекул из простых и идущие с потреблением энергии.

Диссимиляция (катаболизм) – процесс расщепления сложных молекул до простых компонентов, сопровождающийся выделением энергии.

Макроэргические соединения – это соединения содержащие связи богатые энергией, значительное количество которой выделяется при гидролизе (больше 20 кДж /моль).

 

Задания

1. Проанализируйте схемы, заполните пропущенные блоки и поясните особенности процессов протекающих при обмене веществ.

 

 

Пластический обмен обмен Энергетический обмен

↓ ↓ ↓

Обмен веществ

↓ ↓

Внешний обмен – внеклеточные Промежуточный обмен (метаболизм)–

превращения на путях поступления обмен веществ, происходящий в клетке

или выведения веществ

Катаболизм

 

эндергонические

реакции

 

БелкиУглеводыЛипиды

↓ ↓ ↓

__________________ ______________ _______________и__________

 

NH_{3 И} ПВК ПВКПВК

 

ацетил коА

 

 

ЦИКЛ КРЕБСА

 

СО₂ ________________ _ Н₂О

 

2. Расположите приведенные соединения в порядке уменьшения количества энергии, выделяемой при их распаде: АТФ, глицерофосфат, глюкоза-1-фосфат, глюкоза-6-фосфат, АДФ, фосфоенолпируват, креатинфосфат. Укажите для каждого точное количество выделяемой энергии в ккал/моль

1.__________________________________,

2.__________________________________,

3.__________________________________,

4.__________________________________,

5.__________________________________,

6.__________________________________,

7.__________________________________.

3. Рассмотрите виды биологического окисления. В чем сущность анаэробного окисления? Запишите уравнение реакций, отражающее механизм анаэробного окисления. Отметьте энергетический эффект.

4. Проанализируйте приведенную ниже дыхательную цепь, заполните пропущенные блоки, укажите точки сопряжения, подпишите под каждым звеном дыхательной цепи название соответствующего фермента. Поясните особенность процессов протекающих при аэробном окислении веществ.

 

SН₂ НАД КоQ _. с а

субстрат (флавопротеиды)

О

 

Н₂О

5. Запишите уравнения реакций соответствующие механизму транспорта электронов и протонов по дыхательной цепи.

1.___________________________________________________________________________________________________________________________________2___________________________________________________________________________________________________________________________________

3__________________________________________________________________________________________________________________________________

4___________________________________________________________________________________________________________________________________

5___________________________________________________________________________________________________________________________________

6___________________________________________________________________________________________________________________________________

7___________________________________________________________________________________________________________________________________

Задания для самопроверки

 

1. Синтез АТФ в процессе медиаторного окисления осуществляется:

а) на рибосомах,

б) в ядре,

 

в) в митохондриях,

г) на цитоплазматической мембране.

2. Вещества, укоряющие реакции биологического окисления называются:

а) гормоны,

б) ферменты,

г) ингибиторы.

в) медиаторы,

 

3. Участок молекулы фермента, ответственный одновременно и за присоединение вещества, подвергающегося ферментативному действию, и за осуществление ферментативного катализа, называется:

а) каталитическим центром;

б) активным центром;

в) субстратным центром;

г) гидрофобным центром.

 

4. Белковая часть ферментов называется:

а) апофермент;

б) активным центром;

в) кофермент;

г) холофермент.

 

5. Участок молекулы фермента, вступающий во взаимодействие с промежуточными продуктами реакций и влияющий на функционирование активного центра называется:

а) каталитическим центром;

б) аллостерическим центром;

в) субстратным центром;

г) гидрофобным центром.

6. Механизм действия ферментов описывается следующими стадиями
(Ф-фермент, S-субстрат, П-продукт):

а) Ф + S → ФS, ФS→ФП,

ФП→Ф + П;

б) Ф + S → ФП, ФП→Ф + П;

в) Ф + S → ФS, ФS→Ф+ S,

S → П;

г) Ф + S → ФS, ФS →Ф + П.

 

7. Ферменты, ускоряющие реакции биологического окисления относятся к классу:

а) гидролаз;

б) декарбоксилаз;

в) оксидоредуктаз;

г) трансфераз.

 

Проверил:

Дата____________________

Тема 2: Обмен углеводов

Цель: Получить практические навыки по работе с бюретками, приборами и реактивами; научиться самостоятельно проводить определение сахара в крови, а также пользоваться полученными результатами в коррекции тренировочного процесса.

Вопросы:

1. Биологическая роль углеводов.

2. Углеводы в питании спортсменов.

3. Норма глюкозы в крови.

4. Понятие о гипо-, и гипергликемии.

5. Синтез и фосфоролиз гликогена.

Основные понятия и термины темы:

Углеводы – обширная группа веществ, состоящих из углерода, водорода и кислорода и по химической природе представляющая собой полигидроксикарбонильные соединения (содержащие карбонильную и гидроксогруппы) и их производные.

Полисахариды – биополимеры, мономерами которых служат моносахариды.

Дисахариды – сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов.

Моносахариды – простые углеводы не подвергающиеся гидролизу.

Гипогликемия – явление, вызываемое пониженным содержанием глюкозы в крови (до 50 – 60 мг%)

Гипергликемия – явление повышения концентрации глюкозы в крови (до 150 – 250 мг%)

Глюкозурия – явление сопровождающее гипергликемию и выражающееся в присутствии сахара в моче.

Лабораторная работа № 1