ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В НЕУЧЕБНОЕ ВРЕМЯ. к практическим занятиям

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

к практическим занятиям

Модуль IV. «Митохондриальная цепь переноса электронов. Окислительное фосфорилирование. Заключительный этап катаболизма пищевых веществ. Цикл трикарбоновых кислот»

учебной дисциплины (модуля) «Биологическая химия – биохимия полости рта»

для специальности 060201 – Стоматология

курс I семестр 2

Владивосток – 2012 г.

Практическое занятие № 13

Тема: «Основы биоэнергетики. Общие пути катаболизма»

(лабораторно-практическое занятие)

Мотивация: Понимание механизмов кумулирования биологической энергии позволит получить представления об организме человека как о термодинамической системе, в которой отдельные ферменты функционируют как звенья окислительно-восстановительной цепи передачи электронов. Изучение основ общего пути катаболизма позволит получить представление об его биологической универсальности, регулируемости и взаимосвязи с другими метаболическими путями.

Цель обучения, воспитания и развития: Закрепить представления о механизмах генерирования энергии в клетке и окислительных процессов в организме и их физиологическом значении. Полученные по данной теме знания и умения формируют профессиональные компетенции, необходимые в последующем для изучения вопросов профессиональной направленности.

З адачи, обучения, воспитания и развития:

1. Уметь писать формулы: пируват, ацетил-КоА

2. Знать химизм процессов: окислительного декарбоксилирования пирувата,

последовательность реакций цитратного цикла (цикла Кребса)

3. Знать и уметь объяснять значения терминов: экзергонические и эндергонические

реакции, макроэргическая связь, катаболизм, анаболизм, метаболизм

Этапы проведения занятия:

1. Вводная часть

2. Основная часть занятия: семинар, лабораторная работа

3. Заключительная часть занятия (общие и индивидуальные задания для СДС)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Экзергонические и эндергонические реакции в живой клетке.

2. Понятие о катаболизме и анаболизме, их взаимосвязи.

3. АТФ – универсальный источник энергии. Основные пути синтеза и использования.

4. Цикл АДФ-АТФ. Другие макроэргические соединения, их роль в клеточной

энергетике.

5. Катаболизм пищевых веществ (углеводов, жиров, белков) –

главный источник энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности.

6. Общий путь катаболизма, основные этапы, взаимосвязь со специфическими

обменными процессами

7. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Строение и

функции пируватдегидрогеназного комплекса. Образование ацетил-КоА. Роль

витаминов В₁, В₂, РР, пантотеновой кислоты, липоевой кислоты..

8. Цикл трикарбоновых кислот – главный источник субстратов тканевого дыхания.

Связь реакций общего пути катаболизма и ЦПЭ. Последовательность реакций.

9. Цикл лимонной кислоты (цикл Кребса). Образование цитрата и его роль

в процессах минерализации твердых тканей ротовой полости.

Ориентировочная основа деятельности студентов для проведения лабораторной работы:

Работа №1. Качественная реакция на витамин В₁ (тиамин)

Принцип метода. Реакция основана на способности тиамина (В₁) окисляться в щелочной среде под действием красной кровяной соли (феррицианид калия, K₃Fe(CN)₆) в тиохром, который обладает в ультрафиолетовых лучах сине-голубой флюоресценцией.

Порядок выполнения работы: В пробирку наливают 1 каплю 5% раствора тиамина (витамина В₁), прибавляют 5-10 капель 10% раствора NaOH, 1-2 капли 5% раствора K₃Fe(CN)₆ и взбалтывают. Прогрев флюороскоп в течение 5-10 мин., наблюдают сине-голубую флюоресценцию при облучении пробирки с раствором ультрафиолетовыми лучами. В выводах написать структурную формулу кофермента и указать связь с функционированием пируватдегидрогеназного комплекса и ЦТК.

Клинико-диагностическое значение: витамин В₁ в виде своего пирофосфорного эфира (кофермент ТДФ) в организме человека в комплексе с другими коферментами – липоевой кислотой, Ко-А, НАД, ФАД – входит в состав полиферментного комплекса, осуществляющего окислительное декарбоксилирование α-кетокислот (в первую очередь, пировиноградной, а также α-кетоглутаровой), в результате чего образуется ацетил-КоА, который вступает в цикл трикарбоновых кислот (общий путь катаболизма). При недостаточном поступлении витамина В₁ в организм окисление пирувата нарушается, что приводит к развитию гипоэнергетических состояний и накоплению α-кетокислот в тканях. Авитаминоз В₁ вызывает характерное поражение сердечно-сосудистой и периферической нервной системы, известное как заболевание «бери-бери».

Работа №2. Качественная реакция на витамин В₂ (рибофлавин)

Принцип метода. Окисленная форма витамина В₂ представляет собой желтое флюоресцирующее в ультрафиолетовых лучах вещество. Реакция на витамин В₂ основана на способности его легко восстанавливаться, при этом витамин В₂ изменяет свои физико-химические свойства. Источником водорода служит реакция взаимодействия соляной кислоты с металлическим цинком.

Порядок выполнения работы: В пробирку наливают 10 капель 0,025% раствора витамина В₂, добавляют 5 капель Hcl (конц.) и 1 зернышко металлического Zn.

Выделяющийся водород восстанавливает рибофлавин (раствор желтого цвета) через родофлавин (раствор розового цвета) в лейкофлавин (бесцветное соединение).

Сравните разные формы витамина В₂ по флюоресценции в ультрафиолетовых лучах.

В выводах написать восстановленную и окисленную формулу кофермента и указать связь с функционированием дыхательной цепи митохондрий.

Клинико-диагностическое значение: Витамин В₂ (рибофлавин) входит в состав коферментов флавиновых ферментов (ФАД и ФМН), которые участвуют в биологическом окислении, катализируя реакции дегидрирования. Типичным субстратом для флавиновых ферментов в процессе биологического окисления служит НАДН₂. При недостаточности рибофлавина в организме человека нарушаются окислительно-восстановительные процессы, что влечет возникновение характерных признаков гипо –и авитаминозов (поражение слизистых ротовой полости и губ, помутнение хрусталика, выпадение волос и др.).

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В НЕУЧЕБНОЕ ВРЕМЯ

II. Заполнить таблицу (использовать материалы учебника, лекции)

«Пируватдегидрогеназный комплекс» (Рис.1)

Блок дополнительной информации:

Рис. 1. Схема реакций пируватдегидрогеназного комплекса (ПДГ-комплекс)

Рис. 2. Основные этапы общего пути катаболизма (ОПК)

Рис.3. Пути использования энергии гидролиза макроэргических связей АТФ

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ПО ТЕМЕ

1. Укажите, продуктом каких реакций цикла Кребса является СО₂?

2. Перечислите субстраты цикла Кребса, которые подвергаются дегидрированию.

3. Поясните, с чем связано использование янтарной кислоты в качестве лекарственного препарата?

4. Перечислите субстраты цикла Кребса, которые могут быть использованы для анаболических

процессов.

5. Подсчитайте, сколько АТФ синтезируется при полном окислении 4 молей ПВК.

Список рекомендуемой литературы:

1. Березов Т.Т. Биологическая химия/Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – Изд.3-е. –М.:Медицина, 1998 – 704 с.

2. Биологическая химия: Учебник/Е.С, Северин, Т.Л. Алейникова и др.- М.: ООО

«Медицинское информационное агентство», 2008. - 368 с.

3. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. - М.: «ГЭОТАР-МЕД», 2003 – 784 с.

4. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева, 3 изд. - М.: «ГЭОТАР», 2005 – 441 с.

5. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2008 – 384 с.

6. Методическое пособие для самостоятельной работы студентов по биологической химии (в 2 частях).

Часть I /Артюкова О.А., Хасина М.А. - Владивосток: Медицина ДВ, 2010. - 96 с.

7. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.:«Медицинское информационное агентство»–2004. -566 с.

8. Хасина М.А. Словарь-справочник по клинической биохимии – Владивосток: «Медицина ДВ», 2008.

9. Щербак И.Г. Биологическая химия: Учебник. – СПб.: «Издател. СПбГМУ», 2005. – 480 с.

10. Лекции по дисциплине

Практическое занятие № 14

Поиск по сайту: