Основные теоретические вопросы, позволяющие выполнить целевые виды деятельности:

1. Цепь переноса электронов (дыхательная цепь) митохондрий. Источники электронов для функционирования дыхательной цепи.

2. Структура и функции компонентов дыхательной цепи ( дегидрогеназы и цитохромы их кофакторы).

3. Схема и локализация в клетке цепи тканевого дыхания, механизм формирования и роль редокс-потенциала в расположении компонентов.

4. Связь ( сопряжение ) тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования., пункты сопряжения.

5. Механизм окислительного фосфорилирования. АТФ-синтаза. Хемиоосмотическая теория Митчела.

6. Коэффициент фосфорилирования (Р/О). Энергетическая ценность субстратов.

7. Механизмы регуляции системы окислительного фосфорилирования. Дыхательный контроль (АДФ/АТФ).

8. Ингибиторы дыхательной цепи, механизм их действия, влияние на организм.

9. Понятие о разобщителях., примеры различных механизмов разобщения. Свободное нефосфорилирующее окисление, его биороль.

10. Принцип и ход работы по моделированию процессов тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования ( Инструкция, 2).

Найти материал для освоения этих вопросов можно в одном из следующих источников: Обязательная литература

1. Губський ю.Г. Біологічна хімія. - Київ-Тернопіль.: Укрмедкнига, 2000. - с. 122-142

2. Тестовые задания по биологической химии/ Под ред.Б.Г.Борзенко. - Донецк, 2000. -С.44-73.

3. Лекции по биохимии.

4. Граф логической структуры (Приложение 1).

5. Инструкция к практическому занятию.

Дополнительная литература

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия. - М.-С-П.: Издательство БИНОМ-Невский Диалект, 1999. – С. 66 -68.

2. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. - М.: Мир, 1993. - С.111-139

3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1998. - С. 305-316

4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990. - С. 213-225

5. Николаев А.Я. Биологическая химия. - М.: Высшая школа 1998, С.199-212.

После изучения вышеперечисленных вопросов для самопроверки усвоения материала по изучаемой теме предлагается решить следующие целевые обучающие задачи.

Целевые обучающие задачи

Задача 1.

Нарушение последовательности ферментов при реконструкции цепи тканевого дыхания в эксперименте полностью блокирует его активность. Каким свойством компонентов необходимо руководствоваться в построении активной цепи переноса электронов?

А, Молекулярной массой

В. Редокс-потенциалом

С. Структурой кофакторов

D. Электрофоретической подвижностью.

Задача 2. Сопряжение тканевого дыхания с фосфорилированием требует наличия градиента концентрации Н⁺ между двумя сторонами внутренней митохондриальной мембраны. Какую роль он играет в синтезе АТФ?

А. Катализирует реакцию синтеза АТФ

В. Активирует АТФ-синтетазу

С. Участвует в образовании промежуточных высокоэнергетических соединений

Д. Способствует выделению энергии в дыхательной цепи

Е. Переводит компоненты дыхательной цепи в высокоэнергетическую форму путем изменения их конформации.

Задача 3. Животные содержались на рационе, лишенном некоторых витаминов. Отсутствие какого витамина приведет к нарушению активности дегидрогеназ тканевого дыхания?

А. РР

В. Пиридоксина

С. Фолиевой кислоты

D. Кобаламина

Е.. Рутина

Задача 4. Нарушение синтеза цитохромов у подопытных животных, в диете которых не содержалось некоторых микроэлементов, привело в торможению тканевого дыхания. Какой компонент цитохромов, активно участвующий в переносе электронов, отсутсвовал в пище?

А.Гистидин глобина

В. Пиррольное кольцо

С. Железо гема

D. Винильный радикал

Е. Апофермент

Задача 5. Больной доставлен в состоянии острой гипоксии после отравления угарным газом. Каков механизм действия этого газа на организм?

А. Ингибирует тканевое дыхание

В. Ингибирует перенос водорода

С. Восстанавливает кислород

Д. Ингибирует ЦТК

Е. Разобщает дыхание и фосфорилирование

Задача 6. У пациента после передозировки наркотиков наступила внезапная остановка сердца. Каков механизм этой патологии?

А Разобщение дыхания и фосфорилирования

В. Ингибирование ферментов дыхательной цепи

С. Ингибирование ЦТК

Д. Разрушение митохондрий

Е. Ингибирование субстратного фосфорилирования.

Задача 7. 2,4 – динитрофенол пытались использовать для лечения ожирения у крыс. Как обряснить случаи летального исхода у животных после применения препарата?

А. Торможением синтеза АТФ

В.. Ингибированием ферментов дыхательной цепи митохондрий

С. Снижением потребления кислорода

D. Разрушением митохондрий

Е Активацией АТФ-синтетазы

Правильность решения задач проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач:

1. – В, 2. – D, 3. –А, 4. - С.

Задания для самостоятельной работы

І. Перепишите дыхательную цепь митохондрий (цепь переноса электронов ( ЦПЭ)

SH₂ ( ЦТК, β- окисление) Mатрикс

NAD SH₂ (сукцинат)

1/2 O₂ H₂O

S NADH+Н ⁺

FAD· FeS

E-FMN · FeS КoQ цит.b · FeS цит. c₁ цит. c цит. aa₃

ІІ. Для усвоения темы необходимо уяснить, что:

1. Синтез Н₂О в цепи тканевого дыхания является основным источником энергии для реакции синтеза АТФ.

2. Запомнить, что процесс образования воды в организме и вне его совершается с выделением 210-230 кдж/моль энергии.

3. В организме синтез Н₂О происходит при участии электронтранспортной цепи внутренней мембраны митохондрий.

4. Часть энергии этого процесса (≈40%) используется для реакции синтеза АТФ.

5. Реакция образования Н₂О в организме сопряжена с процессом окислительного фосфорилирования (синтез АТФ из АДФ и Н₃РО₄).

6. Усвоить понятие коэффициент фосфорилирования (Р/О). Коэффициент фосфорилирования - это число молекул АТФ, образованных в расчете на 1 атом кислорода, использованного в процессе дыхания.

Задание 1. Напишите схему дыхательной цепи для субстратов пиридинзависимых дегидрогеназ (малат, α-кетоглутарат, изоцитрат). Укажите коэффициент фосфорилирования и пункты сопряжения.

Задание 2. Напишите схему дыхательной цепи для субстратов ФАД-зависимых дегидрогеназ. Укажите коэффициент фосфорилирования. Сколько АТФ будет синтезироваться при окислении 5 моль сукцината.

ІІІ. Укажите на дыхательной цепи места действия ингибиторов дыхания и назовите их.

ІУ. Вопрос: Как изменится потребление кислорода митохондриями при интенсивной физической работе?

Вопрос: Как регулируется температура тела при изменении температуры окружающей среды?

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.