Задача 2

С₄-путь (цикл Хетча-Слэка-Карпилова), отличается присутствием дополнительной начальной стадии – фиксации СО₂ в составе оксалоацетата (4С). Эту реакцию катализирует ФЕП-карбоксилаза - более активный фермент, чем рибулозо-дифосфат-карбоксилаза. Но этот путь требует дополнительных стадий и затрат энергии: на фиксацию 1 СО₂ затрачивается 5АТФ вместо 3-х в С₃-пути. Однако С₄-растения (кукуруза, сахарный тростник, сорго, многие сорняки) растут гораздо быстрее, чем С₃-растения (пшеница, рожь, овес, рис и др.). Объясните почему?

Эталоны ответов на тесты

1.1. – Б

1.2. – В

2.1. – 1-В; 2-В; 3-Б; 4-А; 5-Г; 6-Г

2.2. – 1-Б; 2-Д; 3-А; 4-В; 5-Г

3.1. – 1,3

3.2. – 4

4.1. –. 3→6→2→5→1→4→7

4.2. – 1→2→4→5→7→8→6→3→10→11→12→9→2

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.

При этом образуется сера:

СО₂ + 2Н₂S → (СН₂О) + Н₂О + 2S

Задача 2.

Причина в фотодыхании – расточительном процессе, характерном только для С₃-растений. Это происходит за счет оксигеназной активности рибулозодифосфаткарбоксилазы. О₂ конкурирует с СО₂ за активный центр карбоксилазы, в результате чего часть рибулозодифосфата превращается в фосфогликолат. Этого не происходит у С₄-растений, т.к. большинство из них произошли из тропических стран, где высокое испарение влаги заставило выработать механизм закрывания устьиц, через которые ткани вентилируются газами в самые жаркие часы дня (при максимальном солнечном освещении). С₄-растения запасают при закрывании устьиц.

СО₂ в составе малата или аспартата (образуются из ЩУК в цикле Хетча-Слэка-Карпилова), а затем расходуют по мере надобности. В этом случае концентрация СО₂ всегда высокая и отсутствует конкуренция с О₂, т.к. он поступает в клетки в ограниченном количестве

Занятие 21. Коллоквиум по модулю «Энергетический обмен».

Цель занятия. Проверить усвоение студентами учебного материала модуля «Общие пути катаболизма. Биоэнергетика».

Содержание занятия:

– оценка знания усвоения учебного материала данного модуля каждым студентом с использованием тестового компютерного контроля;

– индивидуальное собеседование преподавателя с каждым студентом по вопросам к коллоквиуму.

Контрольные вопросы к коллоквиуму:

1. Обмен веществ. Этапы обмена веществ. Метаболизм, его функции. Катаболические и анаболические пути в обмене веществ, их значение и взаимосвязь. Ферменты и метаболизм.

2. Витамины. Классификация и номенклатура витаминов. Алиментарные и вторичные гиповитаминозы и авитаминозы, причины их возникновения. Гипервитаминозы.

3. Антивитамины, Механизмы их действия. Применение антивитаминов в медицине.

4. Водорастворимые витамины В₁, В₂, В₃, РР, В₆, В₁₂, Н, фолиевая кислота, С, Р. Строение, биологическая роль. Проявления гиповитаминоза.

5. Коферменты ТДФ, НАД, НАДФ, ФМН, ФАД, КоА, Н, пиридоксальфосфат, ТГФК, убихинон, гем и др. Структура, биохимические функции.

6. Жирорастворимые витамины А, Д, Е, К. Структура, биологические функции. Проявления гиповитаминоза.

7. Экзергонические и эндергонические реакции. Макроэргические соединения, их структура и значение. АТФ – универсальный аккумулятор и источник энергии.

8. Схема катаболизма основных пищевых веществ и унификации энергетических субстратов.

9. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Пируватдегидрогеназный комплекс.

10. Цикл трикарбоновых кислот Кребса. Последовательность реакций и характеристика ферментов.

11. Дегидрирование субстратов и окисление водорода как источник энергии для синтеза АТФ. Первичные и вторичные дегидрогеназы.

12. Терминальное окисление: механизм, роль убихинона, цитохромов и цитохромоксидазы. Строение митоходрий и структурная организация дыхательной цепи.

13. Окислительное фосфорилирование. Редокс-потенциалы окисляемых субстратов, переносчиков электронов и кислорода. Коэффициент Р/О.

14. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Протонный электрохимический потенциал как промежуточная форма энергии при окислительном фосфорилировании. Дыхательный контроль. Разобщение дыхания и фосфорилирования.

15. Качественное и количественное определение ферментов биологического окисления.

16. Фотосинтез. Характеристика фотосинтезирующих структур.

17. Структура и функции светособирающих пигментов (хлорофиллы а и b, β-каротин и др). Фотосистемы I и II, их характеристика.

18. Фазы фотосинтеза. Сущность световой (электрохимической) фазы.

19. Нециклический и циклический транспорт электронов, фотофосфорилирование.

20. Темновые реакции фотосинтеза (С_{3_}, С₄ пути фотосинтеза). Синтез углеводов в растениях.