Контрольная работа № 2 «Обмен углеводов, липидов, белков»
Вариант 1.
У новорожденного ребенка после кормления молоком наблюдались диспепсические расстройства (рвота, понос). После перевода на искусственное кормление раствором, содержащим глюкозу, наблюдаемые явления проходили. Возможной причиной заболевания является недостаточность активности одного из перечисленных ниже ферментов. Назовите этот фермент и напишите уравнение реакции, которую он катализирует.
Ферменты: α-амилаза, лактаза, мальтаза, сахараза.
При стрессе в крови повышается концентрация гормона мозгового слоя надпочечников – адреналина, под действием которого повышается уровень глюкозы в крови. Определите, какой основной биохимический процесс запускается, опишите его биологическую роль и последовательность химических реакций.
В глюконеогенезе обратимые реакции катализируют те же ферменты, что и обратимые реакции гликолиза, но в обратном направлении. Напишите необратимые реакции гликолиза, которые имеют обходные пути в процессе синтеза глюкозы из неуглеводных компонентов.
В каком отделе пищеварительного тракта происходит эмульгирование жиров. Какие вещества обеспечивают этот процесс? Напишите их структурные формулы (не менее трех).
После всасывания продуктов гидролиза жиров жирные кислоты и моноацилглицеролы в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника включаются в процесс ресинтеза с образованием триацилглицеролов. Напишите химические реакции приводящие к образованию пальмитоиллиноленоилстеароилглицерола, опишите биологическую роль процесса ресинтеза жиров.
При голодании и активной физической работе происходит мобилизация жиров, то есть гидролиз триацилглицеролов. Образующиеся в ходе гидролиза высшие жирные кислоты и глицерол подвергаются процессу окисления, в ходе которого выделяется энергия, необходимая для обеспечения жизнедеятельности организма. Подсчитайте, сколько молекул АТФ образуется при распаде 3 молекул трипальмитина. Для этого:
а) напишите гидролиз трипальмитина;
б) запишите реакции окисления глицерола до ацетил-КоА, который затем включается в цикл трикарбоновых кислот;
в) подсчитайте сколько молекул АТФ образуется при окислении 3 молекул глицерола до СО2 и Н2О;
г) по формуле рассчитайте количество АТФ, образующееся при окислении пальмитиновой кислоты;
д) суммируйте полученные результаты.
^ При гниении тирозина в толстом отделе кишечника под действием ферментов микрофлоры образуется фенол. Напишите схему превращений, приводящих к образованию фенола и его обезвреживанию.
9. Особенностью этого азотсодержащего соединения, которое образуется в мышечной ткани, является то, что оно не реабсорбируется из первичной мочи. Напишите реакции, ведущие к образованию данного вещества. Укажите диагностическое значение определения этого вещества в крови и моче.
Вариант 2.
У пациента гастроэнтерологического отделения выявлена недостаточность фермента щеточной каймы энтероцитов – мальтазы. Объясните, как это скажется на процессе пищеварения, и к каким особенностям в питании приведет. Напишите уравнение реакции, катализируемой данным ферментом.
Метаболизм глюкозы в клетках всех тканей начинается с перевода ее в глюкозо-6-фосфат. Плазматическая мембрана клеток не проницаема для фосфорилированной глюкозы и, следовательно, она уже не может выйти из них. Перечислите возможные пути использования глюкозо-6-фосфата клеткой, опишите биологическую роль данных процессов.
В течение продолжительного голодания (более суток) и интенсивной физической нагрузке глюкоза может синтезироваться из субстратов неуглеводной природы. Как называется данный процесс? Напишите образование глюкозы из лактата.
В состав биологически активной добавке к пище «Омеганол» входят ω-3 и ω-6 жирные кислоты. Почему эти жирные кислоты получили название ω-кислот? Какие жирные кислоты относятся к данным группам? Опишите их биологическую роль.
Липиды в воде, а значит и в крови не растворимы, поэтому для транспорта липидов в организме образуются комплексы липидов с белками – липопротеины. Какие липопротеины можно определить через 12 часов после употребления пищи? Охарактеризуйте основные свойства липопротеинов, ответ оформите в виде таблицы.
Характеристика липопротеинов крови
Липопротеины
Характеристика
|
Хиломикроны
|
…
|
…
|
…
|
^
|
|
|
|
|
Место образования
|
|
|
|
|
Размер
|
|
|
|
|
Функции
|
|
|
|
|
Напишите уравнения реакций первого цикла β-окисления стеариновой кислоты. Подсчитайте число циклов β-окисления и количество АТФ, образующихся при окислении трех молекул этой кислоты.
Напишите уравнение реакции гидролиза фрагмента белка -гис-вал-арг-глу-лей- под действием трипсина.
У больного с инфекционным гепатитом выявлено резкое увеличение активности глутаматдегидрогеназы. Напишите уравнение реакции, катализируемой данным ферментом, биологическую роль данного процесса. При недостатке какого витамина нарушается процесс окислительного дезаминирования глутамата? Ответ обоснуйте.
Сколько молекул АТФ требуется для синтеза 1 молекулы мочевины? Напишите химические реакции мочевинообразования, идущие с затратой энергии АТФ, укажите ферменты.
Вариант 3.
В тонком отделе кишечника в процессе переваривания происходит гидролиз дисахаридов под действием гликозидаз ферментных комплексов клеток кишечника. Напишите 3 уравнения реакций гидролиза дисахаридов и укажите ферменты, катализирующие данные реакции.
Объясните, в чем заключается отличие аэробного и анаэробного гликолиза. Приведите реакции образования конечных продуктов окисления глюкозы в аэробных и анаэробных условиях.
При генетическом дефекте глюкозо-6-фосфатазы в гепатоцитах повышается содержание рибозо-5-фосфата. В чем заключается причина увеличения рибозо-5-фосфата при недостаточности этого фермента? Для ответа на данный вопрос:
а) напишите реакцию, которую катализирует глюкозо-6-фосфатаза,
б) напишите реакции окислительного этапа метаболического пути, обеспечивающего синтез рибозо-5-фосфата,
в) укажите биологическую роль этого процесса.
Напишите химический процесс переваривания пальмитоолеоилстеароилглицерола в желудочно-кишечном тракте. Над стрелкой укажите название фермента, катализирующего данную реакцию, его класс, факторы необходимые для протекания данной реакции в кишечнике.
Нарисуйте схемы процессов имеющие место при обмене липидов, активирующиеся при длительном голодании.
Напишите уравнения реакций первого цикла синтеза пальмитиновой кислоты. Подсчитайте количество молекул малонил-КоА и НАДФН2, требуемое для синтеза 3 молекул этой кислоты.
Напишите уравнение реакции фрагмента белка -сер-мет-тир-сер-вал- под действием пепсина.
Микрофлора кишечника имеет набор ферментных систем, отличных от соответствующих ферментов животных тканей, катализирующих разнообразные превращения аминокислот (декарбоксилирование, десульфирование, дезаминирование, распад циклических аминокислот). Каким термином обозначают данные превращения? Напишите по 1 примеру для каждого типа химической реакции.
Аммиак, образующийся в результате распада аминокислот, оказывает токсическое действие на организм и переводится в безвредные для биологических форм азотистые соединения. Опишите токсическое действие аммиака и напишите уравнения реакций временного связывания аммиака.
Вариант 4.
Перечислите основные дисахариды, обладающие редуцирующими (восстанавливающими) свойствами. Напишите формулы этих углеводов и химическую реакцию, с помощью которой их можно обнаружить.
Какие реакции аэробного гликолиза протекают с затратой АТФ? Напишите эти реакции.
Какова функция НАДФ в гексозомонофосфатном пути окисления глюкозы? Напишите соответствующие уравнения реакций.
В составе поступающей в организм пищи холестерин содержится в основном в виде эфиров. Опишите переваривание эфиров холестерола, на примере гидролиза пальмитохолестерида. Над стрелкой укажите название фермента, катализирующего данную реакцию, факторы необходимые для протекания данной реакции в кишечнике, место синтеза фермента.
Известно, что аспирин необратимо ингибирует циклооксигеназу. Нарисуйте схему циклооксигеназного пути превращения арахидоновой кислоты. Объясните, почему применение аспирина в малых дозах может применяться для снижения процесса тромбообразования.
Укажите, какие коферменты участвуют в процессе β–окисления высших жирных кислот. Ответ подтвердите написанием уравнений химических реакций.
7. Напишите уравнение реакции гидролиза пептида ала-вал-три-цис-лей под действием аминопептидазы.
8. У пациента в крови и моче повышено содержание индола, количество индикана уменьшено. Напишите химические реакции образования данных соединений. О нарушении какого процесса свидетельствуют полученные результаты анализа? Ответ объясните.
9. При обследовании больного ревматизмом после терапии кортикостероидами выявлена гиперурикемия. В результате какого биохимического процесса развивается данное нарушение? Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
Вариант 5.
Установлено, что при недостаточном поступлении с пищей целлюлозы у человека наблюдаются нарушения работы желудочно-кишечного тракта. Опишите химический состав целлюлозы и роль в процессе пищеварения.
Какой метаболит гликолиза имеет различные пути превращения в аэробных и анаэробных условиях? Напишите эти превращения в виде уравнений химических реакций.
Сколько молекул макроэргических фосфатных соединений нужно затратить в реакциях глюконеогенеза для синтеза 5 молекул глюкозы? Приведите эти реакции.
Яд некоторых змей содержит в своем составе фосфолипазу А2. Если к цельной крови добавить небольшое количество яда, то быстро наступает гемолиз. Напишите реакцию гидролиза фосфатидилхолина с участием данной данной фосфолипазы. Объясните причину гемолиза.
Избыточное поступление и накопление холестерина в крови приводит к развитию атеросклероза и желчекаменной болезни. Целесообразно ли полностью исключить поступление холестерола с пищей с целью профилактики атеросклероза?
Укажите, какие витамины необходимы для протекания в организме процесса синтеза высших жирных кислот. Ответ подтвердите написанием уравнений химических реакций, учтите, что витамины участвуют в образовании коферментов.
^ Назовите соединения, образующиеся при декарбоксилировании триптофана, гистидина, аргинина и тирозина. Напишите уравнения соответствующих реакций, укажите биологическую роль образовавшихся продуктов.
9. Покажите путь азота от аминогруппы валина до мочевины. Для этого напишите реакции непрямого окислительного дезаминирования валина и орнитинового цикла.
Вариант 6.
Заполните таблицу «Сравнительная характеристика основных полисахаридов».
Сравнительная характеристика основных полисахаридов
Характеристика
|
Крахмал
|
Гликоген
|
Целлюлоза
|
Эмпирическая формула
|
|
|
|
^
|
|
|
|
Связи
|
|
|
|
Функции
|
|
|
|
Локализация
|
|
|
|
2. Какие ферменты катализируют реакции, сопряженные с синтезом АТФ без участия дыхательной цепи (субстратным фосфорилированием), при полном окислении глюкозы до СО2 и Н2О? Ответ проиллюстрируйте уравнениями химических реакций.
3. Определите, в каком процессе образуется рибозо-5-фосфат, необходимый для синтеза нуклеотидов, и восстанавливается кофермент, участвующий в реакциях синтеза жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, инактивации чужеродных веществ. Напишите химические реакции приводящие к образованию рибозо-5-фосфата.
4. В переваривании глицерофосфолипидов участвуют несколько ферментов, синтезирующихся в поджелудочной железе. Перечислите ферменты, катализирующие реакцию гидролиза фосфолипидов в кишечнике, напишите гидролиз фосфолипида, содержащего аминопроизводное этанола.
5. При голодании, длительной физической работе и в случаях, когда клетки не получают достаточного количества глюкозы, жирные кислоты используются многими тканями как основной источник энергии. Однако, в отличие от других тканей мозг и другие отделы нервной ткани практически не используют жирные кислоты в качестве источника энергии, поэтому в печени часть жирных кислот превращается в кетоновые тела, которые окисляются нервной тканью и мышцами, обеспечивая достаточное количество энергии для синтеза АТФ и уменьшая потребление глюкозы. Напишите синтез кетоновых тел из ацетил-КоА, объясните, к каким последствиям может привести увеличение концентрации кетоновых тел в крови.
6. Изучив метаболизм высших жирных кислот, заполните таблицу «Сравнительная характеристика β–окисления и синтеза высших жирных кислот»
Сравнительная характеристика β–окисления и синтеза высших жирных кислот
Процессы
|
β–окисление ВЖК
|
Биосинтез ВЖК
|
Локализация процесса
|
|
|
^
|
|
|
Переносчик субстрата через митохондриальную мембрану
|
|
|
Коферменты
|
|
|
^
|
|
|
Регулирующие факторы
|
Активаторы
|
|
|
Ингибиторы
|
|
|
7. При исследовании желудочного сока методом гель-фильтрации выделили неактивную форму пепсина с молекулярной массой 42кДа, после добавления к ферменту соляной кислоты молекулярная масса пепсина уменьшилась до 35кДа и фермент стал активным. Опишите механизм активации пепсиногена и роль соляной кислоты в процессе переваривания белков.
8. При синдроме цитолиза гепатоцитов в крови увеличивается активность АлАТ и АсАТ. Какие химические реакции ускоряют данные ферменты в клетках печени? Напишите эти реакции и опишите их механизм.
9. Проследите путь превращения аланина поступившего с пищей в организм. Для этого:
а) напишите реакцию непрямого дезаминирования аланина;
б) покажите химизм обезвреживания образовавшегося аммиака в тканях головного мозга.
Вариант 7.
Резервным полисахаридом у растений является крахмал. Напишите химическую формулу фрагмента крахмала, укажите ферменты, участвующие в переваривании крахмала.
Какой из процессов распада глюкозы обеспечивает энергией метаболизм эритроцитов и почему? Ответ подтвердите написанием уравнений химических реакций.
Процесс синтеза глюкозы из субстратов неуглеводной природы представляет собой реакции гликолиза, идущие в обратном направлении за исключением 3 реакций. В процессе глюконеогенеза они катализируются другими ферментами, напишите эти необратимые реакции глюконеогенеза.
В переваривании глицерофосфолипидов участвуют несколько ферментов, синтезирующихся в поджелудочной железе. Перечислите ферменты, катализирующие реакцию гидролиза фосфолипидов в кишечнике, напишите гидролиз фосфотидилсерина.
С целью снижения уровня холестерина в крови, в следствие снижения скорости его синтеза в печени используются лекарственные препараты фармгруппы «Статины», например аторвастатин, кардиостатин, симвастатин и др. Напишите схему синтеза холестерина в печени и укажите фермент, активность которого снижается под действием статинов.
Укажите донор водорода, необходимый для синтеза жирных кислот. Напишите уравнения реакций с его участием.
7. Могут ли возникнуть нарушения метаболизма, если длительное время употреблять в пищу продукты, содержащие в своем составе только заменимые аминокислоты? При ответе на данный вопрос приведите классификацию аминокислот по способности синтезироваться в организме, роль частичнозаменимых, условнозаменимых и незаменимых аминокислот, перечислите возможные нарушения, возникающие при недостаточном поступлении незаменимых аминокислот в организм.
^ Объясните механизм действия больших доз аргинина при наследственном дефекте аргининосукцинатлиазы. Для этого:
а) определите, в каком процессе принимает участие данный фермент
б) опишите биологическую роль данного процесса
в) напишите уравнение химической реакции, катализируемой аргининосукцинатлиазой.
Вариант 8.
Опаздывая в университет, студент утром выпил только стакан чая с сахаром. В каком отделе желудочно-кишечного тракта и под действием какого фермента произойдет гидролиз тростникового сахара? Ответ подтвердите уравнением химической реакции.
Определите число молекул АТФ, синтезированных при полном окислении 2 молекул глюкозы в аэробных условиях. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
К какому наследственному заболеванию приводит генетический дефект фосфорилазы гликогена мыщц? Ответ обоснуйте, написав уравнения реакций.
В переваривании глицерофосфолипидов участвуют несколько ферментов, синтезирующихся в поджелудочной железе. Перечислите ферменты, катализирующие реакцию гидролиза фосфолипидов в кишечнике, напишите гидролиз фосфотидилинозита.
Концентрацию каких липопротеинов необходимо контролировать в ходе лечения больного атеросклерозом? Опишите их состав и функции.
Напишите уравнения реакций первого цикла синтеза стеариновой кислоты. Подсчитайте количество молекул малонил-КоА и НАДФН2, требуемое для синтеза 3 молекул этой кислоты.
В состав корма для животных входили пептиды следующего состава:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ала – мет – тир – лей – вал – цис – глу – фен – асп – арг – гис
Назовите ферменты и номер соответствующей связи, которые расщепляют это пептид:
а) в желудке,
б) в просвете тонкого отдела кишечника,
в) в слизистой тонкого отдела кишечника (кишечной кайме).
Укажите какие аминокислоты, образовавшиеся в результате гидролиза данного пептида, относятся к заменимым, условно-, частично- и незаменимым.
Напишите реакцию трансаминирования (переаминирования) аспарагиновой кислоты. Назовите фермент, катализирующий данную реакцию, кофермент. Укажите биологическую роль реакций трансаминирования.
9. Почему при нарушении функции печени нарастает уровень аммиака? Каковы возможные последствия данного состояния?
Вариант 9.
Почему клетки запасают глюкозу в виде гликогена, а не в виде свободной глюкозы? Напишите реакции синтеза гликогена и охарактеризуйте его роль в организме.
Определите число молекул АТФ, синтезированных при полном окислении 2 молекул глюкозы в анаэробных условиях. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
Субстратом для процесса глюконеогенеза может служить глицерол, образующийся в жировой ткани при гидролизе триацилглицеролов. Напишите реакции синтеза глюкозы из глицерола. Сколько молекул глицерола необходимо для синтеза 1 молекулы глюкозы?
При энзимотерапии нарушений пищеварения больным назначают препартаы, содержащие пищеварительные ферменты, например панкреатин или фестал. Компонентами панкреатина являются ферменты панкреатического сока, в состав фестала, кроме этих ферментов, входят желчные кислоты. Какое из этих лекарств следует рекомендовать больному с нарушением пищеварения, которое вызвано желчнокаменной болезнью и сопровождается стеатореей? Ответ обоснуйте.
Концентрация каких липопротеинов может быть снижена при атеросклерозе? Опишите их состав и функции, объясните почему при их недостатке развивается атеросклероз.
Напишите уравнения реакций первого цикла β-окисления пальмитиновой кислоты. Подсчитайте число циклов β-окисления и количество АТФ, образующихся при окислении двух молекул этой кислоты.
В желудочно-кишечный тракт с белковой пищей поступил пептид следующего состава:
1 2 3 4 5 6
ала – мет – тир – глу – асп – фен – вал
Укажите какие связи в данном пептиде расщепляются под действием пепсина, трипсина, химотрипсина, карбоксиптидазы, место синтеза перечисленных ферментов, способ, лежащий в основе их активации, активаторы.
8. У мужчины злоупотребляющим алкоголем в течение длительного времени значительно повышен уровень аланинаминотрансферазы в сыворотке крови. Напишите уравнение реакции, катализируемой данным ферментом. Укажите клинико-диагностическое значение определения активности трансаминаз в сыворотке крови.
9. Установлено, что ферменты орнитинового цикла локализованы в матриксе митохондрий и цитозоле гепатоцитов. Запишите химические реакции образования мочевины, протекающие в матриксе митохондрий.
Вариант 10.
Какой основной процесс позволяет человеку поддерживать уровень глюкозы на постоянном уровне во время ночного сна? Назовите этот процесс и напишите уравнения химических реакций данного процесса.
Определите число молекул АТФ, синтезированных при полном окислении 5 молекул глюкозы в анаэробных условиях. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
При длительном голодании или диете, содержащей только белки, уровень глюкозы в крови поддерживается за счет глюконеогенеза из аминокислот. Напишите химические реакции, приводящие к образованию глюкозы из аминокислоты – аланин.
Напишите химический процесс переваривания дипальмитоилстеароилглицерола в кишечнике. Над стрелкой укажите название фермента, катализирующего данную реакцию, и его активатор. Объясните механизм влияния желчных кислот и НСО3- на скорость этой реакции.
В моче больного обнаружены кетоновые тела. Укажите возможные причины данного изменения, напишите реакции их синтеза.
Напишите уравнения реакций последноего цикла β-окисления стеариновой кислоты. Подсчитайте число циклов β-окисления и количество АТФ, образующихся при окислении этой кислоты.
7. В кишечнике под влиянием гнилостных бактерий происходит декарбоксилирование аминокислот с образованием диаминов. Напишите уравнения реакций декарбоксилирования кислот, при которых образуются путресцин и кадаверин.
8. В мозговой ткани высших млекопитающих накапливается -аминомасляная кислота, которая способствует процессам торможения в центральной нервной системе. При декарбоксилировании какой аминокислоты образуется -аминомасляная кислота? Напишите уравнение реакции, укажите фермент, кофермент. Объясните почему детям при нервном перевозбуждении назначают витамин В6.
9. Установлено, что ферменты орнитинового цикла локализованы в матриксе митохондрий и цитозоле гепатоцитов. Запишите химические реакции образования мочевины, протекающие в цитозоле.
|
