Занятие № 10. «Обмен веществ и энергии»

Цель занятия: сформировать знания об основах биоэнергетики клетки, представление о макроэргах тканей (АТФ, креатинфосфат). Систематизировать знания об общих путях катаболизма в организме как основных источниках энергии для синтеза АТФ. Сформировать представление о роли кислорода в окислительных процессах.

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ:

1. Общая характеристика обмена веществ и энергии. Катаболизм и анаболизм. Сопряжение экзергонических и эндергонических реакций.

2. Высокоэнергетические биомолекулы и радикалы. Главные структурные особенности высокоэнергетических фосфатов: пирофосфат, ATФ, фосфоэфиры. Почему именно ATФ выбрана природой в качестве формы сохранения химической энергии в клетке?

3. Пути синтеза и расходования АТФ в организме животных.

4. Цепь переноса электронов (ЦПЭ). Строение: местоположение цепи; строение переносчиков электронов; расположение переносчиков электронов в цепи; факторы, влияющие на определенную направленность движения электронов по дыхательной цепи; назовите подвижные звенья дыхательной цепи.

5. Механизм синтеза АТФ АТФ-синтазой. Баланс между синтезом АТФ и транспортом электронов. От чего зависит коэффициент фосфорилирования (Р/О)?

6. Разобщение окислительного фосфорилирования. Факторы, вызывающие разобщение окисления с фосфорилированием. Биологическое значение этого процесса.

Дата выполнения ________ Балл ____ Подпись преподавателя ____________

Экспериментальная работа. Опыт 1. Обнаружение атф в различных тканях.

АТФ в виде нерастворимой бариевой соли осаждается из раствора в щелочной среде после добавления уксуснокислого бария.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Ступка с пестиком.

3. Центрифуга

Реактивы. 1. Ткани животных (сердце, мозг, печень, скететная мышца, почки и т.д.).

2. ТХУ, 25%-ный раствор.

3. Фенолфталеин, 0,01%-ный раствор.

4. Гидроксид натрия, 10%-ный раствор.

5. Бария ацетат, 25%-ный раствор.

1. Приготовьте 10%-ный раствор гомогената тканей сердца, мозга, печени, скелетной мышцы, почек и т.д.

2. Для осаждения белка к 4 мл гомогената добавьте 4 мл 25%-ного раствора трихлоруксусной кислоты (ТХУ), перемешайте.

3. Через 5 минут слейте в центрифужные пробирки и центрифугируйте 10 минут при 1500 об/мин.

4. Надосадочную жидкость слейте в чистую пробирку.

Обнаружение АТФ.

1. К 5 мл безбелкового фильтрата (надосадочная жидкость), добавьте 2 капли фенолфталеина и подщелачьте 10%-ным раствором NаОН до слабо розового окрашивания.

2. При тщательном встряхивании пробирки добавить в нее по каплям 25%-ный раствор уксуснокислого бария до полноты осаждения, следя за тем, чтобы раствор после добавления уксуснокислого бария оставался щелочным (бледно-розовым).

3. Объясните полученные результаты.

Опыт 2. Сопоставление окислительно-восстановительных потенциалов рибофлавина.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

Реактивы. 1. Дистиллированная вода.

2. Рибофлавин, 0,025%-ный раствор.

3. Метиленовая синь, 0,01%-ный раствор.

4. Соляная кислота, концентрированная.

Для исследования окислительно-восстановительных потен­циалов применяют индикаторы, имеющие свой цвет при оп­ределенном значении этого потенциала.

1. В пробирку с 4-6 каплями воды добавьте 3 капли взвеси рибофлавина (0,025% раствор) и по каплям 0,01% раствор метиленового синего до появления синего или сине-зеле­ного окрашивания.

2. Внесите в пробирку кусочек цинка и 2-3 капли концентрированной НСl. Отметьте постепенное изменение окраски.

3. Бледно-желтую жидкость слейте в широкую пробирку. Оцените цвет жидкости в пробирке через 10-15 минут.

Объясните наблюдаемые явления. Сопоставьте окислительно-восстановительный потенциал рибофлавина и метиленовой сини.

Опыт 3. Открытие альдегиддегидрогеназы в молоке.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

3. Водяная баня.

4. Пробки.

Реактивы. 1. Молоко, кипяченое и некипяченое.

2. Формалин, 0,4%-ный раствор.

3. Метиленовая синь, 0,01%-ный раствор.

1. Налейте в пробирки по 3 мл молока из пронумерованных колбочек соответственно (в одной из них молоко кипяченое, в другой  нет).

2. В обе про­бирки внесите 6 капель 0,4%-ного раствора формальдегида и несколько капель 0,01%-ного раствора метиленовой сини (до появления голубого окрашивания).

3. Пробирки встряхните и быстро закройте пробками для того, чтобы создать относительно анаэробные условия.

4. Поместите пробирки в водяную баню (37^оС) и отметьте постепенное обесцвечивание метиленовой сини через 5-10 минут (в зависимости от активности фермента) в одной из пробирок.

5. После обесцвечивания содержимое пробирки несколько раз встряхните и наблюдайте за изменением цвета.

Определите, в какой пробирке содержалось некипяченое молоко? Объясните, почему Вы сделали такой вывод? Почему после встряхивания обесцвеченной пробирки произошло изменение цвета?

Опыт 4. Качественное определение креатинина.

Приборы. 1. Штатив с пробирками.

2. Набор пипеток.

3. Газовая горелка.

4. Держатели для пробирок.

Реактивы. 1. Мышечная ткань.

2. Пикриновая кислота, насыщенный раствор.

3. Гидроксид натрия, 10%-ный раствор.

1. К 1-2 мл фильтрата мышечной ткани, свободного от белков¹, добавьте 3 капли насыщенного раствора пикриновой кислоты (ядовита!).

2. Проведите подщелачивание раствора добавлением нескольких капель 10%-ного гидроксида натрия. Через несколько минут появляется оранжево-красная окраска. Температура ускоряет реакцию.

3. Проделайте опыт с фильтратами красных и белых мышечных волокон.

4. Сделайте вывод о содержании креатинина в разных мышцах и причинах, обуславливающих это различие.

Дата выполнения ________ Балл ____ Подпись преподавателя ____________