Занятие 11-12. Окислительное фосфорилирование.

Цель: изучить механизмы транспорта протонов и электронов по дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий; окислительного фосфорилирование; механизм сопряжения с тканевым дыханием и разобщение.

Студент должен знать:

1. В какой роли выступает в процессе тканевого дыхания окисляемый субстрат. Природа субстрата

2. Ферменты тканевого дыхания, их структура, последовательность взаимодействия, локализация в клетке. Водородтранспортный и электронтранспортный участки дыхательной цепи. Чем определяется направление транспорта протонов – электронов по дыхательной цепи.

4. Механизм окислительного фосфорилирования. Как энергия электронов трансформируется в макроэргические связи АТФ. Коэффициент сопряжения (Р/О).

5. Дыхательный контроль.

6. Транспорт АТФ и АДФ через мембраны митохондрий.

7. Разобщители. Механизм действия. Результат действия. Примеры. Значение в организме; в фармакологии.

8. Ингибиторы окислительного фосфорилирования.

 

Студент должен уметь:

1. Изобразить схематично сопряжение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

2. Прогнозировать величину Р/О в условиях наличия всех компонентов дыхательной цепи; в присутствии ингибиторов ферментов дыхательной цепи или разобщителей.

Студент должен получить представление:

1. О значении нарушений биологического окисления в развитии некоторых патологических состояний;

2. О патологических состояниях, ведущих к нарушению энергетического обмена.

 

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения темы:

1. основные положения термодинамики;

2. представления об окислительно-восстановительным потенциале;

2. понятие о сопряжение экзергонических и эндергоническихпроцессов

 

Задания для самоподготовки:

Изучите материал темы в соответствии с целевыми вопросами («студент должен знать») и письменно выполните следующие задания:

1.Назовите процессы синтеза АТФ в организме. Перечислите компоненты,

необходимые для этих синтезов.

2. Дайте содержание понятия «Окислительное фосфорилирование»

3. Составьте схему последовательных этапов превращений энергии в клетке, приводящих к синтезу АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Как энергия электронов окисляемого вещества трансформируется в макроэргические связи АТФ?

4. В чем состоит роль тканевого дыхания в синтезе АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Какой процесс определяет создание градиента концентрации протонов и создание электрохимического потенциала на внутренней мембране митохондрии? В какой вид энергии трансформируется энергия электронов, переносимых по дыхательной цепи?

5. Что обеспечивает протонный электрохимический потенциал?

6. Что характеризует коэффициент Р/О.

7. Изобразите схематично сопряжение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

8. Проверьте свои знания: Укажите правильный порядок этапов превращения энергии в организме человека при синтезе АТФ путем окислительного фосфорилирования:

А. Энергия химических связей веществ, поступающих с пищей.

Б. Энергия электронов в восстановленных коферментах НАДН и ФАДН.

В. Энергия электронов, проходящих через цитохромы дыхательной цепи.

Г. Энергия протонного электрохимического потенциала на внутренней мембране митохондрий.

Д. Энергия макроэргических связей АТФ.

9. Проверьте свои знания: Укажите правильный порядок этапов превращения в организме человека при синтезе АТФ путем окислительного фосфорилирования:

А. Дегидрирование окисляемого вещества.

Б. Образование промежуточного метаболита, способного окисляться.

В. Создание градиента концентрации протонов по обеим сторонам внутренней мембраны митохондрий.

Г. Перенос электронов по ферментам дыхательной цепи.

Д. Перенос протонов из матрикса митохондрии в межмембранное пространство.

Е. Создание протонного электрохимического потенциала.

Ж. Синтез АТФ.

З. Перенос протонов через внутреннюю мембрану в митохондриальный матрикс.

Сравните ответ с заданием № 3.

10. Как происходит транспорт образовавшейся АТФ в цитозоль?

Все перечисленные Вами процессы тесно сопряжены и могут происходить и изменяться одновременно.

12. Дайте содержание понятия «Дыхательный контроль».

13. Составьте краткое резюме по теме «Биоэнергетика».

Аудиторная работа.