Ситуационные задачи по биологической химии

Задача 1.

Исследуемая жидкость при нагревании с нингидрином приобретает фиолетовое окрашивание. Какую реакцию нужно провести, чтобы определить наличие белка? Можно ли установить присутствие свободных аминокислот в растворе белка, располагая только реактивами для нингидриновой пробы? Исследуемая жидкость при нагревании с реактивом Миллона приобретает кирпично-красный цвет. Свидетельствует ли это о присутствии белка?

Задача 2.

Необходимо из смеси белков сконцентрировать (не нарушая нативности) один из белков с известным значением изоэлектрической точки. Как действовать, располагая набором кислот, оснований и этанолом?

При нагревании до 100 градусов биологической жидкости осадок не образуется. Можно ли исключить наличие белка в жидкости? Какие дополнительные данные необходимы для ответа на вопрос?

Задача 3.

В приемный покой больницы доставлен мужчина, который ошибочно выпил раствор сульфата меди. Врач предложил ему принять несколько яичных белков. Какой смысл имеет это назначение?

В практике клинических биохимических лабораторий для обнаружения белков в биологических жидкостях обычно используют концентрированную азотную кислоту. Почему из всех минеральных кислот биохимики для осаждения белков предпочитают концентрированную азотную кислоту? Используется ли азотная кислота для количественного определения белка?

Задача 4.

Как известно, белок молока (казеин) сворачивается, выпадая в осадок при кипячении, если молоко кислое. Чем это можно объяснить?

Задача 5.

Укажите направление движения (к аноду, катоду или остается на старте) перечисленных ниже пептидов:

а) при рН 3,0;

б) при рН 10,0.

1. Лиз-Гли-Ала-Гли; 2. Лиз-Гли-Ала-Глу; 3. Глу-Гли-Ала-Глу.

Задача 6.

Изоэлектрическая точка (ИЭТ) белка равна 4,5. Какие аминокислоты преобладают в этом белке и в каком направлении будут перемещаться частицы белка в электрическом поле при рН раствора 8,0.

Задача 7.

Напишите структурную формулу тетрапептида следующего строения:

Лей-Гис-Цис-Лей.

А. Обозначьте N- и С-концы пептида.

Б. Отметьте регулярно повторяющиеся группы, образующие пептидный остов и радикалы аминокислот.

В. В какой среде лежит его изоэлектрическая точка (ИЭТ)?

Задача 8.

В состав двух белков входят следующие аминокислоты:

а) Гис-Иле-Мет-Ала-Лей-Фен-Три;

б) Асп-Арг-Цис-Вал-Тир-Лиз-Глу. Какой белок обладает лучшей растворимостью в воде и почему?

Задача 9.

Два белка имеют следующий аминокислотный состав (%):

а) Вал-7%, Глу+Асп - 20%, Про - 5%, Арг+Лиз - 20%;

б) Вал-3%, Глу+Асп - 30%, Про - 7%, Арг+Лиз - 4%.

Каково направление движения этих белков в электрическом поле?

Задача 10.

Кривые насыщения гемоглобина кислородом в крови матери и плода сильно различаются. Это явление обусловлено присутствием в эритроцитах плода Hb F- (a₂g₂), который по своей структуре отличается от Hb А (a₂b₂), содержащегося в эритроцитах матери. Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы:

а) какой Hb обладает при физиологических условиях более высоким сродством к кислороду – Hb А или Hb F?

б) какое физиологическое значение имеет тот факт, что Hb A и Hb F обладают разным сродством к кислороду (учитывая, что кровь матери и плода не смешивается)?

Задача 11.

Укажите класс ферментов, катализирующих следующие реакции:

1. Ацетил-КоА + СО₂ + АТФ → малонил-КоА + АДФ + Н₃РО₄.

2. Сукцинат + ФАД⁺ → фумарат + ФАДН₂.

3. Триацилглицерол + 3Н₂О → глицерол + 3 молекулы жирной кислоты.

4. Глюкоза + АТФ → глюкозо-1-фосфат + АДФ.

Задача 12.

Гипоэргетическое состояние может возникнуть вследствие дефицита витамина В₁.

А. Объясните, какие реакции общего пути катаболизма нарушаются при гиповитаминозе В₁.

Б. Выпишите эти реакции, назовите участвующие в них ферменты и коферменты.

В. Улучшится ли состояние больных гиповитаминозом В₁ при увеличении в их пищевом рационе углеводов?

Задача 13.

В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали малат (ЦТК). Как изменится коэффициент Р/О, если:

а) в инкубационную смесь добавить ингибитор НАДН-дегидрогеназы?

б) вместе с ингибитором добавить сукцинат?

Задача 14.

2,4-динитрофенол, который является разобщающим агентом, пытались использовать для борьбы с ожирением.

А. На чем основывался этот выбор?

Б. В настоящее время подобные вещества уже не применяются в качестве лекарственных препаратов, так как известны случаи, когда их применение приводило к смертельному исходу. Почему прием таких препаратов может привести к гибели.

Задача 15.

Сколько молекул АТФ (пп. 1-6) может синтезироваться при участии указанных реакций (А-Е) общего пути катаболизма в расчете на одну молекулу субстрата. Ответ подтвердите схемой.

А. Пируват → сукцинил-КоА. 1) 0.

Б. Малат → оксалоацетат. 2) 1.

В. Сукцинил-КоА → сукцинат. 3) 2.

Г. Фумарат → малат. 4) 3.

Д. Сукцинат → оксалоацетат. 5) 5

6) 9.

Задача 16.

Для определения количества липидов в суточном рационе необходимо провести их экстрагирование. С помощью каких веществ это можно сделать?

Задача 17.

Яд некоторых змей содержит фосфолипазу А₂. Если к цельной крови добавить небольшое количество яда, то быстро наступает гемолиз. Напишите реакцию, которая будет происходить под действием этого фермента – компонента яда. Объясните причину гемолиза в данном случае.

Задача 18.

В клетках пойкилотермных (холоднокровных) животных содержание ненасыщенных жирных кислот обычно выше, чем в клетках гомойотермных (теплокровных) животных. Как вы это объясните?

Задача 19.

Жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды. Какой метаболический процесс обеспечивает получение из жира воды? Посредством того же процесса вода может быть получена и из углеводов. В чем преимущество жира перед углеводами?

Задача 20.

В эксперименте животному произведена перевязка протока поджелудочной железы. Отразится ли это на переваривании углеводов в желудочно-кишечном тракте? Почему?

Задача 21.

При добавлении АТФ к гомогенату мышечной ткани снизилась скорость гликолиза, концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата увеличилась, а концентрация всех других метаболитов гликолиза была при этом ниже. Укажите фермент, активность которого снижается при добавлении АТФ.

Задача 22.

У больного при зондировании 12-перстной кишки установлена задержка оттока желчи из желчного пузыря. Влияет ли это на переваривание жиров?

Задача 23.

Врачи, специалисты по гигиене питания знают, что в производстве кондитерских изделий и при хлебопечении в тесто добавляют растительный жир, обогащенный моно- и диглицеролами. Тесто, приготовленное на таком масле, не оседает при выпечке, при охлаждении, а готовые мучные изделия долго не черствеют.

Объясните, почему моно- и диглицеролы способствуют большему вхождению воды в тесто и удержанию ее в готовом продукте?

Будет ли жидким говяжий жир при комнатной температуре?

В жидком или твердом состоянии находится жир в организме?

Задача 24.

У больного обнаружено большое количество жира в кале (стеаторея). Назовите основные причины нарушения переваривания и всасывания жиров.

Задача 25.

У пациента установлена недостаточность активности липопротеинлипазы, которая гидролизует триглицеролы хиломикронов и ЛОНП на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани. Какие биохимические нарушения у него могут наблюдаться?

Задача 26.

Объясните, с чем связано использование хенодезоксихолевой кислоты в качестве лекарственного препарата при лечении желчнокаменной болезни, если камни состоят в основном из холестерола.

Задача 27.

У больного диагностирован атеросклероз. Какие показатели изменения липидного обмена в крови наиболее информативны, как они будут изменяться? Что необходимо рекомендовать с профилактической целью здоровым и больным атеросклерозом?

Задача 28.

У мальчика 6 лет наблюдается быстрая утомляемость, неспособность к выполнению физической работы. При исследовании клеток мышц, взятых путем биопсии, обнаружили большие включения триацилглицеролов при определении их количества в таких клетках их концентрации оказались в несколько раз больше, чем в норме, а концентрация карнитина в 5 раз меньше. Почему при данном заболевании резко снижается способность выполнять длительную физическую нагрузку?

Задача 29.

При беременности питание плода у человека осуществляется за счет глюкозы и аминокислот крови матери (жиры через плаценту практически не проходят). Эти вещества плод использует и для пластических нужд (роста), и в качестве источника энергии. Концентрация глюкозы в крови матери на протяжении беременности снижается, особенно на поздних сроках. В организме матери усиливается глюконеогенез, в частности из аминокислот, однако и этот процесс не обеспечивает необходимого количества глюкозы. Укажите источник аминокислот в организме матери, если поступление белков с пищей ограничено. Концентрация каких веществ будет повышена в крови у матери в этих условиях? Возможен ли синтез жира в организме плода из аминокислот?

Задача 30.

А. Рассчитайте, сколько молекул АТФ образуется при окислении капроновой кислоты до СО₂ и Н₂О.

Б. Сравните с выходом АТФ при полном окислении глюкозы (то же число атомов С). Убедитесь, какая молекула имеет больший запас энергии.

Задача 31.

У экспериментального животного определяли разницу в концентрации жирных кислот в крови, питающей интенсивно работающую скелетную мышцу, и в крови, оттекающей от этой мышцы на 1-й и 20-й минуте работы. В каком случае разница в концентрации жирных кислот будет меньше? Почему?

Задача 32.

Нелактирующая молочная железа лишена ЛП-липазы. Незадолго до родов под действием пролактина ее активность в эндотелии капилляров молочной железы резко увеличивается, а в жировой ткани снижается. Как изменится метаболизм жиров в клетках молочной железы после родов? Напишите реакции, иллюстрирующие Ваш ответ.

Задача 33.

Приблизительно одна треть жиров, получаемых с пищей, должна быть растительного происхождения. Подтвердите это, дав ответы на следующие вопросы. Назовите известные Вам незаменимые факторы питания, которые содержатся в растительных маслах. Синтез каких регуляторных молекул производных липидов будет нарушен при недостатке этих факторов? Какие функции выполняют в организме эти производные липидов?

Задача 34.

Сколько моль глюкозы должно окислиться до ацетил-КоА, чтобы из него синтезировать 1 моль пальмитиновой кислоты? Принимайте в расчет только количество углерода.

Задача 35.

Определите принадлежность перечисленных частиц к определенной группе липопротеинов (назовите их) на основании данных о процентном содержании в них триацилглицеролов и эстерифицированного холестерола.

Триацилглицеролы Эфиры холестерола

1. 5 20

2. 85-90 4

3. 7 40

4. 50 15

Задача 36.

У больного тяжелая форма сахарного диабета. Можно ли предполагать нарушение кислотно-основного состояния? Какой вид?

Задача 37.

У грудного ребенка отмечена умственная отсталость, помутнение хрусталика. В крови и моче повышено содержание галактозы. О каком заболевании можно думать? Как кормить ребенка?

Задача 38.

В стационар поступил юноша 24 лет с симптомами ишемической болезни сердца в результате атеросклероза. В ходе обследования обнаружилось, что у больного липопротеины содержат малоактивный фермент лецитин-холестерол-ацилтрансферазу (ЛХАТ). Какие фракции липопротеинов богаты ЛХАТ? Почему недостаточность ЛХАТ может привести к развитию атеросклероза? Напишите схематично реакцию, которую катализирует ЛХАТ.

Задача 39.

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 ферментов, участвующего в переваривании углеводов.

А. Назовите этот фермент.

Б. Напишите схему реакции, которую он катализирует.

Задача 40.

Рассмотрите схему последовательного окисления глюкозы до СО₂ и Н₂О:

Е₁ Е₂ Е₃ Е₄ Е₅

Глк®АÛВ®СÛDÛFÛ…QÛ ÛСО₂, Н₂О, АТФ.

Основное значение этого процесса – синтез АТФ, универсального поставщика энергии в клетке. Однако при избытке АТФ окисление глюкозы не происходит.

А. Что является причиной этого явления?

Б. Предположите, какие ферменты являются регуляторными?

В. Назовите способ регуляции активности этого фермента и основные особенности его строения.

А- АТФ является аллостерическим ингибитором регуляторных ферментов гликолиза, Б – это гексокиназа (глюкокиназа), фосфофруктокиназа, пируваткиназа; В – аллостерическая регуляция, фермент имеет 2 субъединицы – каталитическую и регуляторную. При присоединении АТФ в аллостерическом центре регуляторной субъединицы меняется ее конформация и конформация каталитической субъединицы, а значит и активного центра. Следовательно фермент инактивируется.

Задача 41.

Всеядное животное содержится на рационе, лишенном углеводов. Количество белков и жиров в рационе достаточно. Концентрация сахара в крови нормальная, уровень гликогена в печени значительно снижен. За счет какого процесса (преимущественно) поддерживается уровень сахара в крови, какие ферментные системы обеспечивают этот процесс; повышение уровня каких продуктов в крови и тканях можно ожидать?

За счет глюконеогенеза. ГНГ противоположен гликолизу, и содержит 4 необратимые реакции (в 3 субстратных циклах: 3- превращение пирувата в фосфоенолпируват через оксалоацетат с помощью ферментов пируваткарбоксилазы и фосфоенолпируваткарбоксикиназы; 2 –превращение фруктозо-1,6-бисфосфата в фруктозо-6-фосфат, фермент – фруктозобисфосфатаза; 1 – превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу, фермент – глюкозо-6-фосфатаза). В крови и тканях можно ожидать повышение уровня кетоновых тел.

Задача 42.

Какие пути обмена глюкозы в печени преобладают:

а) через 1 ч после приема пищи, содержащей 200г углеводов;

б) при голодании через 48 ч;

в) через 10 мин после выполнения интенсивной физической работы?

Назовите вещества, которые могут быть источниками пирувата при глюконеогенезе.