Контрольная работа по "Химии"

Витамин F имеет большое  значение для профилактики заболеваний  опорно-двигательного аппарата: он обеспечивает нормальное питание тканей и жировой обмен, так что предупреждает  развитие остеохондроза и ревматоидных заболеваний. Благодаря этому витамину сжигаются насыщенные жиры, и снижается  вес, улучшается работа желез внутренней секреции, а также питание кожи и волос. Поэтому витамин F, как  и витамин Н, называют «витамином красоты», и часто используют для  создания косметических препаратов.

Поскольку уровень холестерина  в крови при употреблении витамина F снижается, уменьшается риск развития атеросклероза, разжижается кровь  и снижается давление. Также витамин F предотвращает развитие онкологии.

Суточная потребность  в витамине F

Оптимальные нормы потребления  витамина F пока не установлены, хотя во многих странах нормой считается 1% от суточной потребности во всех калориях. Если питание нормальное и сбалансированное, то дополнительный приём витамина F не потребуется. Например, дневная норма  витамина F содержится в 18-ти дольках  ореха пекан, 12-ти чайных ложках семечек, 2-х столовых ложках любого растительного  масла. Витамин F будет лучше усваиваться, если принимать его вместе с витамином Е – лучше всего включать в рацион продукты, богатые тем и другим витамином.

Дополнительный приём  витамина F требуется при кожных и аутоиммунных заболеваниях, диабете, повышенном холестерине, простатите, операциях  по трансплантации. Человек, употребляющий  слишком много углеводов, особенно простых, снижает количество витамина F в своём организме.

Нехватка и  переизбыток витамина F

Допускать недостаток, и  тем более дефицит витамина F в  организме не следует, так как  это может грозить развитием  серьёзных заболеваний, а также  преждевременным увяданием и  старением. При нехватке витамина F в нашем организме развиваются  всевозможные воспаления, аллергии, нарушаются обменные процессы в коже: закупориваются сальные железы, слабеет защита, кожа теряет больше влаги. Именно поэтому  так часты при дефиците витамина F дерматиты, гнойничковая сыпь, экземы и другие кожные болезни, трудно поддающиеся  лечению.

Недостаток витамина F отражается на работе печени, и она перестаёт  выводить из организма токсины; становятся частыми любые инфекции; развиваются  сердечные заболевания.

У маленьких детей, обычно на первом году жизни, часто проявляется  гиповитаминоз витамина F, так как  с пищей его поступает недостаточно. Если к тому же у ребёнка затруднено всасывание в кишечнике, и часто  бывают инфекционные заболевания, то витамины почти не усваиваются в организме.

Такие дети отстают в росте  и плохо прибавляют в весе; у  них шелушится кожа, а её верхний  слой утолщается; появляется жидкий стул и задержки мочеиспускания (хотя воды дети начинают пить больше).

У взрослых при длительной нехватке витамина F гораздо выше риск возникновения инфаркта и инсульта, тяжело переносится гипертония, поражаются крупные сосуды.

Случаев гипервитаминоза  витамина F зафиксировано очень мало – он абсолютно безопасен для человека, и не обладает токсическими свойствами. Даже длительное поступление этого витамина в организм не приводит к каким-либо побочным эффектам.

Употреблять слишком много  Омега-3 жирных кислот всё же не стоит  – иначе кровь может стать  слишком жидкой, и это вызовет  кровотечения; вес тела при этом может увеличиться. При приёме очень  больших доз витамина F возможны аллергические высыпания, изжога и  боль в желудке – эти симптомы быстро проходят при отмене витаминного  препарата.

Чтобы защитить витамин F от разрушения и усилить его благоприятное  действие на организм, нужно принимать  его с витамином В6, цинком, антиоксидантами. Витамин F также помогает усвоению витаминов А, В, Е и D. Вместе с витамином D он укрепляет костную ткань.

Витамин F, содержащийся в  маслах холодного отжима, разрушается  при нагревании. Не стоит думать, что можно готовить пищу на растительном масле и получать витамин F: его  можно получить только из необработанного  масла - например, заправляя им салаты. Открытая бутылка с маслом, тем  более из прозрачного стекла, тоже не сохранит витамин F, поэтому лучше  держать её в холодильнике или  в тёмном прохладном месте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №135: Приведите  химическую формулу биотина. Коферментом какого фермента является этот витамин, в каких процессах участвует.

Химическая формула: С₁₀Н₁₆N₂O₃

 

Биоти́н (витамин Н, витамин B7, кофермент R) — водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещен на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.

Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой  обмен, обладает высокой активностью. Участвует в синтезе глюкокиназы — фермента, регулирующего обмен сахаров.

Является коферментом  различных ферментов, в том числе  и транскарбоксилаз. Участвует в синтезе пуриновых нуклеотидов. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена. С участием биотина протекают реакции активирования и переноса СО₂.

Биотин в живом организме  концентрируется в печени, почках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 155: Напишите формулу нуклеотида, входящего в  состав ДНК и не содержащегося в РНК.

Тимин (5-метилурацил) — производное пиримидина, одно из пяти азотистых оснований. Присутствует во всех живых организмах, где вместе с дезоксирибозой входит в состав нуклеозида тимидина, который может фосфорилироваться 1—3 остатками фосфорной кислоты с образованием нуклеотидов тимидин моно-, ди- или трифосфорной кислоты (ТМФ, ТДФ и ТТФ). Дезоксирибонуклеотиды тимина входят в состав ДНК, в РНК на его месте располагается рибонуклеотид урацила. Тимин комплементарен аденину, образуя с ним 2 водородные связи. Тиминовые основания часто окисляются до гидантоинов с течением времени после смерти организма.

Химическая формула: C₅H₆N₂O₂

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №165: Какое биологическое значение имеет анаэробный распад углеводов? Напишите уравнение реакции гликолиза, при каких образуются богатые энергией химические связи.

 

Гликолиз представляет собой - один из сложных последовательных ферментативных процессов, в результате которых, расщепляется глюкоза и одновременно синтезируется АТФ. Название «гликолиз» происходит от греч. γλυκός, glykos — сладкий и греч. λύσης, lysis — растворение.

Анаэробный гликолиз

В анаэробном процессе, не нуждающемся  в митохондриальной дыхательной цепи, АТФ образуется за счет двух реакций субстратного фосфорилирования.

При анаэробном гликолизе в цитозоле протекают все 10 реакций, идентичных аэробному гликолизу. Лишь 11-я реакция, где происходит восстановление пирувата цитозольным НАДH, является специфической для анаэробного гликолиза Восстановление пирувата в лактат катализируетлактатдегидрогеназа (реакция обратимая, и фермент назван по обратной реакции). С помощью этой реакции обеспечивается регенерация НАД⁺ из НАДH без участия митохондриальной дыхательной цепи в ситуациях, связанных с недостаточным снабжением клеток кислородом. Роль акцептораводорода от НАДH (подобно кислороду в дыхательной цепи) выполняет пируват. Таким образом, значение реакции восстановления пирувата заключается не в образовании лактата, а в том, что данная цитозольная реакция обеспечивает регенерацию НАД⁺. К тому же лактат не является конечным продуктом метаболизма, удаляемым из организма. Это вещество выводится в кровь и утилизируется, превращаясь в печени в глюкозу, или при доступности кислорода превращается в пируват, который вступает в общий путь катаболизма, окисляясь до СО₂ и Н₂О.

Реакции анаэробного гликолиза

Фосфорилирование молекулы D-глюкозы

Первой реакцией гликолиза является фосфорилирование молекулы глюкозы, происходящее при участии тканеспецифичного фермента гексокиназы с затратой энергии 1 молекулы АТФ; образуется активная форма глюкозы — глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф):

Фосфорилирование глюкозы преследует две цели: во-первых, из-за того что плазматическая мембрана, проницаемая для нейтральной молекулы глюкозы, не пропускает отрицательно заряженные молекулы Г-6-Ф, фосфорилированная глюкоза оказывается запертой внутри клетки. Во-вторых, при фосфорилировании глюкоза переводится в активную форму, способную участвовать в биохимических реакциях и включаться в метаболические циклы.

Печёночный изофермент гексокиназы — глюкокиназа — имеет важное значение в регуляции уровня глюкозы в крови.

2. Изомерация глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат

Во второй реакции ферментом фосфоглюкоизомеразой Г-6-Ф превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф):

Энергия для этой реакции  не требуется, и реакция является полностью обратимой. На данном этапе  в процесс гликолиза может  также включаться путём фосфорилирования и фруктоза.

3. Фосфолирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата

Фосфорилирование Ф-6-Ф осуществляется фосфофруктокиназой с затратой энергии ещё одной молекулы АТФ; это вторая ключевая реакция гликолиза, её регуляция определяет интенсивность гликолиза в целом. Данная реакция относится к необратимым.

4. Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата  на глицеральдегид-3-фосфат и диоксиацетонфосфат

Альдольное расщепление Ф-1,6-бФ происходит под действием альдолазы фруктозо-1,6-бифосфата:

Реакция обратима. Равновесие сильно сдвинуто в сторону диоксиацетонфосфата: 95% диоксиацетонфосфата и 5% - глицеральдегид-3-фосфата. Образованием глицеральдегид-3-фосфата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия - наиболее сложная и важная она включает окислительно-восстановительную реакцию (реакция гликолитической оксиредукции), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ.

5. Взаимопревращение триозофосфатов

В результате четвёртой реакции  образуются дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат, причём первый почти сразу под действием фосфотриозоизомеразы переходит во второй, который и участвует в дальнейших превращениях:

6. Оксиление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата

Каждая молекула глицеральдегидфосфата окисляется НАД⁺ в присутствии дегидрогеназы глицеральдегидфосфата до 1,3-дифосфоглицерата:

7. Перенос фосфатной группы  с 1,3-дифосфоглицерата на АДФ

С образовавшегося 1,3-дифосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь в 1 положении, ферментом фосфоглицераткиназой на молекулу АДФ переносится остаток фосфорной кислоты  — образуется молекула АТФ:

Это первая реакция субстратного фосфорилирования. С этого момента процесс расщепления глюкозы перестаёт быть убыточным в энергетическом плане, так как энергетические затраты первого этапа оказываются компенсированными: синтезируются 2 молекулы АТФ (по одной на каждый 1,3-дифосфоглицерат) вместо двух потраченных в реакциях 1 и 3. Для протекания данной реакции требуется присутствие в цитозоле АДФ, то есть при избытке в клетке АТФ (и недостатке АДФ) её скорость снижается. Поскольку АТФ, не подвергающийся метаболизму, в клетке не депонируется а просто разрушается, то эта реакция является важным регулятором гликолиза.

8. Изомеризация 3-фосфоглицерата  в 2-фосфоглицерат

Данная реакция сопровождается внутримолекулярным переносом оставшейся фосфатной группы, и 3-фосфоглицериновая кислота превращается в 2-фосфоглицериновую кислоту(2-фосфосфоглицерат):

Реакция легкообратима, протекает в присутствии ионов Mg²⁺. Кофактором фермента является 2,3-бифосфоглицериновая кислота, аналогично тому, как в фосфоглюкомутазной реакции роль кофактора выполняет глюкозо-1,6-дифосфат.

9. Дегидратация 2-фосфоглицерата  с образованием фосфоенолпирувата

Эта реакция катализируется енолазой, при этом 2-фосфоглицерат в результате отщепления молекулы воды переходит в фосфоенолпируват (ФЕП), а фосфатная связь в положении 2 становится высокоэргической:

Енолаза активируется двухвалентными катионами Mg²⁺ или Mn²⁺ и ингибируется фторидом.

10. Перенос фосфатной группы  с фосфоенолпирувата на АДФ

Десятая реакция характеризуется  разрывом высокоэргической связи ипереносом фосфатного остатка от ФЕП на АДФ (субстратное фосфорилирование). Катализируется ферментом пируваткиназой:

Для действия пируваткиназы необходимы ионы Mg²⁺, а также одновалентные катионы щелочных металлов (K⁺ или др.). Внутри клетки реакция является практически необратимой.