Контрольная работа по "Основы биоэнергетики"

федеральное агенство по рыболовству

 

федеральное государственное бюджетное образовательное чреждение высшего профессионального образования

 

дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет

 

(фгбоу впо  «дальрыбвтуз»)

 

Институт: заочного обучения

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: Основы биоэнергетики

Вариант № 58

 

 

                                                                          

 

 

 

 

                                                                        Студент: Иванова Наталья

                                                                         Учебный шифр:111-КТХб- 858

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           Владивосток

2015

 

 

Задания

       Дайте определение макроэргических соединений. Напишите формулу, укажите макроэргические связи. Приведите примеры двух биохимических реакций, в которые вступает

8. фруктозо-6-фосфат.   

        Перечислите ферменты биологической цепи окисления. Опишите химическую природу предложенного участника электроннотранспортной цепи биологического окисления, напишите уравнение реакции работы его активной части. Какой витамин или белок входит в состав фермента, какова его химическая природа? Каковы роль, источники, признаки недостаточности этого витамина? 18.Никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

         Рассчитайте энергетический эффект аэробного окисления предложенного количества углевода до углекислого газа и воды. Напишите уравнения реакций, в которых происходит образование или затраты энергии.

30. 200 г. Амилопектина.

          Рассчитайте энергетический эффект анаэробного окисления предложенного количества углевода. Напишите уравнения реакций, в которых происходит образование или затраты энергии.

40. 10 моль глюкозы.

         Рассчитайте  энергетический эффект биосинтеза  предложенного количества углевода. Напишите уравнения реакций, в  которых происходят затраты энергии.

47. 100 г. Амилопектина.

         Рассчитайте  энергетический эффект биосинтеза  высшей жирной кислоты. Распишите  последовательность реакций.

57. Миристиновая.

         Напишите  уравнения реакций гидролиза  триацилглицерина под действием соответствующих ферментов. Рассчитайте энергетический эффект его полного окисления.

70. Трикаприлоилглицерин.

         Рассчитайте энергетический эффект биосинтеза триацилглицерина. Распишите последовательность реакций.

80. Трикаприлоилглицерин.

           Напишите  уравнения реакций гидролиза фосфоглицерида под  действием соответствующих ферментов. Рассчитайте энергетический эффект его полного окисления.

89. Дипальмитоилфосфатидилсерин.

            Напишите уравнения реакций гидролиза  фосфоглицерида под действием  соответствующих ферментов. Рассчитайте  энергетический эффект его биосинтеза. Распишите последовательность реакций.

99. Дикапроноилфосфатидилэтаноламин.

 

                                                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Дайте  определение макроэргических соединений. Напишите формулу, укажите макроэргические  связи. Приведите примеры биохимических реакций, в которые вступает

8. фруктозо-6-фосфат.   

Макроэрги́ческие соедине́ния (греч. makros большой + ergon работа, действие; синоним: высокоэргические соединения, высокоэнергетические соединения)

группа природных веществ, молекулы которых содержат богатые энергией, или макроэргические, связи; присутствуют во всех живых клетках и участвуют в накоплении и превращении энергии. Разрыв макроэргических связей в молекулах М.с. сопровождается выделением энергии, используемой для биосинтеза и транспорта веществ, мышечного сокращения, пищеварения и других процессов жизнедеятельности организма.

1. Фосфоангидридная связь. ΔG — 32 кДж/моль. Представители: все нуклеозидтрифосфаты инуклеозиддифосфаты (АТФ, ГДФ и их аналоги)

АТФ

2. Тиоэфирная связь. ΔG — 34 кДж/моль. Представители: ацетил-КоА, сукцинил-КоА.

Ацетил-КоА

3. Гуанидинфосфатная связь. ΔG — 42 кДж/моль. Представители: креатинфосфат.

Креатинфосфат

4. Ацилфосфатная связь(ацил — остаток жирной кислоты). ΔG — 46 кДж/моль. Представители: 1,3-дифосфоглицерат.

1,3-дифосфоглицерат

5. Енолфосфатная связь. ΔG — 54 кДж/моль. Представители: фосфоенолпируват.

 примеры  биохимических реакций, в которые вступает фруктозо-6-фосфат:  

 

 

        Перечислите  ферменты биологической цепи  окисления. Опишите химическую природу  предложенного участника электроннотранспортной  цепи биологического окисления, напишите уравнение реакции работы его активной части. Какой витамин или белок входит в состав фермента, какова его химическая природа? Каковы роль, источники, признаки недостаточности этого витамина? 18.Никотинамидадениндинуклеотидфосфат.

В состав биологической цепи входят ферменты и коферменты с нарастающим значением окислительно-восстановительного потенциала, что обеспечивает последовательный перенос протонов и электронов водорода по цепи переносчиков от окисляемого субстрата на кислород, который является наиболее сильным окислителем.

В состав цепи биологического окисления входят ферменты, содержащие переносчики электронов и протонов четырех типов:

- первый тип - никотинамидные коферменты - НАД и НАДФ. Никотинамид, входящий  в их состав, может присоединять  протоны и электроны водорода  с образованием восстановленной  формы коферментов. Дегидрогеназы, в состав которых входят никотинамидные  коферменты, катализируют окисление  многочисленных субстратов и  отличаются высокой специфичностью.

- второй тип - флавиновые дегидрогеназы  или флавопротеины. Это дегидрогеназы, содержащие в своем составе  коферменты ФАД и ФМН. Их активной  частью является рибофлавин. За  счет внутримолекулярной перегруппировки  двойных связей в рибофлавине, к нему могут присоединяться  два атома водорода. При этом  образуются восстановленные формы  коферментов ФАД•Н2 . флавиновые  дегидрогеназы катализируют окисление  ограниченного числа субстратов.

- третий тип - кофермент Q или убихинон, который может дегидрировать  флавопротеиды и, присоединяя два  атома водорода, переходить в гидрохинон.

- четвертый тип - цитохромы, это  белки хромопротеиды, в состав  которых входит атом железа. За  счет способности атома железа  обратимо переходить из двух- в трехвалентное состояние обеспечивается  перенос электронов по цепи  цитохромов.

Никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т (НАДФ, NADP) — широко распространённый в природе кофермент некоторых дегидрогеназ — ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых клетках. NADP принимает на себя водород и электроны окисляемого соединения и передаёт их на другие вещества. В хлоропластах растительных клеток NADP восстанавливается при световых реакциях фотосинтеза и затем обеспечивает водородом синтез углеводов при темновых реакциях. NADP, — кофермент, отличающийся от NAD содержанием ещё одного остатка фосфорной кислоты, присоединённого к гидроксилу одного из остатков D-рибозы, обнаружен во всех типах клеток.

 Общие

Хим. формула C21H29N7O17P3

Физические свойства

Молярная масса 744,413 г/моль

В состав никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т (НАДФ, NADP) входит витамин РР.

Витамин РР имеет следующие названия:

Витамин Вз, Апелагрин, Индурацин, Липлит, Ниацин, Николаи, Никодон, Никонацид, Никотен, Никовит, Пеллаграмин, Пелонин, Певитон, Витаплекс Н, никотиновая кислота (Acidumnicotinicum).

Распространение в продуктах и суточная потребность:

Никотиновая кислота довольно широко распространена в растительных и особенно в животных продуктах, которые значительно богаче никотиновой кислотой. Из растительных продуктов богаче всего сухие пивные дрожжи (40 мг) и пекарские прессовые дрожжи (28 мг). Значительное количество никотиновой кислоты находится в зерновых продуктах. Например, в пшенице содержится свыше 5 мг. Распространение никотиновой кислоты в пшеничном зерне примерно такое же, как и тиамина. Она содержится преимущественно во внешнем слое эндосперма, зародыше и отрубях с той разницей, что в отрубях больше никотиновой кислоты и меньше тиамина, чем в зародыше- В обойной муке находится вся никотиновая кислота, а в хлебе из нее - 3,5 мг, в муке 1-го сорта - 1 мг, а в хлебе из нее - 0,7 мг. Рожь значительно беднее пшеницы в отношении витамина РР - 1,1 мг. В ржаной муке содержится 1 мг, а в ржаном хлебе - 0,45 мг никотиновой кислоты. Кукуруза содержит около2мг.

Из круп наиболее богата никотиновой кислотой гречневая (свыше 4 мг), затем пшено (свыше 2 мг), ячневая (2 мг),овсяная (1,6 мг),перловая (1,5 мг),рис шлифованный(1,6мг), манная крупа-0,9мг.

В кукурузе, как и в большинстве других зерновых культур, никотиновая кислота находится на 95-98% в связанной, не усвояемой организмом форме- эфире сложного строения (ниацитин). Она освобождается полностью только после щелочного гидролиза. Освобожденная щелочным гидролизом никотиновая кислота уже легко усваивается организмом животных и человека. Наряду с этим такая зерновая культура, как кукуруза, очень бедна триптофаном. Это должно учитываться при оценке содержания никотиновой кислоты в пищевых рационах.

Из других растительных продуктов хорошими источниками являются бобовые, в которых никотиновая кислота находится в усвояемом виде: зеленый горошек, чечевица, фасоль, соя (2 - 2,5 мг). Хороший источник никотиновой кислоты - кофейные бобы, содержащие в зависимости от сорта и обжарки от 2 до 10 мг. Очень богаты никотиновой кислотой земляной орех - арахис (10 - 16 мг), затем шпинат, томаты, капуста, брюква, баклажаны(0,5-0,7 мг). В картофеле содержится 0,9 мг (в вареном 0,5 мг), в моркови - 1 мг, сладком перце - 0,9 мг, репе - 0,8 мг, красной свекле-1,6 мг, в свежих грибах -6мг, в сушеных –до 60 мг.

Очень богаты никотиновой кислотой животные продукты, за исключением яиц (0,2 мг) и молока (около 0,1 мг). Так мясо домашней птицы содержит 6- 8 мг, баранина -5,8 мг, говядина -4 мг, телятина -свыше 6 мг, свинина около 3 мг, печень-15-16 мг, почки-12-15 мг, сердце-6-8 мг. Рыба беднее никотиновой кислотой, чем мясо скота. Свежая рыба содержит в среднем около 3 мг никотиновой кислоты, мороженая треска-около 2мг, щука-3,5мг,судак-1,8мг.

В животных тканях почти вся никотиновая кислота находится в виде амида, связанного с нуклеотидами,-НАД и НАДФ. В продуктах растительного происхождения содержание никотинамида колеблется от 7% (желтая кукуруза) до 70% (картофель) по отношению ко всей никотиновой кислоте. В большинстве продуктов растительного происхождения никотиновая кислота распределена главным образом в наружных оболочках. Например, пшеничные отруби содержат 330 мкг в 1 г, пшеничная мука высшего сорта - 12 мкг, цельная пшеница - 70 мкг, шлифованный рис - 0,9 мкг, нешлифованный - 6,9 мкг, рисовые отруби - 96,6 мкг.

Никотиновая кислота - один из наиболее стойких витаминов в отношении хранения и кулинарной обработки. Она также очень стойкая при процессах консервирования. В консервах, хранившихся 2 года, потери ее не превышают 15%. Практически отсутствуют потери при замораживании или сушке. Обычные методы приготовления пищи приводят к потерям от 15 до 20% активности. При некоторых методах кулинарной обработки потери доходят до 50% . Состав почвы может влиять на содержание никотиновой кислоты в растениях. Снижение содержания основных ионов в питательных растворах уменьшало содержание никотиновой кислоты в овсе. Удобрение почвы известью или внесение в нее нитратов повышало содержание никотиновой кислоты в пшенице.

Потребность в витамине В3 зависит от:

· Возраста:

o Взрослые мужчины и женщины  — 15 до 25 мг/сут

o Лица пожилого возраста — 1,2 – 1,4 мг/сут

o Дети и подростки (в зависимости  от возраста) — 15-20 мг/сут

· Состояние беременности или кормление грудью;

o Беременность — дополнительно 20 мг/сут

o Кормление грудью – дополнительно 25 мг/сут

Биохимическая роль:

Никотиновая кислота довольно легко выделяется из большинства природных продуктов. Она представляет собой белое игольчатое, кристаллическое вещество без запаха, кисловатого вкуса с точкой плавления 234-237°. Молекулярный вес ее 123,11. Один грамм никотиновой кислоты растворим в 60 мл воды и 80 мл этилового спирта при 25°. Она нерастворима в эфире, но растворима в водных растворах гидроксидов и карбонатов щелочей. Никотиновая кислота не гигроскопична, очень стойкая в сухом виде. Растворы ее могут переносить автоклавирование при 120° в течение 20 минут без разрушения. Она хорошо переносит кипячение в 1 н. и 2 н. растворах минеральных кислот и щелочей. Никотиновая кислота имеет спектр поглощения в ультрафиолетовых лучах с максимумом при 260-260,5 нм. Наблюдается прямолинейная зависимость между коэффициентами поглощения никотиновой кислоты и ее концентрацией.

Основные причины развития витаминной недостаточности:

– недостаточное поступление определенного витамина или его предшественников с пищей;

– несоответствие количества витаминов в пище возрастающей потребности организма в них (при беременности, при лактации, у новорожденных, быстро растущих детей);

– нарушение превращения неактивной формы витамина в активную. Например, дефицит жирорастворимых витаминов группы Д может наступать из-за снижения образования их в коже при дефиците ультрафиолетового облучения ребенка;

– усиленный расход витаминов при заболеваниях, стрессах, интенсивной учебе;

– нарушение всасывания витаминов при заболеваниях органов пищеварения;

– заболевания почек, которые приводят к нарушению всасывания минералов и изменению обмена витаминов; – различные врожденные нарушения обмена веществ;