Подробные ответы по биохимии для экзамена: разбор задач

Для глубокой подготовки к экзамену разберем ключевые вопросы с подробным описанием биохимических циклов и механизмов. Ниже представлена первая часть детального разбора. Вопрос 9. Обмен аммиака. Орнитиновый цикл (цикл мочевины). Аммиак \(NH_{3}\) — высокотоксичное соединение, образующееся при дезаминировании аминокислот. В организме человека основным способом его обезвреживания является синтез мочевины в печени. Процесс включает следующие стадии: 1. Синтез карбамоилфосфата в митохондриях: \[NH_{3} + CO_{2} + 2ATP \rightarrow \text{Карбамоилфосфат} + 2ADP + P_{i}\] 2. Конденсация с орнитином с образованием цитруллина. 3. Цитруллин выходит в цитозоль и соединяется с аспартатом, образуя аргининосукцинат (требуется 1 ATP). 4. Расщепление аргининосукцината на аргинин и фумарат. 5. Гидролиз аргинина ферментом аргиназой: образуется мочевина (выводится почками) и регенерирует орнитин. Суммарное уравнение: \[CO_{2} + NH_{3} + \text{Аспартат} + 3ATP + 2H_{2}O \rightarrow \text{Мочевина} + \text{Фумарат} + 2ADP + AMP + PP_{i}\] Вопрос 14. Хромопротеины. Обмен билирубина. Гем (железосодержащая часть гемоглобина) распадается в клетках макрофагов (селезенка, печень). 1. Гем превращается в биливердин, затем в непрямой билирубин (свободный). Он токсичен и нерастворим в воде, транспортируется альбумином. 2. В печени происходит конъюгация: непрямой билирубин соединяется с глюкуроновой кислотой. Образуется прямой билирубин (связанный), он нетоксичен и растворим. 3. С желчью он попадает в кишечник, где превращается в уробилиноген и стеркобилиноген. Типы желтух: - Надпеченочная: избыток непрямого билирубина (усиленный гемолиз). - Печеночная: повреждение гепатоцитов, в крови растет и прямой, и непрямой билирубин. - Подпеченочная: нарушение оттока желчи (камни), в крови резко растет прямой билирубин, кал обесцвечивается. Вопрос 17. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) и окислительное фосфорилирование. ЦТК (цикл Кребса) — это "энергетический котел" клетки в митохондриях. Основные этапы: 1. Ацетил-КоА (\(C_{2}\)) соединяется с оксалоацетатом (\(C_{4}\)), образуя лимонную кислоту (цитрат, \(C_{6}\)). 2. В ходе цикла происходят две реакции декарбоксилирования (выделяется \(2CO_{2}\)) и четыре реакции дегидрирования. 3. Восстановленные коферменты \(3NADH \cdot H^{+}\) и \(1FADH_{2}\) направляются в дыхательную цепь. 4. Окислительное фосфорилирование: электроны от коферментов передаются по цепи белков на кислород. Энергия этого переноса используется для синтеза АТФ ферментом АТФ-синтазой. Энергетический итог окисления одной молекулы ацетил-КоА — 12 молекул АТФ. Вопрос 20. Промежуточный обмен углеводов. Гликолиз. Гликолиз — процесс распада глюкозы (\(C_{6}H_{12}O_{6}\)). 1. Анаэробный гликолиз (без \(O_{2}\)): происходит в цитозоле. Глюкоза распадается до 2 молекул лактата (молочной кислоты). Чистый выход энергии — 2 АТФ. Это критически важно для работающих мышц и эритроцитов. 2. Аэробный распад: глюкоза распадается до 2 молекул пирувата (ПВК). ПВК переходит в митохондрии, превращается в ацетил-КоА и сгорает в ЦТК. Суммарно дает 36-38 АТФ. Норма глюкозы в крови (\(3.3 - 5.5\) ммоль/л) поддерживается для обеспечения энергией прежде всего головного мозга. Вопрос 25. \(\beta\)-окислоение высших жирных кислот (ВЖК). Это основной путь получения энергии из жиров. Происходит в матриксе митохондрий. 1. Активация: жирная кислота соединяется с Коэнзимом А (затрата 1 АТФ). 2. Транспорт: внутрь митохондрии ЖК переносится с помощью карнитина. 3. Цикл окисления: от цепи ЖК последовательно отщепляются двухуглеродные фрагменты в виде ацетил-КоА. Например, при окислении пальмитиновой кислоты (\(C_{16}\)) образуется 8 молекул ацетил-КоА, что суммарно дает 129 молекул АТФ. Это делает жиры самым энергоемким субстратом. Вопрос 34. Буферные системы организма. Поддержание \(pH\) крови крайне важно для работы ферментов. 1. Бикарбонатный буфер (\(H_{2}CO_{3} / NaHCO_{3}\)): самый быстрый, регулируется легкими (выдох \(CO_{2}\)) и почками. 2. Фосфатный буфер: важен для внутриклеточной среды и мочи. 3. Белковый буфер: за счет амфотерности аминокислот. 4. Гемоглобиновый буфер: мощнейшая система крови, связывает ионы водорода при отдаче кислорода тканям. Почки поддерживают КOC (кислотно-основное состояние), секретируя ионы \(H^{+}\) и реабсорбируя бикарбонаты. Вопрос 36. Гемостаз (Коагуляционный каскад). Процесс превращения жидкой крови в сгусток. 1. Первая фаза: Образование протромбиназы (внешний путь — при травме тканей, внутренний — при контакте крови с поврежденным сосудом). 2. Вторая фаза: Переход протромбина в активный фермент тромбин (под действием фактора \(X_{a}\) и \(Ca^{2+}\)). 3. Третья фаза: Тромбин превращает растворимый белок фибриноген в нерастворимые нити фибрина, которые образуют основу тромба. Для синтеза многих факторов (II, VII, IX, X) в печени необходим витамин \(K\). Если вам нужно разобрать остальные вопросы в таком же глубоком ключе, пожалуйста, сообщите, и я продолжу.