Экзаменационные задачи 2006 год. "Белки"
 Скачать 435.5 Kb.
|
|
Экзаменационные задачи по Биохимии. Основные задачи из задачника (в скобках указан номер задачи из задачника) Задачи из раздела 1 по теме “Белки” (1) Концентрация 2,3-бисфосфоглицерата в эритроцитах при хранении консервированной крови может уменьшаться с 8,0 до 0,5 ммоль/л. Можно ли переливать такую кровь тяжелобольным людям, если концентрации 2,3-бисфосфоглицерата восстанавливается не ранее чем через 3 суток? Для ответа поясните: а) Что такое 2,3-бисфоглицерат б) Когда и в каком участке он присоединяется к гемоглобину в) Как изменяется сродство гемоглобина к О2 при присоединении 2,3-бисфосфоглицерата. (2) Существует наследственное заболевание, связанное с изменением концентрации 2,3-бисфосфоглицерата в эритроцитах. Это вещество синтезируется из 1,3-бисфосфоглицерата при участии мутазы. Какое значение имеет 2,3-бисфосфоглицерат в регуляции сродства гемоглобина к О2? Для ответа на вопрос: а) Укажите, в каком метаболическом пути синтезируется предшественник 2,3-бисфосфоглицерата. Напишите схему этого пути, подчеркните субстрат, используемый для синтеза 2,3-бисфосфоглицерата б) Объясните, каков механизм регуляции сродства гемоглобина к О2 с помощью 2,3-бисфосфоглицерата в) Уточните, как изменится количество доставляемого в ткани О2 при снижении синтеза 2,3-бисфосфоглицерата. (3) Кислород необходим клеткам для процессов окисления веществ и получения энергии. Недостаток кислорода, так же как его избыток, губителен для тканей. Каким образом регулируется количество О2, доставляемого в ткани в соответствии с потребностями клеток в кислороде? При ответе объясните: а) Что такое эффект Бора б) Как связан этот эффект с метаболической активностью тканей; приведите примеры реакций, в которых выделяется СО2 в) Как изменится количество поступающего в ткани О2 при алкалозе (6) В крови студента одной из африканских стран, поступившего в больницу по поводу одышки, головокружения, учащенного сердцебиения и болей в конечностях, при анализе крови были найдены эритроциты, имеющие форму серпа. Объясните причину развития данного заболевания. Для ответа на этот вопрос объясните: а) Какое строение имеет гемоглобин А б) Какие изменения в структуре белка привели к образованию патологической формы гемоглобина в) Как называется такая форма гемоглобина г) Почему изменяются форма и функция эритроцитов. Задачи из раздела 2 по теме “Ферменты” (6) У мужчины, который использовал инсектицид хлорофос для уничтожения колорадского жука на листьях картофеля, появились признаки отравления: головная боль, тошнота, и галлюцинации. Известно, что хлорофос является фосфоорганическим соединением. Опишите механизм действия фторфосфатов и объясните, почему хлорофос токсичен. Для этого: а) Объясните, активность какого фермента в крови изменяется при отравлении этим инсектицидом; укажите механизм его действия б) Напишите реакцию, скорость которой изменяет хлорофос. (7) Несколько лет назад в токийском метро террористы распылили одно из самых сильных отравляющих веществ – зарин. Многие пассажиры потеряли сознание, некоторые умерли в результате остановки дыхания. На чем основано нервно-паралитическое действие зарина? а) Активность какого фермента и как изменится в крови при отравлении этим веществом б) Напишите реакцию, скорость которой изменяет зарин. (8) Для лечения двигательных нарушений после травм, параличей, полиомелита используют препарат калимин, который по структуре похож на ацетилхолин. Как изменится концентрация ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах после поступления нервного импульса при лечении калимином? Для ответа на вопрос: а) Опишите влияние структурных аналогов субстратов на активность ферментов б) Напишите реакцию гидролиза ацетилхолина и объясните ее значение для проведения нервного импульса. (9) Объясните, почему протеолитические ферменты и дезоксирибонуклеаза используются для лечения гнойных ран: а) Какие реакции катализируют эти ферменты б) Как изменится вязкость гнойного содержимого, если она зависит от концентрации макромолекул в его составе в) Можно ли для очищения ран от гноя использовать пепсин, а также коллагеназу и гиалуронидазу. (16) На чем основано действие аспирина как жаропонижающего средства, лекарства, снимающего слабые боли и уменьшающего воспалительные процессы? а) Напишите схему процесса, на который влияет аспирин б) Укажите фермент, ингибитором которого является аспирин в) В чем заключается причина изменения конформации молекул фермента при действии на нее аспирина, обратима ли инактивация фермента. (18) Каптоприл – лекарственный препарат, конкурентный ингибитор карбоксидипептидилпептидазы. Напишите схематически реакцию, скорость которой уменьшает каптоприол, и объясните: а) Концентрация какого вещества при этом уменьшается в крови б) Почему это лекарство эффективно при некоторых формах гипертонической болезни (19) Обнаружено, что увеличение концентрации цАМФ облегчает состояние больных бронхиальной астмой. Укажите от активности каких ферментов зависит концентрация цАМФ в клетке, и ингибиторы какого из этих ферментов можно использовать в качестве лекарств для облегчения симптомов этой болезни? Для ответа на вопрос: а) Напишите схему реакции, которая ускоряет ферментом, снижающим концентрацию цАМФ б) Какое значение для клетки имеет этот фермент, и какой гормон в клетке является его активатором. (21) При длительном приеме антибиотиков и сульфаниламидов происходит угнетение микрофлоры кишечника, участвующей в синтезе пиридоксина. Скорость каких реакций в клетках уменьшится и почему? а) Напишите несколько реакций, для протекания которых необходим пиридоксин б) Какое значение имеют эти реакции для организма человека? Задачи из раздела 3 по теме “Витамины” (1) Весной у многих людей развивается гиповитаминоз, обусловленный снижением в пище количества витаминов В1, В2, РР. Наиболее характерными признаками этих гиповитаминозов являются сонливость и повышенная утомляемость. а) Почему дефицит витамина РР может привести к таким состояниям б) Для объяснения представьте схемы метаболических путей, в которых принимает участие витамин РР в) Почему дефицит витамина В2 может привести к описанным состояниям г) Для объяснения представьте схемы метаболических путей, в которых принимает участие витамин В2 д) Почему дефицит витамина В1 может привести к таким состояниям? Представьте схемы метаболических путей, для которых необходим витамин В1 е) Для объяснения представьте схемы метаболических путей, в которых принимает участие витамин В1. Задачи из раздела 4 по теме “Биосинтез нуклеиновых кислот и белков” (2) В клетке имеется несколько десятков различных тРНК и несколько десятков тысяч мРНК. Чем объяснить такое различие в количестве разных типов нуклеиновых кислот? Для ответа на этот вопрос: а) Объясните, как это различие связано с функциями молекул в клетках эукариотов б) Иллюстрируйте объяснение схемами, отражающими участие этих молекул в реализации генетической информации. (3) Если повреждения структуры ДНК не репарируются, то они могут быть летальными для клетки. Будут ли приводить к столь же тяжелым последствиям повреждения молекулы РНК? Ответ поясните, сравнив строение и функции этих нуклеиновых кислот у эукариотов. (4) Под действием ионизирующей радиации в молекуле ДНК оказались отщепленными два азотистых основания из комплементарной пары А-Т. Может ли система, обеспечивающая стабильность генетического материала, устранить это повреждение в половых клетках? При ответе на вопрос: а) Изобразите схему процесса, участвующего в исправлении повреждений ДНК б) Укажите, как снижение активности этого процесса может отразиться на функции генома (5) После облучения ультрафиолетовыми лучами у пациента в ДНК фибробластов кожи обнаружено большое количество димеров тимина. В норме такие изменения ДНК обнаруживаются едко. Чем можно объяснить появление повреждений в ДНК данного пациента? Для ответа на этот вопрос: а) Укажите, почему этот тип нарушений в молекуле ДНК в норме обнаруживается редко б) Опишите процесс, обеспечивающий удаление димеров тимина в) Перечислите повреждения ДНК, которые могут устраняться с помощью этого процесса (6) В парафолликулярных клетках щитовидной железы в ходе транскрипции гена кальцитонина и последующих ковалентных модификаций образуется мРНК, участвующая в синтезе гормона кальцитонина. В головном мозге из того же первичного транскрипта после посттранскрипционных модификаций формируется мРНК, участвующая в синтезе белка, ответственного за вкусовое восприятие. Каким образом из одного и того же первичного транскрипта возможно образование разных “зрелых” мРНК? Для ответа на этот вопрос: а) Изобразите схему “созревания” мРНК в ходе ковалентных модификаций б) Объясните, почему в разных тканях первичный транкрипт может превращаться в мРНК, содержащие информацию о белках, имеющих в полипептидной цепи гомологичные участки, но выполняющих разные функции. (8) У больного с повышенной концентрацией фенилаланина (Фен) в крови установлена нормальная структура фермента фенилаланингидроксилазы. Дальнейшее обследование позволило выявить мутацию по типу замены нуклеотида в гене фермента дигидробиоптеринредуктазы. Объясните, почему мутация по типу замены нуклеотида в гене этого фермента может стать причиной фенилкетонурии. Для этого: а) Напишите реакцию метаболизма Фен, которая идет при участии дигидробиоптеринредуктазы б) Укажите, метаболизм каких аминокислот, помимо Фен, будет нарушен при данной патологии. (11) В яйцеклетке в смысловой части гена, кодирующего строение фермента диоксигеназы гомогентизиновой кислоты, произошла замена 7-го нуклеотида с образованием терминирующего кодона. Какие изменения в структуре фермента произойдут в ходе трансляции мутантного белка? Для ответа на этот вопрос: а) Изобразите схему синтеза белка на рибосоме и покажите, какой продукт будет образовываться в ходе трансляции мутантной мРНК б) Вспомните, в каком процессе участвует диоксигеназа гомогентизиновой кислоты и к каким фенотипическим проявлениям приведет эта мутация. (13) Первичная структура мРНК кодирует только одну последовательность аминокислот в белке. Можно ли, исходя из строения белкового гормона глюкагона (29 аминокислот), предсказать нуклеотидную последовательность мРНК, кодирующую этот белок? Для обоснования ответа вспомните свойства генетического кода и, используйте N-концевой участок молекулы гормона H2N-Гис-Сер-Гли-……, объясните способ кодирования белков в молекулах ДК и РНК. (14) В химиотерапии опухолей широко используется антибиотик дауномицин, который внедряется между основаниями ДНК, и аналог фолиевой кислоты – метотрексат. Активность каких процессов снижается при использовании этих препаратов? При ответе на этот вопрос: а) Укажите различие в механизме действия этих препаратов на синтез ДНК б) Напишите схемы реакций, скорость которых снижает метотрексат. (16) Основные симптомы бактериальных заболеваний вызваны действием токсинов и белков, продуцируемых микроорганизмами. Так, дифтерийный токсин вызывает АДФ-рибозилирование фактора элонгации (EF2) в эукариотических клетках и нарушает синтез белка. На какой стадии роста полипептидной цепи участвует EF2? Для ответа на этот вопрос: а) Представьте схему событий на рибосоме и отметьте стадию. На которой произойдет остановка белкового синтеза б) Объясните, какова судьба клеток после воздействия токсина (17) При введении гормона альдостерона у животных наблюдается задержка Na+ из-за увеличения количества белков-переносчиков этих ионов. Объясните, как действует альдостерон на клетки мишени. Для этого: а) Назовите матричный процесс, который ускоряется первично при действии гормона б) Представьте схему процесса, активация которого вызывает увеличение количества белков-переносчиков Na+ в мембранах клеток. (18) Действие стероидного гормона кортизола на печени приводит к увеличению количества ключевых ферментов, участвующих в синтезе глюкозы. Какой матричный процесс кортизола индуцирует первично? Отвечая на поставленный вопрос: а) Изобразите схему и напишите суммарное уравнение этого процесса б) Укажите, каким модификациям подвергается вновь синтезированная нуклеиновая кислота, чтобы служить матрицей для последующего синтеза белков. (19) Весь набор ферментов, участвующих в синтезе мочевины, присутствует только в клетках печени и его нет в клетках других органов. Как можно объяснить эти различия в белковом составе органов и тканей? При ответе на этот вопрос: а) Вспомните механизмы, с помощью которых формируются транскрипционно неактивные участки хроматина б) Объясните, когда в хроматине клеток возникают зоны стойкой репрессии и существует ли различная в них локализации в разных тканях (20) Фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа представлен в популяции людей множеством вариантов. Два из них различаются по одной аминокислоте: в 1-м варианте – Асп, во 2-ом варианте – Асн. Определите, являются ли описанные варианты фермента примером полиморфных белков. Для решения задачи: а) Используя таблицу генетического кода, укажите, какие изменения в кодоне гена этого фермента привели к появлению указанных вариантов б) Объясните, что такое полиморфизм белков и каковы причины его возникновения (22) Результаты генетического обследования семьи (методом ПЦР), в которой являются носителями гена серповидно-клеточной анемии, представлены на рис.  На основании полученных результатов объясните, кто из детей этой большой семьи здоров, болен, является носителем гена серповидно-клеточной анемии. Укажите, на чем основан принцип метода, каковы необходимые компоненты и условия проведения ПЦР. (23) В ходе проверки семьи на носительство гена HbS методом ПЦР студент, проведя электрофорез, получил результаты, представленные на рис.  Какие выводы должен сделать студент на основе результатов анализа? В ходе ответа: а) Объясните, на чем основан метод и чем различаются условия проведения и состав ферментов при синтезе ДНК в ходе ПЦР и в клетках организма б) Укажите, какие дополнительные области использования этого метода вам известны Задачи из раздела 5 по теме “Биологические мембраны” (6) Для изучения аденилатциклазной системы был использован холерный токсин, вырабатываемый возбудителем холеры (V. cholerae). Холерный токсин в условиях эксперимента стойко повышает активность аденилатциклазы практически в любой клетке эукариотов. Объясните действие холерного токсина. Для этого: а) Приведите схему трансмембранной передачи сигнала б) Назовите белок аденилатциклазной системы, который подвергается модификации при действии холерного токсина на клетку в) Укажите, почему модификация этого белка приводит к длительному повышению активности аденилатциклазы. (8) Исследователям аденилатциклазной системы удалось выделить мутантные клетки мышиной лимфомы, способные связывать гормон и содержащие нормальное количество фермента аденилатциклазы. Однако присоединение гормона не приводило к повышению концентрации цАМФ. Какой белок отсутствовал в цитоплазматической мембране мутантных клеток? Для ответа на вопрос: а) Приведите схему трансмембранной передачи сигнала б) Укажите особенности строения этого белка в) Объясните, какую роль играет этот белок в функционировании аденилатциклазной системы. Задачи из раздела 6 по теме “Энергетический обмен” (3) К клеточному гомогенату, содержащему фермент и коферменты цитратного цикла, добавляли ацетил-КоА. Происходило ли при этом увеличение количества оксалоацетата? Используя схему цитратного цикла, объясните: а) Какую роль играет оксалоацетат в этом процессе б) Какие конечные продукты образуются из ацетил-КоА в ЦТК? (4) В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали малат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? Представьте схему ЦПЭ для малата и объясните: а) Как повлияет на скорость реакций ЦПЭ и коэффициент Р/О добавление амитала натрия (ингибитора NADH-дегидрогеназы) б) Как изменится эти параметры, если вместе с амиталом добавить сукцинат. (5) В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали цитрат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? Представьте схему ЦПЭ, определите коэффициент Р/О и объясните: а) Как изменится скорость реакций ЦПЭ и коэффициент Р/О, если вместе с цитратом добавить амитал натрия (ингибитор NADH-дегидрогеназы) б) Как изменятся эти параметры, если вместе с амиталом добавить сукцинат в) Чему будет равен коэффициент Р/О при добавлении вместе с ингибитором аскорбиновой кислоты, восстанавливающей цитохром С. (6) Суспензию митохондрий печени крыс инкубировали в аэробных условиях при оптимальных температуре и рН. Интенсивность дыхания измеряли по поглощению О2 после добавления к суспензии цитрата, АФ, 2,4-динитрофенола. Как изменится поглощение О2 при добавлении каждого из указанных веществ и почему? Для ответа на вопрос: а) Изобразите схему окислительного фосфорилирования б) Объясните механизм действия добавляемых веществ (7) В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали α-кетоглутарат. Интенсивность дыхания измеряли по поглощению О2 после добавления к суспензии амитала натрия (барбитурат), АДФ, цианида. В присутствии каких из перечисленных веществ будет тормозиться окисление α-кетоглутарата и почему? Для ответа. Нарисуйте схему ЦПЭ и укажите механизм действия этих веществ. (11) Если к суспензии митохондрий, использующих в качестве единственного субстрата дыхания пировиноградную кислоту, добавить малоновую кислоту, то поглощение О2 митохондриями резко снизится, в то же время увеличится концентрация одного из метаболитов цитратного цикла. Какой метаболит ЦТК накапливается? Для объяснения: а) Приведите схему реакций, подтверждающую ответ б) Укажите, почему в условиях эксперимента потребление О2 снижается. (12) Промежуточные продукты цитратного цикла могут использоваться для синтеза различных соединений. Какой из метаболитов должен быть в избытке, чтобы восполнить утечку промежуточных продуктов из цитратного цикла? а) Напишите необходимые реакции, подтверждающие ваши выводы б) Используя схему реакций цитратного цикла, укажите метаболиты ЦТК, обеспечивающие его анаболические функции. (13) Синтез гемма происходит в ретикулоцитах. Для синтеза одного пиррольного кольца требуется 2 моля глицина и 2 моля сукцинил-КоА. Сколько молей пирувата необходимо затратить для синтеза 1 пиррольного кольца и молекулы гема? Используя схему реакций ОПК, объясните: а) Какой из предшественников гемма образуется в цитратном цикле б) Какое количество пирувата необходимо для синтеза предшественника в) Какой из метаболитов ОПК должен быть в избытке, чтобы выполнить утечку промежуточных продуктов из цитратного цикла (17) У пациента выявлен генетический дефект пируваткарбоксилазы. К каким последствиям может привести такой дефект? Для ответа на этот вопрос: а) Напишите реакцию, катализирующую указанным ферментом б) Назовите и напишите схемы процессов, в которых участвует продукт этой реакции Задачи из раздела 7 по теме “Обмен углеводов” (4) Укажите различия в углеводном обмене двух братьев: один в 3-й день ничего не ест, чтобы похудеть, другой после короткой пробежки и ужина отдыхает. Приведите схемы метаболических путей, которые преобладают в углеводном обмене этих людей. (5) Опишите различия в обмене углеводов у двух студентов, один из которых лежит после ужина на диване, другой вместо ужина совершает 20-минутную пробежку. Какие процессы преобладают у них в углеводном обмене? Для ответа на вопрос: а) Приведите схемы этих метаболических путей б) Укажите, какие гормоны активируют эти процессы (6) На дистанции два бегуна: спринтер завершает стометровку, стайер бежит 10-й километр. Укажите различия в энергетическом обеспечении работы мышц у этих бегунов. Приведите схемы метаболических путей, которые являются источником энергии у стайера и спринтера. (8) Человек выполняет интенсивную физическую работу. В каком направлении смены реакции, катализируемые ЛДГ в скелетных мышцах и в печени? Обоснуйте свой ответ: а) Напишите реакцию, катализируемую ЛДГ б) Напишите схемы процессов, включающих в себя эту реакцию в скелетных мышцах и в печени. Укажите физиологические значение этих процессов. (10) Гликоген является разветвленным полимером. Точки ветвления образуются чаще, чем в крахмале. Объясните, какое биологическое значение имеет разветвленное строение гликогена. Аргументируйте свой ответ. Для этого: а) Напишите схемы синтеза и распада гликогена б) Укажите ферменты, катализирующие образование и гидролиз гликозидных связей в местах разветвления молекулы в) Укажите, в каких ситуациях происходит синтез и распад гликогена. (12) Срезы печени инкубировали в буферном растворе с добавлением лактата или без него. Через 2 ч в растворе определили концентрацию веществ, указанных в таблице:
| |||||||||||||||||||