Лабораторная 7 Обмен углеводов и жиров

1.

22.10.2026
Лабораторная работа № 7
Обмен углеводов и жиров
Цель работы – изучение промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров
Функции углеводов:
1) Энергетическая – обеспечивают 70% потребности организма в энергии - при окислении 1 г углеводов
выделяется 16,9 кДж энергии
2) Резервная. Крахмал и гликоген представляют собой форму хранения питательных веществ, выполняя
функцию временного депо глюкозы.
3) Структурная. Целлюлоза и другие полисахариды растений образуют прочный остов; в комплексе с
белками и липидами они входят в состав биомембран всех клеток.
4) Защитная. Кислые гетерополисахариды выполняют роль биологического смазочного материала,
выстилая трущиеся поверхности суставов, слизистой пищеварительных путей, носа, бронхов, трахеи и др.
5) Источники углерода для строения других органических веществ.
6) Входят в состав антибиотиков
7) Некоторые производные углеводов являются витаминами (С)
1

2.

Опыт 1. Извлечение гликогена из мышечной ткани
Цель – научиться выделять гликоген из тканей определять его химическую природу.
Приборы и реактивы. Ножницы, фарфоровая чашка, плитка, бумажный фильтр, печень животного, 1%
уксусная кислота, р-р Люголя, спирт, 2,5% р-р соляной кислоты, 10% р-р гидроксида натрия, Феллингова
жидкость
Ход работы: Для исследования берут 1 г печени, быстро на холоду измельчают ножницами, наливают в
фарфоровой чашке 5 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят 2-3 минуты. Затем содержимое
фарфоровой чашки помещают в ступку и тщательно растирают. Образовавшуюся гомогенную массу
переносят обратно в фарфоровую чашку и вновь кипятят в течение 20-30 минут; по мере выкипания
жидкости каплями добавляют дистиллированную воду. Белки мышц при кипячении свертываются, а
гликоген переходит в раствор. К кипящей жидкости добавляют 5-10 капель 1% раствора уксусной кислоты
для полного осаждения белков. После этого содержимое чашки охлаждают и фильтруют через бумажный
фильтр. Фильтрат используют для выполнения следующих работ.
1.1. Йодная проба на гликоген. В пробирку к 10 каплям содержащего гликоген фильтрата добавляют 2-3
капли раствора Люголя. Жидкость при этом приобретает ______________ окрашивание, интенсивность
которого зависит от концентрации гликогена в растворе.
1.2. Осаждение гликогена спиртом. В пробирку к 5 каплям содержащего гликоген фильтрата добавляют 510 капель спирта. Содержимое пробирки вначале ________________, а затем при стоянии выпадает
осадок гликогена.
1.3. Выпавший осадок гликогена отделяют центрифугированием. Затем осадок гликогена гидролизуют и
доказывают наличие в его составе глюкозы. Для этого к осадку добавляют 3-4 мл раствора 2,5% р-ра
соляной кислоты и кипятят 15-20 мин на водяной бане. Далее содержимое охлаждают, нейтрализуют 10%
раствором гидроксида натрия, добавляют равный объем фелинговой жидкости и кипятят. Образуется
________________________
2

3.

Опыт 2. Качественная реакция на молочную кислоту (реакция Уффельмана)
Принцип метода. Молочная кислота, взаимодействует с реактивом Уффельмана (2%-ного раствора
фенола с несколькими каплями раствора хлорного железа), даёт зелёно-жёлтый цвет раствору
вследствие образования молочно-кислого железа.
Приборы и реактивы. Реактив Уффельмана, молочная кислота в сквашенном молоке
Ход работы: В пробирку наливают 1 мл реактива Уффельмана и добавляют раствор, содержащий
молочную кислоту. Фиолетовый цвет реактива переходит в зелёно-жёлтый. Результат опыта записывают
3

4.

Опыт 3. Обнаружение дегидрогеназы 3-фосфоглицеринового альдегида
Цель работы – формирование навыков и умений обнаружения некоторых ферментов катаболизма глюкозы.
Гликолиз – основной путь катаболизма глюкозы. В анаэробных (без кислорода) условиях гликолиз является
единственным процессом в организме, который поставляет энергию. Анаэробный распад углеводов является
единственным источником энергии у ряда анаэробных организмов, таких как дрожжи, а также в некоторых клетках
высших организмов (например, в эритроцитах). В аэробных условиях гликолиз протекает до образования
пирувата, который далее аэробно окисляется до углекислого газа и воды. Высвобождающаяся энергия при
катаболизме углеводов аккумулируется в макроэргических связях АТФ. Аэробный распад глюкозы поставляет
гораздо больше энергии, чем анаэробный гликолиз. Промежуточные продукты окислительного распада глюкозы
могут быть использованы для синтеза аминокислот, липидов и других биомолекул.
3-фосфоглицериновый альдегид в ходе гликолиза дегидрогеназой 3-фосфоглицеринового альдегида
окисляется в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту. В ходе реакции происходит образование восстановленной
формы НАД, которую обнаруживают по восстановлению метиленового синего в лейкосоединение
Приборы и реактивы: 2%-ный раствор глюкозы, дрожжи, 0,002%-ный раствор метиленовый синий.
Ход работы. В пробирку внесите кусочек дрожжей (величиной с горошину), несколько капель раствора глюкозы,
разотрите содержимое стеклянной палочкой до получения равномерной взвеси. Добавьте каплю раствора
метиленового синего, перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой. Поставьте пробирку в штатив,
пронаблюдайте обесцвечивание метиленового синего, начинающееся со дна пробирки.
Запишите, почему метиленовый синий обесцвечивается
+H3​PO4​+NAD+
+дегидрогеназа
NADН+ + Н+
4

5.

ОПЫТ 4. Обнаружение пирувата в сыворотке крови
Пировиноградная кислота (пируват) – это не просто один из многих метаболитов, а центральный узел обмена
веществ, в котором сходятся и от которого расходятся пути углеводного, липидного и белкового обмена. Пируват – это
конечный продукт анаэробного гликолиза. Глюкоза расщепляется до пирувата в цитоплазме. Пируват может образовываться
при трансаминировании аланина. Эта реакция обратима, и пируват может снова превращаться в аланин, выполняя роль
переносчика азота из мышц в печень. Хотя жирные кислоты напрямую не превращаются в пируват, их распад (β-окисление)
и распад кетоновых тел дают ацетил-КоА. Пируват же, в свою очередь, может быть использован для синтеза жирных кислот
через ацетил-КоА .
Пути превращения пирувата зависят от наличия в клетке кислорода. В митохондриях пируват под действием
пируватдегидрогеназного комплекса (PDH) превращается в ацетил-КоА. Это необратимая реакция, требующая тиамина
(витамина B₁). Ацетил-КоА затем поступает в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), где полностью окисляется до CO₂ и H₂O с
образованием большого количества энергии (ATP) .
Ветеринарный аспект: Дефицит тиамина (например, у кошек при кормлении сырой рыбой или у жвачных при
нарушении рубцового синтеза) блокирует этот путь. Пируват накапливается в крови (пируватемия), что является
диагностическим маркером. Пируват может карбоксилироваться до оксалоацетата (реакция, катализируемая
пируваткарбоксилазой). Это важно для пополнения промежуточных продуктов ЦТК, чтобы цикл не «останавливался».
Когда энергии в клетке достаточно, пируват направляется на синтез глюкозы. Это критически важно для жвачных
животных, у которых глюкоза всасывается в минимальных количествах, и печень должна синтезировать её из пирувата (и
лактата).
При недостатке кислорода (гипоксия, интенсивная мышечная работа) пируват восстанавливается до лактата под
действием лактатдегидрогеназы. Это позволяет регенерировать NAD⁺, необходимый для продолжения гликолиза.
Понимание роли пирувата объясняет механизмы нескольких ключевых патологий:
Рубцовый ацидоз: Избыток легкоферментируемых углеводов ведёт к накоплению лактата (из пирувата) в рубце.
Гиповитаминоз B₁: Нарушение работы PDH-комплекса ведёт к накоплению пирувата и лактата, вызывая
неврологические симптомы (например, полиневрит у кошек, цереброкортикальный некроз у жвачных).
Диабет/кетоз: При дефиците глюкозы пируват не может эффективно идти на синтез глюкозы, и ацетил-КоА (из жиров)
перенаправляется на синтез кетоновых тел.
5

6.

6

7.

Принцип метода. Метод основан на том, что пируват при взаимодействии с 2,4динитрофенилгидразином в кислой среде образует 2,4-динитрофенилгидразон пировиноградной кислоты
по реакции. Это соединение в щелочной среде приобретает коричнево-красную окраску, интенсивность
которой прямо пропорциональна концентрации пирувата.
Приборы и реактивы. Пробирки, стакан со льдом, 5% ТХУ (трихлоруксусная кислота), 0,2% р-р 2,4динитрофенилгидразина, толуол, 10% Na2CO3, 1,5 н. NaОН.
Ход работы. В центрифужную пробирку вносят 1 мл сыворотки крови, затем 3 мл охлажденного
раствора ТХУ. Смесь тщательно перемешивают и ставят в стакан со льдом на 10-15 мин. После осаждения
белков пробу центрифугируют в течение 5 мин при 4000 об/мин. Надосадочную жидкость переносят в
пробирки с пришлифованными пробками, добавляют по 1 мл раствора 2,4-ДНФГ. После 10-15-минутного
стояния при комнатной температуре (для лучшего образования гидразона пировиноградной кислоты)
смесь помещают в водяную баню при 35-37°С на 10-15 мин. Затем пробу охлаждают, добавляют 4 мл
толуола, закрывают пробкой. Содержимое пробирки регулярно встряхивают в течение 7-10 мин. Этим
достигается полнота экстракции 2,4-ДНФГ кетокислот из раствора. После расслоения смеси нижний
водный слой, свободный от гидразонов, осторожно отсасывают. К оставшемуся толуоловому экстракту
прибавляют 4 мл раствора гидрокарбоната натрия. При энергичном перемешивании смеси раствор соды
избирательно экстрагирует из толуола 2,4-ДНФГ пировиноградной кислоты. После расслоения смеси
верхний толуоловый слой отсасывают, остатки толуола удаляют фильтровальной бумагой. Для полноты
извлечения гидразона пировиноградной кислоты экстракцию можно повторить. К содовому экстракту
прибавляют 4 мл раствора гидроксида натрия (конечная концентрация щелочи должна быть не менее 0,75
н). Развивается красно-бурое окрашивание. Через 20 мин пробы фотометрируют при светофильтре с
длиной волны 465 нм.
7

8.

Обмен жиров.
Жиры и липоиды подвергаются гидролитическому расщеплению в пищеварительном тракте нейтральные жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты; фосфатиды (лецитины, кефалины,
серинфосфатиды и др.) расщепляются на глицерин, жирные кислоты, фосфорную кислоту и азотистые
основания – холин, каламин (этаноламин), серин и т.д. При гидролизе стеридов освобождаются
холестерин или эргостерин и жирные кислоты.
Гидролитический распад жиров катализируется ферментами липазами оптимум рН для липаз близок к
нейтральному и жиры должны быть в эмульгированном состоянии (в виде капелек). Липазы содержатся в
соке желудка, поджелудочной железы и тонкого кишечника. Роль желудочной липазы у взрослого
организма весьма невелика (рН желудка слишком кислая, жиры не эмульгированы). Значительная роль в
переваривании жиров принадлежит липазе поджелудочной железы. Расщепление жиров происходит
главным образом в тонком кишечнике, куда поступают панкреатический и кишечный сок. В
двенадцатиперстную кишку поступает также желчь, которая содержит мощные эмульгаторы жира желчные кислоты.
К желчным кислотам относится холевая, хенодезоксихолевая, дезоксихолевая и литохолевая, которые
выделяются в виде парных жёлчных кислот в связанном виде с глицином или таурином. Больше всего в
организме содержится холевой кислоты в виде гликохолевой кислоты. Жёлчные кислоты не только
эмульгируют жиры, но и активируют панкреатическую липазу; активно участвуют во всасывании жирных
кислот; активируют энтерокиназу, которая превращается в активную форму и в свою очередь активирует
трипсиноген.
Жирные кислоты всасываются только в комплексе с жёлчными кислотами. В клетках стенки
кишечника этот комплекс распадается, жёлчные кислоты снова попадают в печень. В стенке кишечника из
глицерина и жирных кислот синтезируются специфические для данного организма нейтральные жиры и
фосфолипиды. Из клеток кишечника образующийся нейтральный жир переходит в лимфатическую
систему и частично в кровь, затем в печень и другие органы, подвергаясь превращениям.
8

9.

Опыт 5. Гидролиз жира молока под действием липазы.
Принцип метода. В результате гидролиза жиров под действием липазы
образуются жирные кислоты. Если проводить гидролиз в присутствии карбоната
натрия, который в результате гидролиза образует ионы НСОз-, то будет
происходить нейтрализация жирных кислот. Об этом свидетельствует
исчезновение розовой окраски фенолфталеина.
Приборы и реактивы: пробирки, термостат или баня с температурой 37 градусов,
0,1% спиртовой р-р фенолфталеина, 10% Na2CO3, ферменты поджелудочной
железы
Ход работы. В пробирку наливают по 2 мл прокипячённого молока (собственная
липаза молока инактивирована). Добавляют по каплю фенолфталеина и карбоната
натрия до появления слабо-розового окрашивания. Вносят ферменты
поджелудочной железы. Пробирку помещают в термостат при 37°C на 20-25 мин и
отмечают изменение окраски в пробирке. Объясните наблюдаемый результат.
Запишите реакции.
9

10.

Опыт 6. Выявление действия желчных кислот
Принцип метода. Желчные кислоты по своему строению близки к холестерину и являются
производными холановой кислоты. Желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, литохолевая) входят в
состав желчи как в чистом виде, так и в виде парных соединений с фосфатидом (глицином) и таурином (с
которыми они соединяются посредством пептидной ковалентной связи). Для открытия желчных кислот
используют их способность давать красное окрашивание с оксиметилфурфуролом (реакция
Петтенкофера). Оксиметилфурфурол образуется при реакции фруктозы (или глюкозы) с
концентрированной соляной или серной кислотой.
Приборы и реактивы: пробирки, желчь; 5% сахароза или 3% фруктоза,
серная кислота
концентрированная.
Ход работы: В сухую пробирку наливают 10 капель разведенной желчи, добавляют 1–2 капли
раствора сахарозы (или фруктозы) и, наклонив пробирку, осторожно (по стенке) наслаивают равный объем
концентрированной серной кислоты. На границе слоев образуется пурпурное кольцо, которое затем
принимает красно-фиолетовое окрашивание.
фруктоза
оксиметилфурфурол
10

11.

Опыт 7. Выявление желчных пигментов в моче (проба Гмелина)
Желчные пигменты появляются в моче при застое желчи в желчном пузыре
или вследствие повышенного распада кровяных пигментов. Желчные пигменты
попадают в кровь и оттуда выводятся с помощью почек. Сущность реакций на
желчные пигменты состоит в том, что под влиянием азотной и азотистой кислот
пигменты окисляются с образованием характерных для желчных пигментов
колец зеленого, синего и фиолетового цветов. Чувствительность этой пробы
1:80000. Моча при наличии желчи имеет буровато-желтый цвет; при
взбалтывании легко образуется желтая пена, которая долго не исчезает.
Реактив: азотная кислота, концентрированная.
В пробирку наливают 1–2 мл концентрированной азотной кислоты с
примесью азотистой (азотная кислота, стоявшая на свету и пожелтевшая,
обычно содержит следы азотистой кислоты) и осторожно прибавляют из пипетки
по стенке пробирки исследуемую мочу так, чтобы жидкости не смешались. В
месте их соприкосновения образуется ряд цветных колец. Характерным для
желчных пигментов является образование верхнего зеленого кольца и
одновременно с ним синего или фиолетового. Нижерасположенные желтое и
красное кольца получаются и с нормальной мочой. При стоянии все кольца
постепенно становятся желтого цвета
11

12.

Опыт 8. Реакция Сальковского на стерины.
Принцип метода. Стерины – высокомолекулярные циклические одноатомные спирты, в их основе лежит ядро
циклопентанпергидрофенантрена из 17 атомов углерода. Стерины широко распространены в животном и растительном
мире. Одним из наиболее распостраненным стеринов является холестерин и его производные холестериды – сложные
эфиры холестерина и высших жирных кислот.
Производным холестерина является 7-дегидрохолестерин (провитамин Д3), который отличается от холестерина
наличием второй двойной связи между 7 и 8 атомами углерода. 7-дегидрохолестерин содержится в коже животных, при
облучении его ультрафиолетовыми лучами образуется витамин Д3. Холестерин входит в состав каждой клетки животного
организма (клеточные мембраны) в свободном виде или в соединении с белками. Особенно много холестерина
содержится в белом веществе головного мозга, яичном желтке, сперме, желчи. В большом количестве он входит в состав
жиропота овец. При промывке шерсти овец получают ланолин – густую, вязкую массу буро-желтого цвета нерастворимую
в воде. Холестерин является источником образования в организме ряда биологически активных веществ: желчных кислот,
половых гормонов и гормонов коры надпочечников. Всех их объединяют в группу стероидных гормонов.
Приборы и реактивы: этилацетат; ланолин; серная кислота концентрированная.
Приборы: штатив с пробирками, пипетки.
Ход работы: Несколько мг ланолина растворяют в 3 мл этилацетата, полученный раствор смешивают с равным объемом
концентрированной серной кислоты, и смесь взбалтывают. Отстоявшийся слой серной кислоты окрашивается в виннокрасный цвет с зеленой флуоресценцией, в то время как этилацетатный слой приобретает оранжевую окраску,
переходящую в кроваво-красную (рекомендуется дать смеси некоторое время постоять).
12

13.

Опыт 9. Окисление билирубина
Принцип метода. Билирубин (красный) и биливердин (зеленый) являются продуктами распада гема в
печени и селезенке, откуда они поступают в состав желчи, создавая зелено-бурую окраску. Поэтому
билирубин и биливердин называют желчными пигментами. При разрушении, молекула гема теряет железо
и одну из метиновых групп (=СН-), в связи с чем порфириновый цикл разрывается, и образуется открытая
цепь, состоящая из четырех пирольных колец.
Приборы и реактивы: перекись водорода 3% раствор; 10% раствор аммиака; желчь, штатив с
пробирками, пипетки.
Ход работы. 3 мл желчи смешивают в пробирке с 1 мл 10% раствора аммиака, после чего вносят туда же
1 мл 3 % раствора перекиси водорода. После взбалтывания проследить за изменением окраски раствора.
Опишите изменение цвета и объясните, почему это происходит?
13

14.

Опыт 10. Реакция на ацетоновые тела в моче – проба с йодистым калием.
Принцип метода. Ацетоновые тела – ацетон, ацетоуксусная и β-оксимасляная
кислоты являются продуктами неполного окисления в организме жирных кислот и
появляются в моче в результате расстройства жирового обмена, при диабете, при
истощении, при острых лихорадочных заболеваниях и др. Источником образования
ацетоновых тел, помимо жиров, могут служить и белки после дезаминирования
аминокислот.
Реактивы: 10% раствор гидроксида натрия; раствор йода в йодистом калии.
Ход работы: В пробирку наливают 2–3 мл мочи, прибавляют несколько капель
раствора едкого натра и затем по каплям раствор йода в йодистом калии. При
наличии ацетона жидкость делается мутной вследствие выделения бледно-желтого
кристаллического осадка йодоформа, обладающего характерным запахом:
CH3−CO−CH3​+3I2+4NaOH​
CHI3​↓+CH3​COONa+3NaI+3H2​O
14