1 этап – подготовительный
Полимеры → мономеры
2 этап – гликолиз (бескислородный)
С6Н12О6+2АДФ+2Н3РО4=2С3Н6О3+2АТФ+2Н2О
Этап - кислородный
2С3Н6О3+6О2+36АДФ+36 Н3РО4=6СО2+42 Н2О+36АТФ
Суммарное уравнение:
С6Н12О6+6О2+38АДФ+38Н3РО4=6СО2+44Н2О+38АТФ
ЗАДАЧИ
1)В процессе гидролиза образовалось 972 молекулы АТФ. Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза и полного окисления. Ответ поясните.
Ответ: 1) при гидролизе (кислородный этап) из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, гидролизу подверглось: 972: 36 = 27 молекул глюкозы;
2) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до 2-х молекул ПВК с образованием 2-х молекул АТФ, поэтому количество молекул АТФ равно: 27 х 2 = 54;
3) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 27 молекул глюкозы образуется: 27 х 38 = 1026 молекул АТФ (или 972 + 54 = 1026).
2)Какое из двух типов брожения – спиртовое или молочнокислое является энергетически более эффективным? Эффективность рассчитать по формуле:
| Эф = | Езап. | Х 100% |
| Еобщ. |
где Езап. – запасённая энергия; Еобщ. – общая энергия.
Энергия, запасённая в 1 моль АТФ, составляет 30,6 кДж/моль.
Энергия общая – 150 кДж/моль (спиртовое брожение);
Энергия общая – 210 кДж/моль (молочнокислое брожение).
Ответ: 1) и спиртовое и молочнокислое брожение протекает в анаэробных условиях (без кислорода), и в результате синтезируется 2 моль АТФ, т.е. 2 х 30,6 кДж/моль = 61,2 кДж/моль;
2) эффективность спиртового брожения:
| Эфсп. бр. = | 61,2 | Х 100% = 40,8% |
| 150 |
3) эффективность молочнокислого брожения:
| Эфмол. бр. = | 61,2 | Х 100% = 29,1% |
| 210 |
4) энергетически более эффективным является спиртовое брожение.
3) Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна. Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул углекислого газа при этом.
Решение:
Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза)и 3 этапа (кислородного)энергетического обмена.
При гликолизе одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ, а при окислении 36 АТФ.
По условию задачи гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы: 2∙× 2=4,а окислению только одна
4+36=40 АТФ.
Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 СО2
Ответ: 40 АТФ; СО2.- 6
4)В процессе гликолиза образовалось 68 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось при полном окислении. Ответ поясните.
Ответ:
1) при гликолизе (бескислородный этап катаболизма) одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул ПВК, следовательно, гликолизу подверглось: 68: 2 = 34 молекулы глюкозы;
2) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ (2 молекулы при гликолизе и 38 молекул при гидролизе);
3) при полном окислении 34-х молекул глюкозы образуется: 34 х 38 = 1292 молекулы АТФ.
5)В процессе гликолиза образовались 112 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении глюкозы в клетках эукариот? Ответ поясните.
Пояснение. 1) В процессе гликолиза при расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты и выделяется энергия, которой хватает на синтез 2 молекул АТФ.
2) Если образовалось 112 молекулы пировиноградной кислоты, то, следовательно расщеплению подверглось 112: 2 = 56 молекул глюкозы.
3) При полном окислении в расчете на одну молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ.
Следовательно, при полном окислении 56 молекулы глюкозы образуется 38 х 56 = 2128 молекул АТФ
6)В процессе кислородного этапа катаболизма образовалось 1368 молекулы АТФ. Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза и полного окисления? Ответ поясните.
Пояснение. 1) В процессе энергетического обмена из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, гликолизу, а затем полному окислению подверглось 1368: 36 = 38 молекул глюкозы.
2) При гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до 2-ух молекул ПВК с образованием 2 молекул АТФ. Поэтому количество молекул АТФ, образовавшихся при гликолизе, равно 38 × 2 = 76.
3) При полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 38 молекул глюкозы образуется 38 × 38 = 1444 молекул АТФ.
7)В процессе кислородного этапа катаболизма образовалось 1368 молекулы АТФ. Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза и полного окисления? Ответ поясните.
Пояснение. 1) В процессе энергетического обмена из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, гликолизу, а затем полному окислению подверглось 1368: 36 = 38 молекул глюкозы.
2) При гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до 2-ух молекул ПВК с образованием 2 молекул АТФ. Поэтому количество молекул АТФ, образовавшихся при гликолизе, равно 38 × 2 = 76.
3) При полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 38 молекул глюкозы образуется 38 × 38 = 1444 молекул АТФ.
8) В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному (кислородному) расщеплению подверглось только 2 моль. Определите:
а) сколько молей молочной кислоты и углекислого газа при этом образовано;
б) сколько молей АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии и в какой форме аккумулировано в этих молекулах АТФ;
г) Сколько молей кислорода израсходовано на окисление образовавшейся при этом молочной кислоты.
Решение.
1) Из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5 – не полому (7-2=5):
2) составляем уравнение неполного расщепления 5 моль глюкозы; 5C6H12O6 + 5•2H3PO4 + 5•2АДФ = 5•2C3H6O3 + 5•2АТФ + 5•2H2O;
3) составляет суммарное уравнение полного расщепления 2 моль глюкозы:
2С6H12O6 + 2•6O2 +2•38H3PO4 + 2•38АДФ = 2•6CO2+2•38АТФ + 2•6H2O + 2•38H2O;
4) суммируем количество АТФ: (2•38) + (5•2) = 86 моль АТФ; 5) определяем количество энергии в молекулах АТФ: 86•40кДж = 3440 кДж.
Ответ:
а) 10 моль молочной кислоты, 12 моль CO2;
б)86 моль АТФ;
в) 3440 кДж, в форме энергии химической связи макроэргических связей в молекуле АТФ;
г) 12 моль О2
9) В результате диссимиляции в клетках образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:
а) сколько всего молей глюкозы израсходовано;
б) сколько из них подверглось только неполному и сколько полному расщеплению;
в) сколько АТФ при этом синтезировано и сколько энергии аккумулировано;
г) сколько молей кислорода израсходовано на окисление образовавшейся молочной кислоты.
Ответ:
а) 7 моль;
б) 4,5 моль полному + 2,5 моль неполному;
в) 176 моль АТФ, 7040 кДж;
г) 27
