4. Сколько молей молочной кислоты образовались в результате расщепления 13 молей глюкозы, где только 5 молей полностью расщепились?
а) Какое количество атф образовалось в этом процессе?
б) Какое количество энергии аккумулировано в образовавшейся молочной кислоте?
в) Сколько молей СО2 образовалось в результате расщепления глюкозы?
г) Какое количество молей О2 было потрачено в этом процессе?
д) Какова эффективность аэробного и анаэробного дыхания, учитывая количество энергии, выделяемой в реакциях этих типов дыхания?
Проверенное решение:
Объяснение: Аэробный метаболизм — это процесс расщепления глюкозы в присутствии кислорода, когда полностью окисляется углеводородный скелет глюкозы, образуя углекислый газ и воду. В анаэробных условиях, когда кислорода нет, глюкоза расщепляется неполностью, образуя молочную кислоту.
а) Для решения этой задачи нам понадобится уравнение окисления глюкозы:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + энергия (АТФ)
Мы знаем, что только 5 молей глюкозы полностью расщепились, поэтому у нас будет:
5 моль глюкозы → 5 моль молочной кислоты
б) Для определения количества образовавшейся АТФ воспользуемся реакцией окисления одной моли глюкозы, которая дает 38 молей АТФ. Так как у нас 5 молей глюкозы, умножим 38 на 5:
38 моль АТФ/моль глюкозы * 5 моль глюкозы = 190 моль АТФ
в) У нас есть 5 моль молочной кислоты, поскольку только 5 моль глюкозы полностью расщепились.
г) Для определения количества молей потраченного кислорода, умножим количество молей расщепившейся глюкозы (5 моль) на коэффициент стехиометрии (6 моль молекулы кислорода в каждой моли глюкозы):
5 моль глюкозы * 6 моль молекулы кислорода/моль глюкозы = 30 моль молекулы кислорода
д) Эффективность аэробного и анаэробного метаболизма измеряется в количестве АТФ, синтезированном во время окисления глюкозы. Аэробный метаболизм генерирует гораздо больше АТФ по сравнению с анаэробным метаболизмом. Эффективность аэробного метаболизма составляет 38 моль АТФ на моль глюкозы по реакции, в то время как анаэробный метаболизм генерирует только 2 моля АТФ на моль глюкозы.
Совет: Для лучшего понимания аэробного и анаэробного метаболизма, рекомендуется изучить процесс окисления глюкозы и реакции синтеза АТФ в митохондриях. Также полезно понять, что аэробный метаболизм более эффективен с точки зрения выработки энергии.
Упражнение: Сколько молей молочной кислоты образуется при полном анаэробном расщеплении 8 молей глюкозы? Сколько молей АТФ и молей кислорода потребуется для данной реакции?