РЕШЕНИЕ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН» (ПОДГОТОВКА К ЕГЭ)

• 1 слайд

  
  
  Решение тестовых заданий и практических задач по теме
  «Энергетический обмен»
  (подготовка к ЕГЭ)
  
  Автор: Григорян Л.М., учитель биологии МБОУ СОШ №5
  г. Сургут
  
  
  
  

• 2 слайд

  Цель занятия:
  обобщить и систематизировать знания по теме «Энергетический обмен», научиться применять их при решении практических задач и тестовых заданий ЕГЭ по биологии.
   
  
  

• 3 слайд

  1. Дайте определения главным
  понятиям темы
  метаболизм,
  катаболизм,
  диссимиляция,
  анаболизм,
  ассимиляция,
  АТФ,
  митохондрии,
  
  ферменты,
  гетеротрофы,
  автотрофы,
  анаэробы,
  аэробы,
  гликолиз,
  реакция фосфорилирования
  
  

• 4 слайд

  
  Вспомните вещество, связанное
  со всеми выписанными словами, определите его роль в клетке?
  
  Аденин, рибоза, энергия,
  3 остатка фосфорной кислоты, митохондрия, аккумулятор, макроэргическая связь.
  
  

• 5 слайд

• 6 слайд

  2. Заполните пропуски и составьте схему строения молекулы АТФ
  
  Аденозинтрифосфат (АТФ) является ________. В состав молекулы АТФ входят азотистое основание - _____, углевод - ________ и три остатка _____ _______ . Второй и третий остатки фосфорной кислоты присоединяются связью, богатой энергией. Такая связь называется  ___________ .
  
  

• 7 слайд

  
  
  
  
  Аденозинтрифосфат (АТФ) является нуклеотидом. В состав молекулы АТФ входят азотистое основание - аденин, углевод - рибоза и три остатка фосфорной кислоты. Второй и третий остатки фосфорной кислоты присоединяются связью, богатой энергией. Такая связь называется  макроэргической .
  
  
  

• 8 слайд

  Этапы энергетического обмена
  

• 9 слайд

  3.Решите задачу
  
  Объясните, в чем сходство и различия процессов окисления глюкозы в клетке и горения, если их можно выразить общим суммарным уравнением:
  
  С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2+ 6Н2О + Энергия
  

• 10 слайд

  Сходство:
  1) происходит окисление органических веществ до конечных продуктов углекислого газа и воды;
  Различия:
  1) биологическое окисление происходит медленно, последовательно в процессе нескольких реакций, а горение – быстрый процесс в виде одной реакции;
  2) при горении вся энергия выделяется в виде тепла, а при биологическом окислении часть энергии аккумулируется в молекулах АТФ в виде энергии химических связей.
  

• 11 слайд

  4.Соотнесите процессы, происходящие
  в клетке, с этапами
  энергетического обмена:
  
  

• 12 слайд

  5.Установите соответствие между названием вещества и его функцией в энергетическом обмене:
  

• 13 слайд

  6.Установите последовательность этапов окисления молекул крахмала в ходе энергетического обмена:
          1)образование молекул ПВК (пировиноградной кислоты)
          2)расщепление молекул крахмала до дисахаридов
          3)образование углекислого газа и воды
         4)образование молекул глюкозы
  

• 14 слайд

  7.Выберите три характеристики, относящиеся
  к кислородному этапу обмена веществ:
  
  а – происходит в цитоплазме клетки
  б – происходит в митохондриях
  в – завершается образованием молочной кислоты или этилового спирта
  г – энергетический эффект – 2 молекулы АТФ
  д – завершается образованием АТФ, двуокиси углерода и воды
  е – энергетический эффект – 36 молекул АТФ
  

• 15 слайд

  Задачи на энергетический обмен
  
  
  Чтобы решить задачу на энергетический обмен, нужно ВЫУЧИТЬ этапы обмена, уравнения реакции и четко называть соотношения количеств веществ в этих реакциях!
  
  Уравнения реакций этапов энергетического обмена
  1 этап – подготовительный
  Полимеры → мономеры
  
  2 этап – гликолиз (бескислородный)
  С6Н12О6+2АДФ+2Н3РО4=2С3Н6О3+2АТФ+2Н2О
  
  3 этап – кислородный
  2С3Н6О3+6О2+36АДФ+36 Н3РО4=6СО2+42 Н2О+36АТФ
  
   Суммарное уравнение:
  С6Н12О6+6О2+38АДФ+38Н3РО4=6СО2+44Н2О+38АТФ
  

• 16 слайд

  1.Окислению подверглось 3 молекулы глюкозы, на это расходовалось 18 молекул кислорода. Определите, сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом.
  С6Н12О6+6О2+38АДФ+38Н3РО4=6СО2+44Н2О+38АТФ
  
  3С6Н12О6+18О2+38АДФ+38Н3РО4=18СО2+132Н2О+38АТФ
  
  

• 17 слайд

  2.Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна. Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул углекислого газа при этом,
  для решения используйте 2 этап (ГЛИКОЛИЗА) и 3  этап (КИСЛОРОДНОГО) ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА.
  
  2 ЭТАП – ГЛИКОЛИЗ (БЕСКИСЛОРОДНЫЙ)
  С6Н12О6+2АДФ+2Н3РО4=2С3Н6О3+2АТФ+2Н2О
  
  3 ЭТАП – КИСЛОРОДНЫЙ
  2С3Н6О3+6О2+36АДФ+36 Н3РО4=6СО2+42 Н2О+36АТФ
  
  

• 18 слайд

  Решение:
  
    Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза) и 3  этапа (кислородного)энергетического обмена.    
  1.  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 молекулы АТФ
  2. Окислению только 1 молекула .
  4+36=40 АТФ.
   3.    Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном     окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 СО2
              Ответ: 40 АТФ; 6 СО2
  
  

• 19 слайд

  3. 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.
  
  

• 20 слайд

  Решение:
  
  1)при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул ПВК, С6Н12О6+2АДФ+2Н3РО4=2С3Н4О3+2АТФ+2Н2О,
  следовательно, гликолизу подверглось:
  68 : 2 = 34 молекулы глюкозы
  2) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ (2 молекулы при гликолизе и 36 молекул при гидролизе);
  3) при полном окислении 34-х молекул глюкозы образуется: 34 × 38 = 1292 молекулы АТФ.
  Ответ: 34 молекулы глюкозы подверглось расщеплению, 1292 молекулы АТФ образовалось при полном окислении.
  

• 21 слайд

  4. 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.
  
  

• 22 слайд

  Решение:
  
  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 ×2 = 54 молекул АТФ;
  3) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 27 молекул глюкозы образуется :
  27 × 38 = 1026 молекул АТФ (или 972 + 54 = 1026).
   Ответ:27 молекул глюкозы подверглось расщеплению; 54 АТФ образовалось в результате гликолиза и 1026 АТФ образовалось в результате полного окисления.
  
  

• 23 слайд

  5. В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2. Определите: а) сколько моль молочной кислоты и СО2 при этом образовалось? б) сколько АТФ при этом синтезировано? в) сколько и в каком виде энергии запасено в этих молекулах АТФ? г) сколько О2 при этом израсходовано.
  

• 24 слайд

  Решение:
  С6Н12О6 → 2 С3Н6О3 + 2 АТФ - неполное окисление
  С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О+ 38 АТФ – полное окисление
  
  
  
  По усл.задачи 7 моль глюкозы , из которых полному расщеплению подверглось только 2 находим :
  7-2=5 моль глюкозы подверглось не полному расщеплению – коэффициент в 1уравнении
  5 · С6Н12О6→5 · 2 С3Н6О3+ 5· 2 АТФ
  2·С6Н12О6+2 ·6 О2 → 2 ·6 СО2 + 2·6Н2О+2·38 АТФ
  По уравнению находим требуемые вещества:
  а) Образовалось 10 моль С3Н6О3 и 12 моль СО2 ;
  б) Синтезировано АТФ: 10 + 76 = 86 АТФ;
  в) Синтезировано энергии 86 · 30,6 кДж = 2631,6 кДж; запасается в виде макроэргических связей в молекуле АТФ;
  г) Израсходовано 12 моль О2 .
  Ответ: 10 моль С3Н6О3 и 12 моль СО2 ; 86 АТФ; 2631,6 кДж энергии (запасается в виде макроэргических связей в молекуле АТФ); 12 моль О2 .
  

• 25 слайд

  6. В результате диссимиляции в клетке образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите: а) сколько всего моль глюкозы израсходовано? б) сколько из них подверглось полному расщеплению, а сколько гликолизу? в) сколько энергии запасено? г) Сколько моль кислорода пошло на окисление?
  

• 26 слайд

  Решение:
  С6Н12О6 → 2 С3Н6О3 + 2 АТФ - неполное окисление
  С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О+ 38 АТФ – полное окисление
  Т.к СО2 составляет 27 моль, а молочная кислота 5 моль, находим :
  5:2=2,5 – коэффициент в1уравнении
  27:6=4,5 – коэффициент во 2 уравнении
  2,5 С6Н12О6 →2,5 · 2 С3Н6О3 + 2,5· 2 АТФ
  4,5· С6Н12О6 + 4,5 · 6 О2 → 4,5 · 6 СО2 + 4,5 · 6 Н2О+4,5 · 38 АТФ
  Из уравнения находим:
  а) Израсходовано 7 моль С6Н12О6;
  б) Полному расщеплению подверглось - 4,5 моль глюкозы,
  Неполному расщеплению подверглось 2,5 моль
  в) Энергии запасено: (5+ 171) · 30,6 кДж = 5385,6 кДж
  г) Израсходовано О2 - 27 моль.
  Ответ: а. Израсходовано 7 моль глюкозы б. Неполному расщеплению подверглось 2,5 моль глюкозы, полному расщеплению подверглось 4,5 моль глюкозы в. синтезировано 176 АТФ, аккумулировано 5385,6 кДж энергии. г. Израсходовано 27 моль кислорода
  

• 27 слайд

  7.В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы пировиноградной кислоты. Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении?
  

• 28 слайд

  Дано: 42 ПВК
  Найти: кол-во глюкозы, кол-во АТФ при полном окислении.
  Решение:
  1. При гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул пировиноградной кислоты (ПВК), следовательно, гликолизу подверглось:
  42 : 2 = 21 молекула глюкозы;
  2. При полном окислении одной молекулы глюкозы (бескислородный этап-2АТФ и кислородный этап- 36 АТФ) образуется 38 молекул АТФ;
  3. При окислении 21 молекулы образуется:
  21 х 38 = 798 молекул АТФ.
  Ответ: 21 молекула глюкозы, 798 молекул АТФ .
  

• 29 слайд

  8. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии.
  Определите: а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
  б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
  

• 30 слайд

  Дано: Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии; t бега = 25 мин.
  Найти: а ) m С6Н12О6(кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве)-? б) накопится ли в мышцах молочная кислот
  Решение:
  1. За 25 мин. бега расход энергии в мышцах составит:
  24 X 25 = 600 кДЖ
  2. Такое количество энергии может выделить
  600 : 30,6 = 20 АТФ
  С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О+ 38 АТФ
  3. М(глюкозы) = 180 г/моль, при полном окислении 1 моль глюкозы образуется 38 АТФ
  m(глюкозы) =180·20: 38 = 95 г.
  Ответ: а) 95 г; б) нет, т.к. О2 достаточно
  

• 31 слайд

  9 .Какое из двух типов брожения – спиртовое или молочнокислое является энергетически более эффективным? Эффективность рассчитать по формуле:
  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 поясните.
  где Езап. – запасённая энергия;  Еобщ. – общая энергия
  

• 32 слайд

  Решение:
  
  
  1) 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 кДж/моль : 150 кДж/моль X 100% = 40,8%
  3) эффективность молочнокислого брожения:
  Эфмол. бр. = 61, 2 кДж/моль : 210 кДж/моль X 100% = 29,1%
  Ответ: энергетически более эффективным является спиртовое брожение.
  
  

• 33 слайд

  Спасибо за внимание!