Задачи на энергетический обмен для 10 класса

Задачи по теме: «Энергетический обмен» для 10 класса

Теоретическое обоснование темы

Этапы энергетического обмена:

1. Подготовительный (в пищеварительном канале, лизосомах ферментами):

крахмал → глюкоза (Е рассеивается); белки→ аминокислоты; жиры→ глицерин и жирные кислоты;

2. Бескислородный «гликолиз» (в цитоплазме): глюкоза → 2 ПВК (или 2 молочной к-ты) + 2 АТФ

3. Кислородный этап, «дыхание», «энергетический этап» или «гидролиз» (в митохондриях): ПВК → СО2 + Н 2О + 36 АТФ

Эффективность: Полное окисление: 1 молекула глюкозы = 38 АТФ;

Бескислородное окисление, «гликолиз»: 1 глюкоза = 2 АТФ

(Неполное окисление при недостатке кислорода: 1 глюкоза = 2 АТФ);

Кислородный этап, «дыхание», «аэробное окисление», «энергетический этап» или «гидролиз» = 36 АТФ.

В том числе: а) цикл Кребса = 2 АТФ

б) окислительное фосфорилирование (дыхательная цепь) = 34 АТФ;

Уравнения: Реакция полного расщепления глюкозы:

С6Н12О6 + 38 АДФ + 38 Н3РО4 + 6 О2 ––> 6 СО2 + 38 АТФ + 44 Н2О + 2880 кДж

(сокращенное уравнение: C6H12O6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38 АТФ)

Гликолиз (сокращенно): C6H12O6 →2 C3H6O3 (ПВК) + 2АТФ

Реакция неполного расщепления глюкозы (при недостатке кислорода):

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 → 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2О + 200 кДж

(молочная к-та)

Сокращённо: C6H12O6 → 2C3H6O3 +2АТФ

Спиртовое брожение: С6Н12О6 → 2СО2+2С2Н5ОН +2 АТФ (сокращенно)

Количество энергии, запасенной в одной молекуле АТФ: 40кДЖ, 1 моль глюкозы – 180г

1.       В процессе кислородного этапа катаболизма образовалось 720 молекул АТФ. Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза и полного окисления? Ответ поясните.

2.       В процессе гликолиза образовались 100 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении глюкозы в клетках эукариот? Ответ поясните.

3.       В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2 моль. Определить: сколько моль молочной кислоты и углекислого газа образовалось; сколько моль АТФ синтезировано и сколько энергии в них аккумулировано; сколько моль кислорода израсходовано на дальнейшее окисление образовавшейся молочной кислоты?

4.       Мышцы ног при беге со средней скоростью за 1 мин расходуют 24 кдж E. Определите сколько глюкозы (в граммах) израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве? Ответ поясните.

5.       В процессе аэробном окислении образовалось 1620 молекул АТФ. Определите, какое количество глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате бескислородного и полного этапов катаболизма. Ответ поясните.

6.       В цикл Кребса вступило 56 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению? Сколько молекул АТФ образовалось при гликолизе и аэробном этапе? Каков суммарный энергетический эффект?

7.        Сколько молекул АТФ образуется в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 100 остатков глюкозы?

8.       В процессе гликолиза образовалось 400 молекул пирувата (ПВК или пировиноградная кислота). Сколько молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образуется в процессе клеточного дыхания, происходящего в митохондриях?

9.        В процессе диссимиляции произошло расщепление 4 молей глюкозы, из которых полному расщеплению подверглись только 3 моля. Определите: А) Сколько молей молочной кислоты образовалось? Б) Сколько при этом образовалось АТФ? В) Какое количество энергии в них аккумулировано?

Г) Сколько молей СО2 образовалось?
Д) Сколько молей О2 израсходовано?

10.   В диссимиляцию вступило 32 молекулы глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.

11.   В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа (3 этап), суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

12.   При выполнении упражнений мышцы обеих рук за 1 мин расходуют 20 кДж энергии. Определите: А) Сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы за 15 мин при условии, что кислород в мышцы доставляется кровью в достаточном количестве? Б) Накапливается ли молочная кислота в мышцах?

13.   Сколько молекул АТФ будет синтезироваться в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 70 остатков глюкозы? Ответ поясните.

Теоретическое обоснование темы

14.   Окислению подверглись 3 молекулы глюкозы, на это расходовалось 18 молекул кислорода. Определите сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом. Запишите решение задачи и поясните ответ.

15.   Если гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна, то сколько молекул АТФ будет образовано и сколько молекул углекислого газа при этом выделится?

16.   Какое из двух видов брожения - спиртовое или молочнокислое энергетически более эффективное? Энергия, запасенная в 1 моль АТФ – 30,6 кДж/моль, общая энергия – 150 кДж/моль (спиртовое брожение); общая энергия – 210 кДж/моль (молочнокислое брожение). Эффективность рассчитывается по формуле – Э_ф = Е_зап./Е_общ.х100%. Ответ поясните.

Этапы энергетического обмена:  

1.  Подготовительный  (в  пищеварительном  канале,  лизосомах

ферментами):  

крахмал  →  глюкоза  (Е  рассеивается);  белки→  аминокислоты;    жиры→

глицерин и жирные кислоты;