Question

Помогите решить эту задачу по биохимии. С кормом животное получило 342 г сахарозы. Рассчитайте возможный выход АТФ, если окисление продуктов гидролиза сахарозы происходило: а) в анаэробных условиях; б) в аэробных условиях.

Answer 1

Дано:

m(C₁₂H₂₂O₁₁) = 342 гр

---------------------------------

Найти:

N(AТФ) - ?

Решение:

1) Сахароза – дисахарид и состоит из α-D-глюкозы и β-D-фруктозы, их  энергетическая ценность при окислении одинакова.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O (H⁺ , t°C)→ C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Сахароза              α-D-глюкоза  β-D-фруктоза

2) Для начала мы найдем молекулярную массу сахарозы, а потом находим количества молекул у сахарозы а потом у глюкозы:

M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12×12 + 1×22 + 16×11 = 144 + 22 + 176 = 342 гр/моль

n(C₁₂H₂₂O₁₁) = m(C₁₂H₂₂O₁₁)/M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 342 гр / 342 гр/моль = 1 моль ⇒ n(C₆H₁₂O₆) = n(C₁₂H₂₂O₁₁) = 1 моль

3) Теперь находим количества вещества у сахарозы:

N(C₁₂H₂₂O₁₁) = n(C₁₂H₂₂O₁₁)×$N_{A}$ = 1 моль × 6,02×10²³ (моль)⁻¹ = 6,02×10²³ молекул

4) Теперь найдем сколько молекул АТФ образовалось в результате анаэробного и  аэробного условия, зная что в результате анаэробного условия образуется 3 молекулы АТФ, а в результате аэробного условия 38 молекул  (в расчёте на 1  молекулу глюкозы):

N(АТФ) = n(АТФ)×$N_{A}$ = 3 моль × 6,02×10²³ (моль)⁻¹ = 18,06×10²³ молекул - при анаэробном условий.

N(АТФ) = n(АТФ)×$N_{A}$ = 38 моль × 6,02×10²³ (моль)⁻¹ = 228,76×10²³ молекул - при аэробном условий.

Ответ: N(АТФ) = 18,06×10²³ молекул - при анаэробном условий.

          N(АТФ) = 228,76×10²³ молекул - при аэробном условий.

Решено от : $DK954$

Answer 2

Для расчета выхода АТФ при окислении сахарозы в различных условиях (аэробных и анаэробных), мы можем использовать знание о процессах гликолиза и окислительного фосфорилирования в клетке.

а) В анаэробных условиях (в отсутствие кислорода): Гликолиз - это первый этап метаболизма сахарозы, при котором сахароза гидролизуется до глюкозы и фруктозы. Глюкоза затем проходит через несколько реакций гликолиза, в результате чего образуется пируват. Затем пируват претерпевает ферментацию (алкогольное или молочное брожение), в результате которой образуется этиловый спирт (этанол) или молочная кислота.

Молекула сахарозы (C12H22O11) гидролизуется до двух молекул глюкозы (C6H12O6), поэтому моль сахарозы равносильно двум молям глюкозы.

Сахароза (1 моль) -> 2 глюкозы (2 моля)

Гликолиз и ферментация (алкогольное брожение) генерируют 2 молекулы АТФ на каждой молекуле глюкозы. Поэтому для 2 молекул глюкозы (по сахарозе) мы получаем 4 молекулы АТФ.

Таким образом, в анаэробных условиях выход АТФ из 342 г сахарозы составит 4 молекулы АТФ.

б) В аэробных условиях (при наличии кислорода): Гликолиз также является первым этапом метаболизма сахарозы, и он происходит так же, как и в анаэробных условиях. Однако в аэробных условиях пируват, который образуется в результате гликолиза, проходит через цикл Кребса и окислительное фосфорилирование в митохондриях, где происходит синтез большого количества АТФ.

Обычно одна молекула глюкозы может привести к синтезу 36-38 молекул АТФ в аэробных условиях.

Таким образом, в аэробных условиях выход АТФ из 342 г сахарозы будет значительно выше, чем в анаэробных условиях, и будет составлять приблизительно 36-38 раз больше, чем в анаэробных условиях.