Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.
В этой статье рубрики «Из диалогов в комментариях» собраны вопросы читателей и мои ответы на них по теме метаболизма: обмена веществ и энергии.
В основном это вопросы энергетического обмена, понимание которых часто вызывают затруднения у учащихся.
Самой хорошей базой для подготовки к сдаче экзаменов по биологии, кроме изучения учебников, является Открытый банк заданий ФИПИ, включающий тесты КИМов за все прошлые годы сдачи ЕГЭ и ОГЭ (ГИА) в нашей стране.
1. Светлана: Борис Фагимович, посмотрите задачу, правильно ли я её решила? В результате гликолиза образовалось 56 молекул ПВК. Определите какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению? Сколько молекул АТФ образовалось при гидролизе? Сколько молекул АТФ образовалось при полном окислении?
Решение: глюкозы образовалось 28 молекул. При гидролизе 0 молекул АТФ, при полном окислении 1064 молекул АТФ
Б.Ф.: Расщеплению подверглось (а не «глюкозы образовалось», как Вы пишите) 28 молекул глюкозы. Второй вопрос в задании должен, по моему, быть таким: сколько молекул АТФ образовалось при ГЛИКОЛИЗЕ? Там, видимо, ошибка в вопросе. При гликолизе: сколько образовалось молекул ПВК, столько же будет и молей АТФ — 56. Да, при полном окислении 28 молекул глюкозы образуется 28 х 38 = 1064 молекул АТФ.
2. Светлана: Аэробное дыхание называют ещё и гидролизом. По моему и на подготовительном этапе тоже происходит гидролиз.
Б.Ф.: Да, именно подготовительный этап энергетического обмена (расщепление крупных органических молекул с присоединением воды, приводящий к образованию мономеров) и называется гидролизом.
3. Станислав: Вопрос из реального ЕГЭ 2015 г. Теплообразование происходит при:
1) сужении сосудов
2) расширении сосудов
3) окислении органических веществ
4) синтезе органических веществ.
Мой ответ 3, так как в ходе окисления органики происходит выделение тепла (подготовительная стадия энергетического обмена). Правильный ли мой ответ? Но почему ответ 2 не подходит?
Б.Ф.: Да, Станислав, Вы выбрали ответ 3 правильно. А вот при расширении сосудов идет не выработка тепла организмом (не теплообразование), а его отдача в окружающую среду.
4. Светлана: В организме процесс переваривания жиров начинается с реакции:
1) гидролиза
2) полимеризации
3) гидрирования
4) дегидрирования.
Правильно ли я рассуждаю? Жиры — сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот. Когда жир попадает в организм, то он начинает расщепляться с помощью реакции ГИДРОЛИЗА. Образуется глицерин и жирные кислоты.
Б.Ф.: Да, это гидролиз (или гидратация) — присоединение воды. Из одной молекулы жира образуется глицерин и ТРИ молекулы жирных кислот.
5. Светлана: Установите соответствие между характеристикой и видом обмена веществ.
Вид обмена
1. Пластический
2. Энергетический
А) расщепление жиров в тонком кишечника
Б) синтез гликогена из глюкозы
В) потребление АТФ в процессе синтеза полимеров
Г) окисление органических веществ с выделением углекислого газа
Д) образование в мышцах молочной кислоты.
Мой ответ:21122, но не совсем ясно с ответом Д)?
Б.Ф.: Согласен с Вами, что под Д) авторам вопроса следовало бы написать не «образование», а накопление в мышцах молочной кислоты. Если так, то действительно это второй этап бескислородного энергетического обмена, когда ПВК (пировиноградная кислота) из-за недостатка кислорода не будет окисляться в цикле Кребса в митохондриях, а будет превращаться в цитоплазме клеток в молочную кислоту.
6. Светлана: В процессе обмена веществ в клетке энергия АТФ может использоваться для:
1) выделения углекислого газа из клетки
2) при расщеплении биополимеров
3) на поступление веществ в клетку через мембрану
4) для образования воды на кислородном этапе энергетического обмена.
Я ответила 3. имея ввиду активный транспорт.
Б.Ф.: Да, Светлана, остальные процессы не связаны с затратами АТФ.
7. Полина: Расщеплению и окислению подверглось 8 молекул глюкозы, на это расходовалось 18 молекул кислорода. Определите, сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом.
Моё решение: 3C6H12O6+3*6O2+3*38АДФ+3*38H3PO4 = 6*3CO2+44*3H2O+38*3АТФ. Из-за недостатка кислорода расщепилось только 3 молекулы глюкозы из 8. Значит, выделилось 132 моль воды и 18 моль углекислого газа. Это верно?
Б.Ф.: Нет, Полина, не верно. Вы упустили, что на втором этапе расщеплению подвергнутся все 8 молекул глюкозы (кислород то не нужен), при этом образуется 2 х 8 = 16 молекул воды. А на третьем этапе действительно окислится только 3 молекулы глюкозы (вернее 6 молекул ПВК — С3 соединение), которые дадут 18 молекул СО2 и еще 42 х 3 = 126 молекул воды (именно 42 х 3, а не 44 х 3 как Вы написали). Поэтому всего воды будет 142 молекулы.
8. Татьяна: Встретилось вот такое задание. 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? В пояснениях к задаче дано. В процессе энергического обмена из одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, гликолизу, а затем полному окислению подверглось: 1368 : 38 = 36 молекул глюкозы. Откуда появилось число 1368? Куда делось 972?
Б.Ф.: Это совершенно нелепое задание. Оно явно не из открытого банка заданий ФИПИ. «Гидролизу» могут подвергаться полисахариды и дисахариды (но не моносахара). Значит у авторов задания ошибка уже в том, что они пишут «гидролиз глюкозы». Да и пояснение никуда не годится, так как цифра 1368 явно взята «с неба». Думается, что они под «гидролизом» подразумевали третий этап энергетического обмена (кислородный). Поэтому решение может выглядеть так:
1) на третьем кислородном этапе диссимиляции из одной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, окислению подвергалось 972 : 36 = 27 молекул глюкозы (а реально 54 молекулы ПВК);
2) поскольку при гликолизе, одна молекула глюкозы, расщепляясь до 2-х молекул ПВК, дает 2 молекулы АТФ, то общее количество молекул АТФ, образуемых на этом этапе, 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).
Татьяна: Спасибо большое за ответ. Вариант взят с сайта Решу ЕГЭ Дмитрия Гущина.
Б.Ф.: Сказать о сайте «Решу ЕГЭ» что он хороший — это значит ничего не сказать. Он очень хороший, потому, что над ним постоянно проводят работу по уточнению ответов и исправлению ошибок (но ничего нет идеального и, к сожалению, от ошибок никто не застрахован
Татьяна: Поясните, пожалуйста, почему рассматривают, что на третьем этапе катаболизма происходит расщепление глюкозы, там расщепляется ПВК, либо молочная кислота, а значит по этой задачке получается, что для определения количества молекул глюкозы необходимо 972 молекулы АТФ разделить не на 36, а 38 молекул АТФ (то есть, подразумевается полное окисление + неполное окисление, глюкоза вначале в любом случае проходит этап бескислородный). Или я что-то упустила?
Б.Ф.: Конечно, на третьем этапе катаболизма «в топку» цикла Кребса поступает не сама глюкоза, а С3 соединения, но лишь для удобства расчета баланса выхода энергии, пересчет делают на 1 молекулу глюкозы. Вот эта самая пресловутая молекула глюкозы расщепляясь на втором этапе дает 2 молекулы АТФ, а то, что от неё останется 2 молекулы ПВК на третьем этапе дают еще 36 молекул АТФ. У конкретно этого задания какое-то исходное условие непонятное. Можно полагать, что 972 молекулы АТФ образовалось именное только на третьем этапе (а не на втором + третьем, как думаете Вы).
9. Татьяна: Помогите, пожалуйста, с решением еще одной задачи. В результате диссимиляции в клетках образовалось 5 молей молочной кислоты и 27 молей углекислого газа. Определите: а) сколько всего молей глюкозы израсходовано; б) сколько из них подверглось только неполному и сколько полному расщеплению? (задачу переписала слово в слово) Мой ответ не сходится с ответом методички, а еще я не понимаю как может уйти меньше глюкозы на неполное расщепление, а на полное больше согласно этой задачке.
Б.Ф.: В 5 молях молочной кислоты содержится 5 х 3 = 15 атомов С и еще 27 атомов в 27 молях СО2. а) Всего подверглось окислению 42 атома С или 42 : 6 = 7 молей глюкозы. б) Из них 2,5 моля подверглось неполному, а 4,5 моля — полному окислению.
А что Вас смущает: может вообще не образовываться ни одного моля молочной кислоты, а все до одной молекулы ПВК, образовавшиеся при гликолизе, могли пойти в «топку» цикла Кребса.
Татьяна: Смущает то, что ПВК образуется в любом случае и только после этого его молекулы уже поступают в митохондрии, следовательно они должны учитываться. А тут получается, что 2,5 моль глюкозы ушло на первый этап катаболизма, а 4,5 моль перескочив первый этап сразу перешли к полному окислению.
Б.Ф.: Ни один моль глюкозы никуда «не перескакивает». Второй этап сводится к расщеплению глюкозы до ПВК и только в таком виде (в виде С3 соединения) бывшая глюкоза поступает в цикл Кребса. Будет ли при этом часть ПВК трансформироваться в молочную кислоту или совсем не будет — это нас не должно «волновать вовсе». В данном задании часть ПВК перешло в молочную кислоту и не попало в «топку», ну и что? Вот эта часть глюкозы просто не будет учитываться в балансе глюкозы, подвергнутой окислению на третьем этапе.
10. Дмитрий: Какое «практическое» отличие НАД и НАДФ. Это вещества разные, или нет?
Б.Ф.: В клетках никотин-амид-аденин-динуклеотид (НАД) – зависимые дегидрогеназы участвуют в процессах переноса электронов от субстрата к кислороду. НАДФ – зависимые дегидрогеназы играют роль в процессах биосинтеза. Поэтому коферменты НАД и НАДФ отличаются по внутриклеточной локализации: НАД концентрируется в митохондриях, а большая часть НАДФ находится непосредственно в самой цитоплазме клетки.
11. Светлана: На образование молекул АТФ в процессе фотосинтеза используется энергия электронов молекулы:
1) НАДФ+
2) глюкозы
3) хлорофилла
4) воды.
Я ответила 3) хлорофилла.
Б.Ф.: Да, Светлана, электроны хлорофилла, перешедшие под действием квантов света на более высокий энергетический уровень, осуществят фотолиз воды и послужат источником энергии для восстановления АДФ в АТФ.
*************************************************************************
Уважаемые посетители блога, у кого возникнут вопросы к репетитору биологии по Скайпу, пишите в комментариях, у меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).
