В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 78 молекул АТФ и 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.
В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 78 молекул АТФ и 12 молекул углекислого газа. Определите количество молекул глюкозы подвергшихся гликолизу и сколько из них окислению до конечных продуктов.
Для ответа на ваш вопрос, нам нужно разобраться в метаболических путях клетки, включая гликолиз и цикл Кребса (также называемый циклом трикарбоновых кислот).
Гликолиз — это процесс, в ходе которого одна молекула глюкозы расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (пирувата), производя при этом чистый выигрыш в 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДН (никотинамидадениндинуклеотид, восстановленный) на каждую молекулу глюкозы.
Если глюкоза окисляется полностью до углекислого газа и воды, продукты гликолиза (пируваты) далее транспортируются в митохондрии, где пируват превращается в ацетил-КоА, который входит в цикл Кребса. В этом цикле из каждой молекулы ацетил-КоА образуется 3 молекулы НАДН, 1 молекула ФАДН2 и 1 молекула ГТФ (или АТФ), а также 2 молекулы CO2. Так как на каждую молекулу глюкозы приходится 2 молекулы ацетил-КоА, в цикле Кребса образуется 6 молекул НАДН, 2 молекулы ФАДН2, 2 молекулы ГТФ (или АТФ) и 4 молекулы CO2.
Теперь давайте считать количество молекул глюкозы. У вас образовалось 78 молекул АТФ и 12 молекул CO2. Поскольку из каждой молекулы глюкозы в ходе полного окисления (гликолиз + цикл Кребса) получается 38 молекул АТФ (2 от гликолиза, 2 от цикла Кребса и остальное от дыхательной цепи, используя НАДН и ФАДН2), мы можем рассчитать количество молекул глюкозы:
( 78 \div 38 \approx 2,05 )
Округляя до целого, получаем 2 молекулы глюкозы. Также, из каждой молекулы глюкозы в процессе полного окисления образуется 6 молекул CO2 (4 от цикла Кребса, так как на каждую молекулу глюкозы приходится 2 ацетил-КоА):
( 12 \div 6 = 2 )
Таким образом, все 2 молекулы глюкозы подверглись полному окислению до конечных продуктов.
Для образования 78 молекул АТФ в процессе гликолиза необходимо окислить 1 молекулу глюкозы. Таким образом, если образовалось 78 молекул АТФ, то количество молекул глюкозы, подвергшихся гликолизу, равно 78.
12 молекул углекислого газа образуются в результате окисления 1 молекулы глюкозы до конечных продуктов (двух молекул пируватов). Следовательно, если образовалось 12 молекул углекислого газа, то количество молекул глюкозы, окислившихся до конечных продуктов, равно 12.
