Решение задач на энергетический обмен


МКОУ «Новокаякентская СОШ»
с. Новокаякент
Каякентский район, Республика Дагестан.
Решение задач на энергетический обмен
(для учащихся 9 - 10 классов).
Автор: учитель биологии
МКОУ «Новокаякентская СОШ»
Умалатова Равганият Бийбулатовна
с.Новокаякент.
2017 г.
Пояснительная записка.
Данный материал «Решение задач на энергетический обмен» рекомендуется
при прохождении темы «Энергетический обмен» в 9-10 классах. Материал
включает задачи на энергетический обмен для проверки знаний и навыков
решения задач на энергетический обмен. Знание решения задач на
энергетический обмен хорошая подготовка к ЕГЭ.
Задачи: закрепить знания учащихся об этапах энергетического обмена,
сформировать навыки решения задач на вычисление количества АТФ.
Оборудование: раздаточный материал с задачами.
Решение задач на энергетический обмен.
Для решения задач необходимо знать этапы энергетического обмена.
Подготовительный этап
Заключается в ферментативном расщеплении сложных органических
веществ до простых: белковые молекулы — до аминокислот, жиры — до
глицерина и карбоновых кислот, углеводы до глюкозы, нуклеиновые
кислоты — до нуклеотидов. Распад высокомолекулярных органических
соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта
или ферментами лизосом. Вся высвобождающаяся при этом энергия
рассеивается в виде тепла, 0 АТФ.
Бескислородное окисление, или гликолиз
Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ,
образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме
клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Главным источником
энергии в клетке является глюкоза. Процесс бескислородного неполного
расщепления глюкозы — гликолиз. Гликолиз — сложный многоступенчатый
процесс, включающий в себя десять реакций. Глюкоза в результате
цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы
пировиноградной кислоты (ПВК), при этом суммарно образуются 2
молекулы АТФ.
Кислородное окисление, или дыхание
Заключается в полном расщеплении пировиноградной кислоты, происходит в
митохондриях и при обязательном присутствии кислорода. Этот этап
получил название аэробного (кислородного) дыхания, или гидролиза. Он
осуществляется в "энергетических станциях” клетки – митохондриях и
связан с матриксом митохондрии и ее внутренними мембранами. В
результате клеточного дыхания при распаде двух молекул молочной
кислоты синтезируются 36 молекул АТФ.
При полном окислении в расчете на одну молекулу глюкозы образуется
38 молекул АТФ.
Решение задач на энергетический обмен.
1.В процессе гликолиза образовались 112 молекул пировиноградной кис-
лоты (ПВК). Какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и
сколько молекул АТФ образуется при полном окислении глюкозы в клетках
эукариот? Ответ поясните.
Схема решения задачи:
1) в процессе гликолиза при расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется
2 молекулы пировиноградной кислоты и выделяется энергия, которой хватает
на синтез 2 молекул АТФ;
2) если образовалось 112 молекулы пировиноградной кислоты, то, следова-
тельно расщеплению подверглось 112 : 2 = 56 молекул глюкозы;
3) при полном окислении в расчете на одну молекулу глюкозы образуется
38 молекул АТФ.
Ответ: Следовательно, при полном окислении 56 молекулы глюкозы обра-
зуется 38 х 56 = 2128 молекул АТФ
2.Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна.
Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул
углекислого газа при этом.
Решение:
Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза) и 3 этапа
(кислородного)энергетического обмена. 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,
а окислению только одна. 4+36=40 АТФ.
Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном окислении одной
молекулы глюкозы образуется 6 СО
2
Ответ: 40 молекул АТФ; СО
2
.- 6.
3.В процессе гидролиза образовалось 1728 молекул АТФ. Определите, какое
количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул
АТФ образовалось в результате подготовительного и бескислородного
этапов катаболизма.
Схема решения задачи:
1. при гидролизе из оной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ,
следовательно, гидролизу поверглось: 1728: 36= 48 молекул глюкозы;
2 при гликолизе она молекула глюкозы расщепляется до двух молекул
пировиноградной кислоты (ПВК) с образованием двух молекул АТФ,
следовательно, образовалось 48х2 = 96 молекул АТФ;
3.при полном окислении одной молекулы образуется 38 молекул АТФ,
следовательно, при полном окислении 48 молекул глюкозы образовалось 48х
38 = 1824 молекул АТФ (или 1728 + 96 = 1824).
4.Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках в процессе
гликолиза, если происходит окисление участка молекулы крахмала,
содержащего 50 остатков глюкозы?
Схема решения задачи:
1.в процессе гликолиза при окислении одной молекулы глюкозы до двух
молекул молочной кислоты образуется две молекулы ПВК;
2.из фрагмента молекулы крахмала из 50 остатков глюкозы образуется в
результате гликолиза 100 молекул АТФ.
5. В процессе полного расщепления глюкозы образовалось 342 молекул
АТФ. Сколько молекул глюкозы поверглось расщеплению? Сколько молекул
АТФ образовалось в результате гликолиза? Объясните полученный
результат.
Схема решения задачи:
1) в результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется 38
молекул АТФ;
2) расщеплению поверглось 342: 38 = 9 молекул глюкозы;
3) гликолиз – бескислородный этап катаболизма, в результате которого из
оной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК;
4) в результате гликолиза образуется 9 х 2 = 18 молекул АТФ.
Источники информации:
1.Биология.Общие закономерности. 9 кл. С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров,
Н.И. Сонин. -М.: Дрофа,2002 г. 288 с.
2.Биология. Подготовка к ЕГЭ – 2018. 30 тренировочных вариантов по
демоверсии 2018 года: учебно- методическое пособие/ А.А. Кириленко,
С.И. Колесников, Е.В. Даденко: по ред. А.А. Кириленко – Ростов н/Д :
Легион, 2017 –624 с.
3.https://bio-ege.sdamgia.ru/problem?id=17042 «Решу ЕГЭ»: биология.
4.http://bio9klass.blogspot.ru/2016/04/blog-post_94.html Изучаем биологию:
Задачи на энергетический обмен.