Какое количество энергии в килоджоулях накапливается в форме АТФ при последовательном распаде 810 г глюкозы

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать два основных этапа метаболизма глюкозы: гликолиз и цикл Кребса. Давайте посмотрим на каждый этап по отдельности.

1. Гликолиз:
Гликолиз является первым этапом окисления глюкозы, который происходит в цитоплазме клетки. В результате гликолиза одна молекула глюкозы разбивается на две молекулы пирувата. В этом процессе образуется небольшое количество энергии в виде АТФ и никотинаминадениндинуклеотида (НАДН).

Итак, мы получаем две молекулы пирувата от 810 г глюкозы при анаэробных условиях.

2. Аэробная окислительная фосфорилирование:
Пируват, образовавшийся в результате гликолиза, дальше окисляется в цикле Кребса, который происходит в митохондриях клетки. В процессе цикла Кребса происходит полное окисление пирувата до углекислого газа и воды. В результате этого окисления образуется еще больше энергии в форме АТФ.

При аэробных условиях одна молекула глюкозы образует 38 молекул АТФ в результате окислительной фосфорилирования.

Теперь давайте вычислим общее количество энергии, накапливающейся в форме АТФ при последовательном распаде 810 г глюкозы в анаэробных и аэробных условиях.

Для анаэробного гликолиза мы получим 2 молекулы пирувата от 810 г глюкозы, а для аэробного окислительного фосфорилирования - 38 молекул АТФ от одной молекулы глюкозы.

Таким образом, общее количество энергии, нaкапливаемой в форме АТФ при последовательном распаде 810 г глюкозы в анаэробных и аэробных условиях, можно рассчитать следующим образом:

Энергия АТФ = (количество пирувата x количество АТФ от одной молекулы глюкозы из гликолиза) + (количество молекул АТФ от одной молекулы глюкозы через окислительную фосфорилирование).

Подставляя значения, полученные из рассмотренных этапов метаболизма, получаем:

Энергия АТФ = (2 молекулы пирувата x количество АТФ от одной молекулы глюкозы из гликолиза) + (38 молекул АТФ от одной молекулы глюкозы через окислительную фосфорилирование).

Теперь, чтобы вычислить общее количество энергии в килоджоулях, вы должны знать энергетическую эффективность перехода от АТФ к килоджоулям. Обычно принимают, что 1 молекула АТФ эквивалентна приблизительно 30 килоджоулям.

Подставив это значение в нашу формулу, получаем:

Количество энергии в килоджоулях = (Энергия АТФ в джоулях) / 1000.

Мы можем вычислить энергию АТФ следующим образом:

Энергия АТФ = (2 молекулы пирувата x количество АТФ от одной молекулы глюкозы из гликолиза) + (38 молекул АТФ от одной молекулы глюкозы через окислительную фосфорилирование).

Подставляя значения, полученные из рассмотренных этапов метаболизма, вычисляем:

Энергия АТФ = (2 молекулы пирувата x 2 АТФ от одной молекулы глюкозы из гликолиза) + (38 молекул АТФ от одной молекулы глюкозы через окислительную фосфорилирование) = 4 АТФ + 38 АТФ = 42 АТФ.

Теперь, чтобы перевести это в джоули, мы умножаем 42 АТФ на 30 килоджоулей:

Количество энергии в джоулях = 42 АТФ x 30 килоджоулей/АТФ = 1260 килоджоулей.

И, наконец, чтобы перевести это в килоджоули, мы делим количество энергии в джоулях на 1000:

Количество энергии в килоджоулях = 1260 килоджоулей / 1000 = 1.26 килоджоуля.

Таким образом, количество энергии, накапливающейся в форме АТФ при последовательном распаде 810 г глюкозы в анаэробных и аэробных условиях, составляет около 1.26 килоджоуля.