Тесто поднимается, кефир скисает, у бегуна на финише «забиваются» мышцы, а влажное зерно в амбаре нагревается само собой — за всем этим стоит один и тот же процесс: клетка добывает энергию, расщепляя органические вещества. Энергетический обмен — одна из самых «расчётных» тем ЕГЭ: нужно знать не только, где идёт каждый этап, но и уметь посчитать молекулы АТФ, ПВК, кислорода и углекислого газа, а в заданиях с опытами — объяснить, что происходит с дрожжами или прорастающими семенами.
На обложке — митохондрия в разрезе: гладкая наружная мембрана, складки внутренней мембраны — кристы — и матрикс между ними. Именно здесь клетка получает большую часть энергии: из 38 молекул АТФ, которые даёт одна молекула глюкозы, 36 синтезируются в митохондрии.
В статье — место энергетического обмена в обмене веществ, АТФ и переносчики водорода, три этапа с подробностями о гликолизе, брожении и работе митохондрии, баланс АТФ по этапам, жиры и белки как источники энергии, дыхание растений и школьные опыты, пять разобранных расчётных задач, ловушки и двенадцать заданий с ответами.
Где тема встретится на экзамене. В ЕГЭ — задания 5–8 (клетка и обмен веществ), 21–23 (опыты с дрожжами, мышцами, семенами), 27 (расчёты). В ОГЭ — дыхание растений и животных, опыты с прорастающими семенами, брожение и его использование человеком.
- Обмен веществ и энергии
- АТФ и переносчики водорода
- Три этапа энергетического обмена
- Гликолиз
- Судьба ПВК: брожение
- Кислородный этап: что происходит в митохондрии
- Жиры и белки как источники энергии
- Дыхание растений и опыты
- Как решать расчётные задачи
- Ловушки и лайфхаки
- Задания с ответами
Обмен веществ и энергии
Обмен веществ (метаболизм) складывается из двух противоположных, но неразрывно связанных процессов.
| Признак | Пластический обмен (ассимиляция) | Энергетический обмен (диссимиляция) |
|---|---|---|
| Что происходит | Из простых веществ синтезируются сложные: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты | Сложные органические вещества расщепляются до простых |
| Энергия | Затрачивается | Выделяется и частично запасается в АТФ |
| Примеры | Фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белка, синтез гликогена | Гликолиз, брожение, клеточное дыхание, окисление жиров |
Связь двух процессов проста: энергетический обмен даёт АТФ, на которой работает пластический, а пластический создаёт ферменты и вещества, без которых не идёт энергетический.
По отношению к кислороду организмы делят на аэробов, которым нужен кислород (большинство животных и растений), и анаэробов. Облигатные анаэробы (столбнячная палочка, метанообразующие археи) от кислорода погибают; факультативные (дрожжи, кишечная палочка) живут и с кислородом, и без него, переключаясь между дыханием и брожением.
АТФ и переносчики водорода
АТФ (аденозинтрифосфат) — нуклеотид: азотистое основание аденин, сахар рибоза и три остатка фосфорной кислоты. Связи между остатками фосфорной кислоты — макроэргические: при отщеплении одного остатка (АТФ → АДФ + Ф) выделяется около 40 кДж на моль, при отщеплении второго (АДФ → АМФ + Ф) — ещё около 40 кДж. Клетка не хранит АТФ про запас, а непрерывно синтезирует её заново: за сутки у человека образуется и расходуется масса АТФ, сравнимая с массой тела. Быстрый резерв в мышцах — креатинфосфат, которого хватает на несколько секунд максимальной работы.
АТФ синтезируется в трёх местах клетки: в цитоплазме (гликолиз), в митохондриях (основная масса при дыхании) и в хлоропластах (световая фаза фотосинтеза).
Вторые важнейшие участники — переносчики водорода НАД⁺ и ФАД. При окислении глюкозы от неё отнимаются атомы водорода (электроны и протоны); переносчики принимают их, превращаясь в НАД·H и ФАД·H₂, и, как такси, доставляют к дыхательной цепи митохондрий. Там энергия электронов превращается в энергию АТФ.
Для сильных: три способа синтеза АТФ.
- Субстратное фосфорилирование — фосфатная группа переносится на АДФ прямо с богатой энергией молекулы: так образуется АТФ в гликолизе и цикле Кребса.
- Окислительное фосфорилирование — АТФ-синтаза митохондрий работает за счёт протонного градиента, созданного дыхательной цепью.
- Фотофосфорилирование — то же в хлоропластах, но градиент создаёт энергия света.
Три этапа энергетического обмена
| Этап | Где идёт | Что происходит | Энергия |
|---|---|---|---|
| Подготовительный | Пищеварительный тракт, лизосомы клеток | Полимеры расщепляются до мономеров: белки — до аминокислот, полисахариды — до глюкозы, жиры — до глицерина и жирных кислот, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов | Небольшая, рассеивается в виде тепла; АТФ не образуется |
| Бескислородный (гликолиз) | Цитоплазма | Глюкоза ферментами расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК); НАД⁺ присоединяет водород | Около 200 кДж на моль глюкозы: 40 % запасается в 2 АТФ, 60 % рассеивается теплом |
| Кислородный (клеточное дыхание) | Митохондрии: матрикс и внутренняя мембрана (кристы) | ПВК окисляется до CO₂ и H₂O; кислород — конечный акцептор электронов | Около 2600 кДж: в 36 АТФ запасается около 1440 кДж |
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 АТФ
Из 2800 кДж энергии моля глюкозы в 38 АТФ запасается около 1520 кДж — примерно 55 %. Остальное рассеивается в виде тепла, поэтому при работе мы согреваемся. Кислородный путь даёт в 19 раз больше АТФ, чем бескислородный.
Подготовительный этап у человека идёт в пищеварительном тракте под действием ферментов: амилаза и мальтаза расщепляют крахмал, пепсин и трипсин — белки, липаза — жиры, нуклеазы — нуклеиновые кислоты. Внутри клеток ту же работу выполняют лизосомы, у одноклеточных — пищеварительные вакуоли, у прорастающих семян — ферменты, расщепляющие запасы эндосперма и семядолей. Смысл этапа — превратить разнообразные полимеры пищи в небольшой набор мономеров, которые могут всасываться и поступать в клетки. АТФ здесь не образуется.
Гликолиз
Гликолиз — цепь из десяти реакций в цитоплазме, каждую катализирует свой фермент. Кислород в нём не участвует. Упрощённо гликолиз идёт в три шага:
- Активация глюкозы. Клетка тратит 2 АТФ, присоединяя к глюкозе фосфатные группы, — молекула становится реакционноспособной.
- Расщепление. Шестиуглеродная молекула распадается на две трёхуглеродные.
- Окисление и синтез АТФ. Трёхуглеродные молекулы окисляются: водород забирают 2 НАД⁺, образуется 4 АТФ, и получаются две молекулы ПВК.
Итог на одну молекулу глюкозы: 2 ПВК, 2 НАД·H и 2 АТФ (4 образовалось, 2 потрачено). CO₂ в гликолизе не выделяется.
Гликолиз есть почти у всех живых организмов — от бактерий до человека, и его ферменты удивительно сходны. Это один из доводов в пользу общего происхождения жизни: вероятно, этот путь сложился ещё у первых клеток, когда в атмосфере Земли не было кислорода.
Судьба ПВК: брожение
Дальше у ПВК два пути. Если кислорода достаточно, она уходит в митохондрии. Если кислорода нет или мало, клетка превращает ПВК в другие вещества — это брожение. Смысл превращения — вернуть переносчик НАД⁺: запас его в клетке невелик, и без свободного НАД⁺ гликолиз остановится. Энергии брожение даёт мало — только 2 АТФ гликолиза, а большая часть энергии глюкозы остаётся в продуктах брожения.
| Брожение | Уравнение | Кто проводит | Где используется |
|---|---|---|---|
| Молочнокислое | C₆H₁₂O₆ → 2 C₃H₆O₃ (молочная кислота) + 2 АТФ | Молочнокислые бактерии; мышцы при нехватке кислорода | Кефир, йогурт, творог, сыр, квашеная капуста, силос |
| Спиртовое | C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 АТФ | Дрожжи; клетки корней растений на затопленной почве | Хлебопечение (CO₂ поднимает тесто), виноделие, пивоварение, производство спирта |
Для сильных. Молочная кислота из работающих мышц не пропадает: кровь уносит её в печень, где из неё снова синтезируется глюкоза (цикл Кори). А дырочки в швейцарском сыре — это пузыри CO₂, который выделяют пропионовокислые бактерии при созревании сыра.
Кислородный этап: что происходит в митохондрии
Митохондрия окружена двумя мембранами: наружная гладкая, внутренняя образует складки — кристы, которые сильно увеличивают её площадь. Внутреннее пространство заполнено матриксом, в котором есть собственная кольцевая ДНК и рибосомы — след того, что митохондрии произошли от бактерий-симбионтов (подробнее — в статье об эндосимбиозе).
- Окисление ПВК. ПВК переходит в матрикс и превращается в ацетильный остаток (в составе ацетил-КоА), отщепляя молекулу CO₂; водород забирает НАД⁺.
- Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) идёт в матриксе. Ацетильный остаток окисляется до двух молекул CO₂; водород присоединяют переносчики НАД⁺ и ФАД; за один оборот цикла образуется одна молекула АТФ.
- Дыхательная цепь — ферменты на внутренней мембране (кристах). НАД·H и ФАД·H₂ отдают электроны, и те по цепи переносчиков передаются на кислород; кислород соединяется с протонами, и образуется вода. Энергия электронов тратится на перекачку протонов (H⁺) из матрикса в межмембранное пространство.
- АТФ-синтаза. Протоны возвращаются в матрикс через фермент АТФ-синтазу. Их поток вращает часть фермента, как вода вращает турбину, и за счёт этого вращения из АДФ и фосфата собирается АТФ (окислительное фосфорилирование).
| Стадия | Где | CO₂ на глюкозу | АТФ на глюкозу (как в ЕГЭ) |
|---|---|---|---|
| Гликолиз | Цитоплазма | 0 | 2 |
| Окисление ПВК и цикл Кребса | Матрикс митохондрии | 6 | 2 |
| Дыхательная цепь и АТФ-синтаза | Кристы | 0 (здесь образуется вода) | 34 |
| Итого | — | 6 | 38 (кислородный этап — 36) |
Кислород в цикле Кребса напрямую не участвует: он нужен в самом конце дыхательной цепи. Но без кислорода цепь останавливается, переносчики не освобождаются — и цикл Кребса тоже встаёт. Цианиды смертельно ядовиты именно потому, что блокируют последний фермент дыхательной цепи: клетки не могут использовать кислород, даже когда его в крови много.
Для сильных. Точные измерения дают на одну глюкозу около 30–32 молекул АТФ, а не 38: часть энергии протонного градиента уходит на перенос веществ через мембрану митохондрии. Но в заданиях ЕГЭ действует школьная договорённость: 2 АТФ в гликолизе, 36 на кислородном этапе, всего 38. Считайте так. И ещё: в эритроцитах человека нет митохондрий, поэтому они получают энергию только гликолизом.
Историческая ремарка. Луи Пастер в 1850–1860-х доказал, что брожение вызывают живые дрожжи, и назвал его «жизнью без воздуха»; он же заметил, что на воздухе дрожжи тратят гораздо меньше сахара. В 1930 году советский биохимик Владимир Энгельгардт показал, что клеточное дыхание сопряжено с синтезом АТФ. Круговой путь окисления в митохондриях открыл Ханс Кребс в 1937 году (Нобелевская премия 1953 года). Идею о том, что АТФ синтезируется за счёт протонного градиента, высказал Питер Митчелл (Нобелевская премия 1978 года), а устройство АТФ-синтазы как вращающегося молекулярного мотора описали Пол Бойер и Джон Уокер (Нобелевская премия 1997 года).
Жиры и белки как источники энергии
Клетка окисляет не только глюкозу. Жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты; глицерин включается в гликолиз, а жирные кислоты в митохондриях разрезаются на двухуглеродные фрагменты, которые окисляются в цикле Кребса. При окислении 1 г жира выделяется около 38,9 кДж, 1 г углеводов или белков — около 17,6 кДж. Поэтому жир — самый выгодный запас, но окисляться он может только с участием кислорода. При окислении жира образуется много воды: из 100 г жира — более 100 г. Этой «метаболической» водой пользуются верблюды и пустынные грызуны.
Белки — «последний резерв»: их используют для энергии при голодании. Аминокислоты теряют аминогруппу, из которой образуется ядовитый аммиак; у млекопитающих печень превращает его в мочевину, которую выводят почки. Остаток аминокислоты окисляется в цикле Кребса.
Бурый жир. У новорождённых и у зимующих в спячке животных есть бурый жир с множеством митохондрий. В его клетках протоны возвращаются в матрикс в обход АТФ-синтазы, и энергия окисления сразу превращается в тепло — так организм согревается без дрожи.
Дыхание растений и опыты
Растения дышат круглосуточно, как и животные: все живые клетки поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Днём фотосинтез идёт интенсивнее дыхания, и лист в итоге выделяет кислород; ночью идёт только дыхание.
| Признак | Фотосинтез | Дыхание |
|---|---|---|
| Где идёт | Хлоропласты | Цитоплазма и митохондрии всех живых клеток |
| Энергия | Энергия света запасается в органических веществах | Энергия органических веществ освобождается и запасается в АТФ |
| Вещества | Из CO₂ и H₂O образуется глюкоза | Глюкоза окисляется до CO₂ и H₂O |
| Газы | Поглощается CO₂, выделяется O₂ | Поглощается O₂, выделяется CO₂ |
| Когда | Только на свету | Постоянно, днём и ночью |
Особенно интенсивно дышат прорастающие семена, бутоны и кончики корней. Корням нужен воздух в почве — поэтому почву рыхлят, а на заболоченной почве многие растения гибнут: без кислорода в клетках корней идёт спиртовое брожение, энергии не хватает, а спирт ядовит. Дышат и собранные плоды, овощи, зерно: теряют массу и нагреваются, поэтому их хранят сухими и в прохладе. Подробнее о фотосинтезе — в статье «Фотосинтез: для подготовки к ЕГЭ».
Опыты, которые встречаются на экзамене
- Прорастающие семена в закрытой банке. Через сутки горящая лучинка в банке гаснет — семена поглотили кислород; известковая вода мутнеет — выделился углекислый газ; термометр показывает повышение температуры — часть энергии дыхания выделилась в виде тепла. Контроль — банка с сухими или прокипячёнными (мёртвыми) семенами.
- Дрожжи и воздушный шарик. В колбу с тёплым раствором сахара добавляют дрожжи, на горлышко надевают шарик — он надувается углекислым газом спиртового брожения. Контроль — колба без дрожжей или без сахара. Независимая переменная — то, что меняет экспериментатор (наличие сахара, температура), зависимая — объём газа.
- Брожение и температура. Лучше всего дрожжи бродят в тепле, около 30–35 °C; на холоде процесс замедляется, а при 60 °C и выше дрожжи гибнут — их ферменты денатурируют.
Как правильно описать такой опыт, выделить переменные и контроль — в статье «Эксперимент на ЕГЭ по биологии».
Как решать расчётные задачи
Что нужно помнить на одну молекулу глюкозы
- Гликолиз: 2 ПВК (при брожении — 2 молочной кислоты или 2 этанола и 2 CO₂) и 2 АТФ; CO₂ в гликолизе не выделяется.
- Кислородный этап: 36 АТФ (по 18 на каждую ПВК), 6 CO₂, расходуется 6 O₂.
- Полное окисление: 38 АТФ — это уже с учётом 2 АТФ гликолиза.
- Энергия: 40 кДж на моль АТФ; 2800 кДж на моль глюкозы при полном окислении.
Разбор 1: от ПВК к глюкозе
В процессе гликолиза образовалось 42 молекулы ПВК. Сколько молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось при гликолизе и при полном окислении?
Из одной глюкозы образуются две ПВК, значит, расщепилась 42 : 2 = 21 молекула глюкозы. В гликолизе — 21 × 2 = 42 АТФ, на кислородном этапе — 21 × 36 = 756 АТФ, всего при полном окислении — 21 × 38 = 798 АТФ.
Разбор 2: от АТФ к глюкозе
При полном окислении глюкозы в клетке образовалось 684 молекулы АТФ. Сколько молекул глюкозы окислилось? Сколько АТФ образовалось в гликолизе и на кислородном этапе?
684 : 38 = 18 молекул глюкозы. В гликолизе — 18 × 2 = 36 АТФ, на кислородном этапе — 18 × 36 = 648 АТФ. Проверка: 36 + 648 = 684.
Разбор 3: смешанный путь
В мышечную клетку поступило 10 молекул глюкозы. Шесть из них окислились полностью, четыре — только до молочной кислоты. Сколько АТФ образовалось? Сколько молекул кислорода израсходовано и сколько углекислого газа выделилось?
Полное окисление: 6 × 38 = 228 АТФ, 6 × 6 = 36 O₂ и 36 CO₂. Молочнокислое брожение: 4 × 2 = 8 АТФ и 8 молекул молочной кислоты, кислород не нужен, CO₂ не выделяется. Всего 236 АТФ, 36 O₂, 36 CO₂.
Разбор 4: брожение у дрожжей
Дрожжи в тесте сбродили 4 моль глюкозы. Сколько моль углекислого газа и этанола образовалось и сколько энергии запасено в АТФ?
Из 1 моль глюкозы — 2 моль этанола, 2 моль CO₂ и 2 моль АТФ. Из 4 моль — 8 моль этанола, 8 моль CO₂ и 8 моль АТФ, в которых запасено 8 × 40 = 320 кДж.
Разбор 5: доля энергии
Какая доля энергии глюкозы запасается в АТФ при полном окислении и при брожении?
При полном окислении: 38 × 40 = 1520 кДж из 2800 кДж — около 54 %. При брожении: 2 × 40 = 80 кДж — это 40 % от 200 кДж, выделившихся при гликолизе, но меньше 3 % всей энергии глюкозы: остальное остаётся в молочной кислоте или этаноле.
Ловушки и лайфхаки
- Гликолиз идёт в цитоплазме, а не в митохондриях.
- Цикл Кребса идёт в матриксе; дыхательная цепь и АТФ-синтаза — на внутренней мембране (кристах), а не на наружной.
- В подготовительном этапе АТФ не образуется: энергия рассеивается теплом.
- В гликолизе CO₂ не выделяется; при молочнокислом брожении — тоже. CO₂ выделяется в матриксе митохондрий и при спиртовом брожении.
- Кислород напрямую не участвует в цикле Кребса: он принимает электроны в конце дыхательной цепи, и образуется вода.
- 38 АТФ — на одну глюкозу, а не на одну ПВК; на каждую ПВК на кислородном этапе приходится 18.
- Брожение даёт 2 АТФ на глюкозу; большая часть энергии остаётся в продуктах брожения.
- Растения дышат и днём, и ночью, а не только в темноте.
- Дрожжи — факультативные анаэробы: с кислородом они дышат, без него бродят.
- Эритроциты человека получают энергию только гликолизом — у них нет митохондрий.
Лайфхаки
- «2 + 36 = 38». Два в цитоплазме, тридцать шесть в митохондриях.
- «Кребс — в матриксе, цепь — на кристах». Круговорот в «жидкости», конвейер — на мембране.
- «Брожение — два и всё». Любое брожение — 2 АТФ на глюкозу.
- «CO₂ считают только в митохондриях и у дрожжей». В гликолизе и в мышцах при брожении углекислого газа нет.
Задания с ответами
Задание 1. ЕГЭ, соответствие
Установите соответствие между характеристиками и этапами энергетического обмена. Запишите цифры под буквами А–Е.
| Характеристика | Этап |
|---|---|
| А) идёт в цитоплазме | 1) бескислородный 2) кислородный |
| Б) образуется 36 молекул АТФ | |
| В) глюкоза расщепляется до ПВК | |
| Г) идёт в матриксе и на кристах митохондрий | |
| Д) конечные продукты — углекислый газ и вода | |
| Е) образуется 2 молекулы АТФ |
Ответ
121221.
Задание 2. ЕГЭ, соответствие
Установите соответствие между характеристиками и процессами. Запишите цифры под буквами А–Е.
| Характеристика | Процесс |
|---|---|
| А) конечные продукты — CO₂ и H₂O | 1) спиртовое брожение 2) кислородное дыхание |
| Б) образуется этиловый спирт | |
| В) на одну глюкозу образуется 38 АТФ | |
| Г) идёт у дрожжей без доступа кислорода | |
| Д) завершается в митохондриях | |
| Е) на одну глюкозу образуется 2 АТФ |
Ответ
212121.
Задание 3. ЕГЭ, последовательность
Установите последовательность процессов при использовании крахмала пищи для получения энергии клеткой мышцы: 1) образование ПВК; 2) расщепление крахмала до глюкозы; 3) окисление ацетильного остатка в цикле Кребса; 4) передача электронов по дыхательной цепи на кислород; 5) поступление глюкозы в клетку.
Ответ
25134. Крахмал расщепляется в кишечнике, глюкоза с кровью поступает в клетку, в цитоплазме идёт гликолиз, затем в митохондриях — цикл Кребса и дыхательная цепь.
Задание 4. ЕГЭ, три верных ответа
Какие процессы характерны для гликолиза?
- глюкоза расщепляется до ПВК
- выделяется углекислый газ
- образуются 2 молекулы АТФ
- процесс идёт в цитоплазме
- используется кислород
- процесс идёт на кристах митохондрий
Ответ
134.
Задание 5. ЕГЭ, три верных ответа
Какие процессы происходят на кислородном этапе энергетического обмена?
- ПВК окисляется до углекислого газа и воды
- глюкоза расщепляется до ПВК
- синтезируется 36 молекул АТФ на одну глюкозу
- образуется молочная кислота
- кислород принимает электроны в конце дыхательной цепи
- процесс идёт в цитоплазме
Ответ
135.
Задание 6. Расчёт
В клетку поступило 5 молекул глюкозы. Три из них окислились полностью, а две — только до молочной кислоты. Сколько молекул АТФ образовалось и сколько молекул углекислого газа выделилось?
Ответ
- Полное окисление трёх молекул глюкозы: 3 × 38 = 114 АТФ и 3 × 6 = 18 CO₂.
- Молочнокислое брожение двух молекул: 2 × 2 = 4 АТФ, CO₂ не выделяется.
- Всего 118 АТФ и 18 молекул CO₂.
Задание 7. Расчёт
При полном окислении глюкозы в клетке образовалось 456 молекул АТФ. Сколько молекул глюкозы окислилось, сколько ПВК образовалось в гликолизе и сколько АТФ дал кислородный этап?
Ответ
456 : 38 = 12 молекул глюкозы; ПВК — 12 × 2 = 24; кислородный этап — 12 × 36 = 432 АТФ (гликолиз — 24 АТФ, всего 456).
Задание 8. Расчёт
Сколько энергии запасается в АТФ и сколько выделяется всего при полном окислении 2 моль глюкозы?
Ответ
Образуется 2 × 38 = 76 моль АТФ, в них запасено 76 × 40 = 3040 кДж. Всего выделяется 2 × 2800 = 5600 кДж; остальные 2560 кДж рассеиваются в виде тепла.
Задание 9. Развёрнутый ответ
Почему при интенсивной работе в мышцах накапливается молочная кислота и мышцы быстрее утомляются?
Ответ
- При интенсивной работе кислород не успевает поступать в мышцы в нужном количестве.
- ПВК не окисляется в митохондриях, а превращается в молочную кислоту (молочнокислое брожение).
- При этом на одну глюкозу образуется только 2 АТФ вместо 38, энергии не хватает, а молочная кислота подкисляет среду в мышце.
Кстати. Боль в мышцах на следующий день после тренировки вызывает не молочная кислота — её кровь уносит за час-два. Причина — микроповреждения мышечных волокон и воспаление при их восстановлении.
Задание 10. Опыт
Проросшие семена гороха поместили в банку и плотно закрыли. Через сутки в банку внесли горящую лучинку — она погасла; затем налили известковую воду — она помутнела. Объясните результаты опыта.
Ответ
- Прорастающие семена интенсивно дышат.
- При дыхании они поглотили кислород, поэтому лучинка погасла.
- При дыхании выделился углекислый газ, который с известковой водой образовал нерастворимый карбонат кальция, — вода помутнела.
Задание 11. Развёрнутый ответ
Почему влажное зерно при хранении нагревается и портится, а сухое хранится долго?
Ответ
- Во влажном зерне семена (и микроорганизмы на них) интенсивно дышат, в сухом дыхание почти прекращается.
- Часть энергии дыхания выделяется в виде тепла — зерно нагревается, а нагрев ещё больше ускоряет дыхание и развитие плесени.
- При дыхании расходуются запасные органические вещества — зерно теряет массу и качество.
Задание 12. ОГЭ
Какие вещества образуются при спиртовом брожении и где человек использует этот процесс?
Ответ
Образуются этиловый спирт и углекислый газ (и 2 АТФ на глюкозу для самих дрожжей). Человек использует спиртовое брожение в хлебопечении (углекислый газ разрыхляет тесто), виноделии, пивоварении, производстве спирта.
Шпаргалка за минуту
- Подготовительный этап — мономеры и тепло, АТФ нет. Гликолиз — цитоплазма, 2 ПВК, 2 НАД·H и 2 АТФ. Кислородный этап — митохондрии, 36 АТФ, 6 CO₂, 6 H₂O.
- Окисление ПВК и цикл Кребса — матрикс (здесь выделяется CO₂); дыхательная цепь и АТФ-синтаза — кристы (здесь образуется вода).
- Брожение: молочнокислое — 2 молочной кислоты; спиртовое — 2 этанола и 2 CO₂; в обоих случаях 2 АТФ.
- Полное окисление глюкозы — 38 АТФ; 40 кДж на моль АТФ; запасается около 55 % энергии.
- 1 г жира — около 38,9 кДж, 1 г углеводов или белков — около 17,6 кДж.
Потренироваться можно в теме тренажёра ЕГЭ «Метаболизм».
Обсуждение
Загружаем обсуждение…