Сверь числа и знаки с фото.
Анаэробное и аэробное дыхание, КПД (коэффициент полезного действия).
Знание и понимание
- Что такое аэробный и анаэробный процессы? Почему их так называют? Каков порядок этапов энергетического обмена в клетке? В чем заключается различие между ними?
Применение
- Определите связь между типом разложения органики (глюкозы) и количеством получаемой энергии в клетке.
- По химическим формулам расскажите о способах разложения глюкозы в клетке для получения энергии.
Коротко: аэробное дыхание идёт с кислородом и даёт много энергии (до 38 АТФ на одну молекулу глюкозы), а анаэробное — без кислорода и всего 2 АТФ. Поэтому аэробный путь энергетически выгоднее.
1. «Знание и понимание», вопрос 1
- Аэробный процесс — окисление органических веществ с участием кислорода. Название от греческого «аэр» — воздух. Идёт в митохондриях.
- Анаэробный процесс — разложение органики без кислорода. Приставка «ан-» означает отрицание. Идёт в цитоплазме.
- Этапы энергетического обмена:
- Подготовительный — сложные вещества распадаются до простых (например, крахмал до глюкозы), энергия рассеивается в виде тепла.
- Бескислородный (гликолиз) — глюкоза распадается до пирувата, образуется 2 АТФ.
- Кислородный — пируват окисляется до \(CO_2\) и \(H_2O\), образуется 36–38 АТФ.
- Различия: аэробный требует \(O_2\), идёт в митохондриях, конечные продукты — \(CO_2\) и \(H_2O\), выход 36–38 АТФ. Анаэробный не требует \(O_2\), идёт в цитоплазме, конечные продукты — молочная кислота или этанол и \(CO_2\), выход 2 АТФ.
2. «Применение», вопрос 1
Связь прямая: чем полнее разложение глюкозы, тем больше энергии запасается в АТФ.
- При анаэробном разложении 1 молекула глюкозы даёт 2 АТФ (выделяется около 200 кДж, но в АТФ запасается меньше).
- При аэробном — 36–38 АТФ (выделяется около 2600 кДж, значительная часть запасается в АТФ).
Поэтому аэробное дыхание даёт клетке гораздо больше энергии.
3. «Применение», вопрос 2
Молочнокислое брожение (анаэробное): \[ C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_3H_6O_3 + 2ATP \] глюкоза → молочная кислота + энергия.
Спиртовое брожение: \[ C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2ATP \]
Аэробное (кислородное) разложение: \[ C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 38ATP \] В некоторых учебниках указывают 36 АТФ.
Проверка: я сверил формулы по атомам — углерод, водород и кислород сходятся. Если взять 13 молекул глюкозы, то без кислорода получится \(13 \cdot 2 = 26\) АТФ, а с кислородом — \(13 \cdot 38 = 494\) АТФ. Это уже задание из следующего раздела, но так удобно проверить понимание.
В разделе «Знание и понимание» на фото виден только вопрос 1; если нужен ещё вопрос 2, пришлите его отдельным фрагментом.