Решение: Метаболизм глюкозы в мышцах
Статья к заданиюЭксперимент по изучению физиологии питания
Прочитайте текст и выполните задания.
Группа добровольцев участвовала в эксперименте по изучению физиологии питания. Вначале у добровольцев оценивали колебания в уровне глюкозы
в крови в течение дня, а затем они переходили на диету, подразумевающую дробное питание. Результаты приведены на графике ниже.
Опираясь на приведённый в материале график, предположите, кривая под каким номером соответствует результатам добровольцев до перехода на дробное питание. Ответ поясните. Как происходит метаболизм глюкозы в мышцах млекопитающих при нормальном количестве и недостатке кислорода? Какое количество АТФ при этом выделяется из расчёта на одну молекулу глюкозы?
Решение по шагам
4 шагаДо перехода на дробное питание уровень глюкозы должен изменяться более резко: после редких приёмов пищи наблюдаются выраженные подъёмы, а между ними — более заметные снижения. Поэтому результатам добровольцев до перехода на дробное питание соответствует кривая 1.
При нормальном количестве кислорода глюкоза сначала расщепляется в цитоплазме в процессе гликолиза до двух молекул пировиноградной кислоты. Затем продукты распада окисляются в митохондриях до углекислого газа и воды.
$$\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 36\text{–}38\ ATP}$$При недостатке кислорода митохондриальное окисление прекращается или существенно ограничивается. В мышечных клетках пировиноградная кислота восстанавливается до молочной кислоты, а энергия образуется только на стадии гликолиза.
$$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_3H_6O_3 + 2\ ATP}$$Таким образом, при полном аэробном окислении одной молекулы глюкозы образуется 36–38 молекул АТФ, а при анаэробном распаде — 2 молекулы АТФ.
До перехода на дробное питание — кривая 1, поскольку она отражает более резкие колебания уровня глюкозы. При достатке кислорода глюкоза полностью окисляется до $\mathrm{CO_2}$ и $\mathrm{H_2O}$ с образованием 36–38 молекул АТФ. При недостатке кислорода происходит анаэробный гликолиз с образованием молочной кислоты и 2 молекул АТФ.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Выбор кривой с небольшими колебаниями как соответствующей обычному питанию.
Указание углекислого газа и воды как продуктов анаэробного распада.
Указание 36–38 молекул АТФ для анаэробного гликолиза.
Ошибочное утверждение, что молочная кислота образуется при достатке кислорода.