Вопросы и упражнения

1. В каких частях животной клетки происходят биоэнергетические процессы? Какие вещества вступают в энергообмен и какие изменения они претерпевают? Нарисуйте обобщающую схему энергообмена, используя знания о строении клетки и органелл, а также схемы гликолиза и цикла Кребса.

2. Объясните потребность большинства живых организмов в кислороде. Как образуются в клетке углекислый газ и вода?
Ответ:
Большинство живых организмов нуждаются в кислороде для проведения процесса клеточного дыхания, который является основным способом получения энергии. Клеточное дыхание происходит внутри клеток и включает в себя окисление органических молекул, таких как глюкоза.

Во время клеточного дыхания, глюкоза и другие органические молекулы разлагаются на более простые соединения в присутствии кислорода. В результате этого окисления происходит выделение энергии, необходимой для функционирования клеток. В процессе окисления органических молекул, кислород соединяется с углеродом, образуя углекислый газ (CO₂), который выделяется из клетки в окружающую среду.

Кроме того, вода образуется в результате реакций, происходящих во время клеточного дыхания. Во время окисления глюкозы и других органических молекул, молекулы водорода (H) соединяются с молекулой кислорода (O₂), образуя молекулы воды (H₂O).

Таким образом, кислород играет важную роль в клеточном дыхании, обеспечивая энергетический обмен в клетках. В результате окисления органических молекул образуется углекислый газ, а вода образуется в результате соединения кислорода с водородом. Эти продукты обмена веществ выделяются из клетки и участвуют в обмене веществ в окружающей среде.

3. Растительная клетка на синтез одной молекулы глюкозы в ходе фотосинтеза затрачивает энергию, эквивалентную энергии 48 молекул АТФ (проверьте это утверждение, произведя подсчёт). При полном окислении одной молекулы глюкозы в той же клетке образуется всего 32 молекулы АТФ. Что происходит с остальной энергией?
Ответ:
Давайте проведем подсчет энергетического баланса, чтобы проверить данное утверждение.

В фотосинтезе требуется затратить энергию в виде АТФ для синтеза одной молекулы глюкозы. По условию, для синтеза одной молекулы глюкозы затрачивается энергия, эквивалентная энергии 48 молекул АТФ.

Теперь рассмотрим процесс полного окисления глюкозы в растительной клетке. В результате окисления одной молекулы глюкозы образуется 32 молекулы АТФ.

Из данного сравнения видно, что количество АТФ, получаемое в процессе полного окисления глюкозы (32 молекулы АТФ), меньше, чем количество АТФ, затраченное на синтез глюкозы в фотосинтезе (48 молекул АТФ).

Это означает, что остальная энергия, которая не была использована для синтеза глюкозы, должна быть рассеяна в виде тепла или использована в других клеточных процессах. Растительная клетка может использовать эту дополнительную энергию для поддержания жизненных процессов, передачи сигналов, движения и других биологических реакций.

4. Для приготовления шашлыка мясо домашних животных вымачивают в уксусе. Мясо загнанных на охоте животных используют без предварительного вымачивания. Как вы думаете, почему?

5. Почему после интенсивной физической нагрузки болят мышцы?
Ответ:
После интенсивной физической нагрузки мышцы болят из-за накопления молочной кислоты.

Во время физической активности мышцы работают интенсивно и используют большое количество энергии. В результате метаболических процессов в мышцах образуется молочная кислота, которая может накапливаться и вызывать ощущение утомления и боли.