Для создания различных продуктов, содержащих спирт, люди используют культуры Saccharomyces cerevisiae и Zymomonas
Для создания различных продуктов, содержащих спирт, люди используют культуры Saccharomyces cerevisiae и Zymomonas mobilis. Однако биохимический процесс немного отличается у них. Если добавить 2,736 кг сахара в культурный сосуд в каждом случае, сколько АТФ (в молях) и спирта (в граммах) образуется? Ответ округлите до целого. Молярная масса сахарозы - 342 г/моль, АТФ - 507 г/моль, этанола - 46 г/моль, пировиноградной кислоты - 88 г/моль. Предполагается, что фруктоза метаболизируется с использованием гексокиназы и фосфоглюкомутазы, превращаясь в глюкозо-6-фосфат. 1. Какое количество спирта образуется (Saccharomyces cerevisiae)?
Moroznyy_Voin 27
Для решения данной задачи, давайте начнем с рассмотрения каждого шага метаболического процесса для каждой культуры.Saccharomyces cerevisiae:
1. Сахара (\(C_{12}H_{22}O_{11}\)) добавляется в культурный сосуд.
2. Сахара гидролизуется ферментом сахаразой на глюкозу (\(C_6H_{12}O_6\)) и фруктозу (\(C_6H_{12}O_6\)).
3. Глюкоза претерпевает гексокиназу и фосфоглюкомутазу и становится глюкозо-6-фосфатом (\(C_6H_{12}O_6P\)).
4. Глюкозо-6-фосфат превращается в пировиноградную кислоту (\(C_5H_{4}O_3\)) и три фосфатные группы отщепляются, образуя три молекулы АТФ.
Zymomonas mobilis:
1. Сахара добавляется в культурный сосуд.
2. Сахара гидролизуется ферментом сахаразой на глюкозу и фруктозу.
3. Глюкоза метаболизируется без использования гексокиназы и фосфоглюкомутазы и претерпевает ферментацию, превращаясь непосредственно в этанол (\(C_2H_5OH\)) и пировиноградную кислоту.
4. Каждая молекула глюкозы образует две молекулы этанола.
Теперь мы можем рассчитать количество образовавшегося АТФ и спирта для каждой культуры, используя предоставленную информацию о молярных массах и количестве сахара.
Saccharomyces cerevisiae:
1. Рассчитайте количество глюкозы, которое образуется из 2,736 кг сахара:
Молярная масса сахарозы = 342 г/моль
Количество молей сахарозы = масса сахарозы / молярная масса сахарозы
= 2,736 кг / 342 г/моль
≈ 8 молей
Так как глюкоза и фруктоза образуются в равных количествах, получаем 8 молей глюкозы.
2. Рассчитайте количество АТФ, образующегося при превращении 8 молей глюкозы в пировиноградную кислоту:
Количество молей АТФ = 3 * количество молей глюкозы
= 3 * 8 молей
= 24 моля АТФ
Масса АТФ = количество молей АТФ * молярная масса АТФ
= 24 моля * 507 г/моль
≈ 12,168 г АТФ
3. Рассчитайте количество спирта, образующегося при превращении 8 молей глюкозы:
Количество молей этанола = 2 * количество молей глюкозы
= 2 * 8 молей
= 16 молей этанола
Масса этанола = количество молей этанола * молярная масса этанола
= 16 молей * 46 г/моль
≈ 736 г этанола
Таким образом, для Saccharomyces cerevisiae образуется примерно 12,168 г АТФ и 736 г этанола при добавлении 2,736 кг сахара.
АТФ - это энергетическое вещество, используемое клеткой для выполнения работы, а этанол - это тип спирта, который может использоваться как топливо или в различных процессах производства.