2c-d, Клетъчно дишане и клетъчна компартментализация и нейният произход

Подточка с. Учен е установил, че в даден организъм пълното метаболизиране на една молекула глюкоза води до получаване на 30 молекули АТФ. Енергията, отделена от пълното окисление на глюкозата при нормални условия, е 686 kCal/mol. Енергията, отделена при хидролизата на АТФ до АДФ и неорганичен фосфат при нормални условия е 7,3 kCal/mol. Пресметни количеството енергия, което ще се отдели при хидролиза на 30 мола АТФ. Пресметни ефективността на производството на цялото количество АТФ от един мол глюкоза в организма. Опиши какво се случва с излишната енергия, която се отделя при метаболизма на глюкозата. Вече няма да се опитвам да побирам отговорите в пространствата между въпросите, тук долу имаме много повече място. Да започнем с първата част. Да пресметнем количеството енергия, което ще получим от хидролизата на 30 мола АТФ. Ще го напиша. Хидролиза на 30 мола АТФ. Ще подчертая това, имаме заглавието тук. Да вземем 30 мола АТФ. Питат ни колко енергия ще се освободи, ако хидролизираме цялото това количество АТФ. Казват – "енергията, отделена от хидролизата на АТФ", ще подчертая това. Енергията, отделена от хидролизата на АТФ до АДФ и неорганичен фосфат при нормални условия е 7,3 kCal/mol. Имаме 30 мола АТФ, които ще бъдат хидролизирани, следователно трябва да умножим 30 мола по 7,3 килокалории за мол. На колко ще е равно това? Моловете ще се съкратят. Следователно единиците ще са килокалории, което е логично, трябва ни единица за енергия. Колко е 30 по 7,3? Три по 7,3 е 21,9 следователно получаваме 219, тъй като умножаваме 30 по 7,3. 219 килокалории. Добре. Да видим втората част. Ще я напиша в друг цвят – ако наистина си на теста, различните цветове може да са ти полезни, но сега ги използвам, за стане по-ясно какво се случва в отговорите. Пресметни ефективността на цялото производство на АТФ от една молекула глюкоза в организма. Ще го направя тук. Ефективността се равнява на на енергията, която се съхранява в АТФ, върху цялата енергия от окислението на глюкозата. Казват ни да пресметнем ефективността на пълното производство на АТФ от един мол глюкоза в организма. Това ще е равно на... Дадено ни е колко енергия се отделя при окислението на една молекула глюкоза. В условието е дадено, че това е 686 kCal/mol. Следователно в знаменателя ще имаме 686 килокалории (kCal), а в числителя имаме енергията, която се съхранява в АТФ при този организъм. Той произвежда 30 молекули АТФ от една молекула глюкоза. При пълния метаболизъм на една молекула глюкоза се получават 30 молекули АТФ. Следователно от всеки мол глюкоза получаваме 30 мола АТФ. Вече сме сметнали, че това са 219 kCal. 219 kCal. Тук ще ни трябва малко математика, за да пресметнем колко е 219 делено на 686. Ще го сметна тук. 219 делено на 686. Това ще е по-малко от едно. Колко пъти 686 може да се побере в 2190. Това ще е малко по-малко от 700, даже седем по три е 21, ще е около три. Три по шест е 18. Три по осем е 24, плюс едно е 25. Три по шест е 18, плюс две е 20. Да ги извадим. Какво се получава? 90 минус 58 е 32. Получаваме 132. Ще сложим още една нула. 686, да видим. Съдържа се един или два пъти. Две по 686 ще бъде – всъщност това ще е един път, или може би да закръглим. Едно по 686 е 686. Изваждаме. Тук ще прегрупираме. Мога да направя това на 10, това е едно. 10 минус шест е четири. Мога да направя това две, а това е 11. 11 минус осем е три. След това 12 минус шест е шест. 686 се побира в 6340 повече от пет пъти. Ако искаме да закръглим, това ще е приблизително... ще бъде нещо по-голямо от пет. Това ще е приблизително 32%. Ще го напиша тук. Следователно 32% е приблизителната ефективност. Около 32% от потенциалната енергия или от цялата енергия, която може да се произведе от окислението на една молекула глюкоза, се съхранява под формата на АТФ. Ще използвам друг цвят за следващия отговор, за да е по-забавно. Опиши какво се случва с излишъка от енергия, която се отделя при метаболизма на глюкозата. Какво се случва с останалите 68% от енергията. Ще напиша този отговор тук. Останалата част от енергията се отделя под формата на топлина. Останалата енергия се превръща и се отделя като топлина. Можем да кажем, че ентропията се увеличава, увеличава се броят на състоянията на клетките. Повече неща подскачат и се удрят в различни посоки. Това е най-лесният начин да обясним процеса. Останалата част от енергията се отделя като топлина. По принцип, когато разглеждаме термодинамични процеси и тяхната ефективност, често се питаме къде се изгубва всичката тази енергия, която не е уловена. Отговорът обикновено е – отделя се като топлина. Да преминем към подточка d. Ензимите от цикъла на Кребс функционират в цитозола на бактериите, но при еукариотите те работят най-вече в митохондриите, които са органели. Задай научен въпрос, който свързва вътреклетъчната локализация на ензимите от цикъла на Кребс и еволюцията на еукариотите. Говорихме за това в първото видео за митохондриите в Кан Академия. Има теория, че митохондриите или предшествениците на митохондриите, са били независими прокариотни организми. Можем да кажем, че научният въпрос ще е: били ли са предшествениците на митохондриите независими прокариотни организми, чиито потомци са били включени в еукариотните организми са били включени в еукариотните организми. Това е научен въпрос, при това много интересен. Ако вземем коя да е клетка от човешкото тяло, в нея ще видим митохондрии. Или поне в много голяма част от клетките. Били ли са предшествениците на митохондриите независими организми, чиито потомци сега живеят в симбиоза в клетките ни, тъй като са много добри в извършването на цикъла на Кребс.