Question

Экспериментатор решил изучить процессы обмена веществ на культуре клеток сердечной мышцы. Для этого он выделил клетки сердечной мышцы кролика и измерял потребление ими глюкозы при пониженной концентрации кислорода в среде. В норме насыщение кислородом клеток составляет 90-95 % от общего содержания кислорода в среде. Результаты эксперимента представлены в таблице.

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/Xv0XFKK187OxnThtYmfwkjeEJgECfgm6pjfWQkG2.png)
 На каких этапах энергетического обмена происходит образование АТФ? Каков энергетический выход в этих процессах? Почему при низкой концентрации кислорода в среде с культурой клеток постепенно возрастет кислотность среды?

Accepted Answer

Answer

### СТАТЕМЕНТ

Экспериментатор изучал обмен веществ в культуре клеток сердечной мышцы кролика, измеряя потребление глюкозы при различных концентрациях кислорода. В норме насыщение кислородом составляет 90–95 % от общего содержания в среде. Результаты представлены в таблице:

| Насыщение кислородом (%) | 50 | 45 | 40 | 35 | 30 | 25 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Потребление глюкозы (%) | 23 | 27 | 27 | 29 | 37 | 41 | 45 |

**На каких этапах энергетического обмена происходит образование АТФ? Каков энергетический выход в этих процессах? Почему при низкой концентрации кислорода в среде постепенно возрастает кислотность?**

### РЕШЕНИЕ

Идея решения: при снижении кислорода клетки переходят с аэробного дыхания на анаэробное, что увеличивает потребление глюкозы и приводит к накоплению молочной кислоты.

**Этапы образования АТФ и энергетический выход:**

1. **Гликолиз** (бескислородное окисление глюкозы в цитоплазме) — образуется **2 молекулы АТФ** на одну молекулу глюкозы.

2. **Цикл Кребса** (окислительное декарбоксилирование ацетил-КоА в матриксе митохондрий) — образуется **2 молекулы АТФ** за счёт субстратного фосфорилирования.

3. **Окислительное фосфорилирование** (движение электронов по дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий) — образуется **более 28 молекул АТФ** (28–36 в зависимости от условий).

При нормальной концентрации кислорода общий выход составляет более 30 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы.

**Причина возрастания кислотности при низкой концентрации кислорода:**

При снижении насыщения кислородом клетки не могут полностью окислить пируват в цикле Кребса. Пируват восстанавливается до лактата (молочной кислоты), который выделяется в среду. Накопление лактата приводит к снижению pH среды (возрастанию кислотности). Одновременно клетки увеличивают потребление глюкозы, чтобы компенсировать низкий энергетический выход гликолиза (2 АТФ вместо 30+).

### ОТВЕТ

Задание №23Организм. Размножение, развитие, генетикаЕГЭ по биологии