Какие организмы более эффективно используют энергию получаемую анаэробным расщеплении глюкозы- бактерии или животные? Почему? Приведите расчёты ПОМОГИТЕ!

Вопрос о том, какие организмы более эффективно используют энергию, получаемую в результате анаэробного расщепления глюкозы — бактерии или животные, можно рассмотреть с биохимической и энергетической точек зрения.

Анаэробное расщепление глюкозы

Анаэробное расщепление глюкозы (гликолиз) — это процесс получения энергии без участия кислорода. Он происходит в цитоплазме клеток и включает несколько этапов. В результате гликолиза молекула глюкозы (C6H12O6) расщепляется до двух молекул пирувата, и при этом выделяется энергия в виде АТФ.

На этапе гликолиза в отсутствие кислорода, молекула глюкозы расщепляется с образованием 2 молекул АТФ, 2 молекул NADH и 2 молекул пирувата (не считая того, что после этого может происходить дальнейшее метаболическое преобразование).

Сравнение бактерий и животных

1. Бактерии: Бактерии могут использовать различные пути анаэробного метаболизма, включая ферментацию. После гликолиза бактерии могут перерабатывать пируват различными способами в зависимости от типа бактерий. Например, молочнокислые бактерии проводят ферментацию с образованием молочной кислоты, а спиртовые бактерии — с образованием этанола и углекислого газа.

   В процессе ферментации, несмотря на то, что изначально получается только 2 молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы, бактерии могут эффективно использовать эту энергию, так как процессы ферментации не требуют кислорода, и бактерии могут продолжать существовать в таких условиях. Учитывая скорость размножения бактерий, даже малое количество энергии от гликолиза может быть достаточным для быстрого роста.

2. Животные: У животных, например у человека, в отсутствии кислорода также происходит анаэробное расщепление глюкозы, но с образованием молочной кислоты (лактата) через процесс, называемый молочнокислой ферментацией. Однако животные не могут использовать молочную кислоту как источник энергии, и поэтому этот процесс не является столь эффективным, как у некоторых бактерий.

   У животных на каждом этапе гликолиза также образуется 2 молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы, но они не могут продолжать этот процесс бесконечно, потому что накопление молочной кислоты в тканях приводит к усталости и снижению эффективности работы клеток.

Эффективность использования энергии

• У бактерий: Анаэробное расщепление глюкозы может быть очень эффективным в условиях отсутствия кислорода. Они могут быстро и эффективно перерабатывать глюкозу, извлекая максимум энергии за счет различных путей ферментации. При этом большинство бактерий способны приспособиться к различным условиям, включая аномальные уровни кислорода, и поддерживать свою активность при низких энергетических затратах.

• У животных: Анаэробное расщепление глюкозы у животных является менее эффективным в долгосрочной перспективе. Хотя процесс гликолиза позволяет получить 2 молекулы АТФ, накопление молочной кислоты ограничивает продолжительность этого процесса. Это делает анаэробное расщепление глюкозы у животных менее предпочтительным для длительного поддержания жизни.

Расчёты:

Если принять, что в процессе гликолиза для расщепления 1 молекулы глюкозы получается 2 молекулы АТФ, то для бактерий, которые могут продолжать ферментацию, это количество АТФ будет максимально эффективно использоваться, так как бактерии могут использовать его для быстрого размножения.

У животных (например, у человека), 2 молекулы АТФ на молекулу глюкозы тоже получаются на начальном этапе, но после этого накопление молочной кислоты ведет к снижению эффективности клеток, и переработка глюкозы становится менее эффективной. Более того, животные вынуждены переходить на аэробное дыхание, чтобы обеспечить себя дополнительной энергией.

Вывод:

Бактерии используют энергию анаэробного расщепления глюкозы более эффективно, чем животные. Это связано с тем, что они могут быстро продолжать ферментацию и использовать полученную энергию без накопления молочной кислоты, которая ограничивает эффективность этого процесса у животных.