Спиртовое брожение: проверочный тест с ответами для 9–11 классов

Спиртовое брожение удобно проверять не только по терминам, но и по наблюдаемым признакам: выделению газа, изменению концентрации субстрата и необходимости постоянно возвращать NAD+ в гликолиз. Перед основным тестом попробуйте оценить четыре утверждения. Ответы специально не показаны.

Содержание статьи6 разделов

Разминка: верно или неверно?

  1. При спиртовом брожении углекислый газ образуется при превращении пирувата в ацетальдегид.
  2. Главная энергетическая выгода брожения возникает на этапе превращения ацетальдегида в этанол.
  3. Возврат NAD+ позволяет гликолизу продолжаться, когда дыхательная цепь не окисляет весь NADH.
  4. Спиртовое брожение у дрожжей протекает в цитоплазме, а не требует переноса пирувата в митохондрию.

Сначала зафиксируйте свои решения на бумаге. Разбор разминки находится после теста и скрыт в раскрывающемся блоке.

глюкоза→гликолиз→пируват→ацетальдегид + CO2→этанол

Основной тест: от схемы реакции к объяснению опыта

Механизм и переносчики

1. Какова непосредственная роль спиртового брожения для продолжения гликолиза?



2. На каком этапе спиртового брожения выделяется CO₂?



3. Какой продукт принимает электроны от NADH на заключительном этапе спиртового брожения?



4. Где у дрожжевой клетки протекают реакции спиртового брожения?



Наблюдения и опыты

5. В закрытой колбе с дрожжами и раствором глюкозы быстро накапливается газ. Какой вывод наиболее обоснован, если известно, что дрожжи активно сбраживают сахар?



6. Почему чистый этап превращения пирувата в этанол не считают главным источником АТФ при брожении?



7. Ученик написал: «Без кислорода у дрожжей совсем невозможно получить АТФ из глюкозы». Какая поправка делает утверждение корректным?



8. Какое изменение сильнее всего замедлит спиртовое брожение, если дрожжи имеют подходящую температуру и воду?



9. Почему хлебное тесто может увеличиваться в объёме при работе дрожжей?



10. Если фермент, превращающий ацетальдегид в этанол, перестанет работать, что наиболее непосредственно нарушится?



11. Какая пара правильно сопоставляет вещество и число атомов углерода в школьной схеме брожения?



12. В опыте два сосуда содержат одинаковое число дрожжевых клеток. В первом есть глюкоза, во втором — нет доступного сахара. Где ожидается более активное выделение CO₂ именно за счёт спиртового брожения?



13. Какое утверждение точнее всего сравнивает спиртовое брожение и аэробное дыхание?



14. Почему наличие кислорода может изменить метаболический путь у факультативно анаэробных дрожжей?



15. Найдите ошибку в рассуждении: «Раз выделился CO₂, значит он был конечным акцептором электронов». Что верно?



16. Какой результат лучше всего указывает, что регенерация NAD⁺ действительно важна для продолжения гликолиза?



17. Какой итог углеродного баланса наиболее соответствует спиртовому брожению одной молекулы глюкозы в упрощённой схеме?




Открытые задания ниже в автоматический балл не входят.

Разбор разминки и типичных неверных рассуждений

Ответы к четырём утверждениям разминки
  1. Верно. CO2 выделяется при превращении пирувата в ацетальдегид.
  2. Неверно. После гликолиза брожение в основном возвращает NAD+; АТФ напрямую на превращении ацетальдегида в этанол не синтезируется.
  3. Верно. Регенерация NAD+ поддерживает окислительную стадию гликолиза.
  4. Верно. Реакции спиртового брожения у дрожжей происходят в цитоплазме.

Если путаются продукты: восстановите цепочку «пируват → ацетальдегид + CO₂ → этанол» и проследите углерод.

Если путается энергия: разделите понятия «где образуется АТФ» и «зачем нужно брожение». Чистый АТФ даёт гликолиз, а брожение возвращает NAD⁺.

Если трудны опыты: спрашивайте, какой наблюдаемый признак связан именно с механизмом: CO₂, расход сахара, накопление этанола или зависимость от регенерации NAD⁺.

Задания для развёрнутого ответа

  1. Объясните, почему блокирование регенерации NAD⁺ постепенно остановит получение АТФ при брожении.Критерий хорошего ответа: Упомянуты гликолиз, NAD⁺/NADH и связь дефицита NAD⁺ с остановкой окислительной стадии.
  2. Предложите опыт с дрожжами, который сравнивает скорость брожения при наличии и отсутствии доступного сахара.Критерий хорошего ответа: Есть контроль условий, измеряемый показатель (например, объём CO₂) и ожидаемый результат.
  3. Проследите судьбу шести атомов углерода одной глюкозы до конечных продуктов спиртового брожения.Критерий хорошего ответа: Показаны 2 пирувата, затем 2 CO₂ и 2 двухуглеродных этанола.
Ключ и объяснения
  1. A — Регенерировать NAD⁺ из NADH. При восстановлении ацетальдегида до этанола NADH окисляется до NAD⁺. Этот NAD⁺ снова нужен гликолизу как переносчик электронов; без его регенерации один из окислительных этапов гликолиза остановился бы.
  2. B — При декарбоксилировании пирувата до ацетальдегида. Пируват теряет карбоксильную группу, и образуется двухуглеродный ацетальдегид; при этом выделяется CO₂. На следующем этапе ацетальдегид восстанавливается до этанола без дополнительного выделения CO₂.
  3. C — Ацетальдегид. Ацетальдегид восстанавливается до этанола, принимая электроны, переносимые NADH. Одновременно NADH превращается обратно в NAD⁺, что и делает цикл переносчика замкнутым.
  4. D — В цитоплазме. И гликолиз, и последующие реакции спиртового брожения происходят в цитоплазме. Митохондрии нужны дрожжам для аэробного дыхания, но сами реакции брожения не требуют переноса пирувата внутрь митохондрии.
  5. A — Газом может быть CO₂, возникающий при декарбоксилировании пирувата. При спиртовом брожении CO₂ образуется на этапе перехода пирувата в ацетальдегид. Сам факт пузырьков не доказывает все детали метаболизма, но в заданных условиях согласуется с активным брожением дрожжей.
  6. B — Потому что АТФ в этом этапе напрямую не образуется; чистый выход АТФ связан с гликолизом. Реакции брожения после гликолиза нужны прежде всего для регенерации NAD⁺. Чистый энергетический выигрыш в типичной школьной схеме составляет 2 АТФ на глюкозу и формируется в гликолизе за счёт субстратного фосфорилирования.
  7. C — Без кислорода гликолиз может давать небольшой выход АТФ, если NAD⁺ регенерируется брожением. Гликолиз не требует молекулярного кислорода и даёт небольшой чистый выход АТФ. Брожение поддерживает этот путь, возвращая NAD⁺; энергетический выход при этом значительно меньше, чем при полном аэробном окислении глюкозы.
  8. D — Истощение доступной глюкозы. Глюкоза служит исходным субстратом для гликолиза, который снабжает брожение пируватом и NADH. Когда доступный сахар истощается, поток через путь снижается даже при сохранении других благоприятных условий.
  9. A — Пузырьки CO₂ удерживаются в структуре теста. Углекислый газ образуется при спиртовом брожении и может задерживаться в эластичной структуре теста, создавая пузырьки. Этанол также образуется, но именно газ вносит прямой вклад в подъём теста.
  10. B — Регенерация NAD⁺ из NADH будет затруднена. На заключительном этапе ацетальдегид принимает электроны от NADH. Если реакция блокирована, NAD⁺ регенерируется хуже, а значит гликолиз вскоре столкнётся с нехваткой окисленной формы переносчика.
  11. C — Пируват — 3; ацетальдегид — 2. Пируват содержит три атома углерода. После удаления одного углерода в составе CO₂ остаётся двухуглеродный ацетальдегид, который затем превращается в двухуглеродный этанол.
  12. D — В первом, если остальные условия позволяют брожение. Без доступного субстрата гликолиз не даёт достаточного потока пирувата для брожения. Поэтому при прочих равных сосуд с глюкозой должен показывать более активное образование CO₂.
  13. A — Брожение позволяет регенерировать NAD⁺ без работы дыхательной цепи, но извлекает из глюкозы гораздо меньше АТФ. При брожении значительная часть химической энергии остаётся в этаноле, поэтому энергетическая отдача невелика. Аэробное дыхание использует дыхательную цепь и кислород как конечный акцептор электронов, что позволяет извлечь намного больше энергии.
  14. B — При доступном кислороде клетки могут активнее использовать аэробное дыхание, а не полагаться только на брожение. Многие дрожжи способны переключать относительный вклад дыхания и брожения в зависимости от условий. Кислород делает возможной работу дыхательной цепи и более полное окисление субстратов, хотя реальный метаболизм зависит и от вида, и от концентрации сахара.
  15. C — Электроны от NADH принимает ацетальдегид, а CO₂ выделяется на предыдущем этапе. CO₂ возникает при декарбоксилировании пирувата и не выполняет роль восстановителя ацетальдегида. На заключительном этапе именно ацетальдегид принимает электроны от NADH и превращается в этанол.
  16. D — Если блокировать восстановление ацетальдегида, со временем снижается скорость реакций гликолиза, зависящих от NAD⁺. Гликолиз требует NAD⁺ на стадии окисления промежуточного продукта. Блокирование реакции, возвращающей NAD⁺, создаёт дефицит окисленной формы переносчика и поэтому должно тормозить поток через гликолиз.
  17. A — Образуются две молекулы этанола и две молекулы CO₂. Шесть углеродных атомов глюкозы распределяются между двумя двухуглеродными молекулами этанола и двумя одноуглеродными молекулами CO₂. Такая схема сохраняет число атомов углерода и согласуется с двумя молекулами пирувата после гликолиза.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым