В гликолизе каждая молекула глюкозы (C₆H₁₂O₆) расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК, или пируват, C₃H₄O₃). Таким образом, если в результате гликолиза образовалось 56 молекул ПВК, это означает, что расщеплению подверглось 56 / 2 = 28 молекул глюкозы.
Теперь рассмотрим образование АТФ:
Образование АТФ в гликолизе
В процессе гликолиза из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пирувата, и при этом образуется 2 молекулы АТФ (с учетом затрат и доходов энергии):
- В начальных этапах гликолиза затрачиваются 2 молекулы АТФ.
- В последующих этапах образуется 4 молекулы АТФ.
Таким образом, чистый прирост составляет 2 молекулы АТФ на каждую молекулу глюкозы.
Для 28 молекул глюкозы в гликолизе получится:
[ 28 \times 2 = 56 \text{ молекул АТФ} ]
Образование АТФ при полном окислении глюкозы
Полный путь окисления глюкозы включает гликолиз, цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) и окислительное фосфорилирование в митохондриях. Полное окисление одной молекулы глюкозы в аэробных условиях приводит к образованию примерно 36-38 молекул АТФ:
- Гликолиз: 2 молекулы АТФ (уже посчитано выше).
- Окисление пирувата и цикл Кребса: 2 молекулы АТФ (непосредственно) плюс 6 NADH и 2 FADH₂.
- Окислительное фосфорилирование: 10 NADH (6 из цикла Кребса, 2 из окисления пирувата и 2 из гликолиза) и 2 FADH₂ могут привести к образованию около 34 молекул АТФ (каждая молекула NADH приводит к образованию около 3 молекул АТФ, а FADH₂ — около 2 молекул АТФ).
Таким образом, при полном окислении одной молекулы глюкозы в аэробных условиях образуется примерно 36-38 молекул АТФ.
Для 28 молекул глюкозы:
[ 28 \times 36 = 1008 \text{ молекул АТФ} ]
[ 28 \times 38 = 1064 \text{ молекул АТФ} ]
Итог
- Количество молекул глюкозы: 28 молекул глюкозы подверглось расщеплению.
- Количество молекул АТФ:
- В гликолизе: 56 молекул АТФ.
- При полном окислении: от 1008 до 1064 молекул АТФ.
Этот расчет показывает, как энергия, заключенная в молекулах глюкозы, преобразуется в АТФ в ходе как анаэробного (гликолиз), так и аэробного (полное окисление) метаболизма.