生物の計算問題です。解き方を教えて頂きたいです。

✨ ベストアンサー ✨

たこ焼き

2年以上前

教えるのは明日になりますが、教えましょうか？

ゆうた 2年以上前

明日お願いします。すごく助かります。🙏🙏🙏

たこ焼き 2年以上前

基礎事項
酵母は酸素がない条件では(アルコール)発酵
　　　酸素がある条件では(アルコール)発酵を抑制して呼吸を主にします(パスツール効果)。
　　　　※酸素がある条件では発酵と呼吸を両方する、ということ。
　呼吸の反応式は、C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O➡️6CO₂+12H₂O+38ATP
　(アルコール)発酵の反応式は、C₆H₁₂O₆➡️2C₂H₆O+2CO₂+2ATP

では、解いていきます

たこ焼き 2年以上前

１枚目
問1
今回は、呼吸と発酵で、合計、酸素が48mg使われ、二酸化炭素が110mg生じた。
呼吸と発酵の化学式を使いたいから、mgをmolに直す。
　酸素のモル質量は32g/molだから、
　　酸素48mg=0.048gは、0.048/32=0.0015[mol]
　二酸化炭素のモル質量は44g/molだから、
　　二酸化炭素110mg=0.110gは、0.110/44=0.0025[mol]
　　※ここが分からなければ、質問してください。詳しく説明します

発酵と呼吸の反応式を見てみると、酸素を使うのは呼吸だけだから、
今回は、呼吸で0.0015[mol]の酸素が使われたことがわかる。
呼吸の化学式の係数の関係より、6molの酸素は1molのグルコースと反応するらしいです。
では、0.0015[mol]の酸素が呼吸で使われたということは
　　6mol:1mol=0.0015[mol]:◻️mol
　　 0.0015=6×◻️
　　　　　　◻️=0.00025[mol]
　0.00025[mol]のグルコースが使われたことがわかる。
　これを言い換えると、グルコースのモル質量は180g/molだから、
　呼吸では180×0.00025=0.045g=45mgのグルコースが使われたことがわかる。
　　※計算が分からなければ質問してください。
　　　化学基礎の知識が必要です

続く

たこ焼き 2年以上前

問2,3
では、発酵では、どれくらいの二酸化炭素が放出され、どれくらいのグルコースが消費されたのか。
先ほど、呼吸では0.0015[mol]の酸素が使われていた。このことと化学式の係数より、
呼吸では、0.0015[mol]の二酸化炭素が放出されたことがわかる。
呼吸と発酵で放出された二酸化炭素は0.0025[mol]だから、
発酵で放出された二酸化炭素は、0.0025－0.0015=0.0010[mol]
これを言い換えると、二酸化炭素のモル質量は44g/molだから、
発酵で発生した二酸化炭素は、0.0010×44=0.044g=44[mg]
発酵で発生した二酸化炭素は0.0010[mol]ということは、
発酵で消費されたグルコースの量は、発酵の化学式の係数の関係より、
0.0010÷2=0.00050[mol]だということがわかる。
これを言い換えると、グルコースのモル質量は180g/molだから、
　呼吸では180×0.00050=0.090g=90mgのグルコースが使われたことがわかる。
　　※計算が分からなければ質問してください。
　　　化学基礎の知識が必要です

問4　
生じたATPの物質量(mol)を聞かれている。
物質量を聞かれているから化学反応式を利用する。
問1、問3より、グルコースは呼吸で0.00025[mol]、発酵では0.00050[mol]使われたことがわかる。
呼吸の化学反応式の係数の関係より、1molのグルコースが消費されると38molのATPが生じることがわかる。今回は呼吸で0.00025molのグルコースが消費されたから、呼吸では　
　(1mol:38mol=0.00025mol:◻️mol　◻️=)
38×0.00025=0.0095mol=9.5mmol
のATPが生じたことがわかる。
発酵の化学反応式の係数の関係より、1molのグルコースが消費されると2molのATPが生じることがわかる。今回は発酵で0.00050molのグルコースが消費されたから、発酵では　
　(1mol:2mol=0.00050mol:◻️mol　◻️=)
2×0.00050=0.0010mol=1.0mmol
のATPが生じたことがわかる。
以上より、今回生じたATPは9.5+1.0=10.5mmol
分からなければ質問してください

たこ焼き 2年以上前

2枚目　考え方は１枚目と同じです。単位が違うだけ
問1
今回は、呼吸と発酵で、合計、酸素が480mg使われ、二酸化炭素が784mL生じた。
呼吸と発酵の化学式を使いたいから、mg、mLをmolに直す。
　酸素のモル質量は32g/molだから、
　　酸素480mg=0.480gは、0.480/32=0.015[mol]
　1molの気体は22.4Lだから、二酸化炭素784mL=0.784Lは
　　0.784/22.4=0.0350[mol]
　　※ここが分からなければ、質問してください。詳しく説明します

発酵と呼吸の反応式を見てみると、酸素を使うのは呼吸だけだから、
今回は、呼吸で0.015[mol]の酸素が使われたことがわかる。
呼吸の化学式の係数の関係より、6molの酸素は1molのグルコースと反応するらしいです。
では、0.015[mol]の酸素が呼吸で使われたということは
　　6mol:1mol=0.015[mol]:◻️mol
　　 0.015=6×◻️
　　　　　　◻️=0.0025[mol]
　0.0025[mol]のグルコースが使われたことがわかる。
　これを言い換えると、グルコースのモル質量は180g/molだから、
　呼吸では180×0.0025=0.45gのグルコースが消費されたことがわかる。

　では、発酵ではどれくらいのグルコースが消費されたのか。
　先ほど、呼吸では0.015[mol]の酸素が使われていた。このことと化学式の係数より、
　呼吸では、0.015[mol]の二酸化炭素が放出されたことがわかる。
　呼吸と発酵で放出された二酸化炭素は0.0350[mol]だから、
　発酵で放出された二酸化炭素は、0.0350－0.015=0.020[mol]
　発酵で発生した二酸化炭素は0.020[mol]ということは、
　発酵で消費されたグルコースの量は、発酵の化学式の係数の関係より、
　0.020÷2=0.010[mol]だということがわかる。
　これを言い換えると、グルコースのモル質量は180g/molだから、
　呼吸では180×0.010=1.8gのグルコースが使われたことがわかる

　以上より、消費されたグルコースの質量は0.45+1.8=2.25g
　
続く

たこ焼き 2年以上前

問2
生じたエタノールの体積[mL]を聞かれている。
とりあえず、化学反応式を利用する。
問1より、グルコースは呼吸で0.0025[mol]、発酵では0.010[mol]使われたことがわかる。　
化学反応式をみると、エタノールが生じるのは発酵だけである。
発酵の化学反応式の係数の関係より、1molのグルコースが消費されると2molのエタノールが生じることがわかる。
今回は0.010molのグルコースが消費されたから、
　(1mol:2mol=0.010mol:◻️mol　◻️=)2×0.010=0.020molのエタノールが生じることがわかる。
後は、化学の知識を使って0.020molのエタノールは何mLかを求めるだけ。
　　※エタノールは気体ではないから22.4Lは使えない
比重が0.8ということは、エタノール1mLの質量は0.8gということ。
エタノールのモル質量は、12×2+6+16=46g/molだから、0.020molのエタノールは、
　46×0.020=0.92g　←計算が分からなければ質問してください
後は0.92gのエタノールは何mLかを求めるだけ。
　エタノール1mLの質量は0.8gだから、0.92gのエタノールは
　　1mL:0.8g=◻️mL:0.92g　◻️=0.92/0.8=1.15mL

以上より、生じたエタノールは1.15mL　　

分からなければ質問してください