代謝の問題

酵母をグルコース水溶液に入れ、酸素の供給を制限した条件で一定時間培養した。この間に酵母が消費したグルコースは $5.4\text{g}$ であり、培養液中には $0.92\text{g}$ のエタノールが生じていた。

この間、酵母は呼吸とアルコール発酵の両方を行っていたものとする。呼吸基質はグルコースだけであり、消費されたグルコースはすべて、呼吸では二酸化炭素と水に、アルコール発酵ではエタノールと二酸化炭素に完全に分解されたとする。また、生じたエタノールはそれ以上分解・消費されなかったとする。

この間に酵母が放出した二酸化炭素の質量の合計は何 $\text{g}$ か。ただし、原子量は $\text{H}=1$, $\text{C}=12$, $\text{O}=16$ とする。

ある植物の発芽種子は、呼吸基質としてグルコース ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6$ と脂肪の一種であるトリパルミチン ${\mathrm{C}}_{51}{\mathrm{H}}_{98}{\mathrm{O}}_6$ の 2 種類だけを使っている。この発芽種子を一定の温度で一定時間置いたところ、その間に吸収した酸素は $20.5\text{mmol}$、放出した二酸化炭素は $16.2\text{mmol}$ であった。

この間、呼吸はすべて好気呼吸（呼吸基質は二酸化炭素と水に完全に分解される）で行われ、発酵や光合成などの呼吸以外の気体の出入りはなかったものとする。また、トリパルミチンも好気呼吸によって最終的に二酸化炭素と水だけに分解されるものとする。

この間に呼吸で消費されたグルコースの質量は何 mg か。ただし、原子量は $\mathrm{H}=1$、$\mathrm{C}=12$、$\mathrm{O}=16$ とする。

グルコースだけを呼吸基質として含む培養液に酵母を入れ、密閉した容器の中で一定時間培養した。この間に、酵母が吸収した酸素は $0.12\text{mol}$、放出した二酸化炭素は $0.28\text{mol}$ であった。

酵母は、呼吸（グルコースを完全に分解する反応）とアルコール発酵を同時に行っていたものとし、それぞれの反応は次の反応式で表されるものとする。また、酸素の吸収と二酸化炭素の放出は、この 2 つの反応によるものだけとする。

$$\text{呼吸}:{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}⟶6\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+12{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$
$$\text{アルコール発酵}:{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6⟶2{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}+2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$$

この間に酵母が消費したグルコースは、呼吸とアルコール発酵を合わせて何 g か。ただし、グルコースのモル質量は $180\text{g/mol}$ とする。

ある植物の発芽種子を、暗所で、気体の出入りがない密閉容器に入れ、一定の温度で一定時間置いた。容器内の酸素と二酸化炭素の物質量を、実験の開始時と終了時に気体分析装置で測定したところ、次の表のようになった。

この間、種子はグルコース ${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6$ と脂肪であるトリオレイン ${\mathrm{C}}_{57}{\mathrm{H}}_{104}{\mathrm{O}}_6$ の 2 種類だけを呼吸基質として用い、どちらも好気呼吸によって二酸化炭素と水に完全に分解したものとする。発酵は起こらず、暗所なので光合成も起こらない。また、容器内の酸素と二酸化炭素の量の変化は、すべてこの呼吸によるものとし、二酸化炭素が水などに溶けることは無視する。

この間に分解されたトリオレインの質量は何 mg か。原子量は $\mathrm{H}=1$, $\mathrm{C}=12$, $\mathrm{O}=16$ とする。

発芽中の種子の呼吸を調べるため、同じ種類・同じ量の発芽種子を 2 つのフラスコ A, B に入れて密閉し、同じ温度で同じ時間だけ放置した。フラスコ A には二酸化炭素を完全に吸収する水酸化カリウム水溶液を入れた容器を、フラスコ B には同じ量の水を入れた容器をそれぞれ種子とともに入れておいた。この間に、フラスコ内の気体の体積は次の表のように減少した。

この種子は、呼吸基質として炭水化物と脂肪の 2 種類だけを用い、どちらも酸素を用いた呼吸で完全に分解していたものとする。炭水化物の呼吸商を $1.0$、脂肪の呼吸商を $0.7$ とする。

種子が吸収した酸素のうち、脂肪の分解に使われた酸素の割合は何 % か。

ただし、気体の体積はすべて同じ温度・圧力で測定したものとし、水への二酸化炭素の溶解や、呼吸以外による気体の出入りは無視できるものとする。