代謝の問題

ある植物の葉に光を当てたところ、ある時間のあいだに、この葉は光合成によって二酸化炭素を $132\mathrm{mg}$ 吸収した。光合成は次の反応式のとおりに進み、吸収した二酸化炭素はすべてグルコースの合成に使われたものとする。

$$6\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+12{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$

この間に光合成でつくられたグルコースは何 $\mathrm{mg}$ か。原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{C}=12$、$\mathrm{O}=16$ とする。

酵母菌をグルコース水溶液に入れて培養したところ、ある時間のあいだに、酵母菌は酸素を $12\mathrm{mmol}$ 吸収し、二酸化炭素を合計 $20\mathrm{mmol}$ 放出した。この間、酵母菌はグルコースだけを使って呼吸とアルコール発酵を同時に行っており、それぞれ次の反応式のとおりに進んだものとする。

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

この間にアルコール発酵で使われたグルコースは何 $\mathrm{mmol}$ か。

ある植物を、温度を一定にして、1 日（24 時間）のうち 10 時間は一定の強さの光を当て（明期）、残りの 14 時間は暗黒（暗期）に置いた。この植物について、次のことがわかっている。

• 明期には、1 時間あたり二酸化炭素を $22\mathrm{mg}$ 吸収する（見かけの光合成速度）
• 暗期には、1 時間あたり二酸化炭素を $4.4\mathrm{mg}$ 放出する（呼吸速度）

呼吸速度は明期と暗期で同じとし、光合成でつくられ呼吸で使われる有機物はすべてグルコースであるとする。光合成と呼吸は次の反応式のとおりに進むものとする。

光合成: $$6\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+12{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$
呼吸: $${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 6\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+12{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$$

この植物の 1 日あたりのグルコースの増加量は何 $\mathrm{mg}$ か。原子量は $\mathrm{H}=1.0$、$\mathrm{C}=12$、$\mathrm{O}=16$ 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。

ある発芽種子は、炭水化物と脂肪の 2 種類だけを呼吸基質として呼吸している。一定時間のあいだに、この種子は酸素を合計 $100\mathrm{mL}$ 吸収し、二酸化炭素を合計 $82\mathrm{mL}$ 放出した。炭水化物の呼吸商を $1.0$、脂肪の呼吸商を $0.7$ とするとき、脂肪の分解に使われた酸素は何 $\mathrm{mL}$ か。ただし、気体の体積はすべて同じ温度・圧力で測ったものとする。