Cho nguyên tử khối: \(H = 1\); \(C = 12\); \(N = 14\); \(O = 16\); \(Mg = 24\); \(Al = 27\); \(S = 32\); \(Cl = 35,5\); \(Fe = 56\); \(Cu = 64\); \(Pb = 207\); số Avogadro \({N_A} = 6,02 \times {10^{23}}\); hằng số Faraday \(F = 96500\); 1 mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn chiếm thể tích là 22,40 lít.

Chuyển hóa của glucozơ

Glucozơ là chất dinh dưỡng có giá trị đối với con người. Trong y học glucozơ được ứng dụng làm thuốc tăng lực. Trong công nghiệp, glucozơ được dùng để tráng gương và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ tinh bột, xenlulozơ.

1. Trong quá trình sản xuất đường, người ta thu được 2 \({m^3}\) nước rỉ đường chứa glucozơ. Cho lên men lượng nước rỉ đường này, sau đó chưng cất thu được 90 lít rượu \({96^o}\). Cho khối lượng riêng của ancol etylic là 0,789 g/\(c{m^3}\); hiệu suất của toàn bộ quá trình lên men tạo ra ancol etylic là 70%; ancol etylic chỉ được tạo thành từ quá trình lên men của glucozơ. Tính hàm lượng glucozơ (theo \(kg/{m^3}\)) trong nước rỉ đường trên.

2. Trong cơ thể, glucozơ là sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột dưới tác dụng của enzim. Trong quá trình hô hấp tế bào, 1 mol glucozơ bị oxi hóa hoàn toàn qua các phản ứng sinh hóa tạo thành cacbon dioxit, nước và giải phóng một lượng năng lượng là 2880 kJ.

a) Viết phương trình tổng quát minh họa sự thủy phân tinh bột tạo glucozơ và oxi hóa hoàn toàn glucozơ.

b) Trong khẩu phần ăn hằng ngày của một người trưởng thành có 300 gam gạo. Hàm lượng tinh bột trong gạo là 80%. Giả sử 60% lượng tinh bột trong gạo chuyển hóa thành glucozơ và toàn bộ lượng glucozơ này tham gia vào quá trình hô hấp tế bào.

i) Tính năng lượng (Q) giải phóng từ sự oxi hóa hoàn toàn lượng glucozơ trên.

ii) Năng lượng Q này chiếm bao nhiêu % so với nhu cầu năng lượng trung bình (2000 Calori/ngày) của một người trưởng thành.

Cho biết: 1 Calori = 1 kcal = 1000 cal = 4184 J.

3. Trong giai đoạn đường phân ở tế bào chất, một phần tử glucozơ bị chuyển hóa thành hai phân tử axit piruvic (\({C_3}{H_4}{O_3}\)); axit piruvic có thể bị khử để tạo ra axit X1. Khi nghiên cứu cấu trúc bằng phương pháp phổ \(^1H{\rm{ NMR}}\), người ta thấy phân tử X1 có hai nhóm hidroxi và một nhóm metyl. Khi đun nóng X1 với axit sunfuric đặc sẽ thu được hợp chất X2, sau đó X2 chuyển thành hợp chất X3. Kết quả phân tích phổ IR cho thấy trong phân tử X2 vẫn còn nhóm hidroxi, nhưng trong phân tử X3 thì không còn nhóm hidroxi nào. Kết quả phân tích phổ MS cho biết phân tử khối của X3 là 144. Xác định công thức cấu tạo của axit piruvic, X1, X2, X3 và viết các phương trình hóa học tạo ra X2, X3 được mô tả ở trên.