Question

人們工作，學(xué)習(xí)和勞動都需要能量，食物在人體內(nèi)經(jīng)消化可轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，同時產(chǎn)生能量，一個質(zhì)量為60kg的短跑運動員起跑時以1/6s的時間沖出1m，他在這一瞬間消耗體內(nèi)儲存的葡萄糖____g。

Answer 1

0.67
本題為物理和生物綜合的題，思路是用物理學(xué)知識計算出一個質(zhì)量為60kg的短跑運動員起跑時以1/6s的時間沖出1m所消耗的能量，這個能量應(yīng)等于該運動員的動能，再用該動量除以E，計算出需要消耗的葡萄糖的摩爾數(shù)，再換算葡萄糖的克數(shù)。
具體計算如下：
假設(shè)該運動員的運動為勻加速直線運動，該運動員以1/6s的時間沖出1m時的瞬時速度，依題義V₀=0m/s，t=1/6s，s=1m，依Vt=at、s=1/2at²，求得Vt=12m/s；此時該運動員所具有的動能=1/2mVt²=1/2×60×12×12=4320J。
1摩爾葡萄糖完全氧化可放出2870kJ的能量，但這些能量中只有1161kJ的能量可轉(zhuǎn)化為ATP中的能量，而真正可以用來為生物體做功的能量只是儲存在ATP中的這些化學(xué)能（儲存在ATP中的能量又稱為自由能），因此有下式：
消耗葡萄糖的摩爾數(shù)=4320J÷1161KJ/mol≈3.72×10^－3mol
消耗葡萄糖的克數(shù)=消耗葡萄糖的摩爾數(shù)×葡萄糖的摩爾質(zhì)量=4320J÷1161KJ/mol×180g/mol≈0.67g