23.2　課后習(xí)題詳解

1．從檸檬酸循環(huán)的發(fā)現(xiàn)歷史中受到什么啟發(fā)？

答：檸檬酸循環(huán)的發(fā)現(xiàn)歷史表明，任何一項(xiàng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都絕非是一個(gè)人的成果。它凝聚著許許多多科學(xué)家的艱辛勞動(dòng)和成果積累。科技工作者只有在認(rèn)真總結(jié)、分析前人工作的基礎(chǔ)上不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，才能在科學(xué)研究上有所成就。

2．畫出檸檬酸循環(huán)概貌圖，包括起催化作用的酶和輔助因子。

答：如圖23-6所示。

圖23-6  檸檬酸循環(huán)概貌示意圖

圖中：①檸檬酸合酶；②烏頭酸酶；③烏頭酸酶；④異檸檬酸脫氫酶；⑤α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體；⑥琥珀酰-CoA合成酶；⑦琥珀酸脫氫酶；⑧延胡索酸酶；⑨蘋果酸脫氫酶。

其中②③烏頭酸酶輔因子為Fe-S；⑤α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體輔因子為硫辛酸FAD、TPP；⑦琥珀酸脫氫酶輔因子為FAD、Fe-S。

3．總結(jié)檸檬酸循環(huán)在機(jī)體代謝中的作用和地位。

答：（1）作用：

檸檬酸循環(huán)是絕大多數(shù)生物體主要的分解代謝途徑，也是準(zhǔn)備提供大量自由能的重要代謝系統(tǒng)，在許多合成代謝中都利用檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物作為生物合成的前體來(lái)源，從這個(gè)意義上看，檸檬酸循環(huán)具有分解代謝和合成代謝雙重性或稱兩用性。

（2）地位：

檸檬酸循環(huán)是新陳代謝的中心環(huán)節(jié)。它們?cè)谘h(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的還原型NADH和FADH2，進(jìn)一步通過(guò)電子傳遞鏈和氧化磷酸化被再氧化，所釋放出的自由能形成ATP分子。檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物在許多生物合成中充當(dāng)前體原料。

4．用14C標(biāo)記丙酮酸的甲基碳原子當(dāng)其進(jìn)入檸檬酸循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)一周后，標(biāo)記碳原子的命運(yùn)如何？

答：標(biāo)記碳原子出現(xiàn)在草酰乙酸的C2和C3部位。

5．寫出由乙酰-CoA形成草酰乙酸的反應(yīng)平衡式。

答：2乙酰-CoA＋2NAD＋＋FAD＋3H₂O→草酰乙酸＋2CoA＋NADH₂＋3H＋

6．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下蘋果酸由NAD＋氧化形成草酰乙酸的。在生理?xiàng)l件下這一反應(yīng)極易由蘋果酸向草酰乙酸的方向進(jìn)行。假定，，計(jì)算由蘋果酸形成草酰乙酸兩種化合物最低的濃度比值應(yīng)是多少？

答：（蘋果酸）/（草酰乙酸）>1.75×104。

7．乙酰-CoA的乙酰基在檸檬酸循環(huán)中氧化推動(dòng)力是什么？計(jì)算其數(shù)值。

答：乙酰-CoA的乙酰基在檸檬酸循環(huán)中氧化推動(dòng)力是釋放出的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化?G0＇，其數(shù)值是-41kJ/mol。

8．如果將檸檬酸和琥珀酸加入到檸檬酸循環(huán)中，當(dāng)完全氧化為CO₂，形成還原型NADH和FADH₂并最后形成H₂O時(shí)需經(jīng)過(guò)多少次循環(huán)？

答：檸檬酸需經(jīng)過(guò)3次循環(huán)，琥珀酸需經(jīng)過(guò)2次循環(huán)。

9．丙二酸對(duì)檸檬酸循環(huán)有什么作用？為什么？

答：丙二酸進(jìn)入檸檬酸循環(huán)后，會(huì)引起琥珀酸、α-酮戊二酸和檸檬酸的堆積，中止檸檬酸循環(huán)反應(yīng)。這是由于丙二酸結(jié)構(gòu)類似于琥珀酸，也是個(gè)二羧酸，是琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，可以與琥珀酸脫氫酶的活性部位的堿性氨基酸殘基結(jié)合，但由于丙二酸不能被氧化，使得循環(huán)反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行。