题目

一分子丙酮酸在线粒体内氧化成二氧化碳及水可生成多少分子ATP?要有详解,

提问时间：2020-07-26

答案

12.5分子ATP
解析：
分两个阶段：
【1】丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A：
该过程发生在线粒体的基质中,释放出1分子CO2,生成一分子NADH+H+.
【2】乙酰辅酶A参与三羧酸循环,产生二氧化碳：
主要事件顺序为：
（1）乙酰CoA与草酰乙酸结合,生成六碳的柠檬酸,放出CoA.柠檬酸合成酶.
（2）柠檬酸先失去一个H2O而成顺乌头酸,再结合一个H2O转化为异柠檬酸.顺乌头酸酶
（3）异柠檬酸发生脱氢、脱羧反应,生成5碳的a-酮戊二酸,放出一个CO2,生成一个NADH+H+.异柠檬酸脱氢酶
（4） a-酮戊二酸发生脱氢、脱羧反应,并和CoA结合,生成含高能硫键的4碳琥珀酰CoA,放出一个CO2,生成一个NADH+H+.酮戊二酸脱氢酶
（5）碳琥珀酰CoA脱去CoA和高能硫键,放出的能量用于驱动GTP(哺乳动物中)或ATP(植物和一些细菌中)的合成.琥珀酰辅酶A合成酶
（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸,生成1分子FADH2,琥珀酸脱氢酶
（7）延胡索酸和水化合而成苹果酸.延胡索酸酶
（8）苹果酸氧化脱氢,生成草酸乙酸,生成1分子NADH+H+.苹果酸脱氢酶
小结：
一次循环,消耗一个2碳的乙酰CoA,共释放2分子CO2,8个H,其中四个来自乙酰CoA,另四个来自H2O,3个NADH+H+,1FADH2.此外,还生成一分子ATP.
三羧酸循环总反应：
乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi—→2CO2+3NADH+FADH2+GTP（ATP）+2H+ +CoA-SH
再加上丙酮酸氧化脱羧形成一分子NADH,所以共产生：4个NADH、1个FADH2和1个GTP（ATP）
一分子NADH通过电子传递链的氧化,形成2.5分子ATP；一分子FADH2通过电子传递链的氧化,形成1.5分子ATP.【《生物化学》王镜岩 第三版 下册 107页】
一分子丙酮酸在线粒体内氧化成二氧化碳和水可生成ATP分子的数目为：
2.5×4 + 1.5 + 1 = 12.5 即,可以生成12.5分子的ATP
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旧版生物化学教材中：一分子NADH通过电子传递链的氧化,形成3分子ATP；一分子FADH2通过电子传递链的氧化,形成2分子ATP.
所以,按照旧版的算法是：3×4 + 2 + 1 = 15 即,可以生成15分子的ATP
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不过,现在一般是按照新版教材的数据来算,所以应该是12.5分子的ATP