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简答题丙氨酸、乳酸和丙酮酸具有相似的结构,通过计算说明在肝脏组织中,等摩尔的丙氨酸、乳酸和丙酮酸完全氧化,哪种物质产能更高?
  • 乳酸完全氧化时,首先转变成丙酮酸,然后丙酮酸转变成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A进入三羧酸循环完全氧化。乳酸 + NAD→丙酮酸+NADH?H+ (细胞质中进行),丙酮酸+ NAD→乙酰辅酶A+ NADH?H+(线粒体中进行),1摩尔乙酰辅酶A进入三羧酸循环完全氧化生成2摩尔CO2、3摩尔NADH?H+、1摩尔FADH2 、1摩尔GTP。1摩尔乳酸完全氧化产生ATP数=2.5×5+1.5×1+1=15;丙氨酸氧化时,首先1摩尔丙氨酸与1摩尔α-酮戊二酸在转氨酶作用下生成1摩尔丙酮酸、1摩尔谷氨酸。谷氨酸脱氢重新转变成α-酮戊二酸并生成1摩尔NH4+和1摩尔NADH?H+。丙酮酸氧化过程同上述,1摩尔丙酮酸完全氧化产能2.5×4 +1.5×1+1=12.5摩尔的ATP。另外从丙氨酸上脱下的氨对机体是有毒害的,必须转化成尿素给予清除。合成1摩尔尿素需要2摩尔的氨、1摩尔CO2、并且消耗4摩尔的ATP(实际消耗3摩尔ATP,断裂4个高能磷酸键),这样清除1摩尔的氨,相当于消耗2摩尔ATP,所以1摩尔丙氨酸完全氧化可产生ATP数=12.5+2.5-2=13摩尔;通过计算可知等摩尔的丙氨酸、乳酸和丙酮酸完全氧化时,乳酸产能高于丙氨酸,丙氨酸又高于丙酮酸。
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