23.2　课后习题详解

1．从柠檬酸循环的发现历史中受到什么启发？

答：柠檬酸循环的发现历史表明，任何一项重大科学发现都绝非是一个人的成果。它凝聚着许许多多科学家的艰辛劳动和成果积累。科技工作者只有在认真总结、分析前人工作的基础上不断发现问题、解决问题，才能在科学研究上有所成就。

2．画出柠檬酸循环概貌图，包括起催化作用的酶和辅助因子。

答：如图23-6所示。

图23-6  柠檬酸循环概貌示意图

图中：①柠檬酸合酶；②乌头酸酶；③乌头酸酶；④异柠檬酸脱氢酶；⑤α-酮戊二酸脱氢酶复合体；⑥琥珀酰-CoA合成酶；⑦琥珀酸脱氢酶；⑧延胡索酸酶；⑨苹果酸脱氢酶。

其中②③乌头酸酶辅因子为Fe-S；⑤α-酮戊二酸脱氢酶复合体辅因子为硫辛酸FAD、TPP；⑦琥珀酸脱氢酶辅因子为FAD、Fe-S。

3．总结柠檬酸循环在机体代谢中的作用和地位。

答：（1）作用：

柠檬酸循环是绝大多数生物体主要的分解代谢途径，也是准备提供大量自由能的重要代谢系统，在许多合成代谢中都利用柠檬酸循环的中间产物作为生物合成的前体来源，从这个意义上看，柠檬酸循环具有分解代谢和合成代谢双重性或称两用性。

（2）地位：

柠檬酸循环是新陈代谢的中心环节。它们在循环过程中产生的还原型NADH和FADH2，进一步通过电子传递链和氧化磷酸化被再氧化，所释放出的自由能形成ATP分子。柠檬酸循环的中间产物在许多生物合成中充当前体原料。

4．用14C标记丙酮酸的甲基碳原子当其进入柠檬酸循环转运一周后，标记碳原子的命运如何？

答：标记碳原子出现在草酰乙酸的C2和C3部位。

5．写出由乙酰-CoA形成草酰乙酸的反应平衡式。

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

6．在标准状况下苹果酸由NAD＋氧化形成草酰乙酸的。在生理条件下这一反应极易由苹果酸向草酰乙酸的方向进行。假定，，计算由苹果酸形成草酰乙酸两种化合物最低的浓度比值应是多少？

答：（苹果酸）/（草酰乙酸）>1.75×104。

7．乙酰-CoA的乙酰基在柠檬酸循环中氧化推动力是什么？计算其数值。

答：乙酰-CoA的乙酰基在柠檬酸循环中氧化推动力是释放出的标准自由能变化∆G0＇，其数值是-41kJ/mol。

8．如果将柠檬酸和琥珀酸加入到柠檬酸循环中，当完全氧化为CO₂，形成还原型NADH和FADH₂并最后形成H₂O时需经过多少次循环？

答：柠檬酸需经过3次循环，琥珀酸需经过2次循环。

9．丙二酸对柠檬酸循环有什么作用？为什么？

答：丙二酸进入柠檬酸循环后，会引起琥珀酸、α-酮戊二酸和柠檬酸的堆积，中止柠檬酸循环反应。这是由于丙二酸结构类似于琥珀酸，也是个二羧酸，是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可以与琥珀酸脱氢酶的活性部位的碱性氨基酸残基结合，但由于丙二酸不能被氧化，使得循环反应不能继续进行。