题目

下列物质在体内氧化成CO2和H2O时，同时产生ATP，哪种产生ATP最多?A．甘油B．丙酮酸C．乳酸D．谷氨酸E．乙酰乙酸

下列物质在体内氧化成CO2和H2O时，同时产生ATP，哪种产生ATP最多?A．甘油
B．丙酮酸
C．乳酸
D．谷氨酸
E．乙酰乙酸

题目解答

答案

D
解析：①1分子甘油彻底氧化最多产生22ATP。

④谷氨酸首先氧化脱氨基转变为o.酮戊二酸，此反应脱下的氢被NAD+接受生成NADH+H+，经呼吸链传递后生成3ATP。α-酮戊二酸经三羧酸循环转变为草酰乙酸(+9ATP)，草酰乙酸沿羧化支路转变为磷酸烯醇式丙酮酸，后者再转变为丙酮酸(此过程消耗1GTP，产生1ATP，二者抵消)。丙酮酸彻底氧化产生15ATP。故谷氨酸彻底氧化产生27ATP。
⑤乙酰乙酸先活化为乙酰乙酰CoA(消耗2ATP)，再硫解转变成2分子乙酰CoA，后者经三羧酸循环氧化产生12ATP。故1分子乙酰乙酸彻底氧化产生22ATP(参阅酮体的氧化利用)。

解析

本题考查生物体内有机物彻底氧化分解产生的ATP量，需掌握各物质代谢途径及ATP生成节点。关键点在于：

  1. 不同物质进入三羧酸循环前的转化路径；
  2. 脱氨基产生的NADH对ATP的贡献；
  3. 代谢中间产物的ATP生成总量计算。

解题核心思路：比较各选项物质转化为乙酰CoA或进入三羧酸循环的总ATP产量，特别注意脱氨基、活化步骤对ATP的消耗或额外产生。

各选项ATP生成分析

A. 甘油

  1. 转化为丙酮酸：需经糖酵解途径，产生1分子NADH（3ATP）和消耗1ATP；
  2. 丙酮酸→乙酰CoA：产生1分子NADH（3ATP）；
  3. 三羧酸循环：每乙酰CoA产生12ATP；
  4. 总ATP：$3 + 3 + 12 \times 2 = 22$（因甘油最终生成2分子乙酰CoA）。

B. 丙酮酸

  1. 直接转化为乙酰CoA：产生1分子NADH（3ATP）；
  2. 三羧酸循环：每乙酰CoA产生12ATP；
  3. 总ATP：$3 + 12 = 15$。

C. 乳酸

  1. 脱氢生成丙酮酸：产生1分子NADH（3ATP）；
  2. 后续同丙酮酸：总ATP为$3 + 15 = 18$。

D. 谷氨酸

  1. 脱氨基生成α-酮戊二酸：产生1分子NADH（3ATP）；
  2. α-酮戊二酸→草酰乙酸：三羧酸循环中产生9ATP；
  3. 草酰乙酸→丙酮酸：消耗1GTP，产生1ATP（抵消）；
  4. 丙酮酸彻底氧化：产生15ATP；
  5. 总ATP：$3 + 9 + 15 = 27$。

E. 乙酰乙酸

  1. 活化为乙酰乙酰CoA：消耗2ATP；
  2. 硫解为2分子乙酰CoA：每乙酰CoA产生12ATP；
  3. 总ATP：$12 \times 2 - 2 = 22$。