彻底氧化1分子硬脂酰(18:0)共需消耗多少分子O2? ( )A. 32B. 26C. 30D. 16
A. 32
B. 26
C. 30
D. 16
题目解答
答案
解析
本题考察的是脂肪酸β-氧化过程中耗氧量的计算,关键在于明确脂肪酸β-氧化的反应步骤及能量消耗关系。
步骤1:脂肪酸β-氧化的基本过程
硬脂酰-CoA(18:0)是18碳饱和脂肪酸,需经7次β-氧化(每次氧化断裂2个碳),生成:
- 8分子乙酰-CoA(18÷2=9?不,n碳脂肪酸生成n/2分子乙酰-CoA,18碳生成9分子,对应7次氧化:每次氧化产生1分子乙酰-CoA,最后一次氧化生成2分子,故总次数=9-1=7次);
- 7分子FADH₂(每次β-氧化的脱氢步骤产生);
- 7分子NADH(每次β-氧化的另一步脱氢产生)。
步骤2:各产物的氧化磷酸化耗氧量
-
乙酰-CoA进入三羧酸循环(TCA):
1分子乙酰-CoA经TCA循环彻底氧化生成CO₂和H₂O,需消耗2分子O₂(通过氧化磷酸化,最终由O₂接受电子)。
9分子乙酰-CoA共消耗:$9×2=18$分子O₂。 -
FADH₂和NADH的氧化磷酸化:
- 1分子FADH₂通过呼吸链氧化产生2分子ATP,消耗1分子O₂(对应P/O比=2);
- 1分子NADH通过呼吸链氧化产生3分子ATP,消耗1分子O₂(对应P/O比=3)。
7分子FADH₂和7分子NADH共消耗:$7×1 + 7×1=14$分子O₂。
步骤3:总耗氧量计算
总耗氧量=乙酰-CoA氧化耗氧量 + FADH₂和NADH氧化耗氧量:
$18 + 14=32$?错误!关键修正:β-氧化本身不直接耗O₂,仅氧化磷酸化耗O₂,且需减去脂肪酸活化的耗氧量。
步骤4:修正——脂肪酸活化的能量消耗
脂肪酸活化(硬脂酸→硬脂酰-CoA)需消耗1分子ATP(等价于消耗1分子O₂,因ATP来自氧化磷酸化),但题目默认“彻底氧化”包含活化吗?不——β-氧化的起始是脂酰-CoA,活化消耗的ATP不来自脂肪酸自身氧化,故不计算在内。
正确公式:n碳饱和脂肪酸耗氧量=(n/2 - 1)×2 + n/2×2?不,换用经典公式
n碳饱和脂肪酸彻底氧化的耗氧量=(n - 1)×1 + n/2×2?不,查标准公式:
脂肪酸彻底氧化的耗氧量=(碳原子数÷2)×2 +(碳原子数÷2 - 1)×1×2?错误,正确推导:
每个β-氧化循环(除最后一次)生成1分子乙酰-CoA、1FADH₂、1NADH;最后一次生成2分子乙酰-CoA、1FADH₂、1NADH。
总反应式:硬脂酸 + 26O₂ → 18CO₂ + 18H₂O(配平反应式):
左边:C₁₈H₃₆O₂ + 26O₂ → 18CO₂ + 18H₂O
右边:18C + 36H + (36+26)O=18×2 + 18×1=36+18=54O,左边2+52=54O,配平成立!
结论
1分子硬脂酰-CoA彻底氧化消耗26分子O₂。