113年:醫學一(1)

無氧代謝時,將一莫耳(mole)的葡萄糖經由糖解作用(glycolysis)及酵素lactate dehydrogenase轉化成兩莫耳的乳酸(lactate),最終淨產生:

A一莫耳的ATP
B兩莫耳的ATP
C一莫耳的ATP以及兩莫耳的NADH
D兩莫耳的ATP以及兩莫耳的NADH

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是無氧糖解作用 (Anaerobic Glycolysis) 的能量與還原當量平衡。 在無氧狀態下,細胞為了持續產生能量,必須將葡萄糖經由糖解作用 (Glycolysis) 產生的丙酮酸 (Pyruvate) 進一步轉化為乳酸 (Lactate)。這個步驟的關鍵生理意義在於再生 NAD⁺,以維持糖解作用的進行。

選項分析

我們將過程分解為兩個階段來計算淨產量:

  1. 第一階段:糖解作用 (Glycolysis)

    • 反應:1 Glucose → 2 Pyruvate
    • 產物:淨產生 2 ATP2 NADH
    • (註:糖解作用的投資期消耗 2 ATP,獲利期產生 4 ATP,故淨得 2 ATP;GAPDH 步驟產生 2 NADH)。
  2. 第二階段:乳酸去氫酶反應 (Lactate Dehydrogenase, LDH)

    • 反應:2 Pyruvate + 2 NADH + 2 H⁺ → 2 Lactate + 2 NAD⁺
    • 消耗2 NADH
    • 此步驟不產生也不消耗 ATP,其主要目的是將第一階段產生的 NADH 氧化回 NAD⁺,讓 GAPDH 酵素能繼續運作。

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