112年:營養生理生化(2)

酒精在肝細胞中氧化代謝的反應式為:C2H5OH + NAD+→CH3CHO + NADH + H+;此反應的還原電位變化ΔE’0= -0.123 V 。已知反應自由能與電位之間的關係是ΔG’0= -nFΔE’0,其中n= 2,F= 96.5 kJ/V/mol 。已知1 kcal = 4.18 kJ 。計算此反應的ΔG’0自由能變化值約為多少?

A-99 kcal/mol
B23.7 kJ/mol
C99.1 kcal/mol
D-5.67 kcal/mol

詳細解析

本題觀念:

生物能量學 (Bioenergetics)、氧化還原反應 (Redox Reaction)、吉布斯自由能 (Gibbs Free Energy)

本題考查的核心觀念是利用氧化還原電位 (ΔE\Delta E'^\circ) 計算標準自由能變化 (ΔG\Delta G'^\circ)。這是生物化學中能量代謝的基礎計算,特別是在酒精代謝(乙醇 \rightarrow 乙醛)的反應中,理解為何在標準狀態下非自發的反應,在細胞內卻能順利進行。


選項分析

計算步驟詳解:

  1. 確認公式: 題目給定公式 ΔG=nFΔE\Delta G'^\circ = -nF\Delta E'^\circ

    • nn:反應中轉移的電子數。酒精氧化為乙醛的過程涉及 2 個電子的轉移 (NAD++2e+H+NADHNAD^+ + 2e^- + H^+ \rightarrow NADH),故 n=2n=2
    • FF:法拉第常數 (Faraday constant),題目給定 96.5 kJ/V/mol96.5 \text{ kJ/V/mol}
    • ΔE\Delta E'^\circ:標準還原電位變化,題目給定 0.123 V-0.123 \text{ V}
  2. 代入數值

    \begin{aligned} \De

...(解析預覽)...