檸檬酸循環圖（克氏循環）產生器
產生帶標註的檸檬酸循環圖：含中間產物和酵素的八步驟循環、高中簡版、碳原子計數圖，以及從糖解作用銜接到 TCA 循環的圖。常見於生物學習單、上課簡報和論文。
檸檬酸循環圖範例
每張卡片都是上方提示詞的實際生成結果：附八種酵素和碳原子數的完整循環、只有中間產物和產物的高中版、逐一數碳原子的版本，以及糖解作用接兩輪循環的版本。點選卡片，提示詞會填進輸入框讓你修改。
檸檬酸循環圖詳解：一輪循環八個步驟
從頂端乙醯輔酶 A 與草醯乙酸結合處開始，沿編號箭頭在粒線體基質中順時針走一圈。
- 1
1–2 檸檬酸合成酶、烏頭酸酶
乙醯輔酶 A（2C）與草醯乙酸（4C）生成檸檬酸（6C），再異構化為異檸檬酸。
- 2
3–4 兩次氧化脫羧
脫去一個 CO₂ 得 α-酮戊二酸（5C），再脫一個得琥珀醯輔酶 A（4C），各產生一個 NADH。
- 3
5–6 先 GTP，後 FADH₂
琥珀醯輔酶 A 合成酶產生本輪唯一的 GTP；琥珀酸去氫酶把 FAD 還原為 FADH₂。
- 4
7–8 回到草醯乙酸
延胡索酸酶加水生成蘋果酸；蘋果酸去氫酶產生第三個 NADH 並再生草醯乙酸。
檸檬酸循環的碳原子計數：進 2 個，出 2 個
同一個循環，每個中間產物畫成一串碳原子小珠，兩次脫羧就成了小珠離開。
- 1
6C：檸檬酸和異檸檬酸
乙醯輔酶 A 的 2 個碳加上草醯乙酸的 4 個；檸檬酸變成異檸檬酸，6 個碳都還在。
- 2
6 → 5 → 4：兩個 CO₂ 離開
一個碳以 CO₂ 離開得 α-酮戊二酸（5C），第二個離開得琥珀醯輔酶 A（4C）。
- 3
一路維持 4C
琥珀酸、延胡索酸和蘋果酸都是四碳；最後幾步只是把它們氧化回草醯乙酸。
檸檬酸循環、克氏循環與 TCA 循環圖：從簡到詳
三個名字，一條路徑；圖可以簡單到高中學習單上的五個標註，也可以詳細到生化考試裡的結構式。說明你的課程要哪一種。
檸檬酸循環簡圖
只有名稱和產物的循環：乙醯輔酶 A 進入，八種中間產物依序排列，CO₂、NADH、FADH₂ 和 ATP 用側向箭頭離開，不畫酵素。有些講義再縮成四個方框：六碳化合物、五碳化合物、四碳化合物和草醯乙酸，足以呈現兩次放出 CO₂ 的步驟。
標出酵素的檸檬酸循環圖
每個箭頭寫上催化它的酵素：檸檬酸合成酶、烏頭酸酶、異檸檬酸去氫酶、α-酮戊二酸去氫酶、琥珀醯輔酶 A 合成酶、琥珀酸去氫酶、延胡索酸酶、蘋果酸去氫酶。標出產生 NADH 的三種去氫酶，並指出琥珀酸去氫酶是唯一嵌在內膜上的酵素，同時也是複合體 II。
附結構式的 TCA 循環圖
生物化學版：每個中間產物都畫成鍵線式，學生能看到檸檬酸和異檸檬酸帶有三個羧基（循環因此稱為三羧酸循環），α-酮戊二酸的酮基，以及琥珀醯輔酶 A 的硫酯鍵。可以要求標亮每次脫羧時斷開的鍵。
數碳原子的檸檬酸循環圖
在每個中間產物上寫碳原子數，或畫成小珠：2 加 4 得 6，一個 CO₂ 後為 5，第二個 CO₂ 後為 4，四個碳一路回到草醯乙酸。值得標出的陷阱：一輪放出的兩個 CO₂ 並不是乙醯輔酶 A 帶進來的那兩個碳，它們要在之後幾輪才離開。
糖解作用與檸檬酸循環圖
通往循環的呼吸路線：細胞質中葡萄糖分解為兩個丙酮酸，丙酮酸進入粒線體，丙酮酸去氫酶各放出一個 CO₂ 和一個 NADH 生成乙醯輔酶 A，然後循環轉兩輪。到這一步，每個葡萄糖合計：4 個 ATP 或 GTP、10 個 NADH、2 個 FADH₂、6 個 CO₂。
檸檬酸循環調控圖
用抑制短槓和活化箭頭畫出調控點：檸檬酸合成酶受 ATP、NADH 和琥珀醯輔酶 A 抑制；主要煞車的異檸檬酸去氫酶受 ATP 和 NADH 抑制，被 ADP 和 Ca²⁺ 活化；α-酮戊二酸去氫酶受 NADH 和琥珀醯輔酶 A 抑制。適合醫學生物化學及相關的能量狀態題目。
電子傳遞鏈圖
不屬於檸檬酸循環，而是循環供應的下一步，需要另畫一張圖：粒線體內膜上的複合體 I 到 IV，泛醌和細胞色素 c 在其間傳遞電子，質子被打入膜間腔，ATP 合成酶讓它們流回。NADH 把電子交給複合體 I，FADH₂ 留在複合體 II，氧在複合體 IV 接受電子。請直接指名要它。
檸檬酸循環的 8 個步驟
從循環頂端順時針讀。第三欄就是帶標註的圖在每一步側向箭頭上寫的內容。
| 步驟與酵素 | 反應 | 離開或產生的物質 |
|---|---|---|
| 1 檸檬酸合成酶 | 乙醯輔酶 A（2C）+ 草醯乙酸（4C）→ 檸檬酸（6C） | 釋出 CoA-SH；此步不可逆 |
| 2 烏頭酸酶 | 檸檬酸 → 異檸檬酸，經順烏頭酸 | 沒有物質離開；羥基移位 |
| 3 異檸檬酸去氫酶 | 異檸檬酸（6C）→ α-酮戊二酸（5C） | CO₂ 和第一個 NADH；主要調控點 |
| 4 α-酮戊二酸去氫酶 | α-酮戊二酸（5C）→ 琥珀醯輔酶 A（4C） | 第二個 CO₂ 和第二個 NADH |
| 5 琥珀醯輔酶 A 合成酶 | 琥珀醯輔酶 A → 琥珀酸 | 受質層次磷酸化產生 GTP（或 ATP）；釋出 CoA-SH |
| 6 琥珀酸去氫酶 | 琥珀酸 → 延胡索酸 | FADH₂；此酵素即電子傳遞鏈的複合體 II |
| 7 延胡索酸酶 | 延胡索酸 + H₂O → 蘋果酸 | 沒有物質離開；加水 |
| 8 蘋果酸去氫酶 | 蘋果酸 → 草醯乙酸 | 第三個 NADH；草醯乙酸準備接下一個乙醯輔酶 A |
有些教科書算成九步或十步。 它們把順烏頭酸單獨列為中間產物，或從產生乙醯輔酶 A 的丙酮酸去氫酶這一步開始，而這一步本身不屬於循環。舊書把第 5 步的酵素稱為琥珀酸硫激酶；心肌和骨骼肌在這一步產生 ATP，肝臟產生 GTP。說明你的課程用哪些名稱、算幾步。
什麼是檸檬酸循環？
檸檬酸循環，又稱克氏循環、TCA 循環或三羧酸循環，是粒線體基質中的八步驟循環反應：把乙醯輔酶 A 的二碳乙醯基氧化成兩個 CO₂，每輪以 3 NADH、1 FADH₂ 和 1 GTP 或 ATP 的形式儲存能量，最後再生出起始的草醯乙酸。 檸檬酸循環圖把這個循環依中間產物順序畫出，產物在產生它們的步驟離開。
重點
- 它在粒線體基質中進行。 除了位於內膜上的琥珀酸去氫酶，所有酵素都溶在基質中；細菌的檸檬酸循環在細胞質中進行。
- 每輪進 2 個碳，出 2 個 CO₂。 乙醯輔酶 A（2C）與草醯乙酸（4C）生成檸檬酸（6C）；兩次脫羧回到四碳，其餘步驟再生草醯乙酸。
- 大部分能量以 NADH 和 FADH₂ 而不是 ATP 的形式離開。 一輪直接產生 3 NADH、1 FADH₂，只有 1 個 GTP 或 ATP；電子攜帶者進入電子傳遞鏈後約再折合 9 個 ATP。
- 每個葡萄糖讓循環轉兩輪。 糖解作用把葡萄糖分成兩個丙酮酸，各生成一個乙醯輔酶 A，所以每個葡萄糖產生 4 CO₂、6 NADH、2 FADH₂ 和 2 GTP 或 ATP。
- 它由 Hans Krebs 於 1930 年代在鴿子飛行肌中闡明。 檸檬酸循環得名於第一個產物，TCA 循環則因檸檬酸和異檸檬酸都是三羧酸而得名。
檸檬酸循環與卡爾文循環的差別
檸檬酸循環拆解碳，卡爾文循環組裝碳：檸檬酸循環在粒線體中把乙醯基氧化成 CO₂，把電子裝到 NAD⁺ 和 FAD 上；卡爾文循環在葉綠體中把 CO₂ 固定成糖，為此消耗 ATP 和 NADPH。 兩者都是會再生起始分子的封閉循環，所以常被拿來比較。
| 檸檬酸循環 | 卡爾文循環 | |
|---|---|---|
| 場所 | 粒線體基質 | 葉綠體基質 |
| 所屬過程 | 細胞呼吸（分解分子） | 光合作用（合成糖） |
| CO₂ | 釋放，每輪 2 個 | 由 Rubisco 吸收，每輪 1 個 |
| 電子攜帶者 | NAD⁺ 和 FAD 被還原為 NADH 和 FADH₂ | NADPH 被氧化為 NADP⁺ |
| ATP | 每輪產生 1 個 GTP 或 ATP | 每固定 1 個 CO₂ 消耗 3 個 ATP |
| 再生的分子 | 草醯乙酸（4C） | RuBP（5C） |
在圖上，跟著 CO₂ 箭頭看：檸檬酸循環中它指向循環外，卡爾文循環中指向循環內。 植物兩者都進行，卡爾文循環白天在葉綠體中進行，檸檬酸循環則一直在粒線體中進行。
關於檸檬酸循環的常見問題
克氏循環圖和檸檬酸循環圖是一樣的嗎？
是的。克氏循環、檸檬酸循環和三羧酸（TCA）循環是同一條路徑的三個名字，所以三種圖畫的是同一個循環。 台灣高中生物多稱克氏循環或檸檬酸循環，生物化學課常說 TCA 循環。標題用你課程的叫法即可，中間產物和產物不變。
檸檬酸循環在哪裡進行？
在粒線體基質，也就是粒線體內膜以內的空間。 唯一的例外是琥珀酸去氫酶（第 6 步），它固定在內膜上。細菌沒有粒線體，檸檬酸循環在細胞質中進行。
檸檬酸循環的 8 個步驟是什麼？
1 乙醯輔酶 A 與草醯乙酸生成檸檬酸；2 檸檬酸轉變為異檸檬酸；3 異檸檬酸生成 α-酮戊二酸，放出 CO₂ 和 NADH；4 α-酮戊二酸生成琥珀醯輔酶 A，放出 CO₂ 和 NADH；5 琥珀醯輔酶 A 生成琥珀酸，產生 GTP 或 ATP；6 琥珀酸生成延胡索酸，產生 FADH₂；7 延胡索酸加水生成蘋果酸；8 蘋果酸生成草醯乙酸，產生 NADH。
檸檬酸循環的反應物和產物是什麼？
每輪消耗 1 個乙醯輔酶 A、3 個 NAD⁺、1 個 FAD、1 個 GDP（或 ADP）和磷酸以及 2 個 H₂O，產生 2 個 CO₂、3 個 NADH、1 個 FADH₂、1 個 GTP（或 ATP）和 CoA。 草醯乙酸在第 1 步消耗、第 8 步再生，所以整體上既不是反應物也不是產物。
檸檬酸循環產生多少 ATP？
直接產生的是每輪 1 個 GTP 或 ATP，每個葡萄糖 2 個。 把 3 個 NADH 和 1 個 FADH₂ 在電子傳遞鏈中分別以約 2.5 和 1.5 個 ATP 計，一輪約合 10 個 ATP，每個葡萄糖約 20 個。
檸檬酸循環需要氧氣嗎？
它本身不消耗氧，但沒有氧就會停下，所以算有氧過程。 循環需要持續供應 NAD⁺ 和 FAD，而它們只有在電子傳遞鏈能把電子交給氧時才能再生。缺氧時 NADH 堆積，去氫酶各步驟停止。
為什麼每個葡萄糖讓檸檬酸循環轉兩輪？
因為一個葡萄糖經糖解作用產生兩個丙酮酸，每個丙酮酸變成一個乙醯輔酶 A。 每個乙醯輔酶 A 驅動一輪，所以以每個葡萄糖計，所有產物都加倍：4 CO₂、6 NADH、2 FADH₂ 和 2 GTP 或 ATP。
進入檸檬酸循環前丙酮酸發生了什麼事？
它被運進粒線體基質，由丙酮酸去氫酶複合體轉化為乙醯輔酶 A，放出一個 CO₂ 和一個 NADH。 這個連結反應不算在八個步驟之內，但多數圖把它畫成從循環頂端進入的箭頭。
檸檬酸循環的中間產物有什麼記憶口訣？
英文常用「Citrate Is Krebs' Starting Substrate For Making Oxaloacetate」，對應檸檬酸、異檸檬酸、α-酮戊二酸、琥珀醯輔酶 A、琥珀酸、延胡索酸、蘋果酸、草醯乙酸。 中文也可以取首字記成「檸、異、酮、琥醯、琥、延、蘋、草」。兩者都從頂端順時針排列，也就是幫圖標註的順序。
哪些酵素調控檸檬酸循環？
檸檬酸合成酶、異檸檬酸去氫酶和 α-酮戊二酸去氫酶，也就是能量落差大的三步。 ATP 和 NADH 多時它們變慢；鈣離子活化兩種去氫酶，ADP 活化異檸檬酸去氫酶，所以肌肉運動時循環轉得更快。
檸檬酸循環和電子傳遞鏈有什麼不同？
檸檬酸循環從乙醯基上剝下電子，裝到 NAD⁺ 和 FAD 上；位於內膜的電子傳遞鏈從 NADH 和 FADH₂ 接過電子，傳給氧，並用釋出的能量合成細胞大部分的 ATP。 兩者分開畫：循環在基質中，電子傳遞鏈橫跨內膜。
繼續探索
我們的其他圖表工具，以及相關的指南文章。
