华中农业大学生物化学考研试题库附答案 糖代谢.doc

第9章 糖代谢 一、教学大纲基本要求 糖酵解、三羧酸循环、乙醛酸循环、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解、糖异生作用。对各条代谢途径的阐述内容主要包括：酶促反应步骤、作用部位、代谢特点、能量转换关系、生理意义、关键酶的调控以及各条代谢途径之间的关系。 二、本章知识要点 糖酵解（葡萄糖→丙酮酸） 1. 酵解与发酵 酵解作用是葡萄糖在无氧的条件下分解成丙酮酸并生成少量ATP的过程。它是动物、植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。厌氧有机体（如酵母等）把糖酵解生成的NADH中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称为酒精发酵。如果将氢交给丙酮酸生成乳酸则称为乳酸发酵。酵解作用与发酵作用的终产物不同，但其所经过的中间步骤则几乎完全一样。 2. 糖酵解途径 酵解反应过程可分为两个阶段，十步反应，催化反应所需的10种酶均分布在细胞质中。 酵解途径的第一阶段是消耗能量的过程，一分子葡萄糖（六碳）转变成二分子3-磷酸甘油醛（三碳）。即葡萄糖经过两次磷酸化生成1，6-二磷酸果糖，1，6-二磷酸果糖裂解成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛，二者可以酶促互变。这个阶段由己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的反应是耗能的不可逆反应，反应所需的能量和磷酸基由ATP提供。因此，这个阶段需要消耗2分子ATP。 第二阶段是产能的过程，将3-磷酸甘油醛转变成丙酮酸。即在3-磷酸甘油醛脱氢酶催化下，3-磷酸甘油醛同时进行脱氢和磷酸化反应，生成高能化合物1，3-二磷酸甘油酸和一分子NADH+H+。之后，磷酸甘油酸激酶催化1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，同时通过底物水平磷酸化生成1分子ATP。3-磷酸甘油酸变位生成2-磷酸甘油酸，再经烯醇化酶催化生成高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸，后者在丙酮酸激酶催化下生成丙酮酸（第三步不可逆反应），并再一次进行底物水平磷酸化生成1分子ATP。在这一阶段，3-磷酸甘油醛脱氢酶是酵解中唯一催化脱氢反应的酶，酶的辅酶为NAD，因碘乙酸可与其活性残基的-SH作用而成为此酶的强烈抑制剂。砷酸可以和磷酸竞争结合此酶，因此成为这一步氧化和磷酸化反应的解偶联剂。 3. 糖酵解的意义 酵解的第一阶段，由葡萄糖生成1，6-二磷酸果糖需要消耗2分子ATP。第二阶段，1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸反应中各形成2分子ATP（1分子六碳糖裂解成2分子三碳糖）。因此糖酵解过程净产生2分子ATP。另外，若3-磷酸甘油醛脱氢反应生成的2分子NADH+H+进入呼吸链氧化，则可以产生5分子ATP。 糖酵解在生物体中普遍存在，它在无氧及有氧条件下都能进行，是葡萄糖进行有氧或无氧分解的共同代谢途径。通过糖酵解，生物体获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧生物或供氧不足的组织来说，糖酵解是糖分解的主要形式，也是获得能量的主要方式。成熟的红细胞由于没有线粒体等亚细胞器，故能量的来源主要是糖酵解。 糖酵解途径中形成的许多中间产物，可以作为合成其他物质的原料。如磷酸二羟丙酮可以转变为甘油，丙酮酸可以转变为丙氨酸或乙酰CoA，乙酰CoA是脂肪酸合成的原料，因此，酵解途径又是糖代谢与脂肪代谢相互联系的桥梁。 4. 糖酵解的调控 酵解中催化三步不可逆反应的酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶控制着糖酵解的速度，以满足细胞对ATP和合成原料的需要。 ⑴ 磷酸果糖激酶是糖酵解过程中最重要的调节酶，酵解的速度主要取决于该酶的活性。磷酸果糖激酶的活性受多种代谢物浓度的影响，如高浓度的ATP、柠檬酸、脂肪酸可抑制其活性。这些物质增多，反映了细胞内有较丰富的能源和中间产物，以供给其他代谢途径利用，因而机体有必要将糖酵解途径减速，以免过多消耗葡萄糖。相反，ADP、AMP、2，6-二磷酸果糖则可促进其活性，加速糖酵解的进行，以便为机体提供能量和合成原料。 ⑵ 己糖激酶受高浓度的6-磷酸葡萄糖的反馈抑制。但由于6-磷酸葡萄糖是一个具有多种去向的中间产物。它既可以经异构生成6-磷酸果糖后再磷酸化为1，6-二磷酸果糖，也可以进入磷酸戊糖途径进行转变，还可以经磷酸酯酶水解成葡萄糖或经1-磷酸葡萄糖转变为糖原。因此己糖激酶不是酵解的关键酶。 ⑶ 丙酮酸激酶受高浓度的ATP、乙酰CoA、脂肪酸等代谢物的抑制。1，6-二磷酸果糖为此酶的激活剂。 可见，糖酵解过程中基本上是单向的关键酶是磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。 5. 丙酮酸的去路 从葡萄糖到丙酮酸的酵解反应不需要氧的参与，但不论机体处于有氧还是无氧状态，糖酵解都能进行。酵解产物丙酮酸的去路却取决于机体组织的供氧状况。⑴在无氧条件下，3-磷酸甘油醛脱氢反应产生的NADH+H+不能经过电子传递体系氧化，而是用于使丙酮酸还原生成乳酸（即糖的无氧酵解）。⑵在有氧的条件下，NADH+H+经过电子传递体系被重新氧化，丙酮酸则进入线粒体变成乙酰CoA参加三羧酸