6.2 考研真题详解
一、单选题(A型题)
1糖酵解的生理意义是( )。[西医统考2018研]
A.提供葡萄糖进入血液
B.为糖异生提供原料
C.加快葡萄糖的氧化速率
D.缺氧时为机体快速提供能量
【答案】D
【解析】糖酵解最重要的生理意义在于缺氧时为机体迅速提供能量。这对于肌肉收缩更为重要,肌肉内ATP只要收缩几秒即可耗尽,此时即使不缺氧,葡萄糖有氧氧化反应时间长,来不及满足需要,而通过糖酵解则可迅速获得能量。此外,成熟红细胞只能依赖糖的无氧氧化提供能量。
2下列酶中属于糖原合成关键酶的是( )。[西医统考2017研]
A.UDPG焦磷酸化酶
B.糖原合酶
C.糖原磷酸化酶
D.分支酶
【答案】B
【解析】糖原合成的关键酶是糖原合酶和分支酶。
3磷酸戊糖途径的重要意义在于其产生( )。[华中农业大学2017研]
A.NADH
B.FADH2
C.F-6-P
D.NADPH
【答案】D
4缺氧情况下,糖酵解途径生成的NADH的去路是( )。[华中农业大学2017研]
A.进入呼吸链氧化供应能量
B.丙酮酸还原为乳酸
C.3-磷酸甘油酸还原为3-磷酸甘油醛
D.经苹果酸穿梭系统进入线粒体氧化
【答案】B
5糖代谢中“巴斯德效应”的结果是( )。[西医统考2016研]
A.乳酸生成增加
B.三羧酸循环减慢
C.糖原生成增加
D.糖酵解受到抑制
【答案】D
【解析】酵母菌在无氧时进行生醇发酵,将其转移至有氧环境,生醇发酵即被抑制。这种有氧氧化抑制生醇发酵(或糖无氧氧化)的现象称为巴斯德效应。所以“巴斯德效应”的结果是糖酵解受到抑制。
6胰高血糖素促进糖异生的机制是( )。[西医统考2016研]
A.抑制6-磷酸果糖激酶-2的活性
B.激活6-磷酸果糖激酶-1
C.激活丙酮酸激酶
D.抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成
【答案】A
【解析】胰高血糖素通过使磷酸果糖激酶-2磷酸化失活即抑制6-磷酸果糖激酶-2的活性促进糖异生。
7下列维生素中,其衍生物参与形成丙酮酸脱氢酶复合体的是( )。[西医统考2015研]
A.磷酸吡哆醛
B.生物素
C.叶酸
D.泛酸
【答案】D
【解析】“丙酮酸脱氢酶复合体”是糖有氧氧化的关键酶之一,由丙酮酸脱氢酶(E1)、二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)和二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)组成。参与的辅酶有硫胺索焦磷酸酯(TPP)、硫辛酸、FAD、NAD+和辅酶A。泛酸的衍生物为辅酶A
8体内提供NADPH的主要代谢途径是( )。[西医统考2015研]
A.糖酵解途径
B.磷酸戊糖途径
C.糖的有氧氧化
D.糖异生
【答案】B
【解析】体内NADPH主要来源于磷酸戊糖途径,次要来源是柠檬酸-丙酮酸循环。
9关于糖醇解途径中的关键酶正确的是( )。[武汉大学2015研]
A.磷酸果糖激酶-l
B.果糖双磷酸酶-l
C.磷酸甘油酸激酶
D.丙酮酸羧化酶
E.果糖双磷酸酶-2
【答案】A
【解析】糖酵解途径中的关键酶有三个,分别为己糖激酶(葡萄糖激酶)、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。
10调节三羧酸循环的关键酶是( )。[西医统考2014研]
A.苹果酸脱氢酶
B.丙酮酸脱氢酶
C.异柠檬酸脱氢酶
D.顺乌头酸酶
【答案】C
【解析】调节三羧酸循环的关键酶有三个,即柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体。AD两项,苹果酸脱氢酶、顺乌头酸酶为调节三羧酸循环的非关键酶,B项,丙酮酸脱氢酶为糖有氧氧化的关键酶。
11丙酮酸脱氢酶复合体中不包括的物质是( )。[西医统考2014研]
A.FAD
B.生物素
C.NAD+
D.辅酶A
【答案】B
【解析】“丙酮酸脱氢酶复合体”由丙酮酸脱氢酶(E1)、二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)和二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)组成。参与的辅酶有硫胺索焦磷酸酯(TPP)、硫辛酸、FAD、NAD+和辅酶A,其辅助因子不包括生物素。
12糖酵解途径所指的反应过程是( )。[西医统考2013研]
A.葡萄糖转变成磷酸二羟丙酮
B.葡萄糖转变成乙酰CoA
C.葡萄糖转变成乳酸
D.葡萄糖转变成丙酮酸
【答案】D
13下列物质中,能够在底物水平上生成GTP的是( )。[西医统考2013研]
A.乙酰CoA
B.琥珀酰CoA
C.脂肪酰CoA
D.丙二酸单酰CoA
【答案】B
【解析】在无氧糖酵解和三羧酸循环中共有3个底物水平磷酸化反应:①1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸;②磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸;③琥珀酰CoA生成琥珀酸。
14属于肝己糖激酶的同工酶类型是( )。[西医统考2012研]
A.Ⅰ型
B.Ⅱ型
C.Ⅲ型
D.Ⅳ型
【答案】D
【解析】目前已发现的已糖激酶同工酶有4种,即Ⅰ—Ⅳ型。肝细胞中存在的是Ⅳ型,称为葡萄糖激酶。
15下列化合物中,不能直接由草酰乙酸转变生成的是( )。[西医统考2011研]
A.柠檬酸
B.苹果酸
C.天冬氨酸
D.乙酰乙酸
【答案】D
【解析】A项,在三羧酸循环中,草酰乙酸与乙酰CoA缩合生成柠檬酸。B项,在三羧酸循环中,苹果酸脱氢生成草酰乙酸(此反应可逆)。C项,在氨基转移反应中,草酰乙酸可与天冬氨酸互变。D项,乙酰乙酸是酮体的主要成分,主要由HMG CoA在HMG CoA裂解酶作用下生成,而不是由草酰乙酸转变生成。
16下列选项中,可以转变为糖的化合物是( )。[西医统考2011研]
A.硬酯酸
B.油酸
C.β-羟丁酸
D.α-磷酸甘油
【答案】D
【解析】AB两项,硬脂酸、油酸属于C18的脂酸。在体内葡萄糖可转变为脂肪,但脂肪绝大部分不能转变为糖。这是因为脂肪分解生成的乙酰CoA不能转变为丙酮酸,因丙酮酸转变为乙酰CoA这步反应是不可逆的。C项,β-羟丁酸可在β-羟丁酸脱氢酶的催化下,生成乙酰乙酸,然后再转变成乙酰CoA而被氧化,也不能转变成糖。D项,α-磷酸甘油经磷酸甘油脱氢酶催化,转变成磷酸二羟丙酮,后者为糖代谢的中间产物,可沿糖异生途径转变为糖。
17糖有氧氧化抑制糖酵解的作用称为( )。[西医统考2010研]
A.别构效应
B.巴斯德效应
C.表面效应
D.邻近效应
【答案】B
【解析】糖有氧氧化抑制糖酵解的作用称为巴斯德(Pasteur)效应,其机制是:有氧时,NADH+H+可进入线粒体内氧化,丙酮酸就进行有氧氧化而不生成乳酸;缺氧时,NADH+H+不能被氧化,丙酮酸就作为氢接受体而生成乳酸。A项,别构效应是别构酶(变构酶)在变构效应剂作用下发生变构的生化效应。CD两项,表面效应和邻近效应均为底物和酶结合的机制。
18草酰乙酸不能直接转变生成的物质是( )。[西医统考2009研]
A.乙酰乙酸
B.柠檬酸
C.天冬氨酸
D.苹果酸
【答案】A
【解析】A项,乙酰乙酸是酮体的主要成分,主要由HMG-CoA在HMG-CoA裂解酶作用下生成,而不是由草酰乙酸转变生成。BCD三项,在三羧酸循环中,草酰乙酸与乙酰CoA缩合生成柠檬酸;苹果酸脱氢生成草酰乙酸(此反应可逆)。在氨基转移反应中,草酰乙酸可与天冬氨酸互变。
19三羧酸循环中发生底物水平磷酸化的反应是( )。[西医统考2008研]
A.柠檬酸→异柠檬酸
B.异柠檬酸→α-酮戊二酸
C.α-酮戊二酸→琥珀酰辅酶A
D.琥珀酰辅酶A→琥珀酸
【答案】D
【解析】糖代谢产生能量的方式有两种,即偶联磷酸化和底物水平磷酸化。若将底物的高能磷酸基直接转移给ADP或GDP,生成ATP或GTP,称底物水平磷酸化。在三羧酸循环中,经底物水平磷酸化是指第5步反应。当琥珀酰CoA的高能硫酯键水解时,它可与GDP的磷酸化偶联,生成高能磷酸键,其高能化合物是GTP。这是三羧酸循环中,唯一直接生成高能磷酸键的反应。A项,“柠檬酸-异柠檬酸”是缩合反应,无能量生成。因此既无偶联磷酸化,也无底物水平磷酸化。BC两项,“异柠檬酸→α-酮戊二酸”和“α-酮戊二酸→琥珀酰辅酶A”的反应都有NADH+H+生成,后者经呼吸链氧化产能(ATP),属于偶联磷酸化,而不是底物水平磷酸化。
20下列酶中,与丙酮酸生成糖无关的是( )。[西医统考2008研]
A.丙酮酸激酶
B.丙酮酸羧化酶
C.果糖双磷酸酶-1
D.葡萄糖-6-磷酸酶
【答案】A
【解析】由非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应称为糖异生途径。除3个能障外,糖异生途径基本上是糖酵解的逆反应。催化糖酵解和糖异生的关键酶都是不可逆的。A项,丙酮酸激酶是催化糖酵解的关键酶。BCD三项,丙酮酸羧化酶、果糖双磷酸酶-1、葡萄糖-6-磷酸酶都是催化糖异生的关键酶。
21在糖酵解和糖异生中均起作用的酶是( )。[西医统考2007研]
A.丙酮酸羧化酶
B.磷酸甘油酸激酶
C.果糖二磷酸酶
D.丙酮酸激酶
【答案】B
【解析】除3个能障外,糖异生途径基本上是糖酵解的逆反应。催化糖酵解和糖异生的关键酶都是不可逆的。AC两项,催化糖异生的关键酶是葡萄糖-6-磷酸酶、果糖二磷酸酶-1、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。B项,磷酸甘油酸激酶是非关键酶,催化的反应可逆,在糖酵解和糖异生中均起作用。D项,催化糖酵解的关键酶包括:葡萄糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。
22三羧酸循环中的不可逆反应是( )。[西医统考2007研]
A.草酰乙酸→柠檬酸
B.琥珀酰CoA→琥珀酸
C.琥珀酸-延胡索酸
D.延胡索酸-苹果酸
【答案】A
【解析】三羧酸循环包括9步反应,其中关键酶催化的不可逆反应有3个:草酰乙酸→柠檬酸;异柠檬酸→α-酮戊二酸;α-酮戊二酸→琥珀酰CoA,其他均是非关键酶催化的可逆反应。草酰乙酸和乙酰CoA在柠檬酸合酶催化下生成柠檬酸,此反应是三羧酸循环的限速步骤,反应所需的能量来自乙酰CoA的高能硫酯键,由于高能硫酯键水解时可释出较多的自由能,使反应成为单向的不可逆反应。
23丙酮酸脱氢酶复合体不包括的辅助因子是( )。[西医统考2005研]
A.FAD
B.NAD+
C.硫辛酸
D.辅酶A
E.生物素
【答案】E
【解析】“丙酮酸脱氢酶复合体”是糖有氧氧化的关键酶之一,由丙酮酸脱氢酶E1、二氢硫辛酰胺转乙酰酶E2和二氢硫辛酰胺脱氢酶E3组成。参与的辅酶有硫胺素焦磷酸酯TPP、硫辛酸、FAD、NAD+和CoA。E项,生物素是体内多种羧化酶的辅酶,参与CO2的羧化过程。
二、B型题
A.丙酮酸激酶
B.乳酸脱氢酶
C.琥珀酸脱氢酶
D.异柠檬酸脱氢酶[西医统考2012研]
1无氧酵解涉及的关键酶是( )。
【答案】A
【解析】糖无氧酵解的关键酶有3个,即己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。
2三羧酸循环的关键酶是( )。
【答案】D
【解析】三羧酸循环的关键酶有3个,即柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶(D)、α-酮戊二酸脱氢酶。
A.葡萄糖激酶
B.6-磷酸果糖激酶-1
C.丙酮酸羧化酶
D.柠檬酸合酶[西医统考2010研]
3肌肉组织中,糖酵解途径的关键酶是( )。
【答案】B
【解析】催化糖酵解的关键酶有三个,即己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶。己糖激酶有4种同工酶(Ⅰ~Ⅳ型),存在肝细胞中的为Ⅳ型,称为葡萄糖激酶。本题要求作答的是肌肉组织中糖酵解的关键酶,因此其正确答案为6-磷酸果糖激酶-1。
4糖异生过程的关键酶是( )。
【答案】C
【解析】糖异生的关键酶有四个,即丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖双磷酸酶-1、葡萄糖-6-磷酸酶。
三、多选题(X型题)
16-磷酸葡萄糖直接参与的代谢途径有( )。[西医统考2013研]
A.糖酵解
B.磷酸戊糖途径
C.三羧酸循环
D.糖原分解
【答案】ABD
【解析】①糖酵解:葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→…→丙酮酸→乳酸。②磷酸戊糖途径:葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸葡萄糖酸→磷酸戊糖途径。③三羧酸循环:葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→…→丙酮酸→乙酰CoA→三羧酸循环。④糖原分解:糖原→1-磷酸葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→糖代谢途径。可见,6-磷酸葡萄糖直接参与的代谢途径有糖酵解、磷酸戊糖途径和糖原分解,间接参与三羧酸循环。
2磷酸戊糖途径的重要生理功能有( )。[西医统考2007研]
A.是糖、脂、氨基酸的代谢枢纽
B.为脂肪酸合成提供NADPH
C.为核酸合成提供原料
D.为胆固醇合成提供NADPH
【答案】BCD
【解析】磷酸戊糖途径的生理意义:(1)为核酸的生物合成提供核糖。(2)提供大量NADPH,参与多种代谢反应:①NADPH为多种合成代谢提供氢,如乙酰CoA合成脂酸、胆固醇;②NADPH参与体内的羟化反应,如从鲨烯合成胆固醇,从胆固醇合成胆汁酸、类固醇激素等;③NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态。A项,糖、脂、氨基酸三大营养物质代谢的枢纽是三羧酸循环,而不是磷酸戊糖途径。
四、填空题
1糖酵解途径中三个重要的调控关键酶为______、______、______。[中国科学技术大学2016研]
【答案】己糖激酶;磷酸果糖激酶;丙酮酸激酶
2参与琥珀酸脱氢生成延胡索酸反应的辅酶是______。[郑州大学2007研]
【答案】FADH2
五、判断题
在糖酵解中,共有4个激酶,即己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶,它们都催化不可逆反应。( )[厦门大学2008研]
【答案】错
【解析】在糖酵解中,共有4个激酶,即己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶,只有磷酸甘油酸激酶催化可逆反应,其他3种即己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化不可逆反应。
六、名词解释题
1底物水平磷酸化[中山大学2018研]
答:底物水平磷酸化是指代谢物在脱氢和脱水的过程中,分子内部发生能量重排生成高能磷酸键,这种高能键将ADP磷酸化生成ATP的过程。
2糖酵解[华中农业大学2017研]
答:糖酵解是指将葡萄糖或糖原分解为丙酮酸,ATP和NADH+、H+的过程,此过程中伴有少量ATP的生成。这一过程是在细胞质中进行,不需要氧气,每一反应步骤基本都由特异的酶催化。在缺氧条件下丙酮酸则可在乳酸脱氢酶的催化下,接受磷酸丙糖脱下的氢,被还原为乳酸。
3Cori循环(Cori Cycle)[中国科学技术大学2016研]
答:Cori循环即乳酸循环,是指肌肉收缩时生成乳酸,由于肌肉内糖异生活性低,所以乳酸通过细胞膜进入血液后再进入肝脏,在肝内异生为葡萄糖,葡萄糖释放入血后又可被肌肉提取,形成的一个循环的过程。
4Tricarboxylic acid cycle[武汉大学2015研]
答:Tricarboxylic acid cycle的中文名称是三羧酸循环,又称柠檬酸循环或Krebs循环,是指在细胞的线粒体中进行的生化反应。三羧酸循环是指以乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酸开始,经过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的循环反应过程。三羧酸循环不只是丙酮酸氧化所经历的途径,也是脂肪酸、氨基酸等各种燃料分子氧化分解所经历的共同途径,是三大营养物质(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。此外,柠檬酸循环的中间体还可作为许多生物合成的前体,也可以说柠檬酸循环是两用代谢途径。
七、简答题
1简述磷酸戊糖途径的调节因素和生理意义。[中山大学2018研]
答:(1)磷酸戊糖途径的调节因素主要有以下两种:
①氧化阶段的调节
葡糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键酶,其活性决定葡糖-6-磷酸进入此途径的流量。
②[NADPH]/[NADP+]的比率
比率过高时,会抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性,从而抑制磷酸戊糖途径。
(2)磷酸戊糖途径的生理意义
①为核酸的生物合成提供5-磷酸核糖。5-磷酸核糖是核酸和核苷酸的组成成分,在人体主内要是经磷酸戊糖途径生成。
②提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应。NADPH是体内许多合成代谢的供氢体;NADPH参与体内羟化反应;NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态,对保护细胞中含巯基的酶及蛋白质免受氧化、维持红细胞的正常功能(膜蛋白的完整性)及血红蛋白处于还原状态起重要作用。
③提供能量。必要时可通过转氢酶作用,使NAD+还原成NADH,后者通过呼吸链和氧化磷酸化过程,即可生成ATP提供能量需要。
2糖原合成时为什么利用UDP-葡萄糖,而不是直接利用葡萄糖?[中国科学技术大学2016研]
答:糖原合成时利用UDP-葡萄糖而不直接利用葡萄糖的原因:游离的葡萄糖分子不能直接作为糖原合酶的底物,需要在细胞内首先被激活为6-磷酸葡糖,再经磷酸葡糖变位酶催化异构化为1-磷酸葡糖。在动物和酵母体内,1-磷酸葡糖经UDP-葡萄糖焦磷酸化酶催化转变为UDP-葡萄糖;UDP-葡萄糖是糖原合成的活性前体,因为糖原合酶不能催化糖原的从头合成,只能将葡萄糖单位从活化形式UDP-葡萄糖中转移到事先合成好的引物分子上。
八、问答题
1血糖水平的恒定需要受到激素的调节,请问体内调控血糖的激素有哪些,主要作用机制是什么?[中山大学2018研]
答:(1)体内参与血糖浓度调节的激素有两类:一类是降低血糖的激素,只有胰岛素一种;一类是升高血糖的激素,这类激素包括肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、生长激素等。它们对血糖浓度的调节是通过对糖代谢途径中一些关键酶的诱导、激活或抑制来实现的。这两类激素的作用互相对立又互相制约,使调节效能加强。
(2)各种激素的主要作用机制如下:
①胰岛素:是主要的降血糖激素,系由胰岛B细胞所产生,其主要作用有:a.促进细胞摄取葡萄糖;b.促进糖原合成,减少糖原分解;c.促进糖的氧化和分解,加速糖的利用;d.促进甘油三酯的合成和储存;e.阻止糖异生作用。高血糖、高氨基酸、胰泌素、胰升糖素和神经兴奋等都可促进胰岛素的释放。
②胰高血糖素:是升高血糖浓度的最重要的激素。是由胰岛A细胞合成和分泌的29个氨基酸组成的肽类激素。胰高血糖素主要通过提高靶细胞内cAMP含量达到调节血糖浓度的目的。细胞内的cAMP可激活依赖cAMP的蛋白激酶,后者通过酶蛋白的共价修饰改变细胞内酶的活性,即:a.激活糖原分解和糖异生的关键酶,促进肝糖原分解成血糖,促进糖异生作用;b.抑制糖原合成和糖氧化的关键酶,使血糖升高。低血糖、低氨基酸可刺激胰高血糖素释放。
③糖皮质激素和生长激素主要刺激糖异生作用,肾上腺素主要促进糖原分解。这三个激素和胰高血糖素的主要作用是为细胞提供葡萄糖的来源。胰岛素和胰高血糖素是调节血糖浓度的主要激素,而血糖水平保持恒定则不仅是糖本身,还有脂肪、氨基酸代谢的协调作用共同完成。
2何谓三羧酸循环?三羧酸循环有何特点及生理意义?[武汉大学2015研]
答:(1)三羧酸循环的定义
三羧酸循环,又称柠檬酸循环或Krebs循环,是指在细胞的线粒体中进行的生化反应。三羧酸循环是指以乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酸开始,经过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的循环反应过程。。
这一过程中关键的化合物是含有三个羧基的柠檬酸,是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,分布在细胞的线粒体。三羧酸循环不只是丙酮酸氧化所经历的途径,也是脂肪酸、氨基酸等各种燃料分子氧化分解所经历的共同途径,是三大营养物质(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。此外,柠檬酸循环的中间体还可作为许多生物合成的前体,也可以说柠檬酸循环是两用代谢途径。
(2)三羧酸循环的特点
①每一次循环都纳入一个乙酰CoA分子,又有两个碳原子以CO2的形式离开循环。但是离开循环的两个碳原子并不是刚刚进入循环的那两个碳原子。
②每一次循环共有4次氧化反应。参加这4次氧化反应的有3个NAD+分子和一个FAD分子;同时有4对氢原子离开循环,形成3个NADH和一个FADH2分子。
③每一次循环以GTP的形式产生一个高能键,并消耗两个水分子。
④柠檬酸循环中虽然没有氧分子直接参加反应。但是柠檬酸循环只能在有氧条件下进行。因为3个NADH和一个FADH2分子只能通过电子传递链和氧分子才能够再被氧化。
(3)三羧酸循环途径的生物意义。
①为机体提供了大量的能量。
②三羧酸循环是糖代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢、核酸代谢以及次生物质代谢联络的枢纽,它的中间产物可参与其他代谢途径,其他代谢的产物是最终可通过三羧酸循环氧化为CO2和H2O,并放出能量。
3试述糖酵解过程。[浙江大学2018研]
答:糖酵解过程是从葡萄糖开始分解生成丙酮酸的过程,全过程共有10步酶催化反应。
(1)葡萄糖磷酸化
糖酵解第一步反应是由己糖激酶催化葡萄糖的C6被磷酸化,形成6-磷酸葡萄糖。该激酶需要Mg2+离子作为辅助因子,同时消耗一分子ATP,该反应是不可逆反应。
(2)6-磷酸葡萄糖异构转化为6-磷酸果糖
这是一个醛糖-酮糖同分异构化反应,此反应由磷酸己糖异构酶催化醛糖和酮糖的异构转变,需要Mg2+离子参与,该反应可逆。
(3)6-磷酸果糖磷酸化生成1,6二磷酸果糖
此反应是由磷酸果糖激酶催化6-磷酸果糖磷酸化生成1,6二磷酸果糖,消耗了第二个ATP分子。
(4)1,6二磷酸果糖裂解
在醛缩酶的作用下,使己糖磷酸1,6二磷酸果糖C3和C4之间的键断裂,生成一分子3-磷酸甘油醛和一分子磷酸二羟丙酮。
(5)3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮的相互转换
3-磷酸甘油醛是酵解下一步反应的底物,所以磷酸二羟丙酮需要在丙糖磷酸异构酶的催化下转化为3-磷酸甘油醛,才能进一步酵解。
(6)3-磷酸甘油醛的氧化
3-磷酸甘油醛在NAD+和H3PO4存在下,由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化生成1,3-二磷酸甘油酸,这一步是酵解中惟一的氧化反应。
(7)1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
在磷酸甘油酸激酶的作用下,将1,3-二磷酸甘油酸高能磷酰基转给ADP形成ATP和3-磷酸甘油酸。
(8)甘油酸-3-磷酸转变为甘油酸-2-磷酸
在磷酸甘油酸变位酶催化下,甘油酸-3-磷酸分子中C3的磷酸基团转移到C2上,形成甘油酸-2-磷酸,需要Mg2+离子参与。
(9)甘油酸-2-磷酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
在烯醇化酶催化下,甘油酸-2-磷酸脱水,分子内部能量重新分布而生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇磷酸键,这是糖酵解途径中第二种高能磷酸化合物。
(10)丙酮酸的生成
在丙酮酸激酶催化下,磷酸烯醇式丙酮酸分子高能磷酸基团转移给ADP生成ATP,是糖酵解途径第二次底物水平磷酸化反应,需要Mg2+和K+参与,反应不可逆。