生物化学学习指导(下)

糖类代谢

要点解答

1．糖代谢各途径发生的场所、限速酶或关键酶、能量转换和生理意义

2．三羧酸循环的生物学意义有哪些？

三羧酸循环是糖有氧分解的重要途径，有着重要的生物学意义。 (1)三羧酸循环是有机体获得生命活动所需能量的最重要途径。

在糖的有氧分解中，每个葡萄糖分子通过糖酵解途径只产生6个或8个ATP，而通过三羧酸循环就可产生24个ATP，远远超过糖酵解阶段或葡萄糖无氧降解(生成2个ATP)所产生的ATP的数目。此外，脂肪、氨基酸等其他有机物作为呼吸底物彻底氧化时所产生的能量也主要是通过三羧酸循环。因此，三羧酸循环是生物体能量的主要来源。

(2)三羧酸循环是物质代谢的枢纽。三羧酸循环具有双重作用，一方面，三羧酸循环是糖、脂肪和氨基酸等有机物彻底氧化的共同途径；另一方面，许多合成代谢都利用三羧酸循环的中间产物作为生物合成的前体，循环中的草酰乙酸、α－酮戊二酸、柠檬酸、琥珀酰CoA和延胡索酸等又是生物体合成糖(糖异生)、氨基酸、脂肪酸和卟啉等的原料。因此，三羧酸循环可以看成新陈代谢的中心环节，起到物质代谢枢纽的作用。

3．在葡萄糖的有氧氧化过程中，哪些步骤进行脱氢反应?哪些步骤进行脱羧反应?1分子葡萄糖有氧氧化净产生多少分子ATP?

葡萄糖的有氧氧化过程包括糖酵解的反应、丙酮酸氧化脱羧和乙酰CoA进入三羧酸循环的反应，脱氢、脱羧及ATP的变化总结如下：

1

4．磷酸戊糖途径有何特点?该途径有何生理意义? 磷酸戊糖途径的特点是：

第一，该途径不经过EMP-TCA反应，直接在六碳糖的基础上脱羧，脱氢；

＋＋

第二，该途径以NADP为氢的受体，产生还原力NADPH+H。 该途径的生理意义：

(1)提供生物体重要的还原剂NADPH。无论动物还是植物，NADPH不能直接被呼吸链氧化。NADPH的重要功能是在很多合成反应中作为还原剂。例如，在脂肪酸和胆固醇合成中，在二氢叶酸还原为四氢叶酸等反应中，都是NADPH作为还原剂。NADPH还可使还原型谷胱甘肽再生．从而保证细胞的抗氧化能力。

(2)提供其他合成中间产物。核糖-5-磷酸可进一步转变为核糖-1-磷酸和脱氧核糖-1-磷酸，这些都是核酸合成所必需的。甘油醛-3-磷酸可转变为磷酸烯醇式丙酮酸，后者可与赤藓糖-4-磷酸合成莽草酸，进而转化为酚类、芳香族氨基酸乃至木质素。

(3)与光合作用关系密切，并为各种单糖的互变提供条件。磷酸戊糖途径产生的一些三碳糖、四碳糖、五碳糖、七碳糖等都是光合作用的中间产物，有的反应是光合作用中卡尔文循环中某些反应的逆反应，而且它与卡尔文循环还有一些相同的酶。因此磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来，并实现某些单糖间的互变。

5．概述葡萄糖代谢各种途径之间的相互关系。

葡萄糖在体内的主要代谢途径有：糖酵解作用；糖的有氧氧化(EMP-TCA)；磷酸戊糖途径和葡萄糖的异生作用等。其中有消耗能量(ATP)的合成代谢，也有释放能量(产生ATP)的分解代谢。这些代谢途径的生理作用不同，但又通过共同的代谢中间产物互相联系和互相影响，构成一个整体。

2

糖代谢途径的第一个交汇点是葡萄糖-6-磷酸，由非糖物质生成糖时(糖异生作用)都要经过它再转变为葡萄糖。在糖的分解代谢中，葡萄糖也是先转变为葡萄糖-6-磷酸．然后或经酵解途径及有氧氧化途径进行分解，或经磷酸戊糖途径进行分解。

第二个交汇点是甘油醛-3-磷酸，它是糖酵解或有氧氧化的中间产物，也是磷酸戊糖途径的中间产物。

第三个交汇点是丙酮酸，当葡萄糖分解至丙酮酸时，在无氧的情况下，它接受由甘油醛-3-磷酸脱下的2H还原为乳酸(无氧酵解)。在有氧的情况下，甘油醛-3-磷酸脱下的氢经穿梭作用进入线粒体与氧结合成水，而丙酮酸则进一步氧化分解，最后通过三羧酸循环彻底氧化为CO2和H20(有氧氧化)。另外，丙酮酸还可经草酰乙酸生成糖(糖异生作用)，它是许多非糖物质生成糖时的必经途径。

此外，通过磷酸戊糖途径使戊糖与已糖的代谢联系起来，而各种己糖与葡萄糖的互变，又沟通了各种已糖的代谢。

6．为什么三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质三大代谢物质的共同通路? 三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H20的途径。 (1)糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。

(2)脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化。

(3)蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨的碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架来源。所以，三羧酸循环是三大物质代谢的共同通路。

7．糖异生作用是如何绕过糖分解代谢中的三个不可逆反应过程的? 糖异生作用基本上可以看成是糖分解代谢的逆转。但是，在糖氧化分解途径中有三步反应是不可逆的，即由己糖激酶、磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的。然而这三步反应仍可以通过不同酶催化“逆转”。但反应过程并非原反应过程的逆向进行。下面以反应式来表示这种“逆转”，实线为糖分解过程，虚线为糖异生过程。

从上面反应看出，丙酮酸绕过不可逆的丙酮酸激酶经丙酮酸羧化酶催化形成草酰乙酸，再经PEP羧激酶生成PEP（磷酸烯醇式丙酮酸），从而实现糖酵解最后一个不可逆酶的绕过。第二步是1，6-二磷酸果糖酯酶催化，1，6-二磷酸果糖水解为果糖-6-磷酸。糖酵解的第一个不可逆反应由6-磷酸葡萄糖酶催化G-6-P的“逆转”，这样最终实现了糖的异生。

练习题 一、选择题

3

1．在葡萄糖的有氧分解中，在下列哪些中间产物上既脱氢又脱羧( ) a．丙酮酸 b．柠檬酸 c．琥珀酸 d．草酰乙酸 c．苹果酸

2．关于三羧酸循环，下列的叙述哪条不正确( )

＋

a．产生NADH＋H和FADH2 b．有GTP生成 c．氧化乙酰CoA d．提供草酰乙酸净合成 3．下列何种酶是糖酵解过程中的限速酶( ) a．醛缩酶 b．烯醇化酶 c．乳酸脱氢酶 d．磷酸果糖激酶 e．3-磷酸甘油醛脱氢酶 4．下列哪种途径在线粒体中进行( )

a．糖的无氧酵解 b．糖原的分解 c. 糖原的合成 d．糖的磷酸戊糖途径 e．三羧酸循环

5．磷酸戊糖途径是在细胞的哪个部位进行的( ) a．细胞核 b．线粒体 c．细胞质 d．微粒体 e．内质网

6．合成淀粉时，葡萄糖的供体是( ) a．G-1-P b．G-6-P c．ADPG d．CDPG e．GDPG

7. 糖酵解中利用甘油醛-3-磷酸的氧化所产生的能量而合成ATP时，其中间物为( ) a．甘油酸—3—磷酸 b．甘油酸—1—磷酸 c．1，3-二磷酸甘油酸 d．磷酸二羟丙酮 e. ADP

8．葡萄糖异生作用能使非糖前体在细胞中合成“新”的葡萄糖，下列化合物中哪一种除外( )

a．生糖氨基酸 b．乳酸 c．琥珀酸 d．乙酰CoA e．PEP

9．下列三羧酸循环几步反应中，反应脱氢进而发生氧化磷酸化的是( ) a．草酰乙酸+乙酰CoA→柠檬酸 b．α-酮戊二酸→琥珀酰CoA c．草酰琥珀酸→α-酮戊二酸 d．琥珀酰CoA→ 琥珀酸

e. 3—磷酸甘油醛→1，3—二磷酸甘油酸

10．在糖的有氧分解过程中，氧化脱羧反应的是( ) a．3-磷酸甘油酸→1,3－二磷酸甘油酸 b．苹果酸→草酰乙酸

c．α-酮戊二酸→琥珀酰CoA d．琥珀酸→延胡索酸 e．琥珀酰CoA→琥珀酸

11．肌肉、神经组织中，在有氧条件下每lmol葡萄糖彻底氧化，能净产生ATP的摩尔数为( )

a．39 b．38 c．37 d．35 e．36

12．1mol葡萄糖经糖的有氧氧化过程可生成的乙酰CoA( ) a．1mol b．2mol c．3mol d. 4mol e．5mol

13．一分子葡萄糖经糖酵解途径产生二分子丙酮酸，同时净产生( )

++

a．4ATP+2NADH+2H b．2ATP+NADH+H c．2ATP

4

d．2ATP+2(NADH+H) e．3ATP

14．三羧酸循环被认为是一个需氧代谢途径，是因为( )

a．循环中的某些反应是以氧为底物 b．CO2是该循环的一个产物 c．产生了H2O d．还原型的辅因子需通过电子传递链被氧化 e. 以上都不对 15．氨基酸和单糖都有D和L不同构型，组成大多数多肽和蛋白质的氨基酸以及组成多糖的大多数单糖其构型分别是( )

a．D型和D型 b．L型和D型 c．D型和L型 d．L型和L型

+

16．以NADP作辅助因子的酶是( )

a．3－磷酸甘油醛脱氢酶 b．果糖二磷酸酶 c．6－磷酸葡萄糖酸脱氢酶 d．醛缩酶 e．转酮醇酶

17．下列哪个酶既在糖酵解又在葡萄糖异生中起作用( )

a．3-磷酸甘油醛脱氢酶 b．磷酸果糖激酶 c．己糖激酶 d．果糖二磷酸酶 e．丙酮酸羧化酶

18．葡萄糖有氧分解中，从哪种中间产物上第一次脱羧( ) a．异柠檬酸 b．琥珀酸 c．丙酮酸 d．α－酮戊二酸 e．草酰乙酸

19．在反应式NTP+葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸+NDP中，NTP代表何物( ) a．ATP b．CTP c．GTP d．TTP e．UTP

20. 在反应式NTP+草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸+NDP+CO2中，NTP代表何物?( ) a．ATP b．CTP c．GTP d．TTP e．UTP

21．丙酮酸脱氢酶复合休中最终接受底物脱下的2H的辅助因子是( )

+

a．FAD b．硫辛酸 c．辅酶A d．NAD e．TPP 22．丙酮酸激酶是何种途径的关键酶( )

a．糖异生 b．三羧酸循环 c. 磷酸戊糖途径 d．糖酵解 e．糖原合成分解

23．下列中间产物中，哪一个不是磷酸戊糖途径的中间产物( )

a．6-磷酸葡萄糖酸 b．赤藓糖-4-磷酸 c．景天庚酮糖-7-磷酸 d．葡萄糖 e．核糖-5-磷酸

二、是非题

1．糖酵解只能在无氧的条件下进行。

2．HMP途径是以分解磷酸葡萄糖为底物产生ATP和还原力。

3．由于酶催化可逆的生化反应，所以淀粉酶既能催化淀粉的水解，也能有效地催化淀粉的合成。

4．三羧酸循环是糖、脂肪和氨基酸氧化生能的最终共同通路。

5．α-淀粉酶、β-淀粉酶不能水解淀粉中α-1,4-糖苷键，而作用于α-1,6-糖苷键。 6．糖酵解途径的终产物是乳酸，乳酸可以在肝脏中经糖原异生作用转变成糖原。 7．磷酸戊糖途径的主要特点是葡萄糖直接脱氢和脱羧，不必经过糖酵解途径和三羧酸循环。 8．哺乳动物无氧条件下不能存活，固为葡萄糖酵解不能合成ATP。 9．乳酸是糖酵解途径和糖代谢有氧途径之间的连接性物质。

10．就葡萄糖降解为丙酮酸所净得的ATP数目来说．淀粉的水解比淀粉的磷酸解更有效。 11．剧烈运动后，肌肉酸痛是由于丙酮酸被氧化成乳酸的结果。

+

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