第7章　糖代谢

一、选择题

1乙酰CoA是通过下列哪种方式转运的？（　　）[华中农业大学2017研]

A．葡萄糖-丙氨酸循环

B．柠檬酸-丙酮酸循环

C．磷酸甘油穿梭系统

D．Cori循环

【答案】B

2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

3下列哪些反应是三羧酸循环的限速反应？（　　）[南开大学2016研]

A．苹果酸-草酰乙酸

B．琥珀酸-延胡索酸

C．柠檬酸-异柠檬酸

D．异柠檬酸-α-酮戊二酸

【答案】D

【解析】三羧酸循环中的限速酶有丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体。

二、填空题

1糖酵解过程中存在______步底物水平磷酸化反应。[中山大学2018研]

【答案】两

【解析】糖酵解过程中，有两步底物水平磷酸化。第一次底物水平磷酸化：1,3-二磷酸甘油酸＋ADP在磷酸甘油酸激酶催化下生成3-磷酸甘油酸＋ATP。第二次底物水平磷酸化：磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP在丙酮酸激酶催化下生成丙酮酸＋ATP。

2位于糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径、糖原合成和糖原分解各条代谢途径交汇点上的代谢物是______。[中山大学2018研]

【答案】6-磷酸葡萄糖

3糖原合成酶与分解酶分别是______、______、______和______、______、______。[华东理工大学2017研]

【答案】UDP-葡萄糖焦磷酸化酶；糖原合酶；糖原分支酶；糖原磷酸化酶；糖原脱支酶；磷酸葡萄糖变构酶

4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

5丙酮酸完全氧化______次脱氢，______个ATP，______分子CO₂。[华东理工大学2017研]

【答案】4；12.5；2

三、判断题

1糖异生是糖酵解的逆行。（　　）[四川大学2018研]

【答案】错

【解析】糖酵解途径中有7步反应是可逆的，但己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的三步反应是不可逆反应。

2糖原的降解是磷酸解而不是水解。（　　）[中山大学2018研]

【答案】对

【解析】糖原磷酸解时产物为葡萄糖-1-磷酸，水解时产物为葡萄糖。葡萄糖-1-磷酸可以异构为葡萄糖-6-磷酸，再进入糖酵解途径降解，葡萄糖通过糖酵解途径降解时，首先需要被激酶磷酸化生成葡萄糖-6-磷酸，这一步需要消耗ATP，因此糖原选择磷酸解可以避免第一步的耗能反应。

3如果将果糖的C_l用¹⁴C标记，那么生成具有放射活性的丙酮酸中，¹⁴C将被标记在甲基碳中。（　　）[山东大学2017研]

【答案】对

四、名词解释

1乳酸循环[四川大学2014；中国科学技术大学2016研]

答：乳酸循环又称Cori循环，是指肌肉收缩通过糖酵解生成乳酸的循环过程。在肌肉内无6-磷酸葡萄糖酶，因此无法催化6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖，所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝脏内的乳酸脱氢酶作用下变成丙酮酸，接着通过糖异生生成葡萄糖，葡萄糖进入血液形成血糖后又被肌肉摄取。

2乙醛酸循环[山东大学2017研]

答：乙醛酸循环是指在含油种子和某些微生物中存在着的一条将乙酸（乙酰CoA）转变成葡萄糖利用的途径，即将乙酰CoA转变成琥珀酸，后者再经草酰乙酸步骤转变成糖或补充三羧酸循环的琥珀酸。乙醛酸循环是三羧酸循环的辅佐途径。

3糖酵解途径[山东大学2017；华中农业大学2017研]

答：糖酵解又称EMP途径，是指由葡萄糖形成丙酮酸的一系列反应，有氧条件下丙酮酸进入三羧酸循环进行彻底氧化分解；无氧条件下，丙酮酸转化为乳酸或酒精，为糖酵解的继续进行提供还原力。糖酵解过程在细胞质中进行，净生成两分子ATP。

4Tricarboxylic acid cycle[武汉大学2015研]

答：Tricarboxylic acid cycle的中文名称是三羧酸循环，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，又称柠檬酸循环（Krebs循环、TCA循环）。三羧酸循环是糖、脂质和氨基酸代谢的枢纽物质。

五、简答题

1新掰下玉米的甜味是由于玉米粒中糖浓度高。但掰下的玉米贮存几天后就不那么甜了，因为50%糖已经转化为淀粉了。如果将新鲜玉米去掉外皮后浸入沸水几分钟，然后于冷水中冷却，储存在冰箱中可保持其甜味。试解释其可能的原因。[四川大学2015研]

答：采下的新鲜玉米放入沸水中浸泡数分钟后，可以使糖转化为淀粉的酶基本失活，由于低温会抑制酶的活性，因此将玉米放入冷水中冷却可以使残存的酶保持一种低活性的状态，所以将冷却后的玉米储存在冰箱中可保持其甜味。

2将氧加入正在无氧条件下代谢葡萄糖的细胞中，会引起葡萄糖消耗率的降低、乳酸蓄积终止的现象，称该现象为巴斯德效应，解释为什么会出现该效应？[山东大学2017研]

答：出现巴斯德效应的原因在于：

（1）无氧条件下，细胞葡萄糖仅在细胞质中进行糖酵解最终生成并累积乳酸。

（2）乳酸的累积会对细胞产生毒害作用，因此加入氧气后，细胞首先会经糖异生作用将乳酸转化为丙酮酸，后者经三羧酸循环释放大量能量。

（3）乳酸全部消耗之前，其转化而成的丙酮酸的有氧氧化足以提供细胞所需的一部分能量，因此葡萄糖消耗率会降低。同时，葡萄糖的有氧氧化所能提供的能量远多于无氧酵解，细胞只需更少的葡萄糖便可维持生命所需。

3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，而不是直接利用葡萄糖的原因如下：

（1）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。

（2）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。

六、论述题

1用化学结构式写出丙酮酸转化成乙酰辅酶A的完整酶促反应，描述丙酮酸脱氢酶系的组件，并讨论多酶复合体的生物学意义。[浙江大学2017研]

答：（1）丙酮酸转化成乙酰辅酶A总反应式如下图所示。

（2）丙酮酸脱氢酶系的组件有以下几种：

①丙酮酸脱氢酶又称丙酮酸-硫辛酸氧化还原酶，其辅基为TPP，其功用是催化丙酮酸脱羧和催化硫辛酸还原。

②二氢硫辛酸转乙酰基酶又称硫辛酸转乙酰基酶，其辅基为硫辛酰胺，其功用是将乙酰基转移给CoA，产生还原型硫辛酰胺，即硫辛酸-酶复合物。

③二氢硫辛酸脱氢酶又称二氢硫辛酰胺脱氢酶，或NADH-硫辛酰胺氧化还原酶，其辅基为FAD，是一种黄素蛋白，能利用FAD和NAD^＋，其功用是使二氢硫辛酰胺氧化回到硫辛酰胺。

（3）多酶复合体的生物学意义

多酶复合体多是催化一个连续的反应，对于多酶复合体来说，催化各个阶段反应的酶空间距离很近，上一步的反应产物能立马与下一步反应的酶结合，使反应更加高效地进行。此外这类多酶复合体常利用体系内的别构酶来实现自我调节。

2糖酵解过程被认为是生物最古老、最原始获得能量的一种方式，在自然发展过程中出现的较高等生物虽然进化为利用有氧条件进行生物氧化获取大量的自由能，但仍保留了这种原始的方式，对这一现象给予解释？[武汉大学2015研]

答：（1）糖酵解是指细胞在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程，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被还原为乳酸，有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环，生成CO₂和H₂O。

（2）“高等生物仍保留糖酵解方式”现象的解释如下：因为糖酵解的一系列过程，不但成为生物体共同经历的葡萄糖的分解代谢的前期途径，而且有些生物体还利用这一途径在供氧不足的条件下，给机体提供能量，或供应急需要。这一途径也是人们最早阐明的酶促反应系统，也是研究得非常透彻的一个过程。因为这一过程的反应原则以及调节机制，在所有细胞代谢途径中具有普遍意义，所以尽管在自然发展过程中出现的较高等生物虽然进化为利用有氧条件进行生物氧化获取大量的自由能，但仍保留了糖酵解这种原始的方式。