2017年军队文职人员招聘考试-农学类考试要点：生物化学糖酵解

 　　一、定义

　　1.酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。它是动植物及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。有氧时丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水，酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。缺氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。

　　2.发酵也是葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程，其中有机物既是电子供体，又是电子受体。根据产物不同，可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。

　　二、途径

　　共10步，前5步是准备阶段，葡萄糖分解为三碳糖，消耗2分子ATP；后5步是放能阶段，三碳糖生成丙酮酸，共产生4分子ATP。总过程需10种酶，都在细胞质中，多数需要Mg2+。酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的，可防止从细胞膜漏出、保存能量，并有利于与酶结合。

　　1.磷酸化 葡萄糖被ATP磷酸化，产生6-磷酸葡萄糖。

　　由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，需要Mg2+或Mn2+，是糖酵解过程中的第一个调节酶，受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成，由糖原磷酸化酶催化，生成1-磷酸葡萄糖，在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。此途径少消耗1个ATP。6-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解，此酶存在于肝脏和肾脏中，肌肉中没有。

　　2.异构  由6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸果糖

　　反应中间物是酶结合的烯醇化合物，反应是可逆的，由浓度控制。由磷酸葡萄糖异构酶催化，受磷酸戊糖支路的中间物竞争抑制，如6-磷酸葡萄糖酸。戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化，pH降低使抑制加强，减少酵解，以免组织过酸。

　　3.磷酸化 6-磷酸果糖被ATP磷酸化，生成1，6-二磷酸果糖

　　由磷酸果糖激酶催化，是酵解的限速步骤。是别构酶，四聚体，调节物很多，ATP、柠檬酸、磷酸肌酸、脂肪酸、DPG是负调节物；果糖1，6-二磷酸、AMP、ADP、磷酸、环AMP等是正调节物。4.裂解生成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮

　　5.异构 DHAP生成磷酸甘油醛

　　6.氧化 G-3-P+NAD++H3PO4=1，3-DPG+NADH+H+

　　7.放能 1，3-DPG+ADP=3-磷酸甘油酸+ATP

　　由磷酸甘油酸激酶催化，需Mg。是底物水平磷酸化，抵消了消耗的ATP。

　　8.变位 3-磷酸甘油酸变成2-磷酸甘油酸

　　9.脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP

　　由烯醇酶催化，需镁或锰离子。反应可逆，分子内能量重新分布，产生一个高能键。F-可络合镁离子，抑制酶活，有磷酸盐时更强，可用来抑制酵解。

　　10.放能生成丙酮酸和ATP

　　由丙酮酸激酶催化，需镁离子，不可逆。是别构酶，F-1，6-2P活化，脂肪酸、乙酰辅酶A、ATP和丙氨酸抑制酶活

　　三、能量变化

　　C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+=2C3H4O3+2ATP+2NADH+2H++2H2O

　　有氧时2个NADH经呼吸链可产生6个ATP，共产生8个ATP；无氧时生成乳酸，只有2个ATP。在骨骼肌和脑组织中，NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统，在细胞质中由3-磷酸甘油脱氢酶催化，将磷酸二羟丙酮还原生成3-磷酸甘油，进入线粒体后再氧化生成磷酸二羟丙酮，返回细胞质。因为其辅酶是FAD，所以生成FADH2，只产生2个ATP。这样其还原当量（2H++2e）被带入线粒体，生成FADH2，进入呼吸链，结果共生成6个ATP。

　　其他组织如肝脏和心肌等，通过苹果酸穿梭系统，在苹果酸脱氢酶作用下还原草酰乙酸，生成苹果酸，进入线粒体后再氧化生成草酰乙酸。不过草酰乙酸不能通过线粒体膜，必需经谷草转氨酶催化生成天冬氨酸和α-酮戊二酸才能返回细胞质。线粒体中苹果酸脱氢酶的辅酶是NAD，所以可生成3个ATP。

　　四、丙酮酸的去向

　　1.生成乙酰辅酶A：

　　有氧时丙酮酸进入线粒体，脱羧生成乙酰辅酶A，通过三羧酸循环彻底氧化成水和CO2。

　　2.生成乳酸：乳酸菌及肌肉供氧不足时，丙酮酸接受3磷酸甘油醛脱氢时产生的NADH上的H，在乳酸脱氢酶催化下还原生成乳酸。LDH有5种同工酶，A4在骨骼肌，B4在心肌。A4以高速催化丙酮酸的还原，使骨骼肌可在缺氧时运动；H4速度慢并受丙酮酸抑制，所以心肌在正常情况下并不生成乳酸，而是将血液中的乳酸氧化生成丙酮酸，进入三羧酸循环。骨骼肌产生的大量乳酸还可由肝脏氧化生成丙酮酸，再通过糖的异生转变为葡萄糖，供骨骼肌利用，称为乳酸循环或Coli氏循环。

　　3.生成乙醇：在酵母菌中，由丙酮酸脱羧酶催化生成乙醛，再由乙醇脱氢酶催化还原生成乙醇。