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糖酵解:細胞能量產生的關鍵途徑
糖酵解途徑是一種關鍵的細胞內代謝過程,在各種生物中普遍存在。其主要功能是將葡萄糖轉化為丙酮酸,同時產生能量分子ATP和還原當量NADH。
概要
糖酵解途徑可分為兩個主要階段:準備階段和放能階段。準備階段需要能量輸入,將葡萄糖轉化為兩個甘油醛-3-磷酸分子。放能階段通過一系列反應產生ATP和NADH。


準備階段
- 葡萄糖磷酸化:葡萄糖由己糖激酶磷酸化為葡萄糖-6-磷酸。
- 異構化:葡萄糖-6-磷酸轉化為果糖-6-磷酸。
- 第二磷酸化:果糖-6-磷酸由磷酸果糖激酶磷酸化為果糖-1,6-二磷酸。
- 醛縮酶反應:果糖-1,6-二磷酸分裂為兩分子甘油醛-3-磷酸。
放能階段
- 氧化:甘油醛-3-磷酸由甘油醛-3-磷酸脱氫酶催化氧化,生成1,3-二磷酸甘油酸,同時產生NADH。
- 底物水平磷酸化:1,3-二磷酸甘油酸由磷酸甘油酸激酶催化轉化為3-磷酸甘油酸,同時產生ATP。
- 異構化:3-磷酸甘油酸轉化為2-磷酸甘油酸。
- 脱水:2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸。
- 底物水平磷酸化:磷酸烯醇式丙酮酸由丙酮酸激酶催化轉化為丙酮酸,同時產生第二分子ATP。
能量收支
一個葡萄糖分子通過糖酵解途徑最終產生2分子丙酮酸、2分子ATP和2分子NADH。這些分子為細胞活動提供必要的能量。
調節
糖酵解途徑受激素和代謝中間產物的複雜調節。這些調節有助於確保適應細胞能量需求,避免過度生產或浪費。
糖異生
糖異生是一種逆轉糖酵解途徑的過程,它允許身體在必要時從非糖物質中生成葡萄糖。
結論
糖酵解在細胞能量產生和糖異生中扮演著至關重要的角色。其調節使得細胞能夠有效利用葡萄糖,從而滿足其代謝需求。
糖解途徑口訣:記憶糖解途徑的小訣竅
糖解途徑是細胞產生能量的關鍵代謝途徑,其複雜的步驟往往讓人難以記住。因此,許多人發明瞭口訣來幫助記憶這些步驟。這篇文章將介紹一些通用的糖解途徑口訣,以及其背後的原理。
記憶糖解途徑的口訣
口訣 1:
磷、果、轉、醛、異、脱
這個口訣對應糖解途徑的前六個步驟,如下所示:
步驟 | 反應 |
---|---|
1 | 葡萄糖-6-磷酸 → 果糖-6-磷酸 (磷) |
2 | 果糖-6-磷酸 → 果糖-1,6-二磷酸 (果) |
3 | 果糖-1,6-二磷酸 → 3-磷酸甘油醛和二羥丙酮磷酸 (轉) |
4 | 3-磷酸甘油醛 → 1,3-二磷酸甘油酸 (醛) |
5 | 1,3-二磷酸甘油酸 → 3-磷酸甘油酸 (異) |
6 | 3-磷酸甘油酸 → 2-磷酸甘油酸 (脱) |
口訣 2:
磷、烯、脱、異、脱
這個口訣對應糖解途徑的後五個步驟,如下所示:
步驟 | 反應 |
---|---|
7 | 2-磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇丙酮酸 (磷) |
8 | 磷酸烯醇丙酮酸 → 丙酮酸 (烯) |
9 | 丙酮酸 → 丙酮酸 + NADH (脱) |
10 | 丙酮酸 → 乳酸 (異) |
11 | 乳酸 → 丙酮酸 + NAD+ (脱) |
背後原理
這些口訣之所以有效,是因為它們利用了諧音和隱喻來幫助記憶步驟。例如,”磷”代表磷酸化反應,”果”代表果糖磷酸化的步驟。
此外,這些口訣通常從整體到局部地組織步驟,讓學習者能夠全面掌握整個途徑。例如,口訣 1 從六個步驟的概括開始,然後逐漸分解為更詳細的反應。
口訣 | 步驟序列 |
---|---|
口訣 1: | 磷、果、轉、醛、異、脱 |
口訣 2: | 磷、烯、脱、異、脱 |
總結
糖解途徑口訣提供了一個有用的記憶工具,有助於記住糖解途徑的複雜步驟。通過結合諧音、隱喻和組織策略,這些口訣讓學習者能夠更有條理和有效率地掌握這個重要的代謝途徑。