專技高考-營養師生理學與生物化學115 年第 28 題單選題
由肝醣水解的葡萄糖進入糖解作用後,為何比游離態的葡萄糖(free glucose)能產生更多的 ATP?
A因肝醣分解後可釋放出 dextrin
B有 debranching enzyme 可額外協助肝醣降解
C因肝醣中的葡萄糖被 glycogen phosphorylase 作用正確答案
D因肝醣中的葡萄糖可進入 pentose phosphate pathway
C正確答案
肝醣經肝醣磷酸化酶分解直接生成葡萄糖-1-磷酸,省下己糖激酶消耗之1分子ATP,故淨產ATP較多。
為什麼答案是 C
肝醣磷酸化酶(glycogen phosphorylase)利用無機磷酸進行磷酸解離,直接生成葡萄糖-1-磷酸,跳過己糖激酶消耗ATP的步驟,因此淨產ATP較多。
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完整詳解
Pro · 無限重點 肝醣經肝醣磷酸化酶分解直接生成葡萄糖-1-磷酸,省下己糖激酶消耗之1分子ATP,故淨產ATP較多。
游離葡萄糖進糖解要先花1個ATP活化;肝醣葡萄糖被磷酸化酶處理,直接省下這1個ATP,淨賺1個ATP!
逐選項分析
A✕
糊精(dextrin)為肝醣分解至分支點附近時留下的短鏈產物,與ATP產率差異無關。
B✕
去分支酶(debranching enzyme)負責處理α-1,6分支鍵,釋放遊離葡萄糖,不影響整體ATP產率計算。
C✓ 正確
肝醣磷酸化酶(glycogen phosphorylase)利用無機磷酸進行磷酸解離,直接生成葡萄糖-1-磷酸,跳過己糖激酶消耗ATP的步驟,因此淨產ATP較多。
D✕
磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway)主要產生NADPH與核糖-5-磷酸,過程中不產生ATP,與本題ATP產率差異無關。
游離葡萄糖 vs. 肝醣葡萄糖進入糖解作用之 ATP 消耗比較
| 葡萄糖來源 | 進入糖解第一步驟 | 消耗 ATP | 淨 ATP 產率差異 |
|---|
| 遊離葡萄糖 (Free glucose) | 己糖激酶 (Hexokinase) 磷酸化 | 1 分子 ATP | 基準值 |
| 肝醣 (Glycogen) | 肝醣磷酸化酶 (Glycogen phosphorylase) 磷酸解離 | 0 分子 ATP | 多產生 1 分子 ATP (省下 1 ATP) |
考生常誤以為肝醣分解需消耗更多能量,實際上肝醣磷酸化酶利用無機磷酸進行磷酸解離,直接產生葡萄糖-1-磷酸,閃避了己糖激酶消耗ATP的步驟,因此比游離葡萄糖多淨賺1個ATP。