專技高考-醫師(一)醫學(一)(包括生物化學、解剖學、胚胎及發育生物學、組織學、生理學等科目知識及其臨床之應用)114 年第 87 題單選題
下列何種代謝物其磷酸根,只經人體細胞一個代謝反應後,就可直接製造出ATP?
A甘油磷酸(glycerol-3-phosphate)
B6-磷酸葡萄糖酸內酯(6-phosphogluconolactone)
C果糖1,6-雙磷酸(fructose 1,6-bisphosphate)
D1,3-雙磷酸甘油酸(1,3-bisphosphoglycerate)正確答案
D正確答案
1,3-BPG 經磷酸甘油酸激酶一步反應即可將高能磷酸基轉給 ADP 生成 ATP,屬基質層次磷酸化。
為什麼答案是 D
1,3-雙磷酸甘油酸含高能醯基磷酸鍵(acyl-phosphate),經 phosphoglycerate kinase 一步即可將 C1 磷酸直接轉給 ADP 生成 ATP,是典型的基質層次磷酸化。
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完整詳解
Pro · 無限重點 1,3-BPG 經磷酸甘油酸激酶一步反應即可將高能磷酸基轉給 ADP 生成 ATP,屬基質層次磷酸化。
找「高能磷酸鍵」中間物:糖解中只有 1,3-BPG 和 PEP 能一步給 ATP。
逐選項分析
A✕
甘油-3-磷酸是低能量磷酸酯鍵,需經 glycerol-3-phosphate dehydrogenase 氧化後進入電子傳遞鏈,才間接產生 ATP,並非一步直接生成。
B✕
6-磷酸葡萄糖酸內酯是五碳糖磷酸途徑(PPP)中間物,後續代謝產生 NADPH 與核糖-5-磷酸,並不會直接將磷酸根轉給 ADP 製造 ATP。
C✕ 陷阱
果糖1,6-雙磷酸雖有兩個磷酸,但經 aldolase 裂解後還需多步反應才會生成 ATP,並非「一步」直接生成,為陷阱選項。
D✓ 正確
1,3-雙磷酸甘油酸含高能醯基磷酸鍵(acyl-phosphate),經 phosphoglycerate kinase 一步即可將 C1 磷酸直接轉給 ADP 生成 ATP,是典型的基質層次磷酸化。
糖解作用中可直接產生 ATP 的基質層次磷酸化反應
| 反應受質 | 酵素 | 產物 | ATP 來源 |
|---|
| 1,3-雙磷酸甘油酸 (1,3-BPG) | Phosphoglycerate kinase | 3-磷酸甘油酸 + ATP | 高能醯基磷酸鍵 |
| 磷酸烯醇丙酮酸 (PEP) | Pyruvate kinase | 丙酮酸 + ATP | 烯醇式磷酸鍵 |
| 琥珀醯輔酶A (TCA) | Succinyl-CoA synthetase | 琥珀酸 + GTP/ATP | 硫酯鍵能量 |
看到「雙磷酸」就以為能給兩個 ATP 是大陷阱。果糖1,6-雙磷酸的磷酸鍵是低能酯鍵,並不能直接轉給 ADP;只有 1,3-BPG 這種「醯基磷酸」才是高能鍵結,能一步驅動 ATP 合成。
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