西北农林科技大学生命学院生物化学复习指南第18章糖类合成

2023-12-01 08:31 作者:生物yes 0人读过 | 我要投稿

第18章糖类合成

结构、符号和名词

RUBP：1,5-二磷酸核酮糖，CO2与RUBP反应生成两份自3-磷酸甘油酸，进行二氧化碳的固定。

UDPG：尿甘二磷酸葡萄糖，也称UDP-葡萄糖 ADPG:腺甘二磷酸葡萄糖，也称ADP-葡萄糖。两者都是葡萄糖活化形式。

光反应中心：反应中心复合物是由几种与叶绿素a相关的多肽，以及一些与脂相连的蛋白质所构成，它们的作用是作为电子供体和受体。

光反应：需光，光合色素把光能转化为化学能，光解H2O放出O2、并产生ATP和NADPH。

暗反应：不需光，利用光反应的ATP和NADPH将CO2固定、还原为糖或其他有机物的一系列酶促反应。

光合磷酸化：由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程

环式光合磷酸化：电子流动的途径从PS I （P700）至Fd（铁氧还蛋白）后又传给Cytb6/f 复合物，而不传给NADP+，前者又将电子通过PC（质蓝素）传给PS I （P700）,电子循环流动产生质子梯度，驱动ATP形成，不伴随NADPH的产生。PS II不参与循环，也不产生O2。

非环式光合磷酸化：光照激发Chl分子P680* 从H2O得到电子传递给NADP+，电子流动经过两个PS，两次激发生成的高能电子呈Z字传递，产生的质子梯度驱动ATP形成，产物还有NAD(P)H和O2

碳三循环：绿色植物和光合细菌通过光合磷酸化将光能转变为化学能（即NADPH的还原能和ATP的水解能），并以此促进CO2还原为糖，CO2的固定和还原主要靠光合环，即卡尔文循环（Calvin cycle，又称三碳或碳三循环

碳四循环：即Hatch-stack途径

糖异生：非糖物质转化成糖代谢的中间产物后，在相应的酶催化下,绕过糖酵解途径的三个不可逆反应,利用糖酵解途径其它酶生成葡萄糖的途径称为糖异生

糖醛酸途径：从6-P-G或1-P-G开始，经UDP-葡萄糖醛酸生成糖醛酸的途径称糖醛酸途径（glucuronic acid cycle或 uronic acid pathway）。途径：6-P-G转化成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG），再由NAD连接的脱氢酶催化，使之氧化成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDP葡萄糖醛酸)，再水解生成D-葡萄糖醛酸。

关键酶

Rubisco：叶绿体中催化CO2固定的酶是1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，或称RUBP羧化酶/加氧酶，缩写为rubisco。Rubisco是植物光合作用的关键酶，为复合物，有8个大亚基（Mr53000），每个含一个活性位点；8个小亚基（Mr14000），功能还不完全清楚植物中酶位于叶绿体的基质，占叶绿体总蛋白的50%，是生物圈中最丰富的酶。

PSI： PSII ：放氧光合生物包括藻类高等植物，光合机构较复杂，同时含有两个作用中心或两个光系统（PSI和PS II）,两个系统各有自己的光化学作用中心和一套天线色素。PSI含铁氧还蛋白型作用中心，此系统中叶绿素a含量比一律苏b高。 PSII含脱镁叶绿素-醌型作用中心，含有大量叶绿素a、叶绿素b及其他辅助色素。

一句话问题

光反应阶段水被光解产生氧气，水的光解与PSII相关。

PSII被700nm的光激发，而PSI被680nm的光激发。

光合电子传递过程伴随着H离子从叶绿体基质到基粒片层中的运输，导致H离子梯度的形成。

同位素示踪C3循环的实验室体内实验（in vivo）。

C3循环的第一步是RUBP和rubisco的催化下羧化形成不稳定的6碳中间体，迅速降解为两个3碳化合物3-磷酸甘油酸。

Robisco由8个大亚基和8个小亚基组成，大亚基有叶绿体基因编码，而小亚基由和基因编码。

碳四植物的二氧化碳固定发生在叶肉细胞，而C3循环主要发生在维管束鞘细胞，叶肉细胞想将CO2固定为草酰乙酸，然后以苹果酸形式运送到维管束鞘细胞。

糖醛酸途径与肝脏的解毒过程相关，与Vc的代谢相关。

糖醛酸途径的意义：1）肝脏中糖醛酸与药物或含-OH,-COOH,-NH2,-SH等异物结合，随尿、胆汁排出而解毒；

2） UDP-uronic acid 是糖醛酸基供体，可形成许多有重要功能的粘多糖；

3）可转化为抗坏血酸（Vit C），人及其他灵长类不能合成；

4) 形成木酮糖与HMP相联系。

寡糖和多糖合成过程中糖需要先活化为UDPG或ADPG形式，如糖原合成时，活化的糖为UDPG，而淀粉合成时ADPG是糖的活化形式。

简答题：

简述光合作用两阶段发生的反应，两者如何联系起来。

光反应：非循环光和磷酸化：2H2O+8hv+2[NADP+]+3ADP+3Pi→O2+2NADPH+[2H+]+3ATP+3H2O

循环光和磷酸化:简化ADP+Pi→3ATP+3H2O

暗反应：详见下册221页图27-25光反应生成的ATP和NADPH经过传递直接参与到暗反应中，详见暗反应图。

图示光合电子传递链的组成。

光反应中心周围的天线色素吸收光能，汇集到反应中心，色素分子由基态P激发为

激发态P*，通常吸收一个光子可使一个电子的能量提高1V(1ev)。被激发的电子沿类囊体膜中一系列电子递体传递，组成了光合作用的电子传递链--光合链。光合链的能量有两次起落，涉及两个光系统，组成Z字形光合链。分两阶段：

2．PS I光照激发变为P700*(弱氧化剂)，还原的PC捕获电子变为P700，并再一次激发电子，受体A0接受P700*发出的电子变为A0-(强还原剂)，最终传至NADP+形成NADPH。

PSII电子传递

光合电子传递链

比较EMP和糖异生的中反应的异同。

答：EMP即，糖酵解，为以下个部分：

（1）葡萄糖活化【1】葡萄糖+ATP→6-磷酸葡萄糖+ADP【2】6-磷酸葡萄糖→→6-磷酸果糖【3】6-磷酸果糖→1，6-二磷酸果糖

（2）磷酸丙糖的生成【1】1，6-二磷酸果糖→→磷酸二羟基丙酮+3-磷酸甘油醛【2】磷酸二羟基丙酮→→3-磷酸甘油醛

（3）丙酮酸生成【1】3-磷酸甘油醛+NAD+ + Pi→→1,3-二磷酸甘油酸+NADH + H+[2] 1,3-二磷酸甘油酸+ADP→→3-磷酸甘油酸【3】3-磷酸甘油酸→→2-磷酸甘油酸【4】2-磷酸甘油酸→→磷酸烯醇式丙酮酸+H2O【5】磷酸烯醇式丙酮酸→烯醇式丙酮酸【6】烯醇式丙酮酸→→丙酮酸

（4）丙酮酸的去路

糖异生过程中，丙酮酸转变为葡萄糖，由于糖酵解上面过程中（1）【1】、（1）【3】、（3）【5】过程不可逆，糖异生并非是糖酵解的逆转，三步不可逆反应由下列步骤代替。

【1】丙酮酸+CO2+ATP→→草酰乙酸+ADP+Pi 草酰乙酸+GDP→→PEP+CO2+GDP

【2】1，6-二磷酸果糖+H2O→6-磷酸果糖+Pi

【3】6-磷酸葡萄糖+H2O→葡萄糖+Pi

注：→→指可逆反应 →指不可逆反应

叶绿体中的生物电子受体是NADP+

光合电子传递链---光反应中心周围的天线色素吸收光能，汇集到反应中心，色素分子由基态P激发为激发态P*，通常吸收一个光子可使一个电子的能量提高1V(1ev)。被激发的电子沿类囊体膜中一系列电子递体传递，组成了光合作用的电子传递链--光合链。光合链的能量有两次起落，涉及两个光系统，组成Z字形光合链。分两阶段： PS II从H2O得电子、产生O2、通过Cyt bf还原质蓝素并产生质子梯度（用于ATP生成）。