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調查局三等申論題 108年 [化學鑑識組] 生物化學

第 一 題

📖 題組：
請說明下列名詞之意涵：  glucose-alanine cycle（10 分）  malate-aspartate shuttle（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

glucose-alanine cycle（10 分）

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看到「glucose-alanine cycle」，應直覺聯想到骨骼肌與肝臟間的「碳骨架與氮運輸橋樑」。解題時建議先定義其核心目的，接著按空間順序（肌肉端→血液→肝臟端）詳述生化反應與關鍵酵素（如 ALT），最後論述其在飢餓或劇烈運動時避免氨中毒、維持血糖及轉移能量負擔的生理意義。

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【破題】 葡萄糖-丙胺酸循環（glucose-alanine cycle），又稱卡希爾循環（Cahill cycle），是哺乳動物體內連結「骨骼肌」與「肝臟」的關鍵跨器官代謝途徑，主要負責在飢餓或劇烈運動時，安全地運送肌肉蛋白質分解產生的氨（ammonia）至肝臟排除，並透過糖質新生為肌肉提供持續的能量來源。 【論述】

小題 (二)

malate-aspartate shuttle（10 分）

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看到「蘋果酸-天門冬胺酸穿梭（malate-aspartate shuttle）」，應立刻聯想到「細胞質的 NADH 無法直接穿透粒線體內膜」這個核心生化問題。解題時需依序點出發生部位（肝、心、腎）、運作機轉（透過蘋果酸及天門冬胺酸的轉換與兩個反向轉運蛋白的協助），以及最終的能量產量（生成基質的 NADH，可產約 2.5 個 ATP）。

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【破題】 「蘋果酸-天門冬胺酸穿梭（malate-aspartate shuttle）」是真核細胞中一種重要的生化轉運系統，主要功能是將細胞質中糖解作用（glycolysis）所產生的還原當量（NADH），間接傳遞至粒線體基質（mitochondrial matrix）內，以供電子傳遞鏈（electron transport chain）使用。 【論述】

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