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醫療類申論題 111年 [營養師] 生理學與生物化學

第 三 題

📖 題組:
請試述下列關於脂肪酸代謝之差異: (一)脂肪酸結構有 methyl end 與 carboxyl end,依此請說明脂肪酸合成與分解時的方向性。(3 分) (二)棕櫚酸(16:0)與硬脂酸(18:0)兩種脂肪酸氧化時,ATP 產率的差異?(3 分) (三)硬脂酸(18:0)與油酸(18:1)兩種脂肪酸氧化時,ATP 產率的差異?(3 分) (四)相較於 16:0 脂肪酸,18:2 脂肪酸之合成,需要額外那兩種酵素的參與?(4 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (三)

硬脂酸(18:0)與油酸(18:1)兩種脂肪酸氧化時,ATP 產率的差異?(3 分)

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比較飽和與不飽和脂肪酸的氧化差異。油酸帶有一個雙鍵,氧化時會跳過產生 FADH2 的第一步脫氫反應。1 個 FADH2 相當於 1.5 ATP。

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【解題關鍵】油酸為單元不飽和脂肪酸,既有雙鍵的存在使其在 β-氧化過程中減少生成還原當量。 【解答】 計算:

小題 (一)

脂肪酸結構有 methyl end 與 carboxyl end,依此請說明脂肪酸合成與分解時的方向性。(3 分)

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對比脂肪酸合成與 β-氧化的方向。合成是從甲基端朝羧基端延長(將新的二碳單位加在羧基端);分解則是從羧基端開始,逐步向甲基端切除。

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(直接精簡作答,不加多餘標題)

  1. 脂肪酸合成(Synthesis):碳鏈建構的方向是「由甲基端(methyl end)向羧基端(carboxyl end)」進行。合成過程以甲基端的乙醯輔酶A(或丁醯輔酶A)為基礎,每次將新的丙二醯輔酶A(Malonyl-CoA)所提供的兩碳單位加至延長中碳鏈的羧基端。
  2. 脂肪酸分解(β-Oxidation):碳鏈切斷的方向是「由羧基端向甲基端」進行。每次氧化循環皆從脂肪酸的羧基端切下兩個碳原子,以乙醯輔酶A(Acetyl-CoA)的形式釋出。

小題 (二)

棕櫚酸(16:0)與硬脂酸(18:0)兩種脂肪酸氧化時,ATP 產率的差異?(3 分)

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計算兩者 β-氧化的產物差異。硬脂酸(18碳)比棕櫚酸(16碳)多出兩個碳,因此多經過一次 β-氧化循環。這會多產生 1個 Acetyl-CoA、1個 NADH、1個 FADH2,換算成 ATP 的差異。

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【解題關鍵】硬脂酸較棕櫚酸多兩個碳原子,因此多進行一回合 β-氧化,多產出一組能量載體。 【解答】 計算:

小題 (四)

相較於 16:0 脂肪酸,18:2 脂肪酸之合成,需要額外那兩種酵素的參與?(4 分)

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從 16:0 變成 18:2,需要延長碳鏈(加2碳)並加入兩個雙鍵(去飽和)。所需酵素即為延長酶與去飽和酶。

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(直接精簡作答,不加多餘標題) 相較於由細胞質脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase)生成的 16:0 棕櫚酸,欲在內質網進一步合成 18:2 亞麻油酸,需要額外兩種酵素參與:

  1. 脂肪酸延長酶(Elongase):催化碳鏈的延長反應,將 16 碳延長為 18 碳脂肪酸。

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