糖代谢2实用教案

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1、 1 1、氧化供能、氧化供能; ; 2 2、是生物体内重要的结构物质；、是生物体内重要的结构物质； 3 3、作为合成其他、作为合成其他(qt)(qt)物质的原料；物质的原料； 4 4、是体内重要的信息物质。、是体内重要的信息物质。第1页/共66页第一页，共66页。多糖多糖(du tn)(du tn)的酶解作用的酶解作用1 1、淀粉、淀粉(dinfn)(dinfn)的酶解的酶解第2页/共66页第二页，共66页。 2 2、淀粉、淀粉(dinfn)(dinfn)的消化的消化吸收吸收淀粉唾液淀粉酶糊精少量麦芽糖胃酸水解部分淀粉胰淀粉酶糊精酶葡萄糖、麦芽糖细胞第3页/共66页第三页，共66页。第4页/共

2、66页第四页，共66页。糖氧化分解糖氧化分解(fnji)(fnji)的主要途径：的主要途径：一、在无氧条件下进行的无氧分解一、在无氧条件下进行的无氧分解二、在有氧条件下进行的有氧氧化二、在有氧条件下进行的有氧氧化(ynghu)(ynghu)三、通过磷酸戊糖途径进行的分解代谢三、通过磷酸戊糖途径进行的分解代谢糖的分解代谢概况糖的分解代谢概况(gikung) 第5页/共66页第五页，共66页。第6页/共66页第六页，共66页。糖的无氧分解糖的无氧分解(fnji)(fnji) 1.酵解 酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随(bn su)着生成ATP的过程，此反应在细胞液（胞浆）进行。它是动物、植物、微

3、生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMP途径。第7页/共66页第七页，共66页。糖的无氧分解糖的无氧分解(fnji)(fnji) 在好氧有机体中，酵解生成的丙酮酸进入(jnr)线粒体，经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O，酵解生成的NADH经呼吸链氧化而产生ATP和水。 所以，酵解是氧化磷酸化和三羧酸循环的前奏。若供氧不足，NADH把丙酮酸还原成乳酸。第8页/共66页第八页，共66页。发酵发酵(f jio)(f jio) 2.发酵：厌氧有机体(如酵母或其他微生物)把酵解生成的NADH中的氢交给丙酮酸脱羧生成乙醛，使之形成乙醇。这

4、个过程称为酒精(jijng)发酵。若将氢交给丙酮酸生成乳酸，则是乳酸发酵。第9页/共66页第九页，共66页。第10页/共66页第十页，共66页。糖酵解过程糖酵解过程(guchng)(guchng)a6-磷酸葡萄糖葡萄糖果糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油酸磷酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸b1234糖原1-磷酸葡萄糖第11页/共66页第十一页，共66页。a aOCH2OHOHOHOHHHHHOOCH2OHOHOHHHHHOCH2OHOHOHHHHHOOOCH2OHOHOHOHOHHHHPOCH2OHOHOHHHHHOCH2OHOHOHOH

5、HHHHOO细胞内细胞内糖原在糖原在磷酸化磷酸化酶和脱酶和脱枝酶催枝酶催化下形化下形成成(xngc(xngchng)1hng)1- -磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖第12页/共66页第十二页，共66页。b bOCH2OPO3H2OHOHOHOHHHHHOCH2OHOHOHOHHHHHOPO3H2该反应由磷酸(ln sun)葡萄糖异构酶催化第13页/共66页第十三页，共66页。（1 1）第一阶段：葡萄糖）第一阶段：葡萄糖 1, 6- 1, 6-二二磷酸果糖磷酸果糖(gutng)(gutng) 第14页/共66页第十四页，共66页。（1 1）第一阶段：）第一阶段：葡萄糖的磷酸化葡萄糖的磷酸化 葡萄糖 6-磷

6、酸(ln sun)葡萄糖ATPATPATPADPADPP P己糖激酶己糖激酶(HK)(HK)是糖酵解途径的第一个限速酶是糖酵解途径的第一个限速酶第15页/共66页第十五页，共66页。葡萄糖磷酸化反应葡萄糖磷酸化反应(fnyng)(fnyng)的的意义意义 将葡萄糖磷酸化转变为容易参加代谢反应的活化形式； 磷酸化的葡萄糖有防止胞内葡萄糖外渗的作用； 为后续进行的底物(d w)水平磷酸化贮备了磷酸基团。第16页/共66页第十六页，共66页。磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)己糖异构化己糖异构化第17页/共66页第十七页，共66页。P1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(gutng)(gutn

7、g)的生成的生成磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)是糖酵解途径的最重要的限速酶是糖酵解途径的最重要的限速酶ATPATPADPADPP第18页/共66页第十八页，共66页。磷酸果糖激酶己糖激酶磷酸己糖异 构 酶葡葡萄萄糖糖6 6磷酸果糖磷酸果糖6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1 1，6 6二磷酸果糖二磷酸果糖ATP ADPATP磷酸化酶糖糖 原原1 1磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸果糖磷酸果糖变变 位位 酶酶ADP己糖激酶磷酸果糖激酶ATPATP第19页/共66页第十九页，共66页。（2 2）第二阶段：）第二阶段：1, 6-1, 6-二磷酸果糖二磷酸果糖(gutng) (gutng) 3- 3-磷酸甘油醛磷

8、酸甘油醛相当于相当于1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖(gutng)(gutng)裂解为两分子的裂解为两分子的3-3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。第20页/共66页第二十页，共66页。（3 3）第三阶段：）第三阶段：3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第21页/共66页第二十一页，共66页。3-3-磷酸甘油醛氧化磷酸甘油醛氧化(ynghu)(ynghu)为为1,3-1,3-二磷酸甘二磷酸甘油酸油酸CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H+H H3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸这是糖酵解过程中唯一这是糖酵解过程中唯一(wi y)一步脱氢

9、一步脱氢反应反应第22页/共66页第二十二页，共66页。高能高能(gonng)(gonng)磷酸基团的转移磷酸基团的转移糖酵解中第一次底物水平磷酸化，糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1 1分子葡萄糖产生分子葡萄糖产生2 2分子分子ATPATP+ ADP+ ATPATP第23页/共66页第二十三页，共66页。3-3-磷酸甘油酸异构为磷酸甘油酸异构为2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸第24页/共66页第二十四页，共66页。（4 4）第四阶段：）第四阶段：2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸第25页/共66页第二十五页，共66页。磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)烯醇式丙酮酸的生成烯醇式丙酮酸的

10、生成第26页/共66页第二十六页，共66页。丙酮酸的生成丙酮酸的生成(shn chn)(shn chn)糖酵解中第二次底物水平磷酸化，糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)(PK)是第三个限速酶。是第三个限速酶。ADPATPATP第27页/共66页第二十七页，共66页。自发自发(zf)(zf)反应反应第28页/共66页第二十八页，共66页。2ATP2ATP3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸(ln sun)烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶(jmi)丙酮酸激酶(jmi)2ADP烯醇化酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸 激 酶磷酸甘油酸脱氢 酶N

11、AD+PiNADH+H+2ATP2ADP2ATP第29页/共66页第二十九页，共66页。酵解途径酵解途径(tjng)(tjng)第30页/共66页第三十页，共66页。第31页/共66页第三十一页，共66页。丙酮酸的去路(ql)第32页/共66页第三十二页，共66页。己糖激酶ADPATP 葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸果糖激酶ADPATP1,6-二磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖变位酶2-磷酸甘油酸2ATP丙酮酸激酶2ADP丙酮酸2ATP2ADP3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+醛缩酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮乳酸无氧丙酮酸脱羧酶乙醛乙

12、醇无氧CO2糖原1-磷酸葡萄糖己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶ATPATP2ATP2ATP2NADH+H+第33页/共66页第三十三页，共66页。糖酵解的反应糖酵解的反应(fnyng)(fnyng)特点特点 1 1、整个过程无氧参加；、整个过程无氧参加； 2 2、三个限速酶：、三个限速酶：HKHK、PFKPFK、PK PK ； 3 3、从葡萄糖开始净生成、从葡萄糖开始净生成2 2分子分子ATPATP， 从糖原开始净生成从糖原开始净生成3 3分子分子ATPATP； 4 4、一次脱氢、一次脱氢(tu qn)(tu qn)辅酶为辅酶为NADNAD，生成，生成NADHNADHH H。 第34页/共66页

13、第三十四页，共66页。糖酵解的意义糖酵解的意义(yy)(yy)1 1、是生物体对不良环境条件的一种适应能力；、是生物体对不良环境条件的一种适应能力；2 2、是红细胞和某些组织细胞的主要、是红细胞和某些组织细胞的主要(zhyo)(zhyo)供能方式；供能方式；3 3、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意义；、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意义；4 4、有氧氧化的前段过程。、有氧氧化的前段过程。第35页/共66页第三十五页，共66页。糖的有氧氧化糖的有氧氧化(ynghu)(ynghu)（一）定义：葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成CO2、H2O和大量ATP的代谢过程(guchng)，称为糖的有氧

14、氧化。（二）反应部位： 细胞液和线粒体第36页/共66页第三十六页，共66页。糖的无氧氧化糖的无氧氧化(ynghu)与有氧氧化与有氧氧化(ynghu)的关系的关系第37页/共66页第三十七页，共66页。反应反应(fnyng)(fnyng)分为三个阶段分为三个阶段第一阶段：丙酮酸的生成第一阶段：丙酮酸的生成(shn chn)(shn chn)（在细胞（在细胞液中进行）液中进行）第二阶段：丙酮酸的氧化第二阶段：丙酮酸的氧化(ynghu)脱羧（在线粒体中）脱羧（在线粒体中）葡萄糖葡萄糖2NAD2NAD2ADP2ADP2P2Pi i 2丙酮酸 2ATP2NADH2H第三阶段第三阶段：三羧酸循环（线粒体

15、中）：三羧酸循环（线粒体中）第38页/共66页第三十八页，共66页。丙酮酸的氧化丙酮酸的氧化(ynghu)(ynghu)脱羧脱羧 丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸(su sun)(su sun)循环的中间环循环的中间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。第39页/共66页第三十九页，共66页。三羧酸三羧酸(su sun)(su sun)循环的定义循环的定义反应从乙酰辅酶反应从乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合成含有三与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸为开始，最终以生成草酰乙个羧基的柠檬酸为开始，最终以生成草酰乙

16、酸而为循环酸而为循环(xnhun),(xnhun),又称为柠檬酸循环又称为柠檬酸循环(xnhun)(xnhun)，又称为，又称为TCATCA循环循环(xnhun)(xnhun)。 三羧酸循环三羧酸循环(xnhun)(xnhun)的反应部位线粒体的反应部位线粒体基质。基质。第40页/共66页第四十页，共66页。三羧酸循环的反应三羧酸循环的反应(fnyng)(fnyng)过程过程（一）乙酰辅酶（一）乙酰辅酶A A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸与草酰乙酸缩合生成柠檬酸（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸（二）柠檬酸异构化生成异柠檬酸 （三）异柠檬酸氧化（三）异柠檬酸氧化(ynghu)(ynghu)脱羧生成脱羧生

17、成-酮戊酮戊二酸二酸 （四）（四）-酮戊二酸氧化酮戊二酸氧化(ynghu)(ynghu)脱羧生成琥珀脱羧生成琥珀酰酰CoACoA（五）琥珀酰（五）琥珀酰CoACoA水解生成琥珀酸水解生成琥珀酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸（八）草酰乙酸的再生（八）草酰乙酸的再生 第41页/共66页第四十一页，共66页。CH3 C CSCoASCoA+ +CH2OOCCOOHCH2COOH柠檬酸合成酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2OHHHHHHHHHHCH2COOHO柠檬酸合成酶乙酰乙酰CoACoA草酰乙

18、酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸HSCoA（一）缩（一）缩 合合 反反 应应柠檬酸合成酶是三羧酸柠檬酸合成酶是三羧酸(su sun)循环的第一个限速酶循环的第一个限速酶H2O第42页/共66页第四十二页，共66页。（二）柠檬酸异构化为异柠檬（二）柠檬酸异构化为异柠檬酸酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCH2COOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头(w tu)酸酶顺乌头(w tu)酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸柠檬酸顺乌头顺乌头(w tu)酸酸异柠檬酸异柠檬酸第43页/共66页第四十三页，共66页。HOH（三）异柠檬酸生成（三）异柠檬酸生成

19、(shn (shn chn)-chn)-酮戊二酸酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸 这是三羧酸循环(xnhun)的第一次氧化脱羧反应，异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH第44页/共66页第四十四页，共66页。（四）（四）-酮戊二酸氧化酮戊二酸氧化(ynghu)(ynghu)脱羧反应脱羧反应CH2CHCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCo

20、ACOSCoA琥珀琥珀(h p)(h p)酰酰CoACoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脱氢酶复合体-酮戊二酸脱氢酶复合体 这是三羧酸(su sun)循环的第二次氧化脱羧反应，-酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2H HHH第45页/共66页第四十五页，共66页。（五）琥珀酸的生成（五）琥珀酸的生成(shn (shn chn)chn)CH2CH2COOHCOSCoA琥珀琥珀(h p)(h p)酰酰CoACoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸琥珀(h p)酰CoA合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物水平这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化

21、。磷酸化。GTP + ADPATPGTP第46页/共66页第四十六页，共66页。HH（六）延胡索酸的生成（六）延胡索酸的生成(shn chn)(shn chn)CHCOOHCHCOOH琥珀酸琥珀酸+ FADCHCOOHCHCOOHHHHH+ FADH2H2延胡索酸延胡索酸琥珀酸脱氢酶第47页/共66页第四十七页，共66页。HOHH2O（七）苹果酸的生成（七）苹果酸的生成(shn chn)(shn chn)CHCOOHCHCOOH延胡索酸延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸苹果酸+第48页/共66页第四十八页，共66页。（八）草酰乙酸的再生（八）草酰乙酸的再生(zishn

22、g)(zishng)CHCOOHCCOOH苹果酸苹果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHH H第49页/共66页第四十九页，共66页。柠檬 酸草酰乙酸 乙酰CoACoAH2O顺乌头酸 琥珀(h p)酰CoA 异柠檬酸 H2OH2ONAD+NADH+H+CO2延胡索酸 苹果酸 FADFADH2H2O草酰琥珀酸 CO2NAD+NADH+H+三羧酸三羧酸(su sun)循环循环琥珀酸 GDPGTPATPNADH+H+NAD+-酮戊二 酸CO2CO2H HH HH2H HNAD+NAD+NAD+FADATP第50页/共66页第五十页，共66页。反

23、应反应(fnyng)(fnyng)特点特点1 1、需氧、需氧2 2、不可逆：三个限速酶、不可逆：三个限速酶3 3、两次脱羧、四次脱氢、两次脱羧、四次脱氢(tu qn)(tu qn)（三次（三次受体是受体是NADNAD， 一次是一次是FADFAD）、一次底物水）、一次底物水平磷酸化，平磷酸化，4 4、共产生、共产生10molATP10molATP第51页/共66页第五十一页，共66页。TCA的生物学意义的生物学意义(yy) 1.是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。 2.是三大有机物质（糖类(tn li)、脂类、蛋白质）转化的枢纽。 3.提供多种化合物的碳骨架。第52页/共66页第五

24、十二页，共66页。三大物质三大物质(wzh)代谢之间的关代谢之间的关系系草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀(h p)酰CoA-酮戊 二 酸柠檬(nn mn) 酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血红素谷氨酸组氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇数脂肪酸TCATCA循环循环第53页/共66页第五十三页，共66页。第54页/共66页第五十四页，共66页。第55页/共66页第五十五页，共66页。定义(dngy)：从6磷酸葡萄糖开始，不经糖酵解和柠檬酸循环，直接将其脱氢脱羧分解为磷酸戊糖，磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6磷酸葡萄糖的过程，或称为磷酸己糖旁路，简称HMP途径。反应场所： 细胞浆。 磷

25、酸磷酸(ln sun)戊糖途径戊糖途径第56页/共66页第五十六页，共66页。反应可分为两个阶段：反应可分为两个阶段： 第一阶段第一阶段 氧化阶段氧化阶段 由由6 6磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成(shn (shn chn)chn)磷酸戊糖磷酸戊糖; ;第二阶段第二阶段 非氧化阶段非氧化阶段磷酸戊糖分子再经重排最终又生成磷酸戊糖分子再经重排最终又生成(shn (shn chn)chn) 6 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第57页/共66页第五十七页，共66页。磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)戊糖途径（磷酸戊糖途径（磷酸(ln sun)(ln sun)己糖支路）己糖支路）

26、第58页/共66页第五十八页，共66页。磷酸戊糖途径的主要磷酸戊糖途径的主要(zhyo)(zhyo)特点：特点：1 1、是、是6-6-磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧, ,不必经过不必经过EMP,EMP,也不必经过也不必经过TCATCA；2 2、在整个反应中、在整个反应中, ,脱氢酶的辅酶为脱氢酶的辅酶为NADP+NADP+而不是而不是NAD+NAD+；3 3、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖第59页/共66页第五十九页，共66页。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(tjng)(tjng)（磷酸己糖支路）总结（磷酸己糖支路）总结 （1）.6磷酸葡萄糖

27、脱氢脱羧转化成5磷酸核酮糖。 （2）.磷酸戊糖可同分异构化生成5磷酸核糖及5磷酸木酮糖。 （3）.磷酸戊糖通过转酮反应及转醛反应生成酵解途径的中间产物(chnw)6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，再进入糖酵解途径。第60页/共66页第六十页，共66页。磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(tjng)(tjng)的生理意义的生理意义 磷酸戊糖途径具有以下功能： 1.产生NADPH，为生物合成提供还原力，例如(lr)脂肪酸、固醇类物质的合成； 2.产生磷酸戊糖参加核酸代谢； 3.NADPH使红细胞中还原谷胱甘肽再生，对维持红细胞还原性有重要作用。第61页/共66页第六十一页，共66页。糖异生（糖异生（glucog

28、luconeoneogenesisgenesis）第62页/共66页第六十二页，共66页。糖异生的意义糖异生的意义(yy)1、有利于机体内糖来源不足时维持(wich)血糖浓度相对恒定；2、有利于乳酸的利用；3、协助氨基酸代谢。第63页/共66页第六十三页，共66页。补充补充(bchng)作业作业 1、名词解释： （）糖酵解；（）糖的有氧氧化；（）TCA循环；（）糖异生 2、试从以下方面比较糖酵解和有氧氧化的异同: （）代谢部位；（）反应条件；（）生成ATP的方式；（）产生ATP的数量(shling)；（）终产物；（）生理意义第64页/共66页第六十四页，共66页。补充补充(bchng)作业作业 3、1mol葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，将净生成多少ATP？写出生成或消耗ATP各步骤的反应。 4、说明三羧酸循环的生理(shngl)意义。 5、什么叫HMP途径？该途径的代谢特点和生理(shngl)意义如何？第65页/共66页第六十五页，共66页。感谢您的观看(gunkn)！第66页/共66页第六十六页，共66页。