营养成分代谢.ppt

关于营养成分代谢现在学习的是第1页，共91页糖代谢包括分解代谢和合成代谢。糖代谢包括分解代谢和合成代谢。动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，成其它类型的生物分子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。提供碳源或碳链骨架。植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。现在学习的是第2页，共91页糖的主要生理功能糖的主要生理功能1.氧化供能氧化供能糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。等物质的原料。3.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。2.提供合成体内提供合成体内其他物质的原料其他物质的原料糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。现在学习的是第3页，共91页糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应糖代谢是指葡萄糖在体内的复杂化学反应现在学习的是第4页，共91页 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O+CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 葡萄糖代谢概况葡萄糖代谢概况现在学习的是第5页，共91页*糖酵解糖酵解(glycolysis)：*乳酸发酵乳酸发酵(lactic acid fermentation)：在在缺缺氧氧条条件件下下，葡葡萄萄糖糖经经酵酵解解生生成成的的丙丙酮酮酸酸还还原为乳酸原为乳酸(lactate)。一分子葡萄糖裂解为两分子丙酮酸的过程。一分子葡萄糖裂解为两分子丙酮酸的过程。*乙醇发酵乙醇发酵(ethanol fermentation)：在在某某些些植植物物、脊脊椎椎动动物物组组织织和和微微生生物物，酵酵解解产产生生的丙酮酸转变为乙醇和的丙酮酸转变为乙醇和CO2，即乙醇发酵。，即乙醇发酵。*有氧氧化有氧氧化(aerobic oxidation)：在在有有条条件件下下，需需氧氧生生物物和和哺哺乳乳动动物物组组织织内内的的丙丙酮酮酸彻底氧化分解为酸彻底氧化分解为CO2和和H2O，即糖的有氧氧化，即糖的有氧氧化。现在学习的是第6页，共91页生物体内葡萄糖生物体内葡萄糖(糖原糖原)的分解主要有三条途径的分解主要有三条途径:1、酵解、酵解(glycolytic pathway)葡萄糖（葡萄糖（Glucose）丙酮酸（丙酮酸（pyruvate）2、三羧酸循环（有氧氧化）三羧酸循环（有氧氧化）Glucose CO2+H2O 3、戊糖磷酸途径（、戊糖磷酸途径（HMP）Glucose CO2+H2O一、糖的分解代谢一、糖的分解代谢现在学习的是第7页，共91页（3）丙酮酸被还原为乳酸丙酮酸被还原为乳酸1、糖酵解、糖酵解（2）糖酵解的反应历程）糖酵解的反应历程（1）糖酵解的概念）糖酵解的概念（4）糖酵解的生物学意义）糖酵解的生物学意义现在学习的是第8页，共91页（1）糖酵解的概念）糖酵解的概念 葡萄糖经酶促作用降解成丙酮酸，并伴随生葡萄糖经酶促作用降解成丙酮酸，并伴随生成成ATP的过程称为糖酵解，的过程称为糖酵解，也称作也称作Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称途径，简称EMP途径。途径。此过程在此过程在细细胞胞液胞胞液中进行，是动物、植物和微生物细胞中葡中进行，是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分解的萄糖分解的共同代谢途径共同代谢途径。1、糖酵解、糖酵解现在学习的是第9页，共91页 从葡萄糖或糖原开始至生成丙酮酸从葡萄糖或糖原开始至生成丙酮酸,分别包括分别包括10或或11步连续的酶促步骤步连续的酶促步骤:1）己糖磷酸化（活化阶段）己糖磷酸化（活化阶段）3个阶段个阶段 2）丙糖磷酸的生成）丙糖磷酸的生成 3）丙酮酸和）丙酮酸和ATP的生成的生成（2）糖酵解的反应历程）糖酵解的反应历程现在学习的是第10页，共91页EMP的反应历程的反应历程 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段第第三三阶阶段段葡萄糖葡萄糖己糖磷酸酯的生成己糖磷酸酯的生成丙糖磷酸的生成丙糖磷酸的生成丙酮酸与丙酮酸与ATP的合成的合成现在学习的是第11页，共91页葡萄糖葡萄糖磷酸化成为磷酸化成为6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)Glu G-6-P F-6-P F-1,6-2PATP ADP ATP ADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)第一阶段：己糖的磷酸化第一阶段：己糖的磷酸化现在学习的是第12页，共91页6-磷酸葡糖磷酸葡糖转变为转变为6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡糖磷酸葡糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,F-6-P)第一阶段：己糖的磷酸化第一阶段：己糖的磷酸化现在学习的是第13页，共91页6-磷酸果糖磷酸果糖转变为转变为1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1，PFK-1)6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 (F-1,6-2P)第一阶段：己糖的磷酸化第一阶段：己糖的磷酸化现在学习的是第14页，共91页1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 磷酸己糖磷酸己糖裂解成裂解成2分子分子磷酸丙糖磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +第二阶段：第二阶段：磷酸丙糖的生成及其互变磷酸丙糖的生成及其互变现在学习的是第15页，共91页磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮转变为转变为3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 (triose phosphate isomerase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第二阶段：第二阶段：磷酸丙糖的生成及其互变磷酸丙糖的生成及其互变现在学习的是第16页，共91页上上述述步步反反应应为为酵酵解解途途径径的的耗耗能能阶阶段段，1分分子子葡葡萄萄糖糖的的代代谢谢消消耗耗了了2分分子子ATP，产产生生了了2分分子子3-磷磷酸酸甘甘油油醛。醛。现在学习的是第17页，共91页3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛氧化为氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸Pi、NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 第三阶段：第三阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成现在学习的是第18页，共91页1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸转变成转变成转变成转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)第三阶段：第三阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成现在学习的是第19页，共91页这这是是酵酵解解过过程程中中第第一一次次产产生生ATP的的反反应应，将将底底物物的的高高能能磷磷酸酸键键直直接接转转移移给给ADP生生成成ATP，这这种种ADP或或其其他他核核苷苷二二磷磷酸酸的的磷磷酸酸化化作作用用与与底底物物的的脱脱氢氢作作用用直直接接相相偶偶联联 的的 反反 应应 称称 为为底底 物物 水水 平平 磷磷 酸酸 化化(substrate-level phosphorylation)。现在学习的是第20页，共91页3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 第三阶段：第三阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成现在学习的是第21页，共91页2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phospho-enolpyruvate,PEP)第三阶段：第三阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成现在学习的是第22页，共91页ADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸转变成转变成丙酮酸丙酮酸，并通过底并通过底物水平磷酸化生成物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 第三阶段：第三阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成现在学习的是第23页，共91页E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+三个限速反应三个限速反应现在学习的是第24页，共91页 C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH+2H+2ATP+2H2O糖酵解的总反应糖酵解的总反应乳酸酵解时，乳酸酵解时，1mol葡萄糖可经底物水平磷酸化生成葡萄糖可经底物水平磷酸化生成4molATP，在葡萄糖和，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化时消耗磷酸果糖磷酸化时消耗2molATP，故净生成，故净生成2molATP。现在学习的是第25页，共91页反应中的反应中的NADH+H+来自于上述第来自于上述第6步反应步反应中的中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+（3）丙酮酸的去路丙酮酸的去路 1）被还原为乳酸）被还原为乳酸 现在学习的是第26页，共91页乳酸酵解最主要的生理意义在于迅速提供能量，乳酸酵解最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌肉收缩更为重要。这对肌肉收缩更为重要。当机体缺氧或剧烈运动肌肉局部血流不足时，能量当机体缺氧或剧烈运动肌肉局部血流不足时，能量主要通过乳酸酵解获得。主要通过乳酸酵解获得。红细胞没有线粒体，完全依赖乳酸酵解供应能量。红细胞没有线粒体，完全依赖乳酸酵解供应能量。神经、白细胞和骨髓等代谢极为活跃，即使不神经、白细胞和骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。缺氧也常由乳酸酵解提供部分能量。现在学习的是第27页，共91页丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶醇脱氢酶醇脱氢酶 a、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶 b、NADH+H+来自甘油醛来自甘油醛3-磷酸脱氢磷酸脱氢（3）丙酮酸的去路丙酮酸的去路 2）无氧条件下，生成乙醇）无氧条件下，生成乙醇现在学习的是第28页，共91页 提供能量；提供能量；是在不需要氧供应的条件下，产生是在不需要氧供应的条件下，产生ATP的一种供能方式，的一种供能方式，其最主要的生理意义在于迅速提供能量（其最主要的生理意义在于迅速提供能量（为厌氧微生物和为厌氧微生物和缺氧下缺氧下某些组织细胞正常活动提供能量，如机体缺氧、剧烈运动肌肉局某些组织细胞正常活动提供能量，如机体缺氧、剧烈运动肌肉局部缺血等，能迅速获得能量部缺血等，能迅速获得能量）形成多种重要的中间产物，为其他生物合成（如形成多种重要的中间产物，为其他生物合成（如氨基酸、脂类等）提供原料；氨基酸、脂类等）提供原料；为葡萄糖的彻底氧化分解作准备。为葡萄糖的彻底氧化分解作准备。（4）糖酵解的生物学意义）糖酵解的生物学意义现在学习的是第29页，共91页2、糖的有氧氧化、糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate（2）糖有氧氧化的反应历程）糖有氧氧化的反应历程（1）糖有氧氧化的概念）糖有氧氧化的概念（3）糖有氧氧化的生物学意义）糖有氧氧化的生物学意义现在学习的是第30页，共91页葡葡萄萄糖糖在在有有氧氧条条件件下下彻彻底底氧氧化化成成水水和和CO2的的反应过程称为有氧氧化反应过程称为有氧氧化(aerobic oxidation)。*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 （1）糖有氧氧化的概念）糖有氧氧化的概念现在学习的是第31页，共91页第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 生成乙酰生成乙酰CoA 第三阶段：三羧酸循环和氧第三阶段：三羧酸循环和氧化磷酸化化磷酸化 G丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环胞胞液液 线线粒粒体体 （2）糖有氧氧化的反应过程）糖有氧氧化的反应过程现在学习的是第32页，共91页总反应式总反应式:丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 (acetyl CoA)第一阶段：糖酵解生成丙酮酸第一阶段：糖酵解生成丙酮酸第二阶段：丙酮酸氧化脱羧第二阶段：丙酮酸氧化脱羧乙酰乙酰CoA的生成。的生成。丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体内室。在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。现在学习的是第33页，共91页丙酮酸脱氢酶复合体的组成丙酮酸脱氢酶复合体的组成 酶酶E1：丙酮酸脱氢酶：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+辅辅 酶酶 硫胺素焦磷酸硫胺素焦磷酸 TPP 硫辛酸（硫辛酸（)HSCoA FAD,NAD+SSL现在学习的是第34页，共91页乙酰乙酰CoA柠檬酸柠檬酸第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环乙酰乙酰CoA的彻底氧化的彻底氧化 （Tricarboxylic acid cycle TCA）草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶脱水脱水异构异构异异 柠柠 檬檬 酸酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸脱羧、脱氢脱羧、脱氢异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶酮戊二酸酮戊二酸脱羧脱羧琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸延胡素酸延胡素酸氧氧化化脱脱羧羧草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸现在学习的是第35页，共91页草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸a-a-酮戊二酸酮戊二酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸琥珀酸琥珀酸辅酶辅酶A延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A三羧酸循环三羧酸循环琥珀酰琥珀酰CoA现在学习的是第36页，共91页三羧酸循环总反应式三羧酸循环总反应式:三羧酸循环的第一步是三羧酸循环的第一步是乙酰乙酰CoA与草酰乙酸与草酰乙酸缩合成缩合成6个碳原子的柠檬酸，然后柠檬酸经过一系列反应重新个碳原子的柠檬酸，然后柠檬酸经过一系列反应重新生成生成草酰乙酸草酰乙酸，完成一轮循环。，完成一轮循环。现在学习的是第37页，共91页三羧酸循环的特点三羧酸循环的特点1、经过一轮循环，乙酰、经过一轮循环，乙酰CoA的的2个碳原子被氧化成个碳原子被氧化成CO2；2、有有4次次脱脱氢氢反反应应，氢氢的的接接受受体体分分别别为为NAD+或或FAD，生生成成3分分子子NADH+H+和和1分子分子FADH2。3、在循环中有、在循环中有1次底物水平磷酸化，可生成次底物水平磷酸化，可生成1分子分子GTP；4、单向进行、单向进行5、在在H+/电电子子沿沿电电子子传传递递链链传传递递过过程程中中能能量量逐逐步步释释放放，同同时时伴伴有有ADP磷磷酸酸化化成成ATP，吸吸收收这这些些能能量量储储存存于于ATP中中，即即氧氧化化与与磷磷酸酸化反应是偶联在一起的，称为氧化磷酸化。化反应是偶联在一起的，称为氧化磷酸化。现在学习的是第38页，共91页*获得获得ATP的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制。的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制。葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+4或或6*2 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2 丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 3 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 32-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 32琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 22苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 3 净生成净生成36或或38NAD+NAD+NAD+现在学习的是第39页，共91页（3）糖有氧氧化的生物学意义）糖有氧氧化的生物学意义糖有氧氧化是机体获得糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式的主要方式是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽分解的中间产物为其他生物物质的合成提供碳架分解的中间产物为其他生物物质的合成提供碳架产生一定数量的有机酸（柠檬酸、苹果酸）产生一定数量的有机酸（柠檬酸、苹果酸）现在学习的是第40页，共91页 糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径，但不是唯一糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径，但不是唯一途径。实验研究也表明：在组织中添途径。实验研究也表明：在组织中添 加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径，许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径，也称为磷酸己糖旁路（也称为磷酸己糖旁路（hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞）。参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动物体中约有浆中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。的葡萄糖通过此途径分解。3、磷酸戊糖途径（、磷酸戊糖途径（HMP）现在学习的是第41页，共91页*细胞定位：细胞定位：胞液胞液 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖、生成磷酸戊糖、NADPH+H+及及CO2二个阶段二个阶段 第二阶段：非氧化反应第二阶段：非氧化反应 包括一系列基团转移。包括一系列基团转移。（1）磷酸戊糖途径的反应历程）磷酸戊糖途径的反应历程现在学习的是第42页，共91页 第一阶段第一阶段 氧化阶段氧化阶段1、6-磷酸葡糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和磷酸葡糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH 6-磷酸葡糖酸磷酸葡糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+NADP+H2O NADP+CO2 NADPH+H+6-磷酸葡糖脱氢酶磷酸葡糖脱氢酶6-磷酸葡糖酸脱氢酶磷酸葡糖酸脱氢酶H HCOCOH HCH2OH C O 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 6-磷酸葡糖酸内酯磷酸葡糖酸内酯 5-磷酸核糖磷酸核糖 现在学习的是第43页，共91页催化第一步脱氢反应的催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡糖脱氢酶磷酸葡糖脱氢酶是是此代谢途径的关键酶。此代谢途径的关键酶。两次脱氢脱下的氢均由两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成接受生成NADPH+H+。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。间产物。G-6-P 5-磷酸核糖磷酸核糖 NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2 现在学习的是第44页，共91页每每3分子分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成等演变阶段，最终生成3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖。第二阶段第二阶段 非氧化阶段非氧化阶段现在学习的是第45页，共91页5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C3现在学习的是第46页，共91页第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移反应，将第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移反应，将核糖转变成核糖转变成6-磷酸果糖和磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入酵解途径磷酸甘油醛而进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称。因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路（磷酸戊糖旁路（pentose phosphate shunt）。现在学习的是第47页，共91页磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径第一阶段第一阶段 第第二二阶阶段段 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖 C57-磷酸景天糖磷酸景天糖 C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 C46-磷酸果糖磷酸果糖 C66-磷酸果糖磷酸果糖 C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 C36-磷酸葡糖磷酸葡糖(C6)3 6-磷酸葡糖酸内酯磷酸葡糖酸内酯(C6)3 6-磷酸葡糖酸磷酸葡糖酸(C6)3 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5)3 5-磷酸核糖磷酸核糖 C53NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡糖脱氢酶磷酸葡糖脱氢酶 3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡糖酸脱氢酶磷酸葡糖酸脱氢酶 CO2现在学习的是第48页，共91页磷酸戊糖途径的总反应式：磷酸戊糖途径的总反应式：36-磷酸葡糖磷酸葡糖+6 NADP+26-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2 现在学习的是第49页，共91页磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点（1）脱氢反应以）脱氢反应以NADP+为受氢体，生成为受氢体，生成NADPH+H+。（2）反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了）反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了3、4、5、6、7碳糖碳糖的演变过程。的演变过程。（3）反应中生成了重要的中间代谢物）反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖磷酸核糖。（4）一分子一分子G-6-P经过反应，只能发生经过反应，只能发生一次脱羧一次脱羧和和二次脱氢二次脱氢反应，反应，生成一分子生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+。现在学习的是第50页，共91页*6-磷酸葡糖脱氢酶磷酸葡糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定高低决定6-磷酸葡糖进入磷酸戊糖途径的流量。磷酸葡糖进入磷酸戊糖途径的流量。此此酶酶活活性性主主要要受受NADPH/NADP+比比值值的的影影响响，比比值值升升高高则则被被抑抑制制，降降低低则则被被激激活活。另另外外NADPH对该酶有强烈抑制作用。对该酶有强烈抑制作用。现在学习的是第51页，共91页磷酸戊糖途径为核苷酸的生成提供核糖磷酸戊糖途径为核苷酸的生成提供核糖 提供提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应作为供氢体参与多种代谢反应 1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体；是体内许多合成代谢的供氢体；2）NADPH参与体内羟化反应；参与体内羟化反应；3）NADPH还用于维持谷胱甘肽（还用于维持谷胱甘肽（glutathione）的还）的还原状态。原状态。（2）磷酸戊糖途径的生物学意义）磷酸戊糖途径的生物学意义现在学习的是第52页，共91页糖的合成可以通过光合作用和糖异生作用完成。糖的合成可以通过光合作用和糖异生作用完成。*部位部位 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体*原料原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸二、糖的合成代谢二、糖的合成代谢 糖异生糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。现在学习的是第53页，共91页糖异生的生理意义糖异生的生理意义 糖异生作用糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。分重要的。现在学习的是第54页，共91页*过程过程 酵酵解解途途径径中中有有3个个由由关关键键酶酶催催化化的的不不可可逆逆反反应应。在在糖糖异异生生时时，须须由由另另外外的的反反应应和和酶酶代替。代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸丙酮酸丙酮酸磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛 NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径糖异生途径(gluconeogenic pathway)指指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应现在学习的是第55页，共91页（1）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素，辅酶为生物素（反应在线粒体）（反应在线粒体）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）1、葡萄糖的生物合成、葡萄糖的生物合成现在学习的是第56页，共91页现在学习的是第57页，共91页草酰乙酸转运出线粒体草酰乙酸转运出线粒体 出线粒体出线粒体 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 出线粒体出线粒体 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 现在学习的是第58页，共91页丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP+CO2ADP+Pi 苹果酸苹果酸 NADH+H+NAD+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP 磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶 GTP GDP+CO2 线线粒粒体体胞胞液液现在学习的是第59页，共91页（2）1,6-双磷酸果糖转变为双磷酸果糖转变为6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 （3）6-磷酸葡糖水解为葡萄糖磷酸葡糖水解为葡萄糖6-磷酸葡糖磷酸葡糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡糖葡糖-6-磷酸酶磷酸酶 现在学习的是第60页，共91页（1）糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸生糖氨基酸 -酮酸酮酸 -NH2 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 2H （2）上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异）上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原生为葡萄糖或糖原 3、非糖物质进入糖异生的途径、非糖物质进入糖异生的途径现在学习的是第61页，共91页（一）维持血糖浓度恒定是糖异生最重要的生理（一）维持血糖浓度恒定是糖异生最重要的生理作用作用 糖异生的主要生理意义是维持血糖浓度的恒定糖异生的主要生理意义是维持血糖浓度的恒定正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖氧化葡萄糖供正常成人的脑组织不能利用脂酸，主要依赖氧化葡萄糖供给能量；给能量；红细胞没有线粒体，完全通过乳酸酵解获得能量；红细胞没有线粒体，完全通过乳酸酵解获得能量；骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行乳酸酵解。骨髓、神经等组织由于代谢活跃，经常进行乳酸酵解。现在学习的是第62页，共91页（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径途径 三碳途径：三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。胞异生为糖原的过程。糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径，这在饥饿糖异生是肝补充或恢复糖原储备的重要途径，这在饥饿后进食更为重要。后进食更为重要。现在学习的是第63页，共91页糖原是动物体内糖的储存形式之一，是机体糖原是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。能迅速动用的能量储备。肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需 肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平维持血糖水平 4、糖、糖 原原(glycogen)的生物合成的生物合成 糖原储存的主要器官及其生理意义糖原储存的主要器官及其生理意义 组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆现在学习的是第64页，共91页1.葡萄糖单元以葡萄糖单元以-1,4-1,4-糖苷糖苷键形成长链。键形成长链。2.约约1010个葡萄糖单元处形成个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以分枝，分枝处葡萄糖以-1,6-1,6-糖苷键连接，分支增糖苷键连接，分支增加，溶解度增加。加，溶解度增加。3.每条链都终止于一个非还每条链都终止于一个非还原端，非还原端增多，以原端，非还原端增多，以利于其被酶分解。利于其被酶分解。糖原的结构特点糖原的结构特点现在学习的是第65页，共91页（1）概念）概念 糖原的合成糖原的合成(glycogenesis)指由葡萄糖合成糖原的过程。指由葡萄糖合成糖原的过程。（2）糖原合成途径）糖原合成途径葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡糖磷酸葡糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡糖磷酸葡糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡糖激酶（肝）葡糖激酶（肝）现在学习的是第66页，共91页1-1-磷酸葡糖磷酸葡糖 磷酸葡糖变位酶磷酸葡糖变位酶 6-6-磷酸葡糖磷酸葡糖 6-磷酸葡糖转变成磷酸葡糖转变成1-磷酸葡糖磷酸葡糖 这这步步反反应应中中磷磷酸酸基基团团转转移移的的意意义义在在于于：由由于于延延长长形形成成-1,4-糖糖苷苷键键，所所以以葡葡萄萄糖糖分分子子C1上上的的