糖代谢糖概述.pptx

1.了解糖的分类；单糖、双糖、及多糖（淀了解糖的分类；单糖、双糖、及多糖（淀粉、纤维素、糖原）的结构特点及它们的粉、纤维素、糖原）的结构特点及它们的一些重要的性质。一些重要的性质。2.了解多糖在体内的消化或分解过程了解多糖在体内的消化或分解过程。目的要求第1页/共40页3.重点掌握葡萄糖在体内的分解代谢：糖酵解途径、重点掌握葡萄糖在体内的分解代谢：糖酵解途径、三羧酸循环、磷酸戊糖途径及其意义；糖的无氧氧三羧酸循环、磷酸戊糖途径及其意义；糖的无氧氧化与发酵的关系。化与发酵的关系。4.了解乙醛酸循环及其意义。了解乙醛酸循环及其意义。5.了解糖原、蔗糖、淀粉的合成途径，掌握糖的异了解糖原、蔗糖、淀粉的合成途径，掌握糖的异生途径及其对生物体的意义。生途径及其对生物体的意义。6.了解糖代谢各过程的调节机理。了解糖代谢各过程的调节机理。第2页/共40页糖的基本概念糖的结构与分类糖的主要生理功能返回第3页/共40页一一 糖的基本概糖的基本概念念 多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物和衍生物的统称（旧时称为碳水化合物）。和衍生物的统称（旧时称为碳水化合物）。返回（一）概念：（一）概念：第4页/共40页醛醛 糖糖Aldose酮酮 糖糖KetoseD-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)123456D-果果糖糖(D-fructose)123456返回甘油醛甘油醛(glycerose)123二羟丙酮二羟丙酮(dihydroxyacetone)123核糖核糖(ribose)32145核酮糖核酮糖(ribulose)32145第5页/共40页（二）（二）糖的主要生理功能糖的主要生理功能 1g 1g葡萄糖在体内完全氧化可释放葡萄糖在体内完全氧化可释放16.7kJ16.7kJ的的 能量。能量。1 1、氧化生能功能、氧化生能功能 糖类所供给的能量是机体生命活动主要的糖类所供给的能量是机体生命活动主要的 能量来源（正常情况下约占机体所需总能能量来源（正常情况下约占机体所需总能 量的量的505070%70%）。返回第6页/共40页2 2、构成组织细胞的基本成分、构成组织细胞的基本成分核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖 蛋白，如抗体、许多酶类和凝血因子等。蛋白，如抗体、许多酶类和凝血因子等。糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白/蛋白聚糖（统称糖复合物）。糖复合物不仅蛋白聚糖（统称糖复合物）。糖复合物不仅 是细胞的结构分子，而且是信息分子。是细胞的结构分子，而且是信息分子。返回第7页/共40页 糖是合成脂类糖是合成脂类(脂肪酸、脂肪脂肪酸、脂肪)的重要的重要 前体；前体；3 3、转变为体内的其它成分、转变为体内的其它成分 糖在体内可转变成非必须氨基酸的碳糖在体内可转变成非必须氨基酸的碳 骨架。骨架。返回第8页/共40页（三）分类：（三）分类：单糖、寡糖、多糖单糖、寡糖、多糖均一多糖：由相同单糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素均一多糖：由相同单糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素混合多糖：由不同单糖聚合而成，如果胶物质、半纤维素混合多糖：由不同单糖聚合而成，如果胶物质、半纤维素 单糖：不能水解为更小单位的糖，根据碳原子数又分丙糖、单糖：不能水解为更小单位的糖，根据碳原子数又分丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖；根据羰基的位置又分醛丁糖、戊糖、己糖、庚糖；根据羰基的位置又分醛 糖和酮糖。糖和酮糖。寡糖：由寡糖：由2 21010个单糖聚合而成的低聚糖，重要的有双糖、个单糖聚合而成的低聚糖，重要的有双糖、叁糖等；叁糖等；多糖：由多糖：由1010个以上单糖聚合而成的多聚糖，根据单糖的组个以上单糖聚合而成的多聚糖，根据单糖的组 成又分为：成又分为：第9页/共40页二二 单糖的分类与结构单糖的分类与结构三碳糖（丙糖三碳糖（丙糖):):甘油醛、二羟丙酮等甘油醛、二羟丙酮等（一）单糖的种类：根据所含碳原子的多少，分为：根据所含碳原子的多少，分为：七碳糖（庚糖）：景天糖等七碳糖（庚糖）：景天糖等六碳糖（己糖）：葡萄糖、果糖、半乳糖等六碳糖（己糖）：葡萄糖、果糖、半乳糖等五碳糖（戊糖）：核糖、核酮糖、木酮糖等五碳糖（戊糖）：核糖、核酮糖、木酮糖等四碳糖（丁糖）：赤藓糖等四碳糖（丁糖）：赤藓糖等返回第10页/共40页（二）单糖的立体结构（二）单糖的立体结构1、单糖的构型、单糖的构型 单糖分子除了二羟基丙酮外，其余都含不对称碳原子，有旋光异构单糖分子除了二羟基丙酮外，其余都含不对称碳原子，有旋光异构体：如甘油醛（体：如甘油醛（P195），不对称碳原子上羟基朝左称为），不对称碳原子上羟基朝左称为L-型。朝右称为型。朝右称为D型。型。含含一个一个不对称碳原子的单糖有不对称碳原子的单糖有21个个旋光异构体；旋光异构体；含含二个二个不对称碳原子的单糖有不对称碳原子的单糖有22个个旋光异构体；旋光异构体；含含n个个不对称碳原子的单糖有不对称碳原子的单糖有2n个个旋光异构体。旋光异构体。含含多个不对称碳原子多个不对称碳原子的糖构型的判断：以距离羰基最远的不对称碳原的糖构型的判断：以距离羰基最远的不对称碳原子上的羟基方向来判断，子上的羟基方向来判断，朝左朝左为为L型，朝型，朝右右为为D型。型。第11页/共40页2、单糖环状结构：以单糖环状结构：以葡萄糖（葡萄糖（Glucose）为例）为例环状环状 (Haworth projection)D-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)123456椅式椅式(chair form)-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖(-D-glucopyranose)6-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖(-D-glucopyranose)123456开链开链(straight chain)返回-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OH-D-吡喃葡萄糖和吡喃葡萄糖和-D-吡喃葡萄糖互为异头物吡喃葡萄糖互为异头物第12页/共40页葡萄糖在体内的作用：葡萄糖在体内的作用：葡萄糖是体内糖代谢的中心葡萄糖是体内糖代谢的中心（1 1）葡萄糖是食物中糖）葡萄糖是食物中糖(如淀粉如淀粉)的消化产物；的消化产物；（2 2）葡萄糖在生物体内可转变成其它的糖，）葡萄糖在生物体内可转变成其它的糖，如核糖、果糖、半乳糖、糖原等；如核糖、果糖、半乳糖、糖原等；（3 3）葡萄糖是哺乳动物及胎儿的主要供能物质；）葡萄糖是哺乳动物及胎儿的主要供能物质；（4 4）葡萄糖可转变为氨基酸和脂肪酸的碳骨架。）葡萄糖可转变为氨基酸和脂肪酸的碳骨架。返回第13页/共40页果糖果糖(D-fructose)(D-fructose)的结的结构构612开链开链(straight chain)612-D-呋喃果糖呋喃果糖环状环状 (Haworth projection)612-D-呋喃果糖呋喃果糖OHCH2OH12第14页/共40页三、重要的单糖衍生物三、重要的单糖衍生物1、糖醇：糖分子内醛基、酮基经还原的产物，有甜味。、糖醇：糖分子内醛基、酮基经还原的产物，有甜味。2、糖醛酸：单糖的伯醇基氧化产物。、糖醛酸：单糖的伯醇基氧化产物。3、氨基糖：、氨基糖：4、糖苷、糖苷:单糖的半缩醛羟基与非糖物质缩合形成的化合物。单糖的半缩醛羟基与非糖物质缩合形成的化合物。第15页/共40页四、单糖的性质四、单糖的性质1 1、物理性质、物理性质旋光性：是鉴定糖的一个重要指标甜度：以蔗糖的甜度为标准溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂 2、化学性质（1）变旋在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。三者间的比例因糖种类而异。只有链状结构才具有下述的氧化还原反应。第16页/共40页（2）氧化反应氧化只发生在开链形式上。在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下，单糖可以发生几种类型的氧化：醛基氧化：糖酸(aldonic acid)伯醇基氧化：醛酸(uronic acid)醛基、伯醇基同时氧化：二酸(alduric acid)能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖称为还原性糖，所有的单糖都是还原性糖。第17页/共40页（3）还原反应单糖可以被还原成相应的糖醇(Sugar alcohol)。D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇，又称山梨醇(D-Sorbitol)。糖醇主要用于食品加工业和医药，山梨醇添加到糖果中能延长糖果的货架期，因为它能防止糖果失水。用糖精处理的果汁中一般都有后味，添加山梨醇后能去除后味。人体食用后，山梨醇在肝中又会转化为果糖。第18页/共40页（4）酯化生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯。磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中(Proteo glycan)，由于硫酸糖酯带电荷，因此它能结合大量的水和阳离子。葡萄糖的核苷二磷酸酯，如UDPG参与多糖的生物合成。（5）糖苷化单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物，通称为糖苷(glycosides)。第19页/共40页 由两个相同或不同的单糖组成，常见的有：由两个相同或不同的单糖组成，常见的有：乳糖、蔗糖、麦芽糖等。乳糖、蔗糖、麦芽糖等。麦芽糖麦芽糖(maltose)：含半缩醛羟基，为还原：含半缩醛羟基，为还原 糖，有变旋现象糖，有变旋现象14-D-葡萄糖葡萄糖-（14）-D-葡萄糖葡萄糖返回六六.双糖：双糖：第20页/共40页常见的双糖：蔗糖常见的双糖：蔗糖(sucrose)、乳糖乳糖(lactose)蔗糖：不含半蔗糖：不含半缩醛羟基，无缩醛羟基，无还原性，无变还原性，无变旋现象旋现象112-D-葡萄糖葡萄糖-（12）-D-果糖果糖乳糖：含半乳糖：含半缩醛羟基，缩醛羟基，为还原糖，为还原糖，有变旋现象有变旋现象14-D-半乳糖半乳糖-（14）-D-葡萄糖葡萄糖返回第21页/共40页七七.多糖多糖（polysaccharidespolysaccharides）：）：定义：定义：水解产物含水解产物含1010个以上单糖个以上单糖常见的多糖：常见的多糖：淀粉、糖原淀粉、糖原、纤维素等纤维素等返回 性质：性质：多糖无还原性，无甜味，无变旋现象，多糖无还原性，无甜味，无变旋现象，多数不溶于水，可与水形成胶体多数不溶于水，可与水形成胶体 溶溶液。液。第22页/共40页常见的多糖常见的多糖淀粉淀粉(starch)返回CH2OHCH2OHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOHOH直链淀粉直链淀粉：只含：只含-（14）-糖苷键糖苷键CH2OHCH2OHOHOHOHOHOOOCH2O支链淀粉：支链淀粉：含含（14）与与-（16）-糖苷键糖苷键,后者后者存在于分支处。存在于分支处。第23页/共40页常见的多糖常见的多糖糖原糖原(glycogen)非还原端非还原端还原端还原端 糖原的结构与糖原的结构与淀粉类似，但分淀粉类似，但分支多支多 而分支短而分支短 返回第24页/共40页 糖原分支处结构图糖原分支处结构图 在书写糖原的反应时，常用在书写糖原的反应时，常用G Gn n、G Gn+1 n+1 或或G Gn-1n-1表表示糖原分子示糖原分子第25页/共40页糖原在体内的作用：糖原在体内的作用：糖原贮存的主要器官糖原贮存的主要器官:人体内糖原的贮存量有限，一般不超人体内糖原的贮存量有限，一般不超500500g g.肝糖原：肝糖原：肌糖原：肌糖原：返回糖原是体内糖的贮存形式糖原是体内糖的贮存形式肝脏和肌肉组织肝脏和肌肉组织含量可达肝重的含量可达肝重的5%5%(总量为总量为90-10090-100g g)含量为肌肉重量的含量为肌肉重量的1-2%1-2%(总量为总量为200-4200-40000g g)第26页/共40页第27页/共40页(Digestion and Adsorption of Carbohydrate)体内糖的来源体内糖的来源糖的消化糖的消化糖的吸收糖的吸收糖吸收后的去向糖吸收后的去向返回第28页/共40页一、体内糖的来源一、体内糖的来源肝糖原、肌糖原肝糖原、肌糖原,量少，不能满足量少，不能满足机体对能量的需要机体对能量的需要主要来自植物性食物主要来自植物性食物从动物性食物中摄入的糖量很少从动物性食物中摄入的糖量很少婴儿，乳汁中的乳糖是主要来源婴儿，乳汁中的乳糖是主要来源外源性：外源性：内源性：内源性：返回第29页/共40页二、糖的消化二、糖的消化1.口腔消化口腔消化:次要，初步消化次要，初步消化 淀粉淀粉 糊精麦芽寡糖（含糊精麦芽寡糖（含4-94-9个个 葡萄糖基）葡萄糖基）唾液淀粉酶唾液淀粉酶返回第30页/共40页淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽寡糖麦芽寡糖(65%)+异麦芽糖异麦芽糖+-极限糊精极限糊精(35%)胰淀粉酶胰淀粉酶2 2、小肠内消化、小肠内消化:主要主要 小肠粘膜刷小肠粘膜刷 状状缘各种水解缘各种水解酶酶葡萄糖葡萄糖返回第31页/共40页小肠中各种糖类水解酶的作小肠中各种糖类水解酶的作用用线形寡糖线形寡糖 葡萄糖葡萄糖肠粘膜上皮细胞刷状缘肠粘膜上皮细胞刷状缘-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶蔗蔗 糖糖 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖肠粘膜上皮细胞刷状缘 蔗蔗 糖糖 酶酶麦芽糖麦芽糖 2 葡萄糖葡萄糖肠粘膜上皮细胞刷状缘肠粘膜上皮细胞刷状缘 麦麦 芽芽 糖糖 酶酶乳乳 糖糖 葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖肠粘膜上皮细胞刷状缘肠粘膜上皮细胞刷状缘 乳乳 糖糖 酶酶 异麦芽糖异麦芽糖 -极限糊精极限糊精葡萄糖葡萄糖 肠粘膜上皮细胞刷状缘肠粘膜上皮细胞刷状缘 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖+麦芽寡糖麦芽寡糖(65%)+异麦芽糖异麦芽糖+-极限糊精极限糊精(35%)胰淀粉酶胰淀粉酶糊精酶糊精酶、脱支酶脱支酶第32页/共40页 糖的消化与健康：糖的消化与健康：机体若缺乏机体若缺乏蔗糖酶或乳糖酶蔗糖酶或乳糖酶，会导致，会导致 糖吸收障碍而引起腹泻和胀气。糖吸收障碍而引起腹泻和胀气。人不能通过摄入纤维素获取糖类物质人不能通过摄入纤维素获取糖类物质,因因 人体内缺乏水解人体内缺乏水解-1,4-1,4-糖苷键的酶糖苷键的酶,但纤但纤 维素促进肠道蠕动，可防止便秘维素促进肠道蠕动，可防止便秘。返回第33页/共40页三三、糖的吸收、糖的吸收 部位部位：小肠上部小肠上部返回第34页/共40页 实验证明：以葡萄糖的吸收速度为实验证明：以葡萄糖的吸收速度为100 100 计，各种单糖的吸收速度为：计，各种单糖的吸收速度为：D-D-半乳糖半乳糖(110)(110)D-D-葡萄糖葡萄糖(100)(100)D-D-果糖果糖(43)D-(43)D-甘露糖甘露糖(19)(19)L-L-木酮糖木酮糖(15)L-(15)L-阿拉伯糖阿拉伯糖(9)(9)结论：各种单糖的吸收速度不同结论：各种单糖的吸收速度不同 糖的吸收方式：糖的吸收方式：单纯扩散、单纯扩散、主动吸收、主动吸收、易化扩散易化扩散第35页/共40页糖的吸收糖的吸收-主动吸主动吸收收结论：葡萄糖的吸收是耗能的过程。结论：葡萄糖的吸收是耗能的过程。Na+G钠泵钠泵特异载体Na+K+K+ATPADP+Pi返回Na+GNa+GNa+GG第36页/共40页+特异性的特异性的果糖载体果糖载体果果 糖糖果糖果糖糖的吸收糖的吸收易化扩散易化扩散果糖的转运返回第37页/共40页四、四、糖吸收后的去向糖吸收后的去向糖类物质糖类物质 单糖单糖口腔、小肠口腔、小肠消化消化门静脉门静脉肝脏肝脏单糖单糖在肝脏中在肝脏中进行代谢进行代谢肝静脉肝静脉血液循环血液循环单糖单糖在肝外组织在肝外组织进行代谢进行代谢返回第38页/共40页当当160mg/100ml五、糖的中间代谢概况五、糖的中间代谢概况血糖（血糖（80120mg/100ml）氧化氧化分解分解合成合成转化转化脂肪、氨基脂肪、氨基酸等酸等糖原（肝、糖原（肝、肌肉、肾）肌肉、肾）无氧氧化：乳无氧氧化：乳酸、酒精等酸、酒精等有氧氧化：有氧氧化：CO2、H2O、大量能量大量能量去去路路来来源源食物中的食物中的淀粉淀粉肝糖原肝糖原非糖物质：非糖物质：甘油、乳酸、甘油、乳酸、生糖氨基酸生糖氨基酸消化消化吸收吸收分分解解糖糖异异生生糖尿糖尿排泄排泄第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页