动物生物化学糖代谢讲稿.ppt

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1、关于动物生物化学糖代谢第一页，讲稿共九十一页哦 一、概述一、概述 （一）糖的来源（一）糖的来源 （二）糖的去路（二）糖的去路 （三）糖的生理功能（三）糖的生理功能 第二页，讲稿共九十一页哦 1.1.糖的来源糖的来源 食物中的糖源主要是食物中的糖源主要是淀粉淀粉和和纤维素纤维素，消，消化特点不同，获得糖的方式不同。化特点不同，获得糖的方式不同。（1 1）由消化道吸收）由消化道吸收 （2 2）由非糖物质转化生成糖）由非糖物质转化生成糖第三页，讲稿共九十一页哦 （1 1）由消化道吸收）由消化道吸收 象象单胃动物单胃动物食物中的食物中的糖源主要是糖源主要是淀粉淀粉，唾液中的唾液中的-淀粉酶淀粉酶可将淀

2、粉水解为可将淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖和糊精葡萄糖、麦芽糖和糊精。但食物。但食物在口腔中停留时间很短，马上经胃进入小肠，然后淀粉和在口腔中停留时间很短，马上经胃进入小肠，然后淀粉和糊精在糊精在胰胰-淀粉酶等酶淀粉酶等酶的作用下，继续被水解为易被小的作用下，继续被水解为易被小肠吸收的肠吸收的葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖。由小肠吸收的由小肠吸收的葡萄糖，首先进入肝，再由肝静脉进入血液循环，将糖葡萄糖，首先进入肝，再由肝静脉进入血液循环，将糖送到各组织细胞，供全身利用。送到各组织细胞，供全身利用。人类主要依靠粮食中淀粉提供能量。人类主要依靠粮食中淀粉提供能量。第四页，讲稿共九十

3、一页哦 （2 2）由非糖物质转化生成糖）由非糖物质转化生成糖 饲料以草为主的饲料以草为主的反刍动物反刍动物，糖源主要是糖源主要是纤维素纤维素，它，它不能消化生成糖，而是被瘤胃中的微生物发酵，分解不能消化生成糖，而是被瘤胃中的微生物发酵，分解为为乙酸、丙酸、丁酸乙酸、丙酸、丁酸等等低级脂肪酸低级脂肪酸后被吸收。后被吸收。淀粉淀粉也是也是消化为低级脂肪酸吸收。然后，在体内由消化为低级脂肪酸吸收。然后，在体内由糖异生作用糖异生作用将将低级脂肪酸转变为糖。低级脂肪酸转变为糖。另外，象另外，象马、兔等种属的动物马、兔等种属的动物，这两方式都有（没有，这两方式都有（没有瘤胃有发达的盲肠）。瘤胃有发达的盲肠

4、）。第五页，讲稿共九十一页哦 （二）糖的去路（二）糖的去路 .分解供能；分解供能；.多余的合成糖原贮存（主要在肝脏和多余的合成糖原贮存（主要在肝脏和肌肉）；肌肉）；.转变为脂肪、蛋白质和其他活性物质；转变为脂肪、蛋白质和其他活性物质；.过多的糖（血糖超过过多的糖（血糖超过肾阈值肾阈值时）由尿时）由尿液排出体外。液排出体外。第六页，讲稿共九十一页哦 （三）糖的生理功能（三）糖的生理功能 1.1.作为生物体主要供能物质作为生物体主要供能物质 占全部供能物质提供能量的占全部供能物质提供能量的70%70%。1 1克葡萄克葡萄糖完全氧化分解可产生糖完全氧化分解可产生16.7416.74kJkJ的能量。的

5、能量。2.2.糖是组成人和动物组织结构的重要成分糖是组成人和动物组织结构的重要成分 如如DNADNA、RNARNA、抗体（糖蛋白）等、抗体（糖蛋白）等。糖约占人糖约占人体干重的体干重的2%2%。糖的磷酸衍生物可以形成重要的生。糖的磷酸衍生物可以形成重要的生物活性物质，如物活性物质，如NADNAD+、FADFAD、ATP ATP 等。等。3.3.糖还可转变为其他物质糖还可转变为其他物质 糖类可经代谢而转变为脂肪、氨基酸等化合糖类可经代谢而转变为脂肪、氨基酸等化合物。物。第七页，讲稿共九十一页哦 二、糖的无氧分解二、糖的无氧分解 （一）糖无氧分解的反应过程（一）糖无氧分解的反应过程 （二）糖无氧分

6、解的调节（二）糖无氧分解的调节 （三）糖无氧分解的生理意义（三）糖无氧分解的生理意义第八页，讲稿共九十一页哦 糖无氧分解的概念糖无氧分解的概念 在无氧情况下，细胞液中葡萄糖降解为在无氧情况下，细胞液中葡萄糖降解为乳酸乳酸并并伴随着伴随着少量少量 ATP ATP 生成生成的一系列反应称为的一系列反应称为糖的糖的无无氧分解氧分解。因与酵母菌使糖生醇发酵。因与酵母菌使糖生醇发酵（脱羧还原）脱羧还原）的过程相似，因而又称为的过程相似，因而又称为糖酵解糖酵解（g1ycolysisg1ycolysis），），又称为又称为 Embden-Meyerhof-Embden-Meyerhof-Parnas Par

7、nas 途径（途径（EMPEMP途径）途径）。第九页，讲稿共九十一页哦 .萄萄糖经萄萄糖经磷酸化磷酸化作用形成作用形成 6 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（一）（一）糖酵解的反应过程糖酵解的反应过程O己糖激酶葡萄糖6-磷酸葡萄糖 CH2OPO3HHHOOHOHHOHH ATP +ADP +H2-H+O CH2OH HHHOOHOHHOHHH+6-磷酸葡 萄糖磷酸酯酶Mg 2+第十页，讲稿共九十一页哦 .6.6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖异构化异构化为为 6 6 磷酸果糖磷酸果糖H2-HOHHOHOHHOHH CH2OPO36-磷酸葡萄糖O磷酸葡萄糖异构化酶磷酸葡萄糖异构化酶6-磷酸果糖O3POH2C2-HOHH

8、OHOOHCH2OHH（六元吡喃环）（五元呋喃环）第十一页，讲稿共九十一页哦 .6.6磷酸果糖磷酸果糖再磷酸再磷酸化生成化生成 1 1，6 6二磷酸果糖二磷酸果糖HCH2OHOHOHHOHHO2-O3POH2C6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶 CH2OPO32-OHHOHHO +ADP +HATPOHH2-O3POH2C +二磷酸果糖磷酸酯酶H2O第十二页，讲稿共九十一页哦 4.1,6 4.1,6 二磷酸果糖二磷酸果糖裂解裂解 CH2OPO32-COCHHOCOHH+COH1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛醛缩酶COHH CH2OPO32-CH2OPO32-COCHHOHC

9、OHH CH2OPO32-第十三页，讲稿共九十一页哦 5.35.3磷酸甘油醛磷酸甘油醛异构化异构化磷酸三碳（丙）糖异构酶2-CH2OPO3HOHC3-磷酸甘油醛HOC（醛糖）（酮糖）磷酸二羟丙酮2-CH2OPO3CH2OHCO第十四页，讲稿共九十一页哦 6.3 6.3磷酸甘油醛形成磷酸甘油醛形成 1 1，33二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 COH3-磷酸甘油醛COHH CH2OPO32-3-磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸NADH+HNAD +PiCOCOHH CH2OPO32-OPO32-+Pi第十五页，讲稿共九十一页哦 7.17.1，33二磷酸甘油酸生成二磷酸甘油酸生成33磷酸甘油酸磷酸甘油

10、酸 糖酵解途径中第一个产糖酵解途径中第一个产 ATPATP（底物水平磷酸化底物水平磷酸化）步步骤。骤。+-COCOHH CH2OPO32-O+ADPATP磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸COCOHH CH2OPO32-OPO32-第十六页，讲稿共九十一页哦8-10.8-10.丙酮酸丙酮酸的形成的形成 糖酵解途径中第二个产糖酵解途径中第二个产 ATP ATP（底物水平磷酸化底物水平磷酸化）步骤。步骤。丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸-COCOHHOATPCHH-COCOHHOCHHOPO32-OPO32-COCOOPO32-CH2-C

11、OCOCH3O磷酸甘油酸变位酶 烯醇化酶 丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸第十七页，讲稿共九十一页哦11.11.丙酮酸转变成丙酮酸转变成乳酸乳酸 ，NADNAD+的再生的再生OCH3OCOC-丙酮酸乳酸脱氢酶乳酸 NADH HO+CH3OCOC-HH+NAD+第十八页，讲稿共九十一页哦 糖酵解中糖酵解中NADNAD+的再生的再生葡萄糖 3-磷酸甘油醛ATP1,3-二磷酸甘油酸 丙酮酸乳酸 NADNADH+H+糖酵解中唯一的氧化反应糖酵解中唯一的氧化反应是是33磷酸甘油醛脱氢生成磷酸甘油醛脱氢生成 1,3 1,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸。反应中脱下的氢还。反应中脱下的氢还原原 NADNAD+生成生成 NA

12、DH+HNADH+H+，后者则作为后者则作为乳酸脱氢酶的辅酶参与催化丙酮酸还原为乳酸的反应乳酸脱氢酶的辅酶参与催化丙酮酸还原为乳酸的反应。Pi 第十九页，讲稿共九十一页哦磷酸二羟丙酮NAD+PiNADH+H+二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油醛3-脱氢酶磷酸甘油醛3-+1,3-ATPADP磷酸甘油酸 激酶3-磷酸甘油酸 变位酶磷酸甘油酸2-烯醇化酶H2O2-ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸糖酵解 二磷酸果糖磷酸二羟丙酮NAD+PiNADH+H+二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖己糖激酶ADPATP 磷酸葡萄糖-6磷酸葡萄糖异构化酶磷酸果糖6

13、-ADPATP1,6-醛缩酶磷酸甘油醛3-磷酸三碳糖异构化酶脱氢酶磷酸甘油醛3-+1,3-ADPATP磷酸甘油酸 激酶3-磷酸甘油酸 变位酶磷酸甘油酸2-烯醇化酶H2O2-ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸糖酵解途径6C3C3C2 倍第二十页，讲稿共九十一页哦二磷酸果糖磷酸二羟丙酮NAD+PiNADH+H+二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖己糖激酶ADPATP 磷酸葡萄糖-6磷酸葡萄糖异构化酶磷酸果糖6-ADPATP1,6-醛缩酶磷酸甘油醛3-磷酸三碳糖异构化酶脱氢酶磷酸甘油醛3-+1,3-ADPATP磷酸甘油酸 激酶3-磷酸甘油酸 变位酶磷酸甘油酸2-

14、烯醇化酶H2O2-ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸糖酵解n整个糖酵解过程在胞液中整个糖酵解过程在胞液中进行，反应的终产物是乳进行，反应的终产物是乳酸。全过程共有酸。全过程共有 11 11 步，步，分为两个阶段。分为两个阶段。n 1 1 克分子葡萄糖经克分子葡萄糖经第一阶第一阶段段共共 5 5 步反应，步反应，生成生成3-3-磷磷酸甘油醛，消耗酸甘油醛，消耗 2 2 克分子克分子ATPATP，为为耗能过程耗能过程。n 第二阶段第二阶段 6 6 步反应生成步反应生成 4 4 克分子克分子ATPATP，为为释能过程释能过程 。n整个途径的整个途径的关键酶关键酶是是己糖

15、己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶酮酸激酶。n 1 1 分子葡萄糖至乳酸的分子葡萄糖至乳酸的全过程全过程净生成净生成 2 2 分子分子ATPATP。第二十一页，讲稿共九十一页哦 乙醇发酵乙醇发酵 丙酮酸丙酮酸 乙醛乙醛TPPH+CO2NADH+H+NAD+乙醇乙醇乙酸乙酸O2第二十二页，讲稿共九十一页哦 （二）糖酵解的调节（二）糖酵解的调节 1.1.糖酵解途径有双重作用：糖酵解途径有双重作用：一是使葡萄糖降解一是使葡萄糖降解产生产生 ATPATP，二是为合成反应二是为合成反应提供碳单元提供碳单元；2.2.为适应细胞的代谢需求，葡萄糖转化为乳酸的速率为适应细胞的代谢需求，葡

16、萄糖转化为乳酸的速率是受到是受到严格调节严格调节的；的；3.3.调节的位点常常是不可逆反应步骤。糖酵解中，调节的位点常常是不可逆反应步骤。糖酵解中，己己糖激酶、磷酸果糖激酶糖激酶、磷酸果糖激酶 和和 丙酮酸激酶丙酮酸激酶催化的反应是不可催化的反应是不可逆的逆的，通过，通过变构调节或共价修饰对变构调节或共价修饰对它们的活性进行调节。它们的活性进行调节。第二十三页，讲稿共九十一页哦 （三）（三）糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义 1.1.它是生物最普遍存在的供能方式它是生物最普遍存在的供能方式 无论动物、植物、无论动物、植物、微生物（尤其厌氧菌）都利用酵解途径供能。微生物（尤其厌氧菌）都利用酵解途径

17、供能。2.2.它是机体的应急供能方式它是机体的应急供能方式 动物机体主要靠有氧氧化供动物机体主要靠有氧氧化供能，但当供氧不足时，即转为主要依靠糖酵解途径供能，如能，但当供氧不足时，即转为主要依靠糖酵解途径供能，如剧烈运动，心肺疾患剧烈运动，心肺疾患等。等。红细胞红细胞没有线粒体，只能以糖酵解没有线粒体，只能以糖酵解途径作为唯一的供能途径。途径作为唯一的供能途径。3.3.糖酵解途径中形成的许多中间产物，可作为合成其他糖酵解途径中形成的许多中间产物，可作为合成其他物质的原料物质的原料 如如磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮可转变为可转变为甘油甘油，丙酮酸丙酮酸可转可转变为变为丙氨酸丙氨酸或或乙酰乙酰 CoA

18、CoA。第二十四页，讲稿共九十一页哦 三、糖的有氧氧化三、糖的有氧氧化 （一）丙酮酸进一步氧化的反应过程（一）丙酮酸进一步氧化的反应过程 （二）葡萄糖完全氧化产生的（二）葡萄糖完全氧化产生的ATPATP （三）柠檬酸循环的调控（三）柠檬酸循环的调控第二十五页，讲稿共九十一页哦（一）丙酮酸进一步氧化的反应过程（一）丙酮酸进一步氧化的反应过程 1.1.丙酮酸氧化为乙酰丙酮酸氧化为乙酰CoACoA 2.2.柠檬酸循环柠檬酸循环第二十六页，讲稿共九十一页哦 1.1.丙酮酸氧化为乙酰丙酮酸氧化为乙酰CoACoA 丙酮酸首先进入丙酮酸首先进入线粒体线粒体，在线粒体内氧化脱，在线粒体内氧化脱羧形成羧形成乙酰

19、辅酶乙酰辅酶A A。葡萄糖分解至此，形成了。葡萄糖分解至此，形成了 2 2 分子二碳单位的乙酰辅酶分子二碳单位的乙酰辅酶A A。丙酮酸丙酮酸+CoA+NAD+乙酰辅酶乙酰辅酶A+CO2+NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体第二十七页，讲稿共九十一页哦 丙酮酸丙酮酸（酮戊二酸）酮戊二酸）脱氢酶复合体脱氢酶复合体 是由是由丙酮酸丙酮酸（酮戊二酸）酮戊二酸）脱氢酶、二氢脱氢酶、二氢硫辛酸转乙酰硫辛酸转乙酰（琥珀酰）（琥珀酰）酶酶和和二氢硫辛酸脱氢二氢硫辛酸脱氢酶酶3 3种酶种酶组成。组成。参加反应酶的辅助因子除参加反应酶的辅助因子除 NADNAD+、FADFAD外，还外，还需辅酶需辅酶A A（CoACo

20、A）、）、焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（TPPTPP）、）、MgMg2+2+和硫辛酸和硫辛酸6 6种辅助因子种辅助因子。第二十八页，讲稿共九十一页哦 2.2.柠檬酸循环柠檬酸循环 葡萄糖经氧化分解生成含三碳的葡萄糖经氧化分解生成含三碳的丙酮酸丙酮酸，在有氧条件下，在有氧条件下，丙酮酸通过丙酮酸通过柠檬酸循环柠檬酸循环被氧化分解为一碳的被氧化分解为一碳的 COCO2 2和和水水，同，同时释放时释放能量能量。柠檬酸循环是一系列反应的循环过程，。柠檬酸循环是一系列反应的循环过程，其中含有一些三羧基酸，故又称其中含有一些三羧基酸，故又称三羧酸循环三羧酸循环（tricarboxylic acid cycl

21、e tricarboxylic acid cycle，简称简称 TCA TCA 循环）循环）。该循环首先由英国生化学家该循环首先由英国生化学家 Hans KrebsHans Krebs发现，故又称发现，故又称 Krebs Krebs 循环循环。第二十九页，讲稿共九十一页哦 柠檬酸循环柠檬酸循环 柠檬酸循环柠檬酸循环主要在主要在细胞线粒体的基质细胞线粒体的基质中进行。中进行。柠檬酸循环是由柠檬酸循环是由乙酰辅酶乙酰辅酶A A（2 2碳）碳）和和草酰乙酸（草酰乙酸（4 4碳）碳）缩缩合开始，合开始，经过经过 8 8 步连续反应步连续反应，使一分子，使一分子乙酰基乙酰基完全氧化，完全氧化，再生成草酰

22、乙酸再生成草酰乙酸而完成一个循环。而完成一个循环。第三十页，讲稿共九十一页哦 （1 1）柠檬酸的合成）柠檬酸的合成柠檬酸乙酰辅酶A草酰乙酸+H+COO-H2CCOO-COCoASCH3OC柠檬酸合成酶-COOCH2C-COO-COOH2CHO+CoAHS+？第三十一页，讲稿共九十一页哦（2 2）异柠檬酸的生成异柠檬酸的生成 乌头酸酶异柠檬酸顺乌头酸柠檬酸-COOCH2C-COO-COOH2CHO-COOCH2CHC-COO-COO乌头酸酶-COOH2C-COOC-COOHCHHO第三十二页，讲稿共九十一页哦（3 3）异柠檬酸被氧化与脱羧生成）异柠檬酸被氧化与脱羧生成酮戊二酸酮戊二酸 HOHCH

23、COO-CCOO-H2CCOO-异柠檬酸+NADH+HNADCO2异柠檬酸脱氢酶_ 酮戊二酸H2C-COOOC-COOH2C第三十三页，讲稿共九十一页哦 （4 4）酮戊二酸首先生成酮戊二酸首先生成琥珀酰琥珀酰 CoACoA （5 5）琥珀酰）琥珀酰 CoA CoA 生成琥珀酸生成琥珀酸 酮戊二酸_CO2NADNADH+H+CoASH脱氢酶复合体_ 酮戊二酸+琥珀酰CoACH2H2C-COOOC-COOH2C-COOH2CSCoACOCOSCoAH2CCOO-H2C2+Mg琥珀酰CoA合成酶GTPGDPCoASHH3PO4琥珀酸H2C-COO-COOH2C+琥珀酰CoA第三十四页，讲稿共九十一页

24、哦 （6 6）琥珀酸生成）琥珀酸生成延胡索酸延胡索酸 （7 7）延胡索酸生成）延胡索酸生成苹果酸苹果酸H2CCOO-COO-H2C琥珀酸琥珀酸脱氢酶FADH2FAD延胡索酸-COO-COOHCHCHCHCCOO-COO-延胡索酸延胡索酸酶+苹果酸L_-COOH2C-COOCHHOH2O第三十五页，讲稿共九十一页哦 （8 8）苹果酸脱氢生成）苹果酸脱氢生成草酰乙酸草酰乙酸HOHCCOO-H2CCOO-_L苹果酸苹果酸脱氢酶+NADH+HNAD草酰乙酸OC-COOH2C-COO第三十六页，讲稿共九十一页哦 柠檬酸循环（柠檬酸循环（TCATCA循环）循环）（tricarboxylic acid cy

25、cletricarboxylic acid cycle）丙酮酸葡萄糖2ADP+NAD+Pi2ATP+NADH+H乳酸乙酰辅酶A草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸柠檬酸合成酶丙酮酸脱氢酶复合体乌头酸酶顺乌头酸异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸乌头酸酶CO2+NADH+H+CO2+NADH+H+琥珀酰CoA-酮戊二酸脱氢酶复合体GDP+H3PO4GTPMg2+琥珀酸琥珀酰CoA合成酶延胡索酸琥珀酸脱氢酶FADH2FAD延胡索酸酶L-苹果酸H2O苹果酸脱氢酶NADNADNADH+H+NADCO2+NADH+H+第三十七页，讲稿共九十一页哦 H -C-以以 NAD+/NADP+为受（递）氢体为受（递）氢体 OH H H -

26、C-C-以以 FMN/FAD为受（递）氢体为受（递）氢体 H H第三十八页，讲稿共九十一页哦 柠檬酸循环的特点柠檬酸循环的特点 柠檬酸循环中共有柠檬酸循环中共有 1 1 处底物水平磷酸化，处底物水平磷酸化，4 4 步脱氢反应步脱氢反应。4 4步脱氢反应中，除琥珀酸脱下的氢由步脱氢反应中，除琥珀酸脱下的氢由 FAD FAD 接受传递外，接受传递外，其它反应脱下的氢均由其它反应脱下的氢均由 NADNAD+接受传递。接受传递。NADH NADH 和和 FADHFADH2 2 经经呼吸链将氢传递给氧生成水，同时生成呼吸链将氢传递给氧生成水，同时生成 ATPATP，并使并使 NADNAD+和和 FAD

27、FAD 得到再生。得到再生。由此可见，分子态氧虽然并不直接参与柠檬酸循环，但由此可见，分子态氧虽然并不直接参与柠檬酸循环，但这个循环只有在有氧条件下才能运转这个循环只有在有氧条件下才能运转。第三十九页，讲稿共九十一页哦 柠檬酸循环的生理意义柠檬酸循环的生理意义 1.1.柠檬酸循环柠檬酸循环的的主要功能就是供能主要功能就是供能。柠檬酸循环是葡萄糖生成柠檬酸循环是葡萄糖生成 ATP ATP 的主要途径。的主要途径。1 1分子葡萄糖经柠檬酸分子葡萄糖经柠檬酸循环产能比糖酵解途径要多循环产能比糖酵解途径要多1515（或（或1616）倍，是机体内主要的供能方式。）倍，是机体内主要的供能方式。2.2.柠檬

28、酸循环柠檬酸循环还是还是脂肪和氨基酸在体内彻底氧化分解脂肪和氨基酸在体内彻底氧化分解的共同途径的共同途径。3.3.柠檬酸循环柠檬酸循环中的许多中间代谢产物可以转变为其它物中的许多中间代谢产物可以转变为其它物质。是质。是糖、脂肪、蛋白质及其它有机物质互变、联系的糖、脂肪、蛋白质及其它有机物质互变、联系的枢纽枢纽。第四十页，讲稿共九十一页哦（二）葡萄糖完全氧化产生的（二）葡萄糖完全氧化产生的 ATPATP 葡萄糖彻底氧化的总结果葡萄糖彻底氧化的总结果 C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O+能量能量第四十一页，讲稿共九十一页哦 1.1.从葡萄糖到丙酮酸的产能从葡萄糖到丙酮酸的产能 从葡萄糖

29、到丙酮酸的共同阶段，除了产生与糖酵解相同从葡萄糖到丙酮酸的共同阶段，除了产生与糖酵解相同的净生成的净生成 2 分子分子ATP外。外。1 分子葡萄糖生成分子葡萄糖生成 2 分子分子3 磷酸甘磷酸甘油醛，油醛，1 分子分子 3 磷酸甘油醛脱氢产生的磷酸甘油醛脱氢产生的 1个个 NADH+H+通通过不同的穿梭作用，进入呼吸链可产生过不同的穿梭作用，进入呼吸链可产生 1.5 分子分子ATP(肌肉肌肉组织组织和和大脑大脑-磷酸甘油穿梭途径磷酸甘油穿梭途径)（或或 2.5 分子分子ATP(肝脏肝脏和和心肌心肌等组织等组织-苹果酸苹果酸天冬氨酸穿梭途径天冬氨酸穿梭途径)）。）。所以生成所以生成 3 分子分子

30、ATP（或或 5分子分子ATP）。）。因此，因此，在这个阶段中，有氧分解在这个阶段中，有氧分解1mol 葡萄糖可产生葡萄糖可产生 5mol ATP（或或 7mol ATP）。第四十二页，讲稿共九十一页哦 2.2.丙酮酸氧化脱羧的产能丙酮酸氧化脱羧的产能 丙酮酸氧化脱羧产生丙酮酸氧化脱羧产生 1 1 个个 NADH+HNADH+H+，通通过呼吸链可产生过呼吸链可产生 2.5 2.5 mol ATPmol ATP。1mol 1mol 葡萄糖可产生葡萄糖可产生 2 2mol mol 丙酮酸，故生成丙酮酸，故生成 5 5mol ATPmol ATP。第四十三页，讲稿共九十一页哦 3.3.柠檬酸循环柠檬

31、酸循环 4 4 次脱氢的产能次脱氢的产能 在柠檬酸循环的在柠檬酸循环的 4 次脱氢中共产生次脱氢中共产生 9 mol ATP（3 次产生次产生 NADH+H+，可生成可生成 7.5 mol ATP；1次产生次产生 FADH 生成生成 1.5 mol ATP）。）。再加上由琥珀酰再加上由琥珀酰CoA生成琥珀酸产生生成琥珀酸产生 1mol GTP。因此，因此，1mol 乙酰辅酶乙酰辅酶A经柠檬酸循环可产生经柠檬酸循环可产生 10 mol ATP。1mol葡葡萄糖产生萄糖产生 2mol 乙酰辅酶乙酰辅酶A，即这步产生即这步产生 20mol ATP。第四十四页，讲稿共九十一页哦 4.1 4.1molm

32、ol葡萄糖彻底氧化生成葡萄糖彻底氧化生成ATPATP数目数目 1 1 mol mol 葡萄糖彻底氧化生成水和二氧化碳时，葡萄糖彻底氧化生成水和二氧化碳时，净生成净生成 3030mol ATPmol ATP（或或 32 32mol ATPmol ATP）。第四十五页，讲稿共九十一页哦（三）柠檬酸循环的调节（三）柠檬酸循环的调节 ATPATP的需求决定了柠檬酸循环的速率。的需求决定了柠檬酸循环的速率。丙酮酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶是整个循环的重要控制点（后三者也是柠檬是整个循环的重要控制点（后三者也是柠檬酸循环的

33、酸循环的关键酶关键酶）。由于生成乙酰辅酶）。由于生成乙酰辅酶 A A 为不可逆步骤，故为不可逆步骤，故整个整个柠檬酸循环是不可逆过程柠檬酸循环是不可逆过程。当细胞内当细胞内ATPATP浓度高浓度高时，抑制时，抑制丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶的活性，降的活性，降低乙酰辅酶低乙酰辅酶A A的生成速度，达到控制目的。的生成速度，达到控制目的。同时，循环中同时，循环中柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶的活性亦相的活性亦相应降低。应降低。第四十六页，讲稿共九十一页哦 四、磷酸戊糖途径四、磷酸戊糖途径 （一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷酸戊糖途径的反应过

34、程 （二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义第四十七页，讲稿共九十一页哦 糖的另一条分解代谢途径是从糖的另一条分解代谢途径是从66磷酸葡磷酸葡萄糖萄糖开始，开始，直接将其分解为核糖（直接将其分解为核糖（5 5碳糖），碳糖），同时生成大量的同时生成大量的NADPH+HNADPH+H+，称为称为磷酸戊糖磷酸戊糖途径（途径（pentose phosphate pathwaypentose phosphate pathway，PPPPPP）。反应完全在反应完全在细胞液细胞液中进行中进行。磷酸戊糖途径的概念磷酸戊糖途径的概念第四十八页，讲稿共九十一页哦（一）磷酸戊糖途径的反应过程（一）磷

35、酸戊糖途径的反应过程 1.1.氧化阶段氧化阶段 66磷酸葡萄糖生成磷酸葡萄糖生成 5 5磷酸核酮糖磷酸核酮糖 （1 1）66磷酸葡萄糖生成磷酸葡萄糖生成 66磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸的反应的反应+HNADPHNADP+H2OH+6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸-内酯6-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖脱氢酶内酯酶COCHHOCOHHCOHH CH2OPO32-HCOHHCOCHHOCOHHCOHH CH2OPO32-HCOCCHHOCOHHCOHH CH2OPO3HCOO-OH2-第四十九页，讲稿共九十一页哦（2 2）66磷酸葡萄糖酸生成磷酸葡萄糖酸生成55磷酸核酮糖磷酸核酮糖的反应的反应OH-OOC

36、H CH2OPO3HOHCHOHCHOHCC6-磷酸葡萄糖酸+H+NADPHNADP+CO5-磷酸核酮糖-磷酸葡萄糖酸脱氢酶6OH CH2OPO3H CHOHCC CH2OHO+22-2-第五十页，讲稿共九十一页哦 磷磷 酸酸 戊戊 糖糖 途途 径径转酮醇酶 6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛转醛醇酶转酮醇酶磷酸戊糖差向酶磷酸戊糖异构酶脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖酸+NADP+NADPH+H6-磷酸葡萄糖脱氢酶内酯酶6-磷酸葡萄糖酸-内酯6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛5-磷酸核糖 糖的有氧代谢途径 磷酸核酮糖5-CO2H2O+NADP+NADPH+H

37、5-磷酸木酮糖5-磷酸木酮糖6 6 6 6 222222 66 6 26622第五十一页，讲稿共九十一页哦 （1 1）55磷酸核酮糖磷酸核酮糖转变为转变为55磷酸核糖磷酸核糖 这个反应是核糖的这个反应是核糖的酮糖和醛糖的互变酮糖和醛糖的互变反应。反应。磷酸戊糖异构酶HO2-HOHCOH CH2OPO3H CHOHCC2-2-OHHOHCOH CH2OPO3H CHOHCCH2OHC5-磷酸核酮糖OH CH2OPO3H CHOHCCO磷酸戊糖异构酶烯二醇中间产物5-磷酸核糖 2.非氧化阶段非氧化阶段第五十二页，讲稿共九十一页哦（2 2）55磷酸核酮糖转变为磷酸核酮糖转变为55磷酸木酮糖磷酸木酮糖

38、 HOOCCHCH CH2OPO3OHCOHH22-OCCOHHCH CH2OPO3OH5-磷酸核酮糖COHH22-磷酸戊糖差向酶5-磷酸木酮糖第五十三页，讲稿共九十一页哦H2OHCHCCOHO+COHHCH CH2OPO3OHCOHHCOH3-磷酸甘油醛COHH CH2OPO32-7-磷酸景天庚酮糖转醛醇酶4-磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖COHCOHH CH2OPO32-COHHCOHHCH CH2OPO3OH2-H2OHCHCCOHO+H2OHCHCCOHOH2+COHHCH CH2OPO3OHCOHHCOH3-磷酸甘油醛COHH CH2OPO32-+5-磷酸核糖CCOHHCH CH2OPO3

39、OHCOHH2-OH5-磷酸木酮糖2-OHCOH CH2OPO3HCHCCOHO7-磷酸景天庚酮糖转酮醇酶 （3）5磷酸木酮糖和磷酸木酮糖和 5磷酸核糖生成磷酸核糖生成 1 分子分子 6磷酸果糖磷酸果糖 和和 1 分子分子 磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖。第五十四页，讲稿共九十一页哦（4 4）44磷酸赤藓糖和磷酸赤藓糖和55磷酸木酮糖生成磷酸木酮糖生成 33磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和66磷酸果糖磷酸果糖+HOOCCHCOHH22-OH CH2OPO3H CHOHCHOHC2-CH2OPO3HOHCHOC 6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖2-CH2OPO3HOHC3-磷酸甘油醛HOC+H25-磷酸木酮糖2-OHC

40、OH CH2OPO3H CHCCOHO转酮醇酶第五十五页，讲稿共九十一页哦 总反应总反应 6（6磷酸葡萄糖）磷酸葡萄糖）+7H2O +12 NADP+6CO2+5（6磷酸葡萄糖）磷酸葡萄糖）+12NADPH+12 H+Pi第五十六页，讲稿共九十一页哦 1.1.磷酸戊糖途径的主要作用是产生磷酸戊糖途径的主要作用是产生 NADPH+NADPH+H H+用于生物合成等。用于生物合成等。如长链脂肪酸、胆固醇、四氢叶酸等的合成，如长链脂肪酸、胆固醇、四氢叶酸等的合成，就需要就需要 NADPH NADPH 作为还原剂。作为还原剂。2.2.磷酸戊糖途径重要的中间产物：磷酸戊糖途径重要的中间产物：55磷酸核磷

41、酸核糖是核酸合成的原料。糖是核酸合成的原料。（二）磷酸戊糖途径的生理意义（二）磷酸戊糖途径的生理意义第五十七页，讲稿共九十一页哦 五、糖异生五、糖异生 （一）葡萄糖异生作用的基本概念（一）葡萄糖异生作用的基本概念 （二）葡萄糖异生作用的反应途径（二）葡萄糖异生作用的反应途径 （三）葡萄糖异生作用的生物学意义（三）葡萄糖异生作用的生物学意义第五十八页，讲稿共九十一页哦（一）葡萄糖异生作用的基本概念（一）葡萄糖异生作用的基本概念 葡萄糖异生作用（葡萄糖异生作用（gluconegenesisgluconegenesis）：是是由由非糖物质合成葡萄糖的过程。非糖物质合成葡萄糖的过程。体内异生成糖的非糖

42、物质主要是：体内异生成糖的非糖物质主要是：乳酸、氨乳酸、氨基酸、甘油等基酸、甘油等。葡萄糖异生主要是在葡萄糖异生主要是在肝肝进行，进行，肾肾中亦能进行。中亦能进行。第五十九页，讲稿共九十一页哦磷酸二羟丙酮NAD+PiNADH+H+二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油醛3-脱氢酶磷酸甘油醛3-+1,3-ATPADP磷酸甘油酸 激酶3-磷酸甘油酸 变位酶磷酸甘油酸2-烯醇化酶H2O2-ATPADP丙酮酸激酶丙酮酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸糖酵解 二磷酸果糖磷酸二羟丙酮NAD+PiNADH+H+二磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖己糖激酶ADPATP 磷酸葡萄糖-6磷酸葡

43、萄糖异构化酶磷酸果糖6-ADPATP1,6-醛缩酶磷酸甘油醛3-磷酸三碳糖异构化酶脱氢酶磷酸甘油醛3-+1,3-ADPATP磷酸甘油酸 激酶3-磷酸甘油酸 变位酶磷酸甘油酸2-烯醇化酶H2O2-ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸NADH+H+NAD+乳酸脱氢酶乳酸糖酵解途径第六十页，讲稿共九十一页哦（二）葡萄糖异生作用的反应途径（二）葡萄糖异生作用的反应途径 在葡萄糖异生中，三个不可逆反应在葡萄糖异生中，三个不可逆反应 分别是分别是 己己 糖糖 激激 酶酶 1.葡萄糖葡萄糖 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 2.6磷酸果糖磷酸果糖 1,6二磷酸果糖二磷酸果糖 丙丙 酮酮 酸酸 激激

44、酶酶 3.磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸第六十一页，讲稿共九十一页哦 1.1,6二磷酸果糖二磷酸果糖6磷酸果糖磷酸果糖 二磷酸果糖磷酸酯酶1,6二磷酸果糖二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖磷酸果糖+Pi 2.6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6磷酸葡萄糖磷酸酯酶 6磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖葡萄糖 +Pi 第六十二页，讲稿共九十一页哦 3.3.丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 分为两步分为两步 丙酮酸羧化酶 丙酮酸丙酮酸+CO2+ATP+H2O 草酰乙酸草酰乙酸+ADP+Pi 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 草酰乙酸草酰乙酸+GTP 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮

45、酸+GDP+CO2 反应总和反应总和 丙酮酸丙酮酸+GTP+ATP+H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+ADP +Pi+2H+第六十三页，讲稿共九十一页哦（三）葡萄糖异生作用的生物学意义（三）葡萄糖异生作用的生物学意义 1.1.在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定 人血糖的正常浓度为人血糖的正常浓度为 3.89mmol/L，即使禁食数周，血糖浓度仍可即使禁食数周，血糖浓度仍可保持在保持在 3.40mmol/L 左右，这对保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的左右，这对保证某些主要依赖葡萄糖供能的组织的功能具有重要意义。功能具有重要意义。2.2.回收乳酸

46、分子中的能量回收乳酸分子中的能量 在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，后者经血液运到肝可再合成肝在激烈运动时，肌肉糖酵解生成大量乳酸，后者经血液运到肝可再合成肝糖原和葡萄糖，有利于回收乳酸分子中的能量。糖原和葡萄糖，有利于回收乳酸分子中的能量。第六十四页，讲稿共九十一页哦 （四）乳酸循环（四）乳酸循环 肝为肌肉的收缩提供葡萄糖，肌肉从葡萄肝为肌肉的收缩提供葡萄糖，肌肉从葡萄糖酵解中获得糖酵解中获得 ATP ATP 和乳酸，肝再利用乳酸和乳酸，肝再利用乳酸异生成葡萄糖。这种异生成葡萄糖。这种乳酸、葡萄糖在肝和肌乳酸、葡萄糖在肝和肌肉组织的互变循环肉组织的互变循环称为称为乳酸循环（乳酸循环（la

47、ctate lactate cyclecycle），），或称或称 Cori Cori 循环循环。第六十五页，讲稿共九十一页哦 六、糖原的合成与分解六、糖原的合成与分解 （一）糖原的基本概况（一）糖原的基本概况 （二）糖原的合成（二）糖原的合成 （三）糖原的分解（三）糖原的分解 （四）糖原的代谢调控（四）糖原的代谢调控 第六十六页，讲稿共九十一页哦 （一）（一）糖原的基本概况糖原的基本概况 1.糖原糖原 糖原（糖原（glycogen）是葡萄糖在体内的一种极易被动是葡萄糖在体内的一种极易被动员的储存形式，又称为员的储存形式，又称为动物多糖动物多糖。2.结构结构 糖原是由葡萄糖残基构成的含有许多分枝

48、的大分子糖原是由葡萄糖残基构成的含有许多分枝的大分子高聚物。高聚物。其中，葡萄糖残基以其中，葡萄糖残基以1，4糖苷键糖苷键（93%）相连形成直链相连形成直链，又以，又以 1，6糖苷键糖苷键（7%）相连形成分）相连形成分枝。糖原位于枝。糖原位于胞液中胞液中，其颗粒直径为，其颗粒直径为100400m，分子分子量在量在 2.5105107 之间。之间。第六十七页，讲稿共九十一页哦 糖原分子只有一个糖原分子只有一个还原性末端还原性末端，其余都，其余都是非还原性末端是非还原性末端，糖原的合成与分解都从非还原性末端开始糖原的合成与分解都从非还原性末端开始。O CH2OHHHOHOHHOHHO CH2OHH

49、HOHOHHHHO CH2OHHHHOOHOHHHHO残基开始分枝O CH2OHHHHOOHOHHHHO CH2OHHHOHOHHOHHO CH2HHOHOHHHHOO CH2OHHHOHOHHOHHO CH2OHHHOHOHHHHOOO CH2OHHHOHOHHORHHO非还原性残基糖苷键1，41，6 糖苷键第六十八页，讲稿共九十一页哦 （二）糖原的合成（二）糖原的合成 糖原合成（糖原合成（glycogenesisglycogenesis）主要在主要在胞液中胞液中由单糖合成由单糖合成。肝、肌肉等组织肝、肌肉等组织中可以合成糖中可以合成糖原。原。由葡萄糖合成糖原的反应过程包括由葡萄糖合成糖原的

50、反应过程包括 3 3 个个步骤：步骤：第六十九页，讲稿共九十一页哦 （1 1）葡萄糖被）葡萄糖被ATPATP磷酸化为磷酸化为66磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATPADPHHOHHOHOHHOHH CH2OHOH2-HOHHOHOHHOHH CH2OPO36-磷酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶O 1.UDP-G 的生成的生成 分三个步骤：分三个步骤：第七十页，讲稿共九十一页哦（2）66磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为11磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖O6-磷酸葡萄糖 CH2OPO3HHHOOHOHHOHH2-H1-磷酸葡萄糖Mg2+葡萄糖变位酶O CH2OHHHHOOHOHHOPO3HH2-第七十一页，讲稿共九十一页哦 （