糖类及糖代谢.pptx

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1、 一、单糖一、单糖 植物体内最主要的单糖的戊糖、己糖和庚糖。植物体内最主要的单糖的戊糖、己糖和庚糖。（一）戊糖（一）戊糖 高等植物体内有三种重要的戊糖：高等植物体内有三种重要的戊糖：D核糖、核糖、D木糖、木糖、L阿拉伯糖，其链状结构式如下：阿拉伯糖，其链状结构式如下：CHOCCCCH2OHHHHOHOHOHCHOCCCCH2OHHOHHOHHOHCHOCCCCH2OHHHHOOHOHHD核糖核糖D木糖木糖D阿拉伯糖阿拉伯糖第1页/共89页OHHHHOHOHOHHOCH2-D-核糖核糖OHOHHHHOHOHHOCH2-D-木糖木糖OHOHHHOHHOHHOCH2-L-阿拉伯糖阿拉伯糖 它们的环状

2、结构式如下式：它们的环状结构式如下式：D-核糖和核糖和D-脱氧核糖是核酸的组成成分；脱氧核糖是核酸的组成成分；D-木糖多以木糖多以木聚糖形式存在于植物和细菌的细胞壁中，是树胶和半木聚糖形式存在于植物和细菌的细胞壁中，是树胶和半纤维素的组分；纤维素的组分；L-阿拉伯糖又称果胶糖，广泛地存在于阿拉伯糖又称果胶糖，广泛地存在于植物和细菌的细胞壁以及树皮创伤处的分泌物（树胶）植物和细菌的细胞壁以及树皮创伤处的分泌物（树胶）中，是果胶质、半纤维素、树胶和植物糖蛋白的重要组中，是果胶质、半纤维素、树胶和植物糖蛋白的重要组成成分。成成分。第2页/共89页 （二）（二）己糖己糖 高等植物中普遍存在的己糖有高等

3、植物中普遍存在的己糖有4种：种：D-葡萄糖、葡萄糖、D-甘甘露糖、露糖、D-半乳糖和半乳糖和D-果糖，其环状结构式如下：果糖，其环状结构式如下：OHHHHHCH2OHOHOHOHHOOHHHOHHCH2OHHOHOHHOOHOHHHHCH2OHOHOHOHH-D-葡萄糖葡萄糖-D-甘露糖甘露糖-D-半乳糖半乳糖OHOHHOHOHHHOCH2CH2OH-D-果糖果糖 1 1、D-葡萄糖葡萄糖 D-葡萄糖是人和动物的重要能源，糖葡萄糖是人和动物的重要能源，糖类代谢的中心物质，是动物体内糖原、植物体中淀粉类代谢的中心物质，是动物体内糖原、植物体中淀粉和纤维素等的构件分子。和纤维素等的构件分子。2 2

4、、D-甘露糖甘露糖 主要以甘露聚糖的形式存在于植物细主要以甘露聚糖的形式存在于植物细胞壁中。胞壁中。第3页/共89页 3 3、D-半乳糖半乳糖 D-半乳糖半乳糖 是乳糖、密二糖、棉籽糖等是乳糖、密二糖、棉籽糖等的组成成分，主要以半乳聚糖形式存在于植物细胞壁中。的组成成分，主要以半乳聚糖形式存在于植物细胞壁中。L-半乳糖作为构件分子存在于琼脂和其它多糖分子中。半乳糖作为构件分子存在于琼脂和其它多糖分子中。4、D-果糖果糖 果糖是自然界中最丰富的酮糖，以游离态存果糖是自然界中最丰富的酮糖，以游离态存在于水果及蜂蜜中，或与其它单糖结合为某些寡糖，或在于水果及蜂蜜中，或与其它单糖结合为某些寡糖，或以果

5、聚糖形式存在于菊科植物中。以果聚糖形式存在于菊科植物中。（三）庚糖（三）庚糖 自然界中分布极少，但在高等植物体内存在，重要的自然界中分布极少，但在高等植物体内存在，重要的有有D-景田庚酮糖和景田庚酮糖和D-甘露庚酮糖。前者是光合作用的甘露庚酮糖。前者是光合作用的中间产物，后者以游离态存在于樟梨果实中。中间产物，后者以游离态存在于樟梨果实中。第4页/共89页 单糖都具有还原性，单糖都具有还原性，能被新制的碱性氢氧化铜等弱能被新制的碱性氢氧化铜等弱氧化剂氧化，生成糖酸或复杂的小分子混合物和砖红氧化剂氧化，生成糖酸或复杂的小分子混合物和砖红色色Cu2O沉淀，常将单糖的这种性质叫做沉淀，常将单糖的这种

6、性质叫做还原性还原性，具有具有还原性的糖叫做还原性的糖叫做还原糖还原糖。还原糖与新制的碱性氢氧化。还原糖与新制的碱性氢氧化铜反应，可用于检验还原糖的存在；还原糖与铜反应，可用于检验还原糖的存在；还原糖与3、5-二二硝基水杨酸共热，可生成棕红色的氨基化合物，还原硝基水杨酸共热，可生成棕红色的氨基化合物，还原糖的量与棕红色深浅成比例关系，因此，可用吸光光糖的量与棕红色深浅成比例关系，因此，可用吸光光度法测定还原糖的含量。度法测定还原糖的含量。第5页/共89页 二、寡糖二、寡糖 （一）双糖（一）双糖 双糖是由两个相同或不同的单糖分子缩合而成的糖苷。双糖是由两个相同或不同的单糖分子缩合而成的糖苷。在自

7、然界中，仅有三种双糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）在自然界中，仅有三种双糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）以游离态存在。蔗糖是重要的双糖，麦芽糖和纤维二以游离态存在。蔗糖是重要的双糖，麦芽糖和纤维二糖是淀粉和纤维素的基本结构单位。糖是淀粉和纤维素的基本结构单位。1、蔗糖、蔗糖 蔗糖是自然界分布最蔗糖是自然界分布最广且最重要的非还原性双糖，广且最重要的非还原性双糖，在甘蔗和甜菜中含量丰富。蔗在甘蔗和甜菜中含量丰富。蔗糖由一分子糖由一分子-D-葡萄糖葡萄糖C1上的上的半缩醛羟基和一分子半缩醛羟基和一分子-D-果糖果糖C2上的半缩醛羟基脱水，以上的半缩醛羟基脱水，以1，2-糖苷键结合而成的双糖。糖苷键结合而成的双糖。

8、121，2-糖苷键蔗蔗糖糖第6页/共89页 蔗糖为无色晶体，易溶于水，甜度仅次于果糖。蔗蔗糖为无色晶体，易溶于水，甜度仅次于果糖。蔗糖在酸和酶的作用下，水解生成等量的葡萄糖和果糖糖在酸和酶的作用下，水解生成等量的葡萄糖和果糖的混合物，这种混合物叫转化糖。的混合物，这种混合物叫转化糖。蔗糖蔗糖+水水 葡萄糖葡萄糖+果糖果糖H+或酶或酶 转化糖中含有果糖，比蔗糖甜，蜂蜜的主要成分就是转化糖中含有果糖，比蔗糖甜，蜂蜜的主要成分就是转化糖。蔗糖是植物光合作用的重要产物，是植物体转化糖。蔗糖是植物光合作用的重要产物，是植物体内糖类积累、储藏、运输的主要形式。内糖类积累、储藏、运输的主要形式。2、麦芽糖麦

9、芽糖 麦芽糖是淀粉的主要结构单位，大量存在麦芽糖是淀粉的主要结构单位，大量存在于发芽的麦芽中，是由一分子于发芽的麦芽中，是由一分子-D-葡萄糖葡萄糖C1上的半缩上的半缩醛羟基与另一分子醛羟基与另一分子-D-葡萄糖葡萄糖C4上的羟基脱水，以上的羟基脱水，以-1，4-糖苷键连接而成的双糖。糖苷键连接而成的双糖。第7页/共89页麦芽糖是白色晶体，甜度麦芽糖是白色晶体，甜度约为蔗糖的约为蔗糖的40%40%，具有还，具有还原性，用淀粉酶水解淀粉原性，用淀粉酶水解淀粉可以得到麦芽糖，麦芽糖可以得到麦芽糖，麦芽糖在强碱或麦芽糖酶的作用在强碱或麦芽糖酶的作用下，水解生成两分子葡萄下，水解生成两分子葡萄糖糖麦芽

10、糖麦芽糖+水水 2-D-葡萄糖葡萄糖强酸强酸或麦芽糖酶或麦芽糖酶-1，2-糖苷键 3、乳糖乳糖 乳糖存在于哺乳动物的乳汁中乳糖存在于哺乳动物的乳汁中，高等植物花高等植物花粉管及微生物中也含有少量乳糖，它是由粉管及微生物中也含有少量乳糖，它是由-D-半乳糖和半乳糖和-D-D-葡萄糖脱水，以葡萄糖脱水，以-1，4-糖苷键连接而成的双糖。糖苷键连接而成的双糖。麦芽糖麦芽糖第8页/共89页-1，4-糖苷键 4、纤维二糖纤维二糖 纤维二糖是纤纤维二糖是纤维素的基本结构单位，是由维素的基本结构单位，是由2分子分子-D-葡萄糖脱水，葡萄糖脱水，以以-1，4-糖苷键连接而成的双糖苷键连接而成的双糖。糖。纤维二

11、糖是白色晶体，可纤维二糖是白色晶体，可溶于水，甜度很小，有还原溶于水，甜度很小，有还原性，可被纤维二糖酶水解，性，可被纤维二糖酶水解，生成两分子生成两分子-D-葡萄糖。葡萄糖。-1，4-糖苷键纤维二糖纤维二糖+水水 2-D-葡葡萄糖萄糖H+或酶或酶乳糖乳糖纤维二糖纤维二糖第9页/共89页（三）三糖（三）三糖 自然界广泛存在的三糖仅有棉籽糖，它是非还原糖，自然界广泛存在的三糖仅有棉籽糖，它是非还原糖，完全水解生成葡萄糖、果糖和半乳糖。完全水解生成葡萄糖、果糖和半乳糖。三、多糖三、多糖 多糖是由许多个单糖分子脱水以糖苷键连接而成的高多糖是由许多个单糖分子脱水以糖苷键连接而成的高分子化合物。分子化合

12、物。单糖无甜味，也无还原性。单糖无甜味，也无还原性。多糖在自然界分布很广，多糖在自然界分布很广，按其生物学功能可分为储能按其生物学功能可分为储能多糖和结构多糖。多糖和结构多糖。植物体内的淀粉、动物体内的糖原植物体内的淀粉、动物体内的糖原都是储藏了大量化学能的营养物质，属于储能多糖；都是储藏了大量化学能的营养物质，属于储能多糖；而纤维素是植物的骨架，属于结构多糖。而纤维素是植物的骨架，属于结构多糖。第10页/共89页 淀粉、糖原和纤维素都是由葡萄糖缩聚而成，可用淀粉、糖原和纤维素都是由葡萄糖缩聚而成，可用通式（通式（C6H10O5)n表示。但这些多糖分子内所含的葡萄表示。但这些多糖分子内所含的葡

13、萄糖单元的数目不同，即糖单元的数目不同，即n值不同，所以相互不是同分值不同，所以相互不是同分异构体。异构体。（一）淀粉（一）淀粉 淀粉是植物光合作用的产物，主要存在于植物的根、淀粉是植物光合作用的产物，主要存在于植物的根、茎、种子中，不同植物的淀粉含量不同，如大米淀粉茎、种子中，不同植物的淀粉含量不同，如大米淀粉62%82%，小麦含淀粉，小麦含淀粉57%75%等。等。淀淀粉是粉是白色白色无定无定形粉形粉末，无还末，无还原原性性。天天然淀粉由直然淀粉由直链链淀淀粉与粉与支链淀支链淀粉粉组组成成，二二者在结者在结构和构和性质性质上有上有一一定定的的差差异异，在淀粉在淀粉中中所所占的比例占的比例也也

14、随随植物植物的品的品种而异。种而异。第11页/共89页 直链淀粉是由直链淀粉是由-D-葡萄糖通过葡萄糖通过-1，4-糖苷键连接成的糖苷键连接成的没有分支的葡萄糖长链。支链淀粉中的没有分支的葡萄糖长链。支链淀粉中的-D-葡萄糖以葡萄糖以-1，4-4-糖苷键连接，但在分支处是以糖苷键连接，但在分支处是以-1，6-糖苷键连接。糖苷键连接。第12页/共89页 直链淀粉可溶于热水，遇碘显蓝色；支链淀粉易溶直链淀粉可溶于热水，遇碘显蓝色；支链淀粉易溶于水，形成稳定的胶体，遇碘显紫红色。于水，形成稳定的胶体，遇碘显紫红色。淀粉在酸和淀粉酶的作用下先水解生成分子质量比淀粉在酸和淀粉酶的作用下先水解生成分子质量

15、比淀粉小得多的多糖片段，称为淀粉小得多的多糖片段，称为糊精糊精，遇碘显红色的称，遇碘显红色的称为为红糊精红糊精；红糊精再水解为分子质量更小的、遇碘不红糊精再水解为分子质量更小的、遇碘不变色的变色的无色糊精无色糊精；无色糊精具有还原性，进一步水解无色糊精具有还原性，进一步水解生成麦芽糖生成麦芽糖；麦芽糖在酸和麦芽糖酶的催化下水解生麦芽糖在酸和麦芽糖酶的催化下水解生成葡萄糖。成葡萄糖。淀粉淀粉 蓝糊精蓝糊精 红糊精红糊精 无色糊精无色糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 水解水解水解水解水解水解水解水解水解水解第13页/共89页 （二）糖原（二）糖原 糖原是动物体内储存的多糖，又有糖原是动物体内储存的

16、多糖，又有“动物淀粉动物淀粉”之称，之称，主要存在于肝脏和肌肉中，因此有主要存在于肝脏和肌肉中，因此有肝糖原肝糖原和和肌糖原肌糖原之之分。分。糖原的结构和支链淀粉的结构相似，但支链更多更短糖原的结构和支链淀粉的结构相似，但支链更多更短（每个分支平均约（每个分支平均约812个葡萄糖残基），分子质量更个葡萄糖残基），分子质量更大。大。（三）纤维素（三）纤维素 纤维素是自然界分布最广的多糖，是构成植物细胞壁纤维素是自然界分布最广的多糖，是构成植物细胞壁的主要成分，是植物的支撑物质，在木材中约含的主要成分，是植物的支撑物质，在木材中约含50%50%，亚麻中约含亚麻中约含80%80%，棉花中约含，棉花中

17、约含93%93%。第14页/共89页 纤维素分子是由纤维素分子是由-D-葡萄糖通过葡萄糖通过-1，4-糖苷键连接而糖苷键连接而成的没有分支的长链。成的没有分支的长链。纯净的纤维素是白色纤维状固体，不溶于水及一般有纯净的纤维素是白色纤维状固体，不溶于水及一般有机溶剂，仅能吸水膨胀，无还原性，在酸和酶的作用机溶剂，仅能吸水膨胀，无还原性，在酸和酶的作用下可以水解生成下可以水解生成-D-葡萄糖。葡萄糖。第15页/共89页 （四（四)果胶质果胶质 果胶质可分为三类：果胶质可分为三类：原果胶、可溶性果胶和果胶酸。原果胶、可溶性果胶和果胶酸。原果胶存在于未成熟的水果和植物茎叶中，它是可原果胶存在于未成熟的

18、水果和植物茎叶中，它是可溶性果胶和纤维素结合而成的高分子化合物，不溶于溶性果胶和纤维素结合而成的高分子化合物，不溶于水。未成熟的水果的坚硬与原果胶的存在有关。原果水。未成熟的水果的坚硬与原果胶的存在有关。原果胶在稀酸和原果胶酶的作用下可转化为可溶性果胶。胶在稀酸和原果胶酶的作用下可转化为可溶性果胶。水果成熟变软与此过程有关。水果成熟变软与此过程有关。可溶性果胶一般存在于植物细胞壁中，也存在于果可溶性果胶一般存在于植物细胞壁中，也存在于果肉中，它是果胶酸的甲酯，是水溶性溶胶，它在一定肉中，它是果胶酸的甲酯，是水溶性溶胶，它在一定条件下可形成凝胶（胶冻），是制造糖果和果酱的重条件下可形成凝胶（胶冻

19、），是制造糖果和果酱的重要物质。要物质。果胶酸主要成分为多缩半乳糖醛酸，是细胞间的黏果胶酸主要成分为多缩半乳糖醛酸，是细胞间的黏结物，植物器官的脱落与它的分解有关。结物，植物器官的脱落与它的分解有关。第16页/共89页第二节第二节 糖的分解代谢糖的分解代谢 新陈代谢可归纳为分解代谢（同化作用）和合成代新陈代谢可归纳为分解代谢（同化作用）和合成代谢（异化作用），在分解代谢和合成代谢过程中，都谢（异化作用），在分解代谢和合成代谢过程中，都有物质和能量的代谢。糖代谢是新陈代谢的基础，糖有物质和能量的代谢。糖代谢是新陈代谢的基础，糖代谢可分为分解代谢和合成代谢，糖的分解代谢实质代谢可分为分解代谢和合成

20、代谢，糖的分解代谢实质上是糖的氧化过程，是生物体获得能量的主要过程。上是糖的氧化过程，是生物体获得能量的主要过程。糖分解代谢的主要过程有糖分解代谢的主要过程有无氧分解、有氧分解和磷酸无氧分解、有氧分解和磷酸戊糖途径戊糖途径等。等。物物质质代代谢谢能能量量代代谢谢新新陈陈代代谢谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）小分子 大分子需要能量释放能量大分子 小分子第17页/共89页 一、糖的无氧分解一、糖的无氧分解 糖的无氧分解是糖在无氧参与下的不彻底分解过程，糖的无氧分解是糖在无氧参与下的不彻底分解过程，底物脱下的氢不是以氧而是以其它有机物为最终受氢底物脱下的氢不是以氧而是以其它有机物为最终受氢

21、体，又称无氧氧化。主要包括体，又称无氧氧化。主要包括糖酵解和发酵糖酵解和发酵（乳酸发（乳酸发酵和乙醇发酵）。酵和乙醇发酵）。（一）糖酵解（一）糖酵解 无氧条件下，葡萄糖在细胞内氧化分解为丙酮酸并无氧条件下，葡萄糖在细胞内氧化分解为丙酮酸并释放能量的过程叫做释放能量的过程叫做糖酵解糖酵解（EMP)。糖酵解在糖酵解在胞液胞液中进行，包括十步连续进行的酶促反应，分三个阶段中进行，包括十步连续进行的酶促反应，分三个阶段介绍。介绍。OHOHHOHHOHHOHCH2O HH第18页/共89页 第一阶段第一阶段：葡萄糖磷酸化生成：葡萄糖磷酸化生成1，6-二磷酸果糖，该二磷酸果糖，该阶段包括阶段包括3步反应。

22、步反应。1、6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖（G-6-P)的生成的生成 葡萄糖在己糖激葡萄糖在己糖激酶或葡萄糖激酶的催化下，由酶或葡萄糖激酶的催化下，由ATP提供能量和磷酰基，提供能量和磷酰基，生成生成6-磷酸葡萄糖。每生成磷酸葡萄糖。每生成1moL6-磷酸葡萄糖，消耗磷酸葡萄糖，消耗1moLATP，反应不可逆。这是糖酵解过程第一个限速，反应不可逆。这是糖酵解过程第一个限速反应步骤。反应步骤。OHOHHOHHOHHOHC H2OHH+ATP己糖激酶己糖激酶Mg2+OHOHHOHHOHHOHC H2OPO3H2H+ADP葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖第19页/共89页 葡萄糖磷酸化后不能透过半透膜

23、，防止糖从细胞内向葡萄糖磷酸化后不能透过半透膜，防止糖从细胞内向外渗出，保证了细胞内有足够高的葡萄糖浓度。同时外渗出，保证了细胞内有足够高的葡萄糖浓度。同时磷酸化的葡萄糖储存了一定的能量，有利于葡萄糖的磷酸化的葡萄糖储存了一定的能量，有利于葡萄糖的氧化。氧化。如果代谢过程从细胞内的淀粉或糖原开始，则淀粉或如果代谢过程从细胞内的淀粉或糖原开始，则淀粉或糖原首先在磷酸化酶的作用下，经磷酸解生成糖原首先在磷酸化酶的作用下，经磷酸解生成1-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖（G-1-P)，再在磷酸葡萄糖变位酶的作用下生，再在磷酸葡萄糖变位酶的作用下生成成6-磷酸葡萄糖，此过程不消耗磷酸葡萄糖，此过程不消耗ATP.(

24、C6H10O5)nnH3PO4磷酸化酶磷酸化酶OHOHHOPO3H2HOHHOHCH2O HH1-磷酸葡萄糖第20页/共89页磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶OHOHHOPO3H2HOHHOHCH2O HH1-磷酸葡萄糖OHOHHOHHOHHOHCH2O PO3H2H6-磷酸葡萄糖 2、6-磷酸果糖的生成磷酸果糖的生成 6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构酶催化下转化为酶催化下转化为6-磷酸果糖。磷酸果糖。OHOHHOHHOHHOHCH2O PO3H2H6-磷酸葡萄糖OHCH2OHHH2O3POCH2OHHHHOO6-磷酸果糖磷酸己糖异构酶磷酸己糖异构酶第21页/共89页OHC

25、H2OHHH2O3POCH2OHHHHOO6-磷酸果糖OHCH2OPO3H2HH2O3POCH2OHHHHOO1,6-二磷酸果糖ATP磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶ADP 3、1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖（FBP)的形成的形成 6-磷酸果糖在磷酸磷酸果糖在磷酸果糖激酶的催化下，消耗果糖激酶的催化下，消耗ATP,生成生成1，6-二磷酸果糖。二磷酸果糖。反应不可逆，这是糖酵解过程第二个限速反应步骤。反应不可逆，这是糖酵解过程第二个限速反应步骤。第一阶段主要通过磷酸化使糖活化，如第一阶段主要通过磷酸化使糖活化，如1moL葡萄糖葡萄糖转化为转化为1moL 1，6-二磷酸果糖，消耗二磷酸果糖，消耗2moLAT

26、P;如淀如淀粉或糖原的粉或糖原的1moL葡萄糖单位生成葡萄糖单位生成1moL 1，6-二磷酸果二磷酸果糖糖,消耗消耗1moLATP。第22页/共89页 第二阶段：第二阶段：1，6-二磷酸果糖裂解为磷酸丙糖二磷酸果糖裂解为磷酸丙糖（1moL1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖2moL3-磷酸甘油醛），包磷酸甘油醛），包括两步反应。括两步反应。4、1，6-二磷酸果糖的裂解二磷酸果糖的裂解 在醛缩酶的催化下，在醛缩酶的催化下，1，6-二磷酸果糖裂解为二磷酸果糖裂解为3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮。磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮。反应是可逆的。反应是可逆的。+OHCH2OPO3H2HH2O3POCH2OHHHHOO1

27、,6-二磷酸果糖醛缩酶醛缩酶CH2OHCOCH2OPO3H2磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮CH2OPO3H2CHCHOOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛第23页/共89页CH2OPO3H2CHCHOOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛CH2OHCOCH2OPO3H2磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 5、磷酸丙糖的互变磷酸丙糖的互变 在磷酸丙糖异构酶的催化下，在磷酸丙糖异构酶的催化下，磷酸二羟丙酮与磷酸二羟丙酮与3-甘油醛相互转化。反应平衡时，磷甘油醛相互转化。反应平衡时，磷酸二羟丙酮约占酸二羟丙酮约占96%，3-磷酸甘油醛约占磷酸甘油醛约占4%。由于下一步反应是从由于下一步反应是从3-磷酸甘油

28、醛开始进行的，它不磷酸甘油醛开始进行的，它不断被消耗，磷酸二羟又不断地为之补充，因此断被消耗，磷酸二羟又不断地为之补充，因此1moL葡萄糖可生成葡萄糖可生成2moL3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。第24页/共89页 第三阶段：第三阶段：3-磷酸甘油醛氧化生成丙酮酸，此阶段包磷酸甘油醛氧化生成丙酮酸，此阶段包括括5 5步反应。步反应。6、3-磷酸甘油醛脱氢氧化磷酸甘油醛脱氢氧化 3-3-磷酸甘油醛在磷酸甘油醛在3-磷酸甘磷酸甘油醛脱氢酶的催化下，脱氢氧化生成含高能磷酸键的油醛脱氢酶的催化下，脱氢氧化生成含高能磷酸键的1 1，3-3-二磷酸甘油酸。脱下的氢由二磷酸甘油酸。脱下的氢由NAD+接受生成接受

29、生成NADH+H+.在无氧的条件下，这些氢用于丙酮酸的加在无氧的条件下，这些氢用于丙酮酸的加氢还原（发酵）。氢还原（发酵）。CH2OPO3H2CHCHOOH3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+NAD+H3PO4脱氢酶脱氢酶CH2OPO3H2CHCOH1,3-二二磷酸甘油酸磷酸甘油酸OPO3H2O+NADH+H+第25页/共89页7、3-三磷酸甘油酸的生成三磷酸甘油酸的生成 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸在磷酸在磷酸甘油酸激酶的催化下，将高能磷酸键的磷酰基转移给甘油酸激酶的催化下，将高能磷酸键的磷酰基转移给ADP,生成生成ATP(底物水平磷酸化）底物水平磷酸化）CH2OPO3H2CHCOH1,3-二二磷

30、酸甘油酸磷酸甘油酸OPO3H2OCH2OPO3H2CHCOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OOH+ADP磷酸甘油酸激酶+ATP 8、2-磷酸甘油酸的生成磷酸甘油酸的生成 在磷酸甘油酸变位酶的催化在磷酸甘油酸变位酶的催化下，下，3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸。磷酸甘油酸。第26页/共89页CH2OPO3H2CHCOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OOHCH2OHHCCOPO3H22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OOH磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成磷酸烯醇式丙酮酸的生成 2-磷酸甘油酸在烯醇化磷酸甘油酸在烯醇化酶催化下脱水，分子内部能量重新分布，形成含高能酶催化下脱水，

31、分子内部能量重新分布，形成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP).).CH2OHHCCOPO3H22-磷酸甘油酸磷酸甘油酸OOH烯醇化酶烯醇化酶Mg2+CH2CCOPO3H2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸OOH+H2O第27页/共89页 10、丙酮酸的生成丙酮酸的生成 在丙酮酸激酶的催化下，磷酸烯醇在丙酮酸激酶的催化下，磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸键和磷酰基转移给式丙酮酸将高能磷酸键和磷酰基转移给ADP，生成，生成ATP（底物水平磷酸化）；其本身转变为烯醇式丙酮（底物水平磷酸化）；其本身转变为烯醇式丙酮酸，烯醇式丙酮酸很不稳定异构为丙酮酸。反应不可酸，烯醇式丙酮酸很

32、不稳定异构为丙酮酸。反应不可逆，这是糖酵解中第三个限速反应步骤。逆，这是糖酵解中第三个限速反应步骤。CH2CCOPO3H2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸OOHCH2CCOH烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸OOH+ADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶Mg2+、K+ATPCH2CCOH烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸OOHCH3CCO丙酮酸丙酮酸OOH第28页/共89页 糖酵解小结：糖酵解小结：糖酵解共糖酵解共1010步反应，三步不可逆，两步消耗步反应，三步不可逆，两步消耗ATP(共共消耗消耗2moLATP),),始于葡萄糖终于丙酮酸，底物水平磷始于葡萄糖终于丙酮酸，底物水平磷酸化共产生酸化共产生4moL ATP,形成形

33、成2moL（NADH+H+),),生成生成2moLH2O。由葡萄糖分解为丙酮酸的总反应式为：由葡萄糖分解为丙酮酸的总反应式为：C6H12O6+2H3PO4+2ADP+2NAD+2CH3COCOOH+2ATP+2(NADH+H+)+2H2O 由淀粉或糖原的一个葡萄糖单位分解为丙酮酸的总由淀粉或糖原的一个葡萄糖单位分解为丙酮酸的总反应式为：反应式为：C6H12O6+3H3PO4+3ADP+2NAD+2CH3COCOOH+3ATP+2(NADH+H+)+2H2O第29页/共89页第30页/共89页（二）发酵（二）发酵 糖在无氧条件下，分解为丙酮酸，丙酮酸再被还原为糖在无氧条件下，分解为丙酮酸，丙酮酸

34、再被还原为乳酸或乙醇的过程叫做乳酸或乙醇的过程叫做发酵发酵。被还原为乳酸叫。被还原为乳酸叫乳酸发乳酸发酵酵，被还原为乙醇叫，被还原为乙醇叫乙醇发酵乙醇发酵。1、乳酸发酵乳酸发酵 由糖到丙酮酸的变化与糖酵解相同，生由糖到丙酮酸的变化与糖酵解相同，生成的丙酮酸在无氧条件下，由乳酸脱氢酶催化，加氢成的丙酮酸在无氧条件下，由乳酸脱氢酶催化，加氢还原为乳酸，所需的还原态氢来自糖酵解的第六步。还原为乳酸，所需的还原态氢来自糖酵解的第六步。CH3CCO丙酮酸丙酮酸OOH+NADH+H+乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶CH3CCOH乳酸乳酸OOHH+NAD+第31页/共89页 在动物和少数高等植物细胞液中含有乳酸脱氢酶，

35、人在动物和少数高等植物细胞液中含有乳酸脱氢酶，人和动物剧烈运动时，肌肉组织相对缺氧，糖进行无氧分和动物剧烈运动时，肌肉组织相对缺氧，糖进行无氧分解形成大量乳酸引起肌肉酸痛。解形成大量乳酸引起肌肉酸痛。刚屠宰后的动物，体内供氧机制虽已停止，但组织细刚屠宰后的动物，体内供氧机制虽已停止，但组织细胞仍在一段时间内进行糖的无氧分解形成乳酸，造成肉胞仍在一段时间内进行糖的无氧分解形成乳酸，造成肉体的温度和酸度升高。体的温度和酸度升高。乳酸菌可以进行乳酸发酵，把糖转变为乳酸，如泡酸乳酸菌可以进行乳酸发酵，把糖转变为乳酸，如泡酸菜、酸牛奶等，都是利用乳酸发酵。菜、酸牛奶等，都是利用乳酸发酵。2、乙醇发酵乙醇

36、发酵 葡萄糖经糖酵解形成丙酮酸，丙酮酸在葡萄糖经糖酵解形成丙酮酸，丙酮酸在无氧条件下，由丙酮酸脱羧酶催化分解为乙醛和无氧条件下，由丙酮酸脱羧酶催化分解为乙醛和CO2,乙醛在乙醇脱氢酶的作用下，加氢还原为乙醇，所需还乙醛在乙醇脱氢酶的作用下，加氢还原为乙醇，所需还原态氢来自糖酵解第六步反应。原态氢来自糖酵解第六步反应。第32页/共89页CH3CCO丙酮酸丙酮酸OOH丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶CH3C乙醛乙醛HO+CO2乙醛乙醛CH3C HO+NADH+H+乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶CH3C HO+NAD+动物体内不存在乙醇发酵。高等植物在缺氧条件下能动物体内不存在乙醇发酵。高等植物在缺氧条件下能进行乙醇

37、发酵。如水果、蔬菜等在储藏中，当氧气供应进行乙醇发酵。如水果、蔬菜等在储藏中，当氧气供应不足时，由于乙醇发酵强烈进行而造成霉味；植物种子不足时，由于乙醇发酵强烈进行而造成霉味；植物种子发芽时，如不及时搅拌（增氧、降温），也会因乙醇发发芽时，如不及时搅拌（增氧、降温），也会因乙醇发酵使新芽受害，降低发芽率。微生物进行的乙醇发酵比酵使新芽受害，降低发芽率。微生物进行的乙醇发酵比较普遍，乙醇发酵在食品工业中起着关键性的作用。较普遍，乙醇发酵在食品工业中起着关键性的作用。第33页/共89页糖酵解和发酵的反应过程糖酵解和发酵的反应过程第34页/共89页（三）糖无氧分解的生理意义（三）糖无氧分解的生理意义

38、 1、虽然糖的无氧分解提供的能量不多，不是生物体、虽然糖的无氧分解提供的能量不多，不是生物体获能的主要形式，但动物的某些组织（表皮、红细胞获能的主要形式，但动物的某些组织（表皮、红细胞和视网膜）主要依靠其提供能量。特别是生物体在特和视网膜）主要依靠其提供能量。特别是生物体在特殊的生理或病理条件下，糖酵解是补能的重要方式。殊的生理或病理条件下，糖酵解是补能的重要方式。2、是葡萄糖彻底氧化的必经之路。、是葡萄糖彻底氧化的必经之路。3、提供一些具有反应活性的中间物，为其它有机物、提供一些具有反应活性的中间物，为其它有机物的合成提供重要原料。的合成提供重要原料。4、提供少量还原态氢，用于其它物质的合成

39、。、提供少量还原态氢，用于其它物质的合成。第35页/共89页 二、糖的有氧分解二、糖的有氧分解 糖的有氧分解是糖在有氧条件下，彻底氧化成糖的有氧分解是糖在有氧条件下，彻底氧化成CO2和和H2O并释放大量能量的过程。并释放大量能量的过程。糖的有氧分解共分糖的有氧分解共分4个阶段：个阶段：糖酵解，葡萄糖降解为丙酮酸。糖酵解，葡萄糖降解为丙酮酸。丙酮酸氧化脱羧。丙酮酸氧化脱羧。三羧酸循环。三羧酸循环。三羧酸循环脱下的氢进入呼吸链氧化成三羧酸循环脱下的氢进入呼吸链氧化成H2O和和CO2并产生并产生ATP.第36页/共89页（一一）糖有氧分解的反应过程）糖有氧分解的反应过程 第一阶段第一阶段：由葡萄糖（

40、或淀粉、糖原）降解为丙酮：由葡萄糖（或淀粉、糖原）降解为丙酮酸。其化学变化过程与糖酵解完全相同。酸。其化学变化过程与糖酵解完全相同。第二阶段第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA.第一阶段第一阶段生成的丙酮酸由胞液穿过线粒体膜进入线粒体，在线生成的丙酮酸由胞液穿过线粒体膜进入线粒体，在线粒体内进行氧化脱羧反应，粒体内进行氧化脱羧反应，生成乙酰生成乙酰CoA、CO2和和NADH+H+,反应不可逆，是联系糖酵解和三羧酸循环反应不可逆，是联系糖酵解和三羧酸循环的中间环节。的中间环节。CH3CCO丙酮酸丙酮酸OOH+CoASH+NAD+丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3CO-S

41、CoA+CO2+NADH+H+乙酰乙酰CoA第37页/共89页 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系(复合体复合体)的组成：由的组成：由3 3个酶和个酶和6 6种辅助因子组成。种辅助因子组成。酶：丙酮酸脱氢酶、硫辛酸乙酰转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶。酶：丙酮酸脱氢酶、硫辛酸乙酰转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶。辅助因子：焦磷酸硫胺素（辅助因子：焦磷酸硫胺素（TPPTPP)、硫辛酸、硫辛酸、CoA、FAD、NAD+、Mg2+.第三阶段：乙酰CoA的彻底氧化三羧酸循环。该途径在动植物、微生物中普遍存在，它不仅是糖分解代谢的主要途径，也是脂肪、蛋白质分解代谢的最终途径。真核生物的TCA发生在线粒体内，原核生物发生在细胞

42、内膜上，共包括8步反应。第38页/共89页 1、柠檬酸的生成柠檬酸的生成 在柠檬酸合成酶的催化下，乙酰在柠檬酸合成酶的催化下，乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸。柠檬酸合成酶受与草酰乙酸缩合成柠檬酸。柠檬酸合成酶受ATPATP、NADHNADH、琥珀酰、琥珀酰CoA和长链脂酰和长链脂酰CoA抑制。该反应不可逆，抑制。该反应不可逆，是三羧酸循环的第一个调控、限速步骤。是三羧酸循环的第一个调控、限速步骤。柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶+CoASHCH2COOHCOCOOH草酰乙酸草酰乙酸+CH3CO-SCoA+H2O乙乙酰辅酶酰辅酶A ACCH2COOHCOOHCH2COOHHO柠檬酸柠檬酸 2、柠檬酸转

43、变为异柠檬酸柠檬酸转变为异柠檬酸 柠檬酸在顺乌头酸酶作用柠檬酸在顺乌头酸酶作用下，下，先脱先脱1分子水变为顺乌头酸，分子水变为顺乌头酸，然后再加然后再加1 1分子水，分子水，转变为异柠檬酸。转变为异柠檬酸。第39页/共89页柠檬酸柠檬酸CCH2COOHCOOHCH2COOHHOH2OH2OCCH2COOHCOOHCHCOOH顺乌头酸CCH2COOHHCOOHCHCOOHHO异柠檬酸 3、异柠檬酸脱氢脱羧生成、异柠檬酸脱氢脱羧生成-酮戊二酸（酮戊二酸（6C-5C)反应反应不可逆不可逆.CCH2COOHHCOOHCHCOOHHO异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H+CCH2CO

44、OHHCOOHCCOOHO草酰琥珀酸异柠檬酸脱氢酶CCH2COOHH2COCOOH-酮戊二酸+CO2第40页/共89页 4、-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸在在-酮戊二酸脱氢酶系（与丙酮酸脱氢酶系的组成及酮戊二酸脱氢酶系（与丙酮酸脱氢酶系的组成及催化机理相似）的催化下，脱氢脱羧生成含高能硫酯催化机理相似）的催化下，脱氢脱羧生成含高能硫酯键的琥珀酰键的琥珀酰CoA。反应不可逆。反应不可逆。CCH2COOHH2COCOOH-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+-酮戊二酸脱氢酶系CH2COSCoACH2COOH琥珀酰CoA+CO2+NADH+H+5、琥珀酸的

45、生成、琥珀酸的生成 琥珀酰琥珀酰CoA在琥珀酸硫激酶催化下，在琥珀酸硫激酶催化下，生成琥珀酸和辅酶生成琥珀酸和辅酶A,并经底物水平磷酸化生成并经底物水平磷酸化生成1分子分子GTP(相当于相当于ATP，某些植物中可直接生成，某些植物中可直接生成ATP).).第41页/共89页CH2COSCoACH2COOH琥珀酰CoACH2COOHCH2COOH琥珀酸+GDP+H3PO4琥珀酸激酶琥珀酸激酶+CoASH+GTPGTP+ADP ATP+GDP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶6、延胡索酸的生成延胡索酸的生成 在琥珀酸脱氢酶催化下，琥珀酸在琥珀酸脱氢酶催化下，琥珀酸脱氢生成延胡索酸（反丁烯二酸）和脱氢生

46、成延胡索酸（反丁烯二酸）和FADH2.丙二酸是丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。CH2COOHCH2COOH琥珀酸+FAD琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶CHCOOHCHCOOH延胡索酸+FADH2第42页/共89页7、苹果酸的生成苹果酸的生成 在延胡索酸酶催化下，延胡索酸加在延胡索酸酶催化下，延胡索酸加水生成苹果酸。水生成苹果酸。CHCOOHCHCOOH延胡索酸+H2OCH2COOHCHCOOH苹果酸HO 8、草酰乙酸的生成草酰乙酸的生成 苹果酸在苹果酸脱氢酶的催化下，苹果酸在苹果酸脱氢酶的催化下，脱氢生成草酰乙酸。脱氢生成草酰乙酸。延胡索酸酶延胡索酸酶CH2COOHC

47、HCOOH苹果酸HO+NAD+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶CH2COOHCCOOH草酰乙酸O+NADH+H+生成的草酰乙酸再与乙酰生成的草酰乙酸再与乙酰CoA反应，开始下一轮反应，开始下一轮TCA,每一轮每一轮TCA,氧化分解氧化分解1分子乙酰分子乙酰CoA，产生，产生2分分子子CO2,3分子分子NADH+H+和和1分子分子FADH2.第43页/共89页草酰乙酸草酰乙酸乙酰CoACoASHH2O柠檬酸柠檬酸H2O顺乌头酸顺乌头酸H2O异柠檬酸异柠檬酸CO2-酮戊二酸酮戊二酸NAD+NADH+H+CoA-SHNAD+CO2NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoAH3PO4GDPATPCoA-SH琥珀酸琥珀酸

48、FADFADH2延胡索酸延胡索酸H2O苹果酸苹果酸NAD+NADH+H+丙酮酸丙酮酸NAD+NADH+H+CO2葡萄糖葡萄糖EMP三羧酸循环三羧酸循环(TCA)柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶第44页/共89页第45页/共89页 第四阶段：氢的氧化。第四阶段：氢的氧化。代谢过程中从底物脱下的氢原代谢过程中从底物脱下的氢原子，在线粒体中经呼吸链传递，最终与子，在线粒体中经呼吸链传递，最终与O2结合成结合成H2O,并经氧化磷酸化产生并

49、经氧化磷酸化产生ATP.(二）糖有氧分解的生理意义二）糖有氧分解的生理意义（1）糖有氧分解是生物体获得能量的最主要途径。机）糖有氧分解是生物体获得能量的最主要途径。机体所需能量的体所需能量的95%以上来自糖的氧化分解，彻底氧化以上来自糖的氧化分解，彻底氧化成成CO2和和H2O,可净产生可净产生32或或30MoL的的ATP(见表）。见表）。（2）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质彻底氧化分解的）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质彻底氧化分解的共同途径，也是各类有机物相互转化的枢纽。共同途径，也是各类有机物相互转化的枢纽。第46页/共89页反应阶段反应阶段反应名称反应名称生成的能量生成的能量物质物质生成或消耗

50、生成或消耗的的ATP(MoL)ATP(MoL)糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖G-6-PG-6-P-1-1F-6-PFBPF-6-PFBP-1-13-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1 1、3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 2（NADH+HNADH+H+)2.52.52或或1.521、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 2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2 2丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA2 2（NADH+HNADH+H+)2.52.52三羧酸循环三羧酸循环异柠檬酸异柠檬酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸2 2（NADH+HNADH+H+)2.52.5