第四章糖代谢

四川大学生物化学课件第4章糖代谢

第二篇代谢
Part II. Metabolism

物质代谢(metabolism of substrates)
biosynthesis & degradation of macromolecules: carbohydrates、lipids、proteins(amino acids)、 nucleic acids(nucleotides) 能量代谢(energy metabolism) generation & storage of metabolic energy (bioenergetics): citric acid cycle、oxidative phosphorylation
CH2OPO3 2―
O
C-O PO3 2―
CHOH CH2OPO3 2―

+ ADP
phosphoglycerate kinase
C-O ―
CHOH CH2OPO3 2― + ATP

3-磷酸甘油醛(3-PG)的氧化及磷酸化均由3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)催化第一个底物水平磷酸化(substrate phosphorylation)
Reaction Glucose glucose 6-phosphate fructose 1,6-diphosphate 2 3-phosphoglycerate 2 pyruvate 2 H2O + 2 NAD+ ATP change per glucose -1 -1 +2 +2 +5 or +3 +5
1. 葡萄糖丙酮酸:见前糖酵解途径 2. 丙酮酸乙酰CoA 乙酰CoA(acetyl coenzyme A, acetyl CoA) 是物质代谢中最重要的中间产物

生物化学第四章糖代谢

⽣物化学第四章糖代谢第四章糖代谢⼀、糖的主要⽣理功能是氧化供能1、⽣命活动中的主要作⽤是提供碳源和能源2、提供体内合成其他物质的原料3、作为机体组织细胞的组成成分⼆、汤的消化吸收主要在⼩肠进⾏三、糖的⽆氧氧化：在机体极度缺氧的条件下，葡萄糖经⼀系列酶促反应，⽣成丙酮酸，进⽽还原⽣成乳酸的过程，称为糖酵解，亦称为糖的⽆氧氧化。

糖酵解分为两个阶段：1、由葡萄糖分解为丙酮酸（2个），称之为糖酵解途径。

2、由丙酮酸转变成乳酸。

1、糖酵解总结：糖酵解的反应部位：胞浆糖酵解是⼀个不需氧的产能过程。

反应全过程中有三个不可逆反应G------（ATP）→(ADP)------G-6-P葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖⼰糖激酶F-6-P------（ATP）→（ADP）------F-1,6-2P6-磷酸果糖转化为1,6⼆磷酸果糖磷酸果糖激酶-1PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）------（ADP）→（ATP）-------丙酮酸丙酮酸激酶产能的⽅式和数量：⽅式：底物⽔平磷酸化净⽣成ATP数量：从G开始2*2-2=2ATP从Gn（糖原）开始2*2-1=3ATP终产物乳酸的去路：释放⼊⾎，进⼊肝脏再进⼀步代谢------分解利⽤乳酸循环（糖异⽣）调节⽅式：别构调节共价修饰调节3、糖酵解的主要⽣理意义是在机体缺氧的情况下快速供能四、糖的有氧氧化：机体氧供充⾜时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并放出能量的过程。

是机体主要功能⽅式。

部位：胞液、线粒体1、糖有氧氧化的反应过程包括：糖酵解途径（葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸）丙酮酸氧化脱羧（丙酮酸进⼊线粒体氧化脱羧⽣成⼄酰C o A三磷酸循环（⼄酰C o A进⼊三羧酸循环以及氧化磷酸化⽣成ATP）氧化磷酸化2、三羧酸循环（TCA）是以形成柠檬酸为起始物的循环反应概念：⼄酰C o A与草酰⼄酸缩合⽣成含三个羧基的柠檬酸，反复的进⾏脱氢脱羧⼜⽣成草酰⼄酸，再重复循环反应过程部位：线粒体TCA反应由8步代谢反应组成三羧酸循环要点：经过⼀次三羧酸循环，消耗⼀个⼄酰C o A经过四次脱氢，两次脱羧，⼀次底物⽔平磷酸化⽣成1分⼦FADH，3分⼦NADH+H+ ，2分⼦CO，1分⼦GTP整个循环反应为不可逆反应三羧酸循环的中间反应起催化作⽤TCA循环受底物、产物和关键酶活性的调节TCP循环是3⼤营养物质代谢中具有重要⽣理意义：TCA循环是3⼤营养素的最终代谢通路，其作⽤在于通过四次脱氢，为氧化磷酸化反应⽣成ATP提供还原当量。

纤维素酶水解纤维素的-1，4-糖苷键，产物为纤维二糖和葡萄糖。
（二）糖原的磷酸解
在人和动物的肝脏中，糖原(又称动物淀粉)是葡萄糖非常有效的贮藏形式，通过糖原分解直接补充血糖。糖原与支链淀粉相似，是葡萄糖通过-1，4-糖苷键和-l，6-糖苷键构成，分支较支链淀粉更多，如图所示。
糖原在细胞内的降解称为磷酸解。糖原磷酸化酶催化的反应是不需要水而需要磷酸参与的磷酸解作用，从糖链的非还原性末端依次切下葡萄糖残基，产物为1一磷酸葡萄糖和少一个葡萄糖残基的糖原。
-淀粉酶水解淀粉的-1，4-糖苷键。如底物是直链淀粉，则产物为葡萄糖、麦芽糖。如果是支链淀粉，则水解产物除上述产物外，还含有麦芽三糖和-糊精，所以又称该酶为液化酶或糊精酶。-1，6-糖苷酶又称脱支酶，其作用是可以水解带分支的糊精中-1，6-糖苷键，生成-1，4糊精和麦芽糖的混合物。
-淀粉酶水解淀粉的-l，4-糖苷键，其水解的方式是水解淀粉的非还原性末端残基，并依次切下两个葡萄糖单位，产物为麦芽糖。作用于支链淀粉，除产生麦芽糖外还产生糊精。
丙酮酸激酶催化的反应是调节糖酵解过程的另一重要反应步骤。丙酮酸激酶也是变构酶。
（二）丙酮酸的去路
①乳酸的生成例如某些厌氧乳酸菌或肌肉由于剧烈运动而造成暂时缺氧状态，或由于呼吸、循环系统机能障碍暂时供氧不足时，丙酮酸接受甘油醛-3-磷酸脱氢酶形成的NADH上的H，在乳酸脱氢酶的催化下还原为乳酸，这是糖酵解的最终产物。
（一）糖酵解过程糖酵解是通过一系列酶促反应将一分子葡萄糖转变为两分子丙酮
酸并伴有ATP生成的过程，共包括11个反应步骤，全部反应位于细胞质中。
糖酵解是动物、植物以及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共
同代谢途径。事实上，在所有的细胞中都存在糖酵解途径，对于某些细胞，糖酵解是唯一生成ATP的途径。

动物生化四章糖类代谢

6. 琥珀酸脱氢生成延胡索酸
• 琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化成为延胡索酸 • 该酶结合在线粒体内膜上，是三羧酸循环中唯一与内膜结合
的酶。而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的 • 这酶含有铁硫中心和共价结合的FAD（电子受体），来自琥
珀酸的电子通过FAD和铁硫中心，然后进入电子传递链到O2 ，只能生成2分子ATP。
• 磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸甘油醛，此反应也是可逆的。
到此，1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛，通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP
6. 3-磷酸甘油醛氧化反应
• 由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化3-磷酸甘油醛氧化脱氢并磷酸化生成含有1个高能磷酸键的1,3－二磷酸甘油酸。
• 在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸(lactate)称为糖酵解
• 有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA 进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。
糖酵解过程
• 糖酵解分为两个阶段共10个反应 • 每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消耗2个分子ATP为耗能过程 • 第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过程。
• 消耗了两分子水 • 形成12个ATP分子
• 4对氢经线粒体内递氢体系传递 • NADH+H+氧化成3分子ATP（3×3=9） • FADH2则生成2分子ATP • 三羧酸循环本身只产生一个ATP（GTP）分子
• 循环是糖、脂肪、氨基酸最终氧化分解产生能量的共同途径
• 循环中许多成分可以转变成其他物质
• 反应脱下的氢和电子转给脱氢酶的辅酶NAD+生成 NADH+H+，磷酸根来自无机磷酸。
7. 1,3－二磷酸甘油酸的高能磷酸键转移反应

第二单元物质代谢和能量代谢第四章糖代谢

第二单元物质代谢和能量代谢第四章糖代谢二、生化术语1．中间代谢：通常指消化吸收的营养物质和体内原有的物质在一切组织和细胞中进行的各种化学变化。

2．糖原（glycogen）：动物细胞中葡萄糖的贮存形式。

肌糖原主要供给肌肉收缩时能量的需要，肝糖原主要维持血糖的稳定。

3．血糖：血液中的葡萄糖。

其水平的稳定对确保细胞执行正常功能具有重要意义（正常人的血糖值为每100ml血含有80～120mg葡萄糖）。

4．糖酵解（glycolysis）：在无氧条件下，由葡萄糖氧化分解转化为丙酮酸的过程。

5．发酵（fermentation）：指葡萄糖及其他有机物的厌氧降解过程，生成乳酸称乳酸发酵，生成乙醇称生醇发酵。

6．丙酮酸脱氢酶系（pyruvate dehydrogenase complex）：一种多酶复合体，分布在线粒体内膜上，催化丙酮酸氧化脱羧，生成乙酰辅酶A。

在大肠杆菌中，这种复合体包括3种酶（丙酮酸脱氢酶E1、和6种辅因子（TPP＋、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD 二氢硫辛酸转乙酰基酶E2、二氢硫辛酸脱氢酶E3）＋、Mg2+）。

7．三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle 简称TCA循环）：以乙酰CoA和草酰乙酸缩合成柠檬酸后再经一系列反应又重新生成草酰乙酸的环状途径。

该途径的第一个代谢物是柠檬酸，所以又称柠檬酸循环；柠檬酸含有三个羧基，故称三羧酸循环；德国科学家H.Krebs发现，又称Krebs循环。

8．回补反应（anaplerotic reaction）：三羧酸循环的中间代谢物也是其他物质生物合成的前体，当它们为了同化的目的而被移去时，必须进行“补充”或“填充”，才能维持TCA循环的正常进行。

如丙酮酸在丙酮酸羧化酶的催化下生成草酰乙酸反应。

9．乙醛酸循环（glyoxylate cycle）：存在于植物和微生物中，是将2个乙酰CoA转变成一分子草酰乙酸的环状途径。

循环中有乙醛酸，所以称乙醛酸循环。

高中生物第四章糖类代谢

P 果糖-6-P
P 果糖-6-P
P
P
果糖-1，6-2P
P
P
果糖-1，6-2P
P 磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛 P
Pi
P 3-磷酸甘油醛
P
P 1，3-二磷酸甘油酸
P
P 1，3-二磷酸甘油酸
P 3-磷酸甘油酸
P 3-磷酸甘油酸
P 2-磷酸甘油酸
P 2-磷酸甘油酸
P
磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）
P
大部分步骤可以逆糖酵解途径进行，但有三步不可逆反应，需绕道而行。
糖的异生作用
（四）丙酮酸的去路
•乳酸发酵
在无氧条件下，葡萄糖分解为乳酸，并释放出少量能量的过程。
在无氧条件下，葡萄糖分解为乙醇，并释放少量能量的过程
•乙醇发酵
四、三羧酸循环
三羧酸循环在线粒体中进行，在糖酵解中形成的丙酮酸先进入线粒体中，在有氧的条件下被分解。
HO-C-COOH H C-COOH H2C-COOH
CO -COOH CH -COOH CH2-COOH
CO -COOH CO2 CO -COOH
CH -COOH
CH2
CH2-COOH
CH2-COOH
CO -COOH
CH2 CH2-COOH
CO2
Pi
H2O
H2C-COOH HO-C-COOH
五种因辅子助
TPP 硫辛酸 CoA-SH FAD NAD
（二）三羧酸循环的反应历程
H2C-COOH HO-C-COOH
H2C-COOH
H2C-COOH HO-C-COOH
H2C-COOH
HC-COOH C-COOH

生物化学教案第四章糖代谢

生物化学教案第四章糖代谢第四章糖代谢教案第一节糖的分类及生理功能一、教学目标1.了解糖的分类。

2.了解糖在生物体内的生理功能。

3.掌握糖对人体能量供给的重要性。

二、教学内容1.糖的分类及结构特点。

2.糖的生理功能。

3.糖对人体能量供给的重要性。

三、教学步骤1.导入引入本节课的主题，让学生回顾上一章关于生物大分子的知识，形成知识链条。

2.知识讲解（1）糖的分类及结构特点a.单糖：葡萄糖、果糖等b.双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖等c.多糖：淀粉、糖原、纤维素等d.结构特点：含有2个或多个羟基，是羟基代谢的主要物质。

（2）糖的生理功能a.能量供给：糖是生物体内重要的能量源，提供细胞代谢所需的能量。

b.结构组成：糖是构成细胞壁、核酸、骨骼、关节软骨等的重要成分。

c.调节体内物质平衡：糖可调节体内的水、电解质平衡，调节血液渗透压。

d.保护细胞膜：糖能稳定细胞膜结构，防止脂质氧化。

（3）糖对人体能量供给的重要性a.葡萄糖是人体最重要的糖类，是细胞内氧化还原反应的重要底物。

b.人体细胞通过葡萄糖与氧气进行氧化反应，产生大量的能量。

3.案例分析提供一个案例，由学生分组讨论糖对人体能量供给的重要性，并列举一些与糖代谢相关的疾病。

4.小结总结本节课的重点内容，强调糖作为生物体内重要能量源的重要性。

四、教学方法1.讲授结合讨论，激发学生的思考和探索能力。

2.案例分析，让学生将知识运用到实际问题中。

五、教学评价1.学生对糖的分类和结构特点有一定的了解。

2.学生能够理解糖对人体能量供给的重要性。

3.学生在案例分析中能够灵活运用所学知识。

六、教学改进1.可以增加实验环节，让学生亲自操作提取糖，并观察糖的相关特性。

2.可以引入一些实际生活中与糖代谢相关的例子，让学生更好地理解知识。

以上是关于第四章糖代谢的教案，希望能对您有所帮助！。

第四章 糖代谢

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生物化学第四章糖代谢