糖的有氧氧化
生物化学 第二版 15糖的有氧氧化

2.ATP的生成:
(1)氧化磷酸化:
4
次 3个NADH 呼吸链 3*3 11个
脱 1个FADH
1*2
氢 (2)底物磷酸化:1个;
合计:12个
二、有氧氧化反应过程 有氧氧化总能量计算
2+4=6个或2+6=8个 2*3=6个
12*2=24个 总计:6(8)+ 6 + 24 = 36(38)个ATP
三、有氧氧化的生理意义
丙酮酸氧化脱羧受阻,影响糖的氧化分解,引发多发
性神经炎,即“脚气病”。
二、有氧氧化反应过程
第三阶段:三羧酸循环 ➢三羧酸循环:乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酸,经一系列 化学反应又生成草酰乙酸的环状代谢途径。 ➢将难以直接氧化的乙酰CoA分解成CO2,并产生能量。
二、有氧氧化反应过程
第三阶段:三羧酸循环
2NADH
肝、肾、 心
2NADH 呼吸链 2*3个ATP 线粒体
苹果酸-天冬氨酸穿梭
二、有氧氧化反应过程
第二阶段:丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
COOH C=O + CoA-SH 丙酮酸脱氢酶系
CH3 CO SCoA + CO2
CH3
NAD+ NADH+H+
丙酮酸
辅酶A
乙酰辅酶A
➢TPP是丙酮酸脱氢酶系重要的辅助因子,当VB1缺乏时,
一、糖有氧氧化概述
分为三个阶段: 第一阶段:葡萄糖到丙酮酸 第二阶段:丙酮酸到乙酰辅酶A 第三阶段:三羧酸循环
有氧氧化与无氧氧化是在 丙酮酸以后产生分歧的!
细 胞 液
线粒体
CO2 +H2O
二、有氧氧化反应过程
第一阶段:葡萄糖到丙酮酸 与糖无氧氧化反应过程基本相同;
糖的有氧氧化的生理意义

糖的有氧氧化的生理意义糖是人类和动物进行正常生理活动的必需物质,它是我们体内重要的能量来源之一。
通过有氧氧化,糖被分解并释放出能量,这个过程是人类和其他动物正常的生理活动必不可少的一部分。
下面本文将详细介绍糖的有氧氧化生理意义。
一、糖的有氧氧化是人类和动物正常生命活动的必要条件糖的有氧氧化是指糖分子在氧气存在下被氧化成二氧化碳和水,这个过程伴随着释放出大量的能量。
这个过程是一个复杂而有序的反应,涉及多种酶、代谢途径和调控行为的参与。
通过糖的有氧氧化,我们体内获得的能量可以用来燃料我们的运动、呼吸和身体维持等等。
如果没有糖的有氧氧化过程,人类和动物的生命活动将被迫停止。
二、糖的有氧氧化是体内ATP产生的主要途径ATP(细胞内的一种生物大分子)是人类和动物体内的一种储能物质,它提供了大部分细胞内的能量,包括肌肉收缩、物质运输、细胞分裂、免疫功能等。
糖的有氧氧化是体内ATP产生的主要途径,当血糖被吸收进入到人体的细胞内时,酶的作用下将糖分解成可供进一步氧化的分子。
在进行有氧氧化后,细胞内的ADP和Pi会结合形成ATP,释放出能量,这个过程可以进行多次,从而为我们提供源源不断的能量供应。
三、糖的有氧氧化对身体健康具有重要意义除了维持正常生命活动和提供能量外,糖的有氧氧化对人体健康还有其他重要的作用。
研究表明,阻止糖的有氧氧化会导致一系列生理问题,例如代谢综合征、肥胖、糖尿病等等。
这是因为糖的有氧氧化可以消耗体内Excess 的葡萄糖,从而防止其积聚导致疾病的发生。
此外,糖的有氧氧化对骨骼肌的健康也非常重要,研究表明,肌肉和糖的代谢密切相关,通过有氧氧化可提供肌肉所需的能量,从而保证骨骼肌的正常运行和健康。
综上所述,糖的有氧氧化是人类和动物正常生命活动不可分割的一部分,它提供了我们体内重要的能量供应,帮助我们维持正常的生理活动,通过糖的有氧氧化,我们体内的ATP得以产生,保证了我们身体的正常需要,同时还对身体健康有重要的保护作用。
糖的有氧氧化和无氧氧化的异同点表格

糖的有氧氧化和无氧氧化的异同点表格
果糖是一种天然的单糖,是主要用于多种食品,饮料,药物和保健品等领域的重要原料。
它可通过有氧氧化和无氧氧化两种方式获得。
那么,这两种方式有什么异同呢?让我们来看一下下面的表格:
| 有氧氧化 | 无氧氧化 |
| ------------ | ------------- |
| 需要氧气参与 | 无需氧气参与 |
| 反应快,动力学稳定 | 反应迟缓,动力学不稳定 |
| 反应副产物为CO2和H2O | 反应副产物为水 |
有氧氧化和无氧氧化的主要区别在于,有氧氧化需要氧气参与,并且反应速度快,动力学稳定,而反应产物为CO2和H2O。
相反,无氧氧化则无需氧气参与,反应速度慢,动力学不稳定,反应产物为水。
无氧氧化是一种更温和的反应条件,因此经常用于有效率催化果糖加氢反应,进行糖醛及丙醛合成等。
有氧氧化通常需要高温高压条件,比如玻璃酸还原,用于把糖类分解成各种糖苷。
总之,有氧氧化和无氧氧化有着明显的异同,两者各自有各自的应用价值。
无论如何,果糖都是十分重要的原料,可以用于各种领域。
糖有氧氧化的三个阶段

糖有氧氧化的三个阶段
糖是人体能量的主要来源之一,它在人体内被分解成能量,这个过程被称为糖的有氧氧化。
糖的有氧氧化是一个复杂的过程,可以分为三个阶段:糖的糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
第一阶段:糖的糖酵解
糖的糖酵解是糖的有氧氧化的第一阶段。
在这个过程中,糖被分解成两个分子的乳酸。
这个过程发生在细胞质中,不需要氧气的参与。
糖酵解是一个重要的过程,因为它可以快速地产生能量,这对于需要快速能量的细胞来说非常重要。
第二阶段:三羧酸循环
三羧酸循环是糖的有氧氧化的第二阶段。
在这个过程中,乳酸被转化成丙酮酸,然后进入三羧酸循环。
在三羧酸循环中,丙酮酸被氧化成二氧化碳和水,同时释放出能量。
这个过程发生在线粒体中,需要氧气的参与。
三羧酸循环是糖的有氧氧化的一个重要过程,因为它可以产生更多的能量。
第三阶段:氧化磷酸化
氧化磷酸化是糖的有氧氧化的第三阶段。
在这个过程中,线粒体内的氧化酶将三羧酸循环中产生的氢离子和电子转移到氧分子上,产生水和大量的ATP(三磷酸腺苷)。
ATP是细胞内的能量储存分子,
它可以提供细胞所需的能量。
氧化磷酸化是糖的有氧氧化的最后一个阶段,也是产生最多能量的阶段。
总结
糖的有氧氧化是一个复杂的过程,可以分为三个阶段:糖的糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
这个过程可以将糖分解成能量,并产生ATP,为细胞提供所需的能量。
这个过程对于人体的正常运作非常重要,因为它可以提供细胞所需的能量,维持人体的正常代谢。
糖的有氧氧化的概念

糖的有氧氧化的概念
糖的有氧氧化是指在氧气存在下,糖被分解为二氧化碳和水的过程,并释放出能量。
这个过程通常发生在细胞线粒体的线粒体呼吸过程中。
具体来说,糖的有氧氧化可以分为三个阶段:糖的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链。
首先,糖酵解是指糖分子被分解为较小的分子,通常是葡萄糖分子被分解为两个丙酮酸分子。
这个过程中有少量的ATP被合成。
接下来,丙酮酸进入线粒体内,参与柠檬酸循环。
在柠檬酸循环中,丙酮酸被氧化并进一步分解成二氧化碳和水。
在这个过程中,更多的ATP被合成,同时也产生了NADH和FADH2等能量载体。
最后,能量载体NADH和FADH2通过电子传递链的反应,将其携带的高能电子转移到氧气分子上,产生水分子。
这个过程释放出的能量被利用于合成更多的ATP。
整个电子传递链过程中,氧气作为终端受体接受电子,因此被称为有氧氧化。
总的来说,糖的有氧氧化是一种通过分解糖分子并将其能量释放出来的代谢过程,在这个过程中,线粒体和细胞内的其他分子相互协作,通过产生ATP提供能量供细胞使用。
糖的有氧氧化关键酶

糖的有氧氧化关键酶1. 引言糖是人体能量的重要来源之一,它通过有氧氧化过程在细胞内被分解为二氧化碳和水,并释放出能量。
这一过程中,关键酶发挥着重要的作用。
本文将深入探讨糖的有氧氧化关键酶的结构、功能以及调控机制。
2. 糖的有氧氧化过程糖的有氧氧化是指在细胞内,糖分子通过一系列酶催化反应被完全氧化为二氧化碳和水,并释放出能量。
这个过程主要发生在线粒体内。
糖的有氧氧化过程可以分为三个主要阶段:糖酵解、三羧酸循环和呼吸链。
2.1 糖酵解糖酵解是指将葡萄糖分子分解为两个分子的丙酮酸。
这个过程发生在细胞质中,不需要氧气参与。
葡萄糖经过一系列酶催化反应被转化为丙酮酸。
2.2 三羧酸循环丙酮酸进一步被氧化为二氧化碳和水,并释放出更多能量。
这个过程发生在线粒体内的三羧酸循环中。
其中关键酶包括异柠檬酸合成酶、柠檬酸脱氢酶等。
2.3 呼吸链二氧化碳和水进一步被氧气还原为水,并释放出更多能量。
这个过程发生在线粒体内的呼吸链中。
呼吸链是由多个电子传递过程组成,其中包括关键的细胞色素c氧化还原酶等。
3. 糖的有氧氧化关键酶糖的有氧氧化过程中,有许多关键酶参与其中,这些关键酶起着催化反应和调控代谢的作用。
以下是几个糖的有氧氧化关键酶的介绍:3.1 糖激酶糖激酶是将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸的关键酶。
它催化了糖酵解过程中的第一步反应,将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸。
这个反应是一个磷酸化反应,需要消耗一个ATP分子。
3.2 柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶是三羧酸循环中的关键酶之一。
它催化了异柠檬酸转化为柠檬酸的反应,是三羧酸循环中的一个关键步骤。
这个反应释放出二氧化碳,并生成能量。
3.3 细胞色素c氧化还原酶细胞色素c氧化还原酶是呼吸链中的关键酶之一。
它参与电子传递过程,将细胞色素c还原为细胞色素a,并释放出能量。
这个过程进一步将二氧化碳和水还原为水。
4. 糖的有氧氧化关键酶的调控机制糖的有氧氧化关键酶的活性和表达受到多种因素的调控,包括底物浓度、反馈抑制和信号通路等。
说明糖有氧氧化在运动训练中的意义

说明糖有氧氧化在运动训练中的意义下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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糖的有氧氧化

丙酮酸脱氢酶复合体
AMP、NAD+、CoA、Ca2+ ATP、NADH、乙酰CoA、脂肪酸 胰岛素激活
异柠檬酸脱氢酶
ADP、Ca2+
ATP
α-酮戊二酸脱氢酶复合体 Ca2+
NADH、琥珀酰CoA
柠檬酸合酶
ADP
ATP、NADH、柠檬酸、琥珀酰CoA
糖酵解
丙酮酸氧化脱羧 柠檬酸循环
糖酵解
糖的有氧氧化受能量供需调节
(二)柠檬酸循环(citric acid cycle)
由线粒体内一系列酶促反应构成的循环反应体系,将乙酰CoA彻底氧 化,亦称三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle)或Krebs循环 1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
柠檬酸合酶 (citrate synthase)
反应
第一阶段(胞浆)
葡萄糖→葡糖-6-磷酸
果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸
2×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸
2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸
2×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸
第二阶段(线粒体基质)
2×丙酮酸→2×乙酰CoA
第三阶段(线粒体基质)
2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸 2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA 2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸 2×琥珀酸→2×延胡索酸 2×苹果酸→2×草酰乙酸
2. 柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸
顺乌头酸酶
顺乌头酸酶
3. 异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸
异柠檬酸脱氢酶 (isocitrate dehydrogenase)
4. α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA
-酮戊二酸脱氢酶复合体 (3酶5辅因子)
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胞 液
乙酰CoA
第三阶段:三羧酸循环和 氧化磷酸化 H2O [O] NADH+H+ FADH2
线 粒 体 CO2
TCA 循环
ATP
ADP
(一)葡萄糖循酵解途径分解为丙酮酸
(二)丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA
总反应式:
NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+
丙酮酸
丙酮酸脱氢酶复合体
磷酸戊糖途径
5-磷酸木酮糖 D-木酮糖 木糖醇 L-木酮糖
UDPG
UDPGA 1-磷酸葡糖醛酸
葡糖醛酸
L-古洛糖酸
• 对人类而言,糖醛酸途径的主要生理意义在于生成 活化的葡糖醛酸,即UDPGA。
• 葡糖醛酸是组成蛋白聚糖的糖胺聚糖,如透明质酸、
硫酸软骨素、肝素等的组成成分;
• 葡糖醛酸在生物转化过程中参与很多结合反应。
释放,相当一部分形成ATP,所以能量的利用
率也高。
简言之,即“供能”
三、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求
① 酵解途径:己糖激酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶-1 ② 丙酮酸的氧化脱羧:丙酮酸脱氢酶复合体 ③ 三羧酸循环:柠檬酸合酶 α-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶 •此处主要叙述丙酮酸脱氢酶复合体的调节。
CO2
2.乙酰硫辛酰 胺的生成 NADH+H+ 5. NADH+H+ 的生成 NAD+ CoASH 3.乙酰CoA 的生成
4. 硫辛酰胺的生成
目录
(三)乙酰CoA进入三羧酸循环以及氧化磷酸 化生成ATP
• 三羧酸循环的第一步是乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合
成6个碳原子的柠檬酸,然后柠檬酸经过一系列反 应重新生成草酰乙酸,完成一轮循环。
6-磷酸葡糖
磷酸葡糖变位酶
1-磷酸葡糖
这步反应中磷酸基团转移的意义在于: 由于延长形成 α-1,4-糖苷键,所以葡萄糖分子 C1 上的半缩醛羟基必须活化,才利于与原来 的糖原分子末端葡萄糖的游离C4羟基缩合。 半缩醛羟基与磷酸基之间形成的O-P键具 有较高的能量。
3. 1- 磷酸葡糖转变成尿苷二磷酸葡糖
被酶分解。
目录
一、糖原合成的代谢反应主要发生在
肝脏和肌肉
糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖 原的过程。
组织定位:主要在肝脏、肌肉 细胞定位:胞浆
糖原合成途径:
1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡糖
ATP
ADP
葡萄糖
己糖激酶; 葡糖激酶(肝)
6-磷酸葡糖
2. 6-磷酸葡糖转变成1-磷酸葡糖
-1 -1
NAD+ 3或5*
2× 1 2× 1
NAD+ NAD+ NAD+ 2 × 2.5 2 ×2.5 2 × 2.5 2× 1 FAD NAD+ 2 ×1.5
第二阶段 第 三 阶 段
2 ×2.5
30或32
净生成
*获得ATP的数量取决于还原当量进入线粒体的穿梭机制。
有氧氧化的生理意义
• 糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不 仅产能效率高,而且由于产生的能量逐步分次
糖 原 (glycogen)
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。
• 糖原储存的主要器官及其生理意义 肌肉:肌糖原,180 ~ 300g,主要供肌肉收缩所需 肝脏:肝糖原,70 ~ 100g,维持血糖水平
• 糖原的结构特点
1. 葡萄糖单元以α-1,4-糖苷 键 形成长链。 2. 约10个葡萄糖单元处形成分 枝,分枝处葡萄糖以α-1,6糖苷键连接,分支增加,溶 解度增加。 3. 每条链都终止于一个非还原 端.非还原端增多,以利于其
乙酰CoA
(acetyl CoA)
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
HSCoA
NAD+
酶 E1:丙酮酸脱氢酶
辅酶 TPP
E2:二氢硫辛酰胺转乙酰酶
E3:二氢硫辛酰胺脱氢酶
硫辛酸( L HSCoA
FAD, NAD+
S
)
S
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程:
1. 丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。
2. 由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛
葡萄糖有氧氧化生成的ATP
反 应 辅 酶 ATP
第 一 阶 段
葡萄糖 → 6- 磷酸葡糖 6-磷酸果糖 → 1,6-双磷酸果糖 2× 3-磷酸甘油醛→ 2× 1,3-二磷酸甘油酸 2× 1,3-二磷酸甘油酸→ 2× 3-磷酸甘油酸 2 ×磷酸烯醇式丙酮酸 → 2×丙酮酸 2 ×丙酮酸→ 2 × 乙酰 CoA 2×异柠檬酸 → 2 × α-酮戊二酸 2×α-酮戊二酸 → 2 × 琥珀酰 CoA 2×琥珀酰 CoA → 2 × 琥珀酸 2×琥珀酸 → 2 × 延胡索酸 2×苹果酸 → 2 × 草酰乙酸
CH2OH H H OH HO H O H H O OH CH2OH H H OH HO H O H H O OH P P P
OH H OH OH
6-磷酸葡糖
P
CH2O
P
6-磷酸葡糖酸内酯
CH2OH
6-磷酸葡糖酸
NADP+
CO2
H H
C=O C O C C OH OH
NADPH+H+ ⑵ 6-磷酸葡糖酸脱氢酶
P 5-磷酸核酮糖
CH2O
5-磷酸核糖
NADP+
NADPH+H+
NADP+
NADPH+H+
G-6-P Cபைடு நூலகம்2
5-磷酸核糖
终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。
• 这些基团转移反应可分为两类: • 一类是转酮醇酶(transketolase)反应,转移 含1个酮基、1个醇基的2碳基团;接受体都是 醛糖。 • 另一类是转醛醇酶(transaldolase)反应,转
移3碳单位;接受体也是醛糖。
5-磷酸核酮糖(C5) ×3 5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖 C5 C5 7-磷酸景天糖 C7 5-磷酸木酮糖 C5 3-磷酸甘油醛 C3 6-磷酸果糖 C6
称为氧化磷酸化。
• 三羧酸循环中脱下的氢进入呼吸链氧化磷酸化,
生成水和ATP。
二、糖有氧氧化是机体获得ATP的 主要方式
NADH+H+ FADH2 [O] [O]
H2O、2.5ATP H2O、1.5ATP
• 三羧酸循环一次最终共生成10个ATP。 • 1mol葡萄糖彻底氧化生成CO2和H2O,可净生 成30或32molATP。
3-磷酸 甘油醛 C3
4-磷酸赤藓糖 C4 6-磷酸果糖 C6
• 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6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛 而进入酵解途径。因此磷酸戊糖途径也称磷酸戊 糖旁路(pentose phosphate shunt)。
磷 酸 戊 糖 途 径
6-磷酸葡糖(C6)×3
经过了3、4、5、6、7碳糖的演变过程。
⑶ 反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。
⑷ 一分子G-6-P经过反应,只能发生一次脱羧和二次
脱氢反应,生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。
(二)磷酸戊糖途径受NADPH/NADP+比值 的调节
* 6-磷酸葡糖脱氢酶 此酶为磷酸戊糖途径的关键酶,其活性 的高低决定6-磷酸葡糖进入磷酸戊糖途径的流 量。
第 三 节
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
* 概念
葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和 CO2
的反应过程称为有氧氧化(aerobic oxidation)。
* 部位:胞液及线粒体
一、糖的有氧氧化反应分为3个阶段
G
第一阶段:酵解途径
丙酮酸 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧
Other Metabolic Pathways of Glucose
一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖
• 磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及 NADPH+H+ ,前者再进一步转变成 3-磷酸甘油 醛和6-磷酸果糖的反应过程。
(一)磷酸戊糖途径的反应过程可分为 两个阶段
* 细胞定位:胞 液 * 反应过程可分为二个阶段 第一阶段:氧化反应 生成磷酸戊糖、NADPH+H+及CO2 第二阶段则:非氧化反应 包括一系列基团转移。
• 经过一轮循环,乙酰 CoA 的 2 个碳原子被氧化成
CO2;在循环中有1次底物水平磷酸化,可生成1分
子ATP;更为重要的是有4次脱氢反应,氢的接受
体分别为 NAD+ 或 FAD ,生成 3 分子 NADH+H+ 和 1 分子FADH2。
• 在H+/电子沿电子传递链传递过程中能量逐步释放,
同时伴有 ADP 磷酸化成 ATP ,吸收这些能量储存 于 ATP 中,即氧化与磷酸化反应是偶联在一起的,
三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等
• 葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇,如木糖醇
(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等,所以被称为 多元醇途径(polyol pathway)。 • 但这些代谢过程局限于某些组织,对整个葡萄糖 代谢所占比重极少,无重要性。
第 五 节
糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
关 键 酶
别构调节
别构抑制剂:乙酰CoA; NADH; ATP 别构激活剂:AMP; ADP; NAD+
* 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时,其
活性也受到抑制。