糖的无氧氧化
医学检验技术：糖的无氧酵解途径
医学检验技术：糖的无氧酵解途径1.概念：在无氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸的过程。
它是体内糖代谢最主要的途径。
2.反应过程：糖酵解分三个阶段。
(1)第一阶段：葡萄糖1,6-果糖二磷酸。
①葡萄糖磷酸化成为葡萄糖-6-磷酸，由己糖激酶催化。
为不可逆的磷酸化反应，消耗1分子ATP。
②葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸，磷酸己糖异构酶催化。
③果糖-6-磷酸磷酸化，转变为1,6-果糖二磷酸，由6磷酸果糖激酶催化，消耗1分子ATP。
是第二个不可逆的磷酸化反应。
是葡萄糖氧化过程中最重要的调节点。
(2)第二阶段：裂解阶段。
1,6-果糖二磷酸2分子磷酸丙糖(磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛)。
醛缩酶催化，二者可互变，最终1分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛。
(3)第三阶段：氧化还原阶段。
①3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的还原，由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化，生成1,3-二磷酸甘油酸，产生一个高能磷酸键，同时生成NADH用于第七步丙酮酸的还原。
②1,3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化，生成3-磷酸甘油酸和ATP。
磷酸甘油酸激酶催化。
③3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸。
④2-磷酸甘油酸经烯醇化酶催化脱水，生成具有一个高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。
⑤磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶催化将高能磷酸键转移给ADP，生成丙酮酸和ATP，为不可逆反应。
⑥烯醇式丙酮酸与酮式丙酮酸。
⑦丙酸酸还原生成乳酸。
1分子的葡萄糖通过无氧酵解可净生成2个分子ATP，这一过程全部在胞浆中完成。
3.生理意义：(1)是机体在缺氧/无氧状态获得能量的有效措施。
(2)机体在应激状态下产生能量，满足机体生理需要的重要途径。
(3)糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等的合成前体，并与其他代谢途径相联系。
依赖糖酵解获得能量的组织细胞有：红细胞、视网膜、角膜、晶状体、睾丸等。
例题：葡萄糖转化成乳酸的过程A.糖酵解B.糖有氧氧化C.糖原合成D.糖原分解E.糖异生答案A。
葡萄糖无氧氧化生理意义
葡萄糖无氧氧化生理意义葡萄糖无氧氧化是指在缺乏氧气的条件下，葡萄糖被分解为能量、ATP、乳酸或酒精。
虽然葡萄糖的无氧氧化产生的能量相对于有氧氧化少一些，但在一些特定的生理情况下，葡萄糖的无氧氧化对维持正常生命活动具有重要意义。
1. 葡萄糖无氧氧化的作用葡萄糖是维持机体能量供给的重要物质之一，通过无氧氧化，可以迅速产生能量，以满足机体在一些特殊情况下的需求。
在以下几个生理情况中，葡萄糖无氧氧化具有重要的生理意义：1.1 快速能量供给：在一些急需能量的情况下，如剧烈运动、急性应激、寒冷刺激等，机体需要快速产生大量的能量以维持生命活动。
葡萄糖无氧氧化能够快速产生ATP，满足急需能量的要求。
1.2 氧气供应不足：在缺乏充足氧气供应的情况下，细胞仍然需要能量来维持正常功能。
葡萄糖的无氧氧化能够在缺氧环境下继续供应能量，确保机体正常运作。
1.3 产生乳酸和酒精：葡萄糖无氧氧化的产物乳酸和酒精在一些生理过程中具有重要作用。
乳酸可以通过乳酸转运到肝脏进一步代谢，维持酸碱平衡；而酒精在一些微生物中可以经过发酵反应产生，具有抗菌和防腐的作用。
2. 葡萄糖无氧氧化的机制葡萄糖无氧氧化主要通过糖酵解和无氧呼吸两个过程来完成。
2.1 糖酵解：糖酵解是指葡萄糖分子在缺氧条件下被分解为乳酸或酒精和少量ATP的过程。
糖酵解包括糖原糖酵解和糖类糖酵解两种途径。
糖原糖酵解主要发生在肝脏和肌肉细胞中，将糖原分解为乳酸和ATP；而糖类糖酵解是指葡萄糖直接被分解为乳酸或酒精和ATP。
2.2 无氧呼吸：无氧呼吸是指细胞在缺乏氧气的条件下，通过葡萄糖分解产生能量的过程。
无氧呼吸分为无氧糖酵解和嫌氧呼吸两个阶段。
在无氧糖酵解阶段，葡萄糖分子被分解为丙酮酸和少量ATP，丙酮酸进一步转化为乙酸，并进入嫌氧呼吸过程。
3. 葡萄糖无氧氧化与人体健康葡萄糖无氧氧化对人体健康具有积极意义，但也要注意掌握适度。
3.1 运动与葡萄糖无氧氧化：适度的运动可以促进葡萄糖无氧氧化，提高机体对葡萄糖的利用效率，有助于控制血糖水平和保持身体健康。
生物化学 第二版 14糖的无氧氧化
谢谢Βιβλιοθήκη ADP*2底物磷酸化
ATP*2
2* 3-磷酸甘油酸
H2O 2* 2-磷酸甘油酸
二、糖无氧氧化的过程
3、糖无氧氧化的能量
消耗ATP： 葡萄糖 2个 糖 原 1个
生成ATP：4个
净生成ATP： 葡萄糖 2个 糖 原 3个
三、糖无氧氧化的特点
➢ 反应在细胞液进行； ➢ 无氧参与，终产物是2分子乳酸； ➢ 释放能量较少（2或3个ATP）； ➢ 有3步不可逆反应 (己糖激酶、磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶)。
己糖激酶
1* 糖原
1-P-葡萄糖
2* 乳酸
6-P果糖 ATP ADP 1,6-二P果糖
6磷酸果糖激酶-1
3-磷酸甘 2* 油醛 NAD+ Pi
磷酸二羟 丙酮
2* 丙酮酸
ADP*2
底物磷酸化
丙酮酸激酶
ATP*2
2* 磷酸烯醇式丙酮酸 (高能磷酸键)
NADH+H+ 1,3-二磷酸甘油酸
2* (高能磷酸键)
➢糖的无氧氧化又称为 糖酵解，用EMP表示。
脱羧 乙醛 氧化 乙酸
还原 乙醇
发酵制醋
发酵制酒
二、糖无氧氧化的过程
1、糖无氧氧化反应过程概况 葡萄糖 (1磷) 酸丙糖 (丙2)酮酸 （糖原）
乳酸(3)
吸收 能量
释放 能量
一系列的化学反应：磷酸化、加氢、脱氢、脱水等；
2、糖无氧氧化的反应过程
1*葡萄糖 ATP ADP 6-P-葡萄糖
（在高原地区或剧烈运动时）
一、糖无氧氧化概述
2、糖无氧氧化的定义 糖原或葡萄糖在无氧或缺氧的条件下，分解为乳酸 并伴随少量ATP生成的过程；
5.2糖的无氧氧化
COOH C=O CH3
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
目录
8
在糖酵解产能阶段的5步反应中，2分 子磷酸丙糖经两次底物水平磷酸化转变成2 分子丙酮酸，总共生成4分子ATP。
目录
（二）丙酮酸转变成乳酸
COOH NADH + H+
NAD+
C=O
乳酸脱氢酶 CH3 (Lactate dehydrogenase, LDH)
10.磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
COOH ADP
ATP
K+ Mg2+
CO P
丙酮酸激酶
CH2
(pyruvate kinase)
磷酸二羟丙酮
CH OH
CH2 O P 3-磷酸甘油醛
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ADP
ATP
丙酮酸
目录
Glu
ATP
ADP
G6. 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
ADP
F-1,6-BP
磷酸二 3-磷酸
CHO
Pi、NAD+ NADH+H+
羟丙酮 甘油醛 CH OH
NAD+
HO
OH
1,3-二磷酸甘油酸
(hexokinase)
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
H OH
葡萄糖
H OH
第22章糖酵解
（十）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸并产生 一个ATP分子
高能磷酸键
丙酮酸激酶
丙酮酸激酶是由4个亚基构成的四聚体，是酵解途径中的一个 重要的变构酶，其催化活性需要2价阳离子参与，如Mg2+、 Mn2+；果糖-1,6-二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸对该酶有激活作 用；而ATP、长链脂肪酸、乙酰-CoA、丙氨酸对该酶有抑制作 用。
催化该反应的酶为磷酸甘油酸激酶（PGK），其催化机制类似
己糖激酶，Mg2+需与ADP形成Mg2+-ADP复合物才能被酶催化。
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)—将底物 的高能磷酸基直接转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)。这种 ADP（或GDP）的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反 应过程，称为底物水平磷酸化。
1940年被阐明。(研究历史) Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多， 故糖酵解过程一也叫Embdem-MeyerhofParnas途径，简称EMP途径。
在细胞质中进行
糖酵解的研究历史：
应追溯到4000年前的制酒工业。（发酵过程）
1854-1864年，Louis Paster的观点占统治地位：认
6-磷酸果糖激酶
这一步反应是酵解中的关键反应步骤。酵解的速度 决定于此酶的活性，因此它是一个限速酶。
磷酸果糖激酶是分子量为340000的四聚体。它是一 个别构酶，ATP是该酶的变构抑制剂，对此酶有抑制效 应，在有柠檬酸、脂肪酸时对加强抑制效应。AMP或无 机磷酸可消除抑制，增加酶的活性。高H+浓度（即pH 值低）抑制该酶活性（生物学意义是，可阻止酵解途径 继续进行，防止乳酸生成；又可防止血液pH下降，避免 酸中毒）。
糖无氧氧化的概念
糖无氧氧化的概念
嘿，朋友们！今天咱来唠唠糖无氧氧化这档子事儿。
你说这糖无氧氧化啊，就像是一场激烈的短跑比赛。
糖就好比是那运动员，在没有氧气这个“好帮手”的情况下，也得拼命往前冲，努力完成自己的使命。
咱身体里的细胞有时候就会遇到这种情况呀，急需能量，可氧气还没来得及跟上呢。
这时候糖无氧氧化就闪亮登场啦！它迅速地提供能量，让细胞能继续正常工作，就像在紧急关头，有人及时递上了一把“救命稻草”。
你想想看，咱跑步跑得气喘吁吁的时候，是不是感觉腿酸得不行？那其实就是糖无氧氧化在努力工作呢！它产生的乳酸，会让咱有那种酸酸胀胀的感觉。
这就好比是一场战斗后的“痕迹”呀。
糖无氧氧化的过程也挺有趣的。
就好像是一条生产流水线，各个环节紧密配合。
葡萄糖进来啦，经过一系列的反应，就变成了能提供能量的东西。
这多神奇呀！
咱平时吃的那些食物里的糖，说不定啥时候就会走上这条“无氧之路”呢。
这过程虽然不像有氧那么“风光”，但也是必不可少的呀。
没有它，咱身体有时候还真会“掉链子”呢。
而且啊，这糖无氧氧化还挺“顽强”的呢。
不管条件多么艰苦，只要有需要，它就会站出来发挥作用。
这就像咱生活中那些默默付出的人，平时可能不显眼，但关键时刻总能靠得住。
你说这身体的奥秘是不是特别神奇？一个小小的糖无氧氧化，都有这么多说道。
咱可得好好爱护自己的身体，让这些“小机制”都能好好运转呀。
总之，糖无氧氧化虽然不那么起眼，但在咱身体里可有着重要的地位呢！咱得重视它，了解它，这样才能更好地和自己的身体相处呀！。
列表比较糖的无氧氧化和糖异生的代谢特点
列表比较糖的无氧氧化和糖异生的代谢特点
糖是我们生活中非常重要的物质，几乎所有的生物都需要糖作为能量来支撑生命。
近年来，人们通过研究发现，糖的氢氧化和异生代谢有着显著的差异，我们需要认真了解它们之间的异同，以更好地控制和优化我们的饮食习惯。
首先，无氧氧化是指糖分解、氧化及其产生的能量来源，它是能量代谢最重要
的过程，通过氢氧化将糖类物质氧化成CO2和H2O，即产生大量能量，其作用可使
许多生物活动变得更容易。
另一方面，糖异生代谢不仅需要氧气，而且在光照作用下，才能有效运作。
一
旦糖在光照作用下，便会发生水解、酯化和羧化的反应，从而形成多种有益的生物产物，如糖原，植物激素，维生素以及其他营养物质。
总的来说，无氧氧化的作用是将糖溶液氧化成二氧化碳、水以及大量能量，而
糖异生代谢则具有与无氧氧化完全不同的功能，它可以将糖转换成其他有益的物质。
只有当我们正确了解两种代谢过程的特点，并合理利用它们，才能更好地控制和优化每日的饮食。
简述糖的无氧氧化过程
简述糖的无氧氧化过程
嘿，咱今儿来唠唠糖的无氧氧化过程，这可有意思啦！你就把细胞想象成一个热闹的工厂吧。
葡萄糖啊，就像是原材料，晃晃悠悠地来到了这个工厂。
然后呢，它就开始了一段奇妙之旅。
第一步，葡萄糖在一些酶的作用下，变成了一种叫磷酸葡萄糖的家伙。
这就好比原材料被初步加工了一下。
接着呢，磷酸葡萄糖又变了，变成了磷酸果糖。
这就像加工进一步深入啦。
然后呀，磷酸果糖再经过一些变化，成了一种叫 1，6-二磷酸果糖的东西。
你看，这一环扣一环的，多有趣呀！
再之后，1，6-二磷酸果糖被分成了两个部分，一部分变成了磷酸二羟丙酮，另一部分就成了 3-磷酸甘油醛。
这就好像一个东西被拆开成了两个不同的零件。
3-磷酸甘油醛呢，它可是个厉害角色。
它经过一些反应，能产生能量呢！就像一个小发动机一样。
而磷酸二羟丙酮也不甘示弱，它可以变成 3-磷酸甘油醛，然后也能产生能量。
产生的能量干啥用呢？那可重要啦，细胞要干活呀，没能量怎么行呢！
你说这过程是不是很神奇？就像变魔术一样，葡萄糖一点点地变成了其他东西，还能产生能量来维持细胞的运转。
咱平时吃的那些食物里的糖，不都得经过这么个过程来为我们的身体提供动力嘛。
要是没有这个过程，那我们不得没精打采的呀。
所以说呀，可别小看了这个糖的无氧氧化过程，它可是在默默地为我们的身体做贡献呢！这就好比一个幕后英雄，虽然我们平时可能不太注意到它，但它真的很重要啊！你说是不是这个理儿？。
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OOHH
3-磷酸甘油醛
(glyceraldehyde 3-phosphate)
1,3-二磷酸甘油酸
1,3-diphospho-glycerae
(1,3-DPG)
17
（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
O
OH
ADP -
C OO- P O
O
HC H2C
OH
OH OHHO OO- P PO O
分配时形成某种高能状态或高能中间产物， 再通过酶的作用将能量传递给ADP生成 ATP的过程
19
（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
O C HC H2C
O
OH
C
OH
HC
HO OP
磷酸甘油酸变位酶
O
H2C
OH
OH HO
O-- P O
OH OH
3-磷酸甘油
(3-phosphoglycerate)
2-磷酸甘油酸
OHOH
ATP C OH
HC OH OHHO
3-磷酸甘油酸激酶 H2C OO- P PO O
OHOH
1,3-二磷酸甘油 酸(1,3diphosphoglycerate)(
1,3-DPG)
3-磷酸甘油酸
(3-phosphoglycerate)
18
• 底物水平磷酸化： • 在底物分子发生脱氢或脱水时，能量重新
(F-6-P）
13
（3） 6-磷酸果糖再磷酸化生成1,6-二磷酸果糖
H2C OH CO
H2C C
OH
-
O- P O
O OH
HO C H ATP
ADP HO C H
H C OH
Mg2+
H C OH
H C OH
HOOH 磷酸果糖激酶
H2C OO- PP OO OOHH
H C OH HOOH
H2C OO- PP OO OH
• 无氧酵解代谢的终产物是乳酸（lactate）， 一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成2分子 ATP。
24
• 无氧酵解的反应过程可分为活化、裂解、 放能和还原四个阶段。
• 其中，活化、裂解、放能三个阶段又可合 称为糖酵解途径（glycolytic pathway)。
分解 代谢
无氧酵解途径（EMP） 有氧氧化途径（TAC） 磷酸戊糖途径(PPP/HMS)
合成 代谢
单糖的异生 多糖的异生
1
糖原的细胞内酶促磷酸解
• 糖原的结构及其连接方式
非还原性末端
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键 磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键磷酸解断裂） 三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移） 脱支酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）
O
H
C
H2C OH
H C OH
CO
HO C H
HO C H
H C OH
H C OH 磷酸已糖异构酶
H C OH OHOH
H2C O O-P POO
H C OH HOOH
H2C OO- PP OO OOHH
OHOH
fructose-6-
glucose-
phosphate
6phosphate
(G-6-P）
(2-phosphoglycerate)
20
（9） 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
O
C HC
H2C
OH OH
O PO
OH OH
2-磷酸甘油酸
(2-phosphoglycerate)
O
H2O
烯醇化酶
Mg2+或Mn2+
C OH C OCH2
OH P+ O OH
磷酸烯醇式丙酮酸
(phosphoenolpyruvate)
21
（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变为烯醇式丙酮酸
O C OH C O-
OH
+
PO
CH2
OH
ADP ATP
Mg2+或Mn2+
丙酮酸激酶
COOH CO CH3
磷酸烯醇式丙酮酸
(phosphoenolpyruvate)
丙酮酸 (pyruvate)
22
23
一、糖酵解的反应过程
• 无氧酵解的全部反应过程在胞液(cytoplasm) 中进行，共11步，
2
糖 非还原端
糖原核心
原
磷
G -1-P90%
磷酸化酶a
酸
解
G -6-P
的
转移酶
步
骤
G
G10%
脱枝酶（释放1个葡萄糖）
3
葡萄糖的主要代谢途径
葡萄糖
糖异生
（有氧无氧）
6-磷酸葡萄糖 糖酵解
（无氧） 丙酮酸
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
4
5
第二节 糖的分解代谢
6
一、无氧酵解途径（EMP）
O
CH2 OH
磷酸二羟丙酮
H
O
C
HC H2C
OH HO
O PO OH
3-磷酸甘油醛
15
（5）磷酸丙糖的互变
HO H2C O P O
HO CO
CH2 OH
磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮
(dihydroxyacetone phosphate)
H
O
C
HC OH HO
H2C O P O OH
3-磷酸甘油醛
(glyce二磷酸果糖
2× 3-磷酸甘油醛 16
2.能量释放阶段
（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
O CH
NAD＋＋H3PO4
O
OH
NADH+H+ C OO- - P O
HC H2C
OH OHHO
OO- P PO O OHOH
HC
3-磷酸甘油醛脱氢酶 H2C
OH OH HOOH
-
O
PP O O
OH
(F-6-P）
1,6-二磷酸果糖
(fructose-1,6-
diphosphate)
14
（4）磷酸丙糖的生成
H2C C
HO O PO
HO O
HO C H H C OH
醛缩酶
HC H2C
OH HO
O PO OH
fructose-1,6-diphosphate (F-1,6-2P）
H2C C
HO
O PO HO
1、化学历程和催化酶类
2、 化学计量和生物学意义
3、 糖酵解的调控
8
耗能 阶段
（二） 过程
放能 阶段
9
1.耗能阶段
（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
O C
HC HO C
HC HC
H
OH ATP
ADP
H
Mg2+
OH
OH 已糖激酶
H2C OH
glucose(G)
O
H
C
H C OH
HO C H
H C OH
H C OHOH H2C OOH- P O OH
glucose-6-phosphate (G-6-P）
10
Mg2+
11
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义：
1.葡萄糖磷酸化后容易参与反应 2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过
细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制
12
（2）6-磷酸葡萄糖异构化转变为6-磷酸果糖
（一）概念 （二）过程 （三） 能量计算 （四）生理意义 （五）丙酮酸的去路 （六）无氧酵解的调节 （七）其他已糖进入EMP途径
7
（一）糖酵解概念：
体内组织在无氧或缺氧情况下，葡萄糖或糖原 在胞浆中分解产生乳酸和少量ATP的过程，也 称糖酵解途径Embden-Meyethof-Parnas(EMP) 途径。