三羧酸循环教学设计
三羧酸循环(TCA)PPT学习教案
CO2＋H2O，说明另有途径。
（2）用同位素14C标记C1和C6 ，如果是EMP、TCA，那么生 成的14C1O2和14C6O2 分子数应相等，但实验表明14C1 更容 易氧化为CO2，说明另有途径。
说明G分解的主要途径是EMP和TCA，但并非唯一途径， HMP也是G分解的途径，只是在6—P—G上直接氧化。
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二、三羧酸循环概要
TCA循环一轮分10步完成。来自丙酮 酸脱氢脱羧后的乙酰基（C2单位）由CoA带 着进入TCA，第一步是C2与一个C4化合物 （草酰乙酸）结合成C6化合物（柠檬酸）， 然后经过2次脱羧（生成2个CO2）和4次脱 氢（生成3NADH＋1FADH2），还产生1个 GTP（高能化合物），最终回到C4化合物 （草酰乙酸），结束一轮循环。
净生成2molATP，2mol（NADH＋H＋）
第二阶段：2mol丙酮酸
2mol乙酰CoA
净生成2mol（NADH＋H＋），2 molCO2 第三阶段：2mol乙酰CoA经TCA彻底氧化分解
净 生 成 2 × 1 ATP，2×3mol（NADH＋H＋），2×1 molFADH2，2×2 molCO2
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HMP的两个关键酶
转 酮 酶 或 转 羟乙醛 基酶
转 醛 酶 或 转 二羟丙 酮基酶
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6 、 5 — P—R＋5—P—Xu
3—P—G（
3—P甘油醛）＋7—P—S（7—P—景天庚酮糖）
将5—P—Xu的乙酮醇基转移给5—P—R。
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由于氧化磷酸化，1mol（NADH＋H＋）可生成3molATP, 1 molFADH2可生成2molATP。
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第二十三章 三羧酸循环
柠檬酸的合成
柠檬酸合酶的两种构象
氟代乙酸在细胞内的代谢转变及其对TCA循环的影响
反应2：柠檬酸的异构化
柠檬酸异构化成异柠檬酸
由顺乌头酸酶催化 柠檬酸不是氧化的好底物，但异柠檬酸却不
一样，经过异构化，三级羟基变成了易氧化 的二级羟基 在形成的异柠檬酸分子中，羟基只会与来源 于草酰乙酸的β-碳原子而绝对不会与来源 于乙酰-CoA的β-碳原子相连! 顺乌头酸酶使用铁硫蛋白为辅助因子
柠檬酸的异构化
铁硫蛋白在顺乌头酸酶反应中的作用
顺乌头酸酶催化反应中产物的立体专一性
反应3：异柠檬酸的脱氢
脂肪酸的β氧化 氨基酸的氧化分解 丙酮酸的氧化脱羧——由丙酮酸脱氢酶系催化
反应1：柠檬酸的合成
这是一步不可逆反应
由柠檬酸合酶催化
柠檬酸合酶由两个相同的亚基组成，它被视为酶“诱导 契合”学说又一代表性的例子
在无底物结合时，酶两个亚基的构象呈开放型；当结合 底物以后，则被诱导为紧密型。在反应中，OAA首先与 酶活性中心结合，这种结合迅速诱导活性中心的构象发 生变化，从而创造出乙酰-CoA的结合位点。随后，乙酰CoA结合到酶活性中心，并与OAA形成柠檬酰-CoA。这 时，酶的构象再次发生变化，远离活性中心的一个关键 的Asp残基被拉入到柠檬酰-CoA上的硫酯键，很快硫酯键 被切开，终产物辅酶A和柠檬酸被依次释放。
总反应：乙酰-CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O
→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H＋+CoA
中国海洋大学生物化学16 三羧酸循环-课件
海洋生命学院 32
苹果酸 三羧酸循环
2009-11-27
只有一些植物和微生物兼具有这样的 途径；
异柠檬酸裂解酶
柠檬酸合成酶
2009-11-27
海洋生命学院
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乙醛酸循环的总反应：
2乙酰-CoA+NAD++2H2O→琥珀酸+2CoA+NADH+H+ 或2乙酰-CoA+2NAD++FAD→草酰乙酸+2CoA+2NADH+FADH2+2H+
2009-11-27 海洋生命学院 14
5、琥珀酰- CoA转化成琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
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海洋生命学院
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催四 化聚 反体 应 可 逆 • 该反应特点 • 琥珀酸CoA合成酶(或琥珀酸硫激酶)催化 • 唯一底物磷酸化反应,产生1摩尔ATP
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2009-11-27
海洋生命学院
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7、延胡索酸水合形成L-苹果酸
延胡索酸酶
四个亚基 活性中心-SH 具有立体专一性,产生L-苹果酸
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8、L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
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海洋生命学院
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第苹 四果 次酸 氧脱 化氢 还酶 原 反 应
第十六章 柠檬酸循环
2009-11-27
海洋生命学院
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• 三羧酸循环是由德国科学家 Hans Krebs于１９３７年提出， 生物化学领域的重大成就（当 时还没有同位素示踪法）。 Krebs于１９５３年获得诺贝 尔奖。 • 三羧酸循环 • 柠檬酸循环 • Tricarboxylic acid cycle(TCA cycle) • Krebs循环
以三羧酸循环为例试谈课堂教学方法
“三羧酸循环”又称柠檬酸循环，是从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，经过一系列的代谢反应，再重新生成草酰乙酸而形成的循环反应过程。
它是糖、脂肪、蛋白质三大营养物质分解代谢的最终通路，也是其代谢联系的枢纽。
由于三羧酸循环知识点分散，概念抽象而路径繁杂，是生物化学中的重点内容，也是学生一直反映难理解的部分。
要把三羧酸循环讲透彻，要求教师具有精心的教学设计以及较强的讲解能力。
以下，笔者根据教学实践经历，以生化教学中的三羧酸循环教学为例，借此谈谈课堂的教学方法。
1完善教学设计扩展相关知识教师在课前查阅与三羧酸循环有关的资料，写好讲稿与教案，做好课堂的设计。
同时，引导学生课前复习糖有氧氧化的前两个阶段，再预习三羧酸循环内容。
在此基础上，引领学生通过互联网查阅“三羧酸循环”的相关知识，如查阅关于“三羧酸循环”的发现者——汉斯·克雷布斯的小故事。
通过了解三羧酸循环的发现历史，激发学生学习的兴趣并让学生受到科学的熏陶。
2激发学习兴趣强化引言教学“良好的开端是成功的一半”。
在新知识引入时，能否激起学生对新知识的学习兴趣和求知欲以充分调动学生内在的学习动力是课堂成功的关键。
三羧酸循环的教学同样需要从有吸引力的前言开始，给学生营造一个良好的知识氛围，发挥好“兴趣”这个“教师”的作用。
如引入时可以介绍三羧酸循环的背景知识：1937年，英国生物化学家Krebs把食物的氧化过程和从柠檬酸到草酰乙酸的一系列反应联系在一起，破解了丙酮酸是如何彻底分解成水和二氧化碳的谜团，提出了三羧酸循环的理论并发表在英国的《酶学》杂志上，引起生化界的巨大反响。
通过背景故事的引入，为接下来的课堂内容作铺垫，引起学生们的求知欲望，更好地进入学习的状态。
3前后融会贯通衔接新旧知识在教学过程中，要善于利用学生旧知识旧经验与新知识之间的差距，努力创造认知的冲突，使学生产生企盼、渴知的学习心理，由此激发学习欲望。
三羧酸循环是糖的有氧氧化的第三个阶段，在此阶段之前，还经历了第一阶段丙酮酸的生成和第二阶段乙酰辅酶A的生成。
三羧酸循环教学设计
教学设计课程名称：三羧酸循环教学对象：五年制临床医学本科二年级课时：20分钟一、教材分析本课的教学内容是人卫版《生物化学》（第六版）第四章《糖代谢》第一节《糖的有氧氧化》中的部分内容。
此节段虽然放在糖代谢途径中讲授，但其内容三羧酸循环实际为营养物质彻底氧化分解的共同通路，也是物质转化的重要枢纽，因此学好这部分内容对于整个课程第二篇章《物质的代谢》都极其重要。
教学重点：1. 三羧酸循环的过程；2. 三羧酸循环的意义；教学难点：三羧酸循环的过程。
二、教学目标知识目标：1. 掌握三羧酸循环的过程、关键酶；2. 掌握三羧酸循环的生理意义。
能力目标：通过学习三羧酸循环的过程，掌握三羧酸循环过程中的中间代谢物，也是与其他物质代谢联系的关联物；通过三羧酸循环生理意义的学习，理解此循环是营养物质彻底氧化分解的共同通路，也是物质转化的重要枢纽自毁容貌症的生化机制，在物质代谢中有重要地位；通过学习三羧酸循环的研究背景，了解科学家科研设计的思想。
三、学生特征分析教学对象为五年制临床医学本科二年级学生，一方面已开始接触与临床更相近的专业基础课，表现出对临床知识的渴望，一方面对于抽象难懂的生化，表现出困惑和倦怠，尤其进入代谢部分，繁琐的反应过程，陌生奇怪的专业名词，给教与学都提出了挑战。
四、教学策略教学思想：遵循以学生为主体的原则，在课程组织上充分考虑学生的学习兴趣、思维习惯和认知水平。
通过三羧酸循环研究的实验还原科学家从事科学研究的现场，情景教学调动学生学习兴趣。
联系基本化学反应原理引导学生探究、思考、推理，逐步完成教学内容，避免简单的知识传授和堆砌。
注意课程段落间的逻辑性和自然过渡。
教学实施：引入：以呼吸、摄入食物的去路引入，增加趣味性和探究兴趣。
主体：1. 三羧酸循环研究背景：给出当时已有的研究成果，还原鸟氨酸循环发现者Krebs所面临的问题，设计实验，根据实验结果逐步勾勒出鸟氨酸循环，调动学生兴趣，启发科研思维。
《三羧酸循环》课件
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Hale Waihona Puke 未来展望对三羧酸循环的研究仍在继续，人们期待未来能够进一步揭示其机制，以及应用于 临床的新治疗方法的发现。
调节机制
三羧酸循环的活性受多种因素调节，包括底物 浓度、酶活性和细胞内能量水平的变化。
能量产生
三羧酸循环是细胞内产生大部分ATP的关键途 径，通过氧化底物来释放化学能。
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疾病中的作用
三羧酸循环与多种疾病的发展密切相关，其中包括代谢紊乱、酸中毒和某些遗传性 疾病。
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研究进展
科学家们对三羧酸循环的研究不断深入，不断增加对该过程的理解，为治疗相关疾 病提供了新的途径。
《三羧酸循环》PPT课件
本课件介绍了三羧酸循环的定义、步骤和反应、生物意义、调节机制、能量 产生的关系、在疾病中的作用，以及研究进展和未来展望。
步骤和反应
三羧酸循环由若干步骤和反应组成，包括乙酰 辅酶A的生成、环氧戊二酸的脱羧反应以及其 他未来完美展示。
生物意义
三羧酸循环是生物体内重要的能量产生途径， 为细胞提供ATP并生成必要的中间代谢产物。
三羧酸循环(TCA)(课堂PPT)
医学应用
进一步探索三羧酸循环在疾 病诊断和治疗中的潜力,如代 谢性疾病和肿瘤等。
三羧酸循环相关的实验技术
色谱技术
利用液相色谱和气相色谱检 测三羧酸循环中的中间体和 相关代谢产物。可定量分析 各种酶促反应的变化。
光谱分析
采用紫外-可见分光光度法和 核磁共振波谱法测定三羧酸 代谢物的浓度和结构。能更 精确地监测循环中各步反应 。
三羧酸循环的研究发展历程
1937年
汉斯·克雷布斯发现并描述了三羧酸循环的化学过程,为生物化学领域带来 了重大突破。
1970年代
电子传递链的发现推动了三羧酸循环与细胞呼吸的联系,为能量代谢的理解 奠定了基础。
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1940年代
研究人员通过同位素示踪实验进一步证实了三羧酸循环的反应机理,并揭示 了其在代谢过程中的中心地位。
图示分析
通过生动形象的图示,帮助学生 直观地理解三羧酸循环的复杂 过程。
互动讨论
鼓励学生积极参与讨论,分享见 解,加深对三羧酸循环的理解。
实际应用
解释三羧酸循环在生物医学、 工业生产等领域的广泛应用,增 强学生的兴趣。
结语及问答环节
通过对三羧酸循环的深入探讨,我们对这一重要代谢过程有了更全面的认知。 让我们总结一下关键要点,并开放现场提问,以加深对这一主题的理解。
三羧酸循环中的关键中间体
柠檬酸
异柠檬酸
作为三羧酸循环的第一个中间体,它为 它在三羧酸循环中起到了关键的催化
后续反应提供了重要的碳骨架。
作用,调节了整个循环的速率。
α-酮戊二酸
这一中间体在三羧酸循环中起核心作 用,是其他氨基酸合成的前体。
琥珀酰-CoA
这一重要的中间体连接了三羧酸循环 与电子传递链,产生ATP。
生物化学三羧酸循环教学阐述
生物化学三羧酸循环教学阐述生物技术的专业基础课是生物化学，是讲述生命的化学的一门课程，主要研究内容为：生物体的基本物质组成、结构特点、性质和生物学功能以及这些物质在体内的合成、降解和相互转化等的代谢途径及其调控规律，但是学生认为这是一门抽象、难懂、结构复杂、内容多、难以记忆的学科。
其中，四大营养物质代谢和调节是难点之一，这部分内容由于知识点分散庞杂，化学反应式繁多，代谢通路长，循环多，受到各种酶的精细调节等特点，同时还存在着有限的教学课时等问题，因此，一直出现了学生难学，教师难教等现象。
生物化学双语课的开展不仅要通过丰富的多媒体教学手段，还要求教师具有广泛的知识水平，较强的讲解能力。
据笔者根据多年的生物化学的双语教学实践，以“糖代谢”一章中“三羧酸”一节为例进行说课设计。
1 教材分析（1）教学内容。
教材选用的是《Principle of biochemistry（4thEdition）》，作者为Robert A Horton等人。
“糖代谢”一章主要讲述糖类物质在体内的转化过程，涉及一系列的生化反应。
根据我院《生物化学教学大纲》的要求，本章的理论教学共安排24学时，本次课“三羧酸循环”共4课时（180min）。
教学内容包括三羧酸循环的定义、发生的部位、丙酮酸进入三羧酸循环的准备阶段、循环反应过程、循环的生理意义和循环的调控等。
（2）教学目标。
为了培养学生独立思考和主动学习的习惯，应在教学中，要求学生掌握糖代谢中三羧酸循环的反应过程；掌握三羧酸循环的特点和意义；了解三羧酸循环的调控和了解三羧酸循环的发现历史。
（3）教学重点和难点。
教学重点：丙酮酸进入三羧酸循环的准备阶段；三羧酸循环代谢过程，其中哪些步骤是关键步骤，哪些步骤是产能步骤。
教学难点：三羧酸循环代谢步骤之间额逻辑联系。
2 教学方法和手段（1）总体构思。
首先复习上节课内容，接着引出本次课内容，对章节中的难点和重点内容给以框架式勾勒，然后逐步细致讲解，在讲解过程中提出问题启发学生，最后总结提高，是学生清楚明白三羧酸循环的整体内容。
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教学设计
课程名称：三羧酸循环
教学对象：五年制临床医学本科二年级
课时：20分钟
一、教材分析
本课的教学内容是人卫版《生物化学》（第六版）第四章《糖代谢》第一节《糖的有氧氧化》中的部分内容。
此节段虽然放在糖代谢途径中讲授，但其内容三羧酸循环实际为营养物质彻底氧化分解的共同通路，也是物质转化的重要枢纽，因此学好这部分内容对于整个课程第二篇章《物质的代谢》都极其重要。
教学重点：
1. 三羧酸循环的过程；
2. 三羧酸循环的意义；
教学难点：三羧酸循环的过程。
二、教学目标
知识目标：
1. 掌握三羧酸循环的过程、关键酶；
2. 掌握三羧酸循环的生理意义。
能力目标：
通过学习三羧酸循环的过程，掌握三羧酸循环过程中的中间代谢物，也是与其他物质代谢联系的关联物；通过三羧酸循环生理意义的学习，理解此循环是营养物质彻底氧化分解的共同通路，也是物质转化的重要枢纽自毁容貌症的生化机制，在物质代谢中有重要地位；通过学习三羧酸循环的研究背景，了解科学家科研设计的思想。
三、学生特征分析
教学对象为五年制临床医学本科二年级学生，一方面已开始接触与临床更相近的专业基础课，表现出对临床知识的渴望，一方面对于抽象难懂的生化，表现出困惑和倦怠，尤其进入代谢部分，繁琐的反应过程，陌生奇怪的专业名词，给教与学都提出了挑战。
四、教学策略
教学思想：
遵循以学生为主体的原则，在课程组织上充分考虑学生的学习兴趣、思维习惯和认知水平。
通过三羧酸循环研究的实验还原科学家从事科学研究的现场，情景教学调动学生学习兴趣。
联系基本化学反应原理引导学生探究、思考、推理，逐步完成教学内容，避免简单的知识传授和堆砌。
注意课程段落间的逻辑性和自然过渡。
教学实施：
引入：以呼吸、摄入食物的去路引入，增加趣味性和探究兴趣。
主体：1. 三羧酸循环研究背景：给出当时已有的研究成果，还原鸟氨酸循环发现者Krebs所面临的问题，设计实验，根据实验结果逐步勾勒出鸟氨酸循环，调动学生兴趣，启发科研思维。
2. 三羧酸循环的过程：联系基本化学反应原理引导学生探究、思考、推理，逐步完成循环过程，及时总结归纳全过程及特点，借中间产物不增不减的特点设问“这是否是一个封闭的循环”。
由此引出三羧酸循环的生理意义；
3. 三羧酸循环的生理意义：简洁提炼出生理意义，此处不必过细，后面讲其他物质代谢途径时，自然能显现出三羧酸循环的意义所在。
思考题：提出思考指出预习内容，给出参考书目。
教学方法：
1. 运用启发、举例、疑问、归纳等多种教学方法。
2. 充分利用板书及多媒体、动画教学。
3. 推荐参考书目作为阅读材料。
五、教学安排
1.引入1min
2.三羧酸循环研究背景5min
3.三羧酸循环过程11min
4.三羧酸循环的生理意义2min
5.思考1min。