糖类分解代谢的有氧氧化的阶段
《医学生物化学》第4章糖代谢重点难点
《医学生物化学》第4章糖代谢重点难点《医学生物化学》第4章糖代谢-重点难点一、糖类的生理功用：①氧化供能：糖类是人体最主要的供能物质，占全部供能物质供能量的70%；与供能有关的糖类主要是葡萄糖和糖原，前者为运输和供能形式，后者为贮存形式。
②作为结构成分：糖类可与脂类形成糖脂，或与蛋白质形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可参与构成生物膜、神经组织等。
③作为核酸类化合物的成分：核糖和脱氧核糖参与构成核苷酸，DNA，RNA等。
④转变为其他物质：糖类可经代谢而转变为脂肪或氨基酸等化合物。
二、糖的无氧酵解：糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。
其全部反应过程在胞液中进行，代谢的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。
糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：1.活化(己糖磷酸酯的生成)：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖(F-1,6-BP)。
这一阶段需消耗两分子ATP，己糖激酶(肝中为葡萄糖激酶)和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。
2.裂解(磷酸丙糖的生成)：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛，包括两步反应：F-1,6-BP→磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。
3.放能(丙酮酸的生成)：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。
此阶段有两次底物水平磷酸化的放能反应，共可生成2×2=4分子ATP。
丙酮酸激酶为关键酶。
4.还原(乳酸的生成)：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+。
即丙酮酸→乳酸。
三、糖无氧酵解的调节：主要是对三个关键酶，即己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。
生物化学6.0糖代谢
(2)麦芽糖的水解
麦芽糖是还原性糖，由水解方式。 麦芽糖酶：（麦芽糖＋H2O）生成 2 （葡萄 糖）
(3)乳糖的水解
β－半乳糖苷酶：（乳糖＋ H2O）生成（葡萄 糖＋半乳糖）
专题：糖酵解途径
糖酵解（glycolysis）是通过一系列酶促反应 将葡萄糖降解成丙酮酸，并伴有能量释放的过程。 糖酵解途径涉及10个酶催化反应，途径中的酶都 位于细胞质中，一分子葡萄糖通过该途径被转换 成两分子丙酮酸。为纪念在研究糖酵解途径方面 有突出贡献的三位生物化学家Embden, Meyerhof 和Parnas, 又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhof-Parnas途径（EMP途径）。糖酵解普遍 存在于动物、植物、微生物的所有细胞中，是在 细胞质中进行的。虽然糖酵解的部分反应可以在 质体或叶绿体中进行，但不能完成全过程。
糖类是指多羟基醛或酮及其衍生物。糖 类在生物体的生理功能主要有： ① 氧化供能：糖类占人体全部供能量的 70%。 ② 作为结构成分：作为生物膜、神经组 织等的组分。 ③ 作为其他重要生物大分子的碳架来源： 如：核苷酸、氨基酸等。 ④ 与细胞识别和细胞信息传递有关 ⑤ 具有保护和润滑作用
糖是含有多羟基的醛类或酮类化合物:： 1、单糖（如葡萄糖、果糖、甘露糖）
淀粉 、糖原的分子结构
专题：多糖降解
(1)淀粉
参与淀粉水解的酶：
1、α－淀粉酶，淀粉内切酶，随机切断α－1，4糖 苷键； 2、β－淀粉酶，淀粉外切酶，随机切断α－1，4糖 苷键； 注： α－淀粉酶在种子里只有在萌发时才被诱导合 成，且耐热（70℃，15分钟）不耐酸（低于 PH3.3）； β－淀粉酶耐酸（PH3.3）不耐热。
三、糖酵解的生理意义
1.糖酵解普遍存在于生物体中，是有氧呼吸和无 氧呼吸途径的共同部分。 2.糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃，可 以通过各种代谢途径，生成不同的物质 3.通过糖酵解，生物体可获得生命活动所需的部 分能量。对于厌氧生物来说，糖酵解是糖分解 和获取能量的主要方式。 4. 糖酵解途径中，除了由己糖激酶、磷酸果糖激 酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外，多数反 应均可逆转，这就为糖异生作用提供了基本途 径。
第十一章 糖类代谢--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)
反应放能，在生理条件下不可逆（K大于300）。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，需要Mg2+或Mn2+。己糖激酶可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖，是糖酵解过程中的第一个调节酶，受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。有三种同工酶。葡萄糖激酶存在于肝脏中，只作用于葡萄糖，不受6-磷酸葡萄糖的别构抑制肌肉的己糖激酶Km=0.1mM，肝脏的葡萄糖激酶Km=10mM，平时细胞中的葡萄糖浓度时5mM，只有进后葡萄糖激酶才活跃，合成糖原，降低血糖浓度，葡萄糖激酶是诱导酶，胰岛素可诱导它的合成。6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成，由糖原磷酸化酶催化，生成1-磷酸葡萄糖，在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。此途径少消耗1个ATP。6-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解，此酶存在于肝脏和肾脏中，肌肉中没有。
三、能量变化
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+=2C3H4O3+2ATP+2NADH+2H++2H2O
有氧时2个NADH经呼吸链可产生6个ATP，共产生8个ATP；无氧时生成乳酸，只有2个ATP。在骨骼肌和脑组织中，NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统，在细胞质中由3-磷酸甘油脱氢酶催化，将磷酸二羟丙酮还原生成3-磷酸甘油，进入线粒体后再氧化生成磷酸二羟丙酮，返回细胞质。因为其辅酶是FAD，所以生成FADH2，只产生2个ATP。这样其还原当量（2H++2e）被带入线粒体，生成FADH2，进入呼吸链，结果共生成6个ATP。
二、糖的消化和吸收
（一）消化
淀粉是动物的主要糖类来源，直链淀粉由300-400个葡萄糖构成，支链淀粉由上千个葡萄糖构成，每24-30个残基中有一个分支。糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。
生物化学第七章糖类代谢糖的有氧氧化
柠檬酸
CH2 COOH
HOOC CH
三羧酸循环总图 HC COOH HO-C COOH
异柠檬酸
HC
延胡索酸
COOHH
2H
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CH2 COOH
H2C COOH 琥珀酸
GTP
琥珀酰CoA
生物化学第C七H章2糖C类代O谢O糖H的有氧 H2C C氧O化～SCoA2H
CH2 COOH H2C O=C COOH
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸
FAD H CH COOH
FADH2 HOOCCH
H CH COOH 琥珀酸脱氢酶
琥珀酸 (succinate)
HC COOH
延胡索酸 (fumarate)
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
α-酮戊二酸
CO2
CO2 2H
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三、有氧氧化的反应过程及能量计算
G（Gn）
• 糖的有氧氧化代谢 途径可分为：葡萄糖 酵解、丙酮酸氧化脱
胞液 丙酮酸
乙酰CoA 线粒体
羧和三羧酸循环三个
[O]
H2阶O 段。
ATP ADP
NADH+H+ FADH2
TAC循环
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧 氧化
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生物化学第七章糖类代谢糖的有氧
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氧化
⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸
H 2C COOH
CH2
O C SCoA 琥珀酰CoA (succinyl CoA)
生物联赛辅导 生物化学
3．柠檬酸循环即三羧酸循环（TCA） （线粒体基质 ） ．柠檬酸循环即三羧酸循环 三羧酸循环（ ）
NADH NAD+
FADH2 FAD NADH NAD+
NAD+ NADH
第一次脱羧
①柠檬酸合成酶 ②顺乌头酸酶 ③异柠檬酸脱氢酶 ④α-酮戊二酸脱氢酶系 ⑤琥珀酸硫激酶 ⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶 ⑧苹果酸脱氢酶
第三节： 第三节：细胞增殖
细胞周期： 细胞周期： 进行连续分裂的细胞从上一次分裂结束到 下一次分裂完成所经历的过程 分裂间期： G1、S、G2三个时期 分裂间期 细胞周期 分裂期： 分裂期： 前、中、后、末四个时期
分裂间期： 分裂间期： 、S、G2三个时期 G1、 、 三个时期
G1期： 是生长期 ，为为下阶段 期的 期 为为下阶段S期的 期的DNA合成作准备，特别 合成作准备， 合成作准备 是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成 的前身物质、 聚合酶和合成DNA所必 是合成 的前身物质 聚合酶和合成 所必 不可少的其他酶系 的合成 S期： DNA的合成 期
广东梅县东山中学---生物联赛 广东梅县东山中学 生物联赛
细胞生物学与生物化学部分
广东梅县东山中学生物组
张文珍
第四节 细胞的代谢
异化作用： 脂肪的异化、 异化作用：糖的异化 、脂肪的异化、蛋白质异化
同化作用：光合作用、蛋白质合成 同化作用：光合作用、
一、糖的异化作用（糖的分解代谢） 糖的异化作用（糖的分解代谢） 1、有氧呼吸包括四个阶段：糖酵解、丙酮酸氧化 、有氧呼吸包括四个阶段：糖酵解、 脱羧、柠檬酸循环、 脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化 2、无氧呼吸主要指酒精发酵和乳酸发酵 、
糖代谢
（磷酸戊糖途径）
G
糖原
G-6-P - - -
丙酮酸
G-1-P
乳酸
（胞液） （糖酵解）
乙酰辅酶A （TCA）
（线粒体）
（有氧氧化）
CO2+H2O NADH+ATP
（呼吸链）
第二节
糖酵解
1940年，酵解的全过程才被了解。G. Embden和O. Meyerhof等人发现肌肉中
酸生成2分子乳酸:
COOH NADH+H+
NAD+
COOH
C=O
HCOH
CH3
LDH
CH3
2. 有氧时：胞液中这2分子NADH可通过2种穿梭系统进入线立体，经呼吸链氧化成H2O 产生6分子或4分子ATP。
（1）苹果酸穿梭系统：主要存在于肝、心肌等组织细胞内。
注：（1）胞液和线体的苹果酸脱氢酶辅酶均为NAD+，故2分子NADH 经呼吸链氧化可产生2*3=6分子 ATP。 （2）为谷草转氨酶
5. 磷酸三碳糖的同分异构化：
磷酸三碳糖中只有3-磷酸甘油醛能进入酵解途径，磷酸二羟丙酮则不能，但它可在酶催化
下迅速转化为3-磷酸甘油醛：
磷酸丙糖异构酶
己糖转化成三碳糖后，碳原子顺序颠倒，己糖原来的碳原子数的 C3和C4 是3-磷酸甘油醛 的C1，C5和C2 变成 C2，C1和C6 变成 C3。
二．能量变化：
1分子葡萄糖降解成2分子丙酮酸的过程中，消耗2分子ATP，经二次底物水平磷酸化， 可产生4分子ATP，故净生成2分子ATP。总结如图13-5（P87）。
葡萄糖酵解的总反应式为：
三．三、酵解脱氢反应在胞液中产生的2 NADH的可能去路：
医学生物化学(第六章)糖 代 谢
46
F-2,6-BP的生成与作用 * 生成：
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
* 作用：促进F-1,6-BP生成
图6-5
47
PFK-2是一双功能酶：
PFK-2活性(使F-2,6-BP↑) 具有
2,6-二磷酸果糖酶2活性(使F-2,6-BP↓)
(PFK-2)
(F-6-P)
(F-2,6-BP)
TCA循环
56
图6-3 糖代谢三条途径间的关系
①无氧酵解 ②磷酸戊糖途径 ③有氧氧化
57
(一) 葡萄糖
丙酮酸
* 胞浆内进行
* 过程同糖酵解, 消耗2ATP
* 生成4ATP
* 生成2 NADH + H+
(3-磷酸甘油醛 (×2)
1,3-二磷酸甘油酸)
58
己糖激酶
6-磷酸果糖 激酶-1
(直链)
丙 酮 酸 激 酶
四个阶段:
I.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
II.
(×1)
磷酸己糖
裂解
(×2)
磷酸丙糖
(×2) 氧化 (×2)
III. 磷酸丙糖 丙酮酸
IV.
(×2)
丙酮酸
还原乳(×酸2)(无氧)
18
(×2) (×2)
(×2)
19
1.己糖磷酸化(Glc
F-1,6P)
(1) Glc/Gn磷酸化为G-6-P
第一次磷酸化反应
a. 神经系统：
下丘脑和自主神经 调节 激素分泌
b. 激素：
(表6-1)
c. 组织器官: 肝脏最主要
9
激素对血糖浓度的调节
相互协同/拮抗
糖类代谢为生物体提供重要的碳源和能源
三羧酸循环
★ 反应过程 ★ 反应特点 ★意 义
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸 TCA循环
缩合形成柠檬酸
乙酰辅酶A
(acetyl CoA)
CH3CO～SCoA
关键酶
柠檬酸合酶
NADH
氢磷甘
+ H+
酶Pi 酸 油
NAD+ CHO 脱 醛
CHOH
CH2OPO3H2 3－ 磷 酸 甘 油 醛
磷酸甘油酸激酶
Mg
ADP
A TP
O COH CHOH CH2OPO3H2 3-磷 酸 甘 油 酸
磷酸甘油酸变位酶 O
COH
CHOPO3H2
CH2OH 2-磷 酸 甘 油 酸
4）第四阶段：2-二磷酸甘油酸 丙酮酸
H2C COOH
HO C COOH
O C COOH
H2C COOH 草酰乙酸
HSCoA
H2C COOH
柠檬酸
(citrate)
乙酰CoA+草酰乙酸
柠檬酸 + CoA-SH
⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸 TCA循环
H 2C COOH H O C COOH H C HCOOH
柠檬酸 (citrate)
H2O H 2 C COOH
• 淀粉水解 淀粉 糊精 寡糖 麦芽糖 G
淀粉的酶促水解：
• 水解淀粉的淀粉酶有α与β淀粉酶， 二者 只能水解淀粉中的α-1，4糖苷键，水解 产物为麦芽糖。
• α-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部 位的α-1，4糖苷键。
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糖类分解代谢的有氧氧化的阶段
糖类分解代谢是指将食物中的碳水化合物（糖类）分解为能量的过程。
这个过程包括两个主要的阶段：有氧氧化和无氧发酵。
在本文中，我将重点讨论糖类分解代谢的有氧氧化阶段。
1. 糖类分解代谢的第一步是糖类的消化吸收。
当我们摄入食物中的糖类时，例如葡萄糖或果糖，它们首先在消化系统中被分解成单糖分子。
这些单糖分子被吸收到血液中，进入细胞内。
2. 在细胞内，糖类分解代谢的有氧氧化阶段开始。
这个阶段发生在细胞内的线粒体中，这是细胞内的能量生产中心。
有氧氧化是指在氧气存在的情况下，将糖类分子完全分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量。
3. 有氧氧化的第一步是糖酵解。
在这一步中，葡萄糖分子被分解为两个较小的分子，称为丙酮酸和丁二酸。
这个过程产生了少量的ATP（三磷酸腺苷），这是细胞内的能量分子。
4. 接下来，丙酮酸和丁二酸进入线粒体的某些反应中，被进一步分解为乙酰辅酶A。
这个过程称为丙酮酸循环和丁二酸循环。
在这些循环中，乙酰辅酶A进一步被氧化，产生更多的ATP分子和一些还原剂NADH和FADH2。
5. 最后，乙酰辅酶A进入线粒体的呼吸链。
在呼吸链中，乙酰辅酶A中的氢原子被转移到氧分子上，生成水。
这个过程被称为氧化磷酸化，因为它产生了大量的ATP。
同时，通过呼吸链过程，还原剂NADH和FADH2被氧化为NAD+和FAD，以便再次用于糖类分解代谢。
总结起来，糖类分解代谢的有氧氧化阶段是一个复杂的过程，它将食物中的糖类分子逐步分解为二氧化碳和水，并在这个过程中释放出大量的能量。
这个过程涉及到多个反应和酶的参与，通过产生ATP和还原剂NADH和FADH2来提供细胞所需的能量。
上述解释的字数不足500字，以下是补充的内容：
糖类分解代谢的有氧氧化阶段是细胞内能量的主要来源之一。
通过将糖类分子完全氧化为二氧化碳和水，有氧氧化过程产生了大量的ATP，这是细胞所需的能量分子。
此外，还原剂NADH和FADH2在有氧氧化过程中起到重要的作用，它们在呼吸链中被氧化为NAD+和FAD，以便再次参与糖类分解代谢。
有氧氧化的过程是高效的能量产生方式，因为每个葡萄糖分子可以产生多个ATP 分子。
相比之下，无氧发酵只能产生少量的ATP，并且产生的乳酸会导致乳酸堆积和肌肉酸痛。
最后需要注意的是，糖类分解代谢的有氧氧化过程并不仅限于糖类分子，其他可
供能源的化合物，如脂肪酸和氨基酸，也可以通过类似的过程进行氧化分解。
这进一步展示了细胞内能量代谢的复杂性和多样性。