第四章 糖代谢
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。
第四章 糖代谢
（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。
第四章糖代谢ppt课件
⑥结合糖 糖与非糖物质的结合物。
糖脂 (glycolipid)： 糖蛋白 (glycoprotein)：
三、糖的主要生理功能
1.氧化供能：50～70% 2.构成组织细胞的基本成分 3.转变为其它成分
三、糖的主要生理功能 氧化供能：50～70% 构成组织细胞的基本成分 转变为其它成分
目录
四、糖的消化与吸收
H 2 C O PO 3 H 2
6-磷酸葡萄糖
(glucose-6-phosphate)
H
O PO 3 H 2
CH
H C OH
H C OH
HO C H
H C OH
CH 2 OH
1-磷酸葡萄糖
(glucose 1-phosphate)
葡萄糖是体内糖代谢的中心
（1）可转变成其它的糖 （2）主要供能物质 （3）可转变为氨基酸和脂肪酸
第四章糖代谢ppt课件
物质代谢：
合成代谢
分解代谢
分解代谢的三个阶段
第一阶段：大分子分解为基本组成单位 第二阶段：基本分子转变为代谢中间产物，
可有少量能量的释放 第三阶段：乙酰CoA氧化生成CO2和H2O
可生成大量ATP
合成代谢的一般特点 由不同酶催化，要消耗ATP和NADPH。
代谢调节：
代谢途径： A E1 B E2 C E3 通过关键酶实现
(D-glucose)
6 CH 2 OH
5
OH
4
OH
OH
3
1C
2
OH
OH
α-D-吡喃葡萄糖
6CH 2 OH O OH
OH OH
C H
OH
β-D-吡喃葡萄糖
葡萄糖及其磷酸酯
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
糖代谢
三羧酸循环及有氧氧化的意义
1. TAC是三大营养物质氧化分解的共同途径和联系的枢纽； 2. 为氧化磷酸化提供NADH+H+和FADH2 3. 为其他物质代谢提供前体物质； 4. 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释放，所以能量的 利用率也高。
1mol葡萄糖彻底氧化生成36或者38个 ATP
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式
2. 某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞、肿瘤细胞等
3. 为其他物质合成提供原料
磷酸二羟丙酮
磷酸甘油
脂肪
丙酮酸
丙氨酸
蛋白质
（在缺氧等情况下乳酸生成增多，可导致代谢性酸中毒。）
糖酵解的调节
食物 （淀粉、蔗糖、 麦芽糖、乳糖）
糖异生
乳酸、 氨基酸、
甘油
糖酵解
糖代谢
概况
剧烈运动后为什 么会感觉肌肉酸痛？
乳酸
糖酵解
6-磷酸 葡萄糖 葡 萄 糖
6-磷酸 果糖
1,6-二磷酸 果糖
3-磷酸 磷酸二 甘油醛 羟丙酮
NAD+ NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
乳酸
NAD+
ADP ATP
3-磷酸甘油酸
血糖（blood sugar）指血液中单糖的总称， 临床称血中葡萄糖为血糖。
正常成人血糖浓度为 3.9 ~ 6.1 mmol/L （0.7-1.1g/L、70-110mg/dl）
血糖恒定可保证脑、红细胞、骨髓及神经 组织等重要组织器官的能量供应。
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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！。
糖代谢 第四章
6－磷酸果糖 ATP 反应④、⑤：
1,6－二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
＋
磷酸二羟丙酮
糖酵解途径的10步反应结构式
P
糖酵解途径的10步反应
2．糖酵解途径的第二阶段 NAD NADH+H
+ +
反应⑥ 3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸
ATP
反应⑦ 1,3-二磷酸甘油酸
ADP
反应⑧ 3-磷酸甘油酸 反应⑨ 2-磷酸甘油酸 反应⑩
四、乳酸循环
糖异生概述 1、概念：由非糖物质转变为葡萄糖的过 程称为糖异生。 2、进行部位：肝脏（肾） 3、原料：丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、 甘油
一、糖异生的途径
（Gluconeogenesis Pathway） 从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程 称为糖异生途径。 糖异生的途径基本上是糖酵解的逆行过程
糖的有氧氧化（Aerobic Oxidation） 葡萄糖或糖原在有氧条件下彻底氧化 成CO2和H2O，并产生大量能量的过程称为 糖的有氧氧化。
⑪ 糖有氧氧化的反应过程
⑫ 糖有氧氧化的调节 ⑬ 糖有氧氧化生成的ATP ⑭ 巴斯德效应（Pasteur效应）
⑪ 糖有氧氧化的反应过程 分三阶段： 葡萄糖 → 丙酮酸（糖酵解途径） 丙酮酸 → 乙酰CoA 胞液进行 线粒体进行 线粒体
3.限速酶：已糖激酶
6-磷酸果糖激酶-1
丙酮酸激酶
糖酵解途径的10步反应
1．糖酵解的第一阶段 已糖激酶
反应① 葡萄糖
ATP ADP
6－磷酸葡萄糖
或者：糖原 → 1-磷酸葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖
反应② 6－磷酸葡萄糖
6－磷酸果糖
糖酵解途径的10步反应结构式
生物化学第四章糖代谢ppt课件
吸收机制
单糖主要通过小肠黏膜上皮细胞以 主动转运方式吸收进入血液。
影响因素
糖的消化吸收受多种因素影响，如 食物中糖的
吸收后的单糖主要通过门 静脉进入肝脏，再经血液 循环运输到全身各组织器 官。
淋巴运输
少量单糖和寡糖也可通过 淋巴管运输到血液循环中 。
06 糖原的合成与分 解
糖原的合成
合成部位
肝和肌肉是合成糖原的主要器官，其中肝糖原占总量10% ，肌糖原占90%。
合成原料
主要有葡萄糖、果糖和半乳糖等单糖。
合成过程
包括活化、缩合、分支和交联等步骤，最终形成具有高度 分支结构的糖原分子。
糖原的分解
01
分解部位
主要在肝脏和肌肉中进行。
02 03
分解过程
柠檬酸循环
在线粒体中，丙酮酸经过一系列反应生成CO2、 H2O和大量ATP。
糖有氧氧化的生理意义
1 2
能量供应
糖有氧氧化是体内主要的能量供应途径，为细胞 活动提供ATP。
物质代谢枢纽
糖有氧氧化连接糖、脂肪和蛋白质三大物质代谢 ，实现能量转换和物质转化。
3
维持血糖水平
通过糖有氧氧化，可以维持血糖水平在正常范围 内。
糖有氧氧化的调节
激素调节
胰岛素促进糖有氧氧化，而胰高血糖素和肾上腺素则抑制该过程 。
底物水平调节
细胞内糖浓度升高时，可促进糖有氧氧化；反之，则抑制该过程。
酶活性调节
关键酶的活性受到磷酸化和去磷酸化的共价修饰调节，从而控制糖 有氧氧化的速率。
05 磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径的过程
磷酸戊糖的形成
在磷酸戊糖途径中，葡萄糖首先经过磷酸化反应生成葡萄糖6-磷酸，随后经过异构化反应生成果糖-6-磷酸。果糖-6-磷 酸再经过磷酸化反应生成果糖-1,6-二磷酸，最终裂解成两个 磷酸丙糖分子。
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（二）糖的吸收
1. 吸收部位
小肠上段
2. 吸收形式
单糖
目录
3. 吸收机制
葡萄糖的主动吸收
主动吸收，需载体蛋白，耗能，逆浓度梯度
目录
4. 吸收途径 小肠肠腔 SGLT 肠粘膜上皮细胞
GLUT ： 葡 萄 糖 转 运 体 (glucose transporter) ， 已发现有5种葡萄糖转运 体(GLUT 1～5)。
合成代谢 Anabolism (biosynthesis)
E1 E2 E3 E4 E5…
S1+S2 ···→→→→···→ P
energy
*S: substrate
目录
分解代谢和合成代谢之间的能量转换
目录
腺苷三磷酸
ATP (adenosine triphosphate)
is a nucleotide(核苷酸) composed of three basic units: 磷酸（ phosphate ）,核糖 (ribose),腺嘌呤 (adenine)
目录
Glu
ATP
ADP
G-6-P
（一）葡萄糖分解成丙酮酸
F-6-P
ATP
⑴ 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
ADP
F-1,6-2P
6
HO CH2
P O CH2
磷酸二 3-磷酸 羟丙酮 甘油醛
NAD+
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
H5 H
4
OH HO 3
H
OH
1
H 2 OH
OH
ATP
ADP
Mg2+
己糖激酶
(hexokinase)
H H OH
HO
OH H
OH
H OH
ADP ATP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
3-磷酸甘油酸
(Glucose,Glu)
(glucose-6-phosphate,
2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸
G-6-P)
己糖激酶(hexokinase)
ADP
ATP
丙酮酸
*不可逆反应
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同 工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的 是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的 特点是：
消化部位： 主要在小肠， 少量在口腔
目录
消化过程
口腔 胃 肠腔
淀粉
唾液中的α-淀粉酶 胰液中的α-淀粉酶
肠粘膜 上皮细胞 刷状缘
麦芽糖+麦芽三糖 α-临界糊精+异麦芽糖 （40%） （25%） （30%） （5%）
α-葡萄糖苷酶 包括麦芽糖酶
葡萄糖
α-临界糊精酶 包括异麦芽糖酶
目录
食物中含有的大量纤维素，因人体 内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却 具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康 所必需。
目录
1. 单糖：不能再水解的糖。
葡萄糖(glucose) ——已醛糖
O
果糖(fructose) ——已酮糖
OH
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
O
HO
H
H
OH
H
OH
OH
OH
CH 2OH
O
HH
H
HO OH H OH
H
OH
HOH2C H
H
O CH2OH
OH OH
OH H
目录
半乳糖(galactose) ——已醛糖
蔗 糖 (sucrose) 葡萄糖 — 果糖
乳 糖 (lactose) 葡萄糖 — 半乳糖
目录
3. 多糖
能水解生成多个分子单糖的糖。 常见的多糖有
淀 粉 (starch) 糖 原 (glycogen) 纤维素 (cellulose)
目录
① 淀粉：是植物中养分的储存形式
淀粉颗粒
目录
② 糖原：是动物体内葡萄糖的储存形式
O
H
OH
HO
H
HO
H
H
OH
OH
CH 2 OH
HO H OH
H
H
OH H
OH OH
核糖(ribose) ——戊醛糖O来自HOHH
OH
H
OH
OH
HOH2C
O OH
H H
HH
HO
OH
目录
2. 寡糖
能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借 脱水缩合的糖苷键相连。
常见的几种二糖有
麦芽糖 (maltose) 葡萄糖 — 葡萄糖
物质代谢 (Metabolism)
代谢途径 (metabolic pathways)
enzyme-catalyzed reactions
目录
体内两种重要的代谢途径
分解代谢 Catabolism (degradation)
E1 E2 E3 E4 E5…
S→→→→···→ P1 + P2 ··· energy
①对葡萄糖的亲和力很低 ②受激素调控
Glu
ATP
ADP
G-6-P
⑵ 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
F-6-P
ATP
ADP
F-1,6-2P
P O CH2
目录
AMP
ATP↔ADP + Pi energy
ATP↔AMP + PPi energy Pi
+
Pi
目录
第四章
糖代谢
Metabolism of Carbohydrates
目录
目录
（二）糖的分类及其结构
根据其水解产物的情况，糖主要可分为 以下四大类。
单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate)
glycogen
目录
③ 纤维素 作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键
目录
4. 结合糖
糖与非糖物质的结合物。 常见的结合糖有 糖脂 (glycolipid)：是糖与脂类的结合物。 糖蛋白 (glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。
目录
第一节 概述
Introduction
目录
一、糖的生理功能
目录
一、糖酵解的反应过程
* 糖酵解(glycolysis)的定义
在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的 过程称之为糖酵解。
* 糖酵解的反应部位：胞浆
* 糖酵解分为两个阶段 ➢ 第一阶段 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之 为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 ➢ 第二阶段 由丙酮酸转变成乳酸。
1. 氧化供能
这是糖的主要功能。
2. 提供合成体内其他物质的原料
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、 核苷等物质的原料。
3. 作为机体组织细胞的组成成分
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
目录
二、糖的消化与吸收
（一）糖的消化
人类食物中的糖主要有:植物淀粉、 动物糖原、麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖 等，其中以淀粉为主。
门静脉 肝脏
GLUT
各种组织细胞
体循环
目录
三、糖代谢的概况
糖原
糖原合成 肝糖原分解
核糖 +
磷酸戊糖途径
葡萄糖 酵解途径
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生途径
ATP
有氧
丙酮酸
无氧
H2O及CO2 乳酸
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
目录
第二节 糖的无氧氧化
Glycolysis or Anaerobic Oxidation