第1页：第四章 糖类代谢
第四章糖类代谢新陈代谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）小分子成为生物大分子需要能量生物大分子成为小分子释放能量能量代谢物质代谢
第2页：本章主要内容
- 本章主要内容
- 生物体内的糖类及其功能
- 蔗糖与淀粉的生物合成与降解
- 糖酵解
- 三羧酸循环
- 磷酸戊糖途径
- 生物氧化
第3页：生物体内的糖类及其功能
- 一、生物体内的糖类及其功能
- 单糖：丙糖、丁糖、戊糖、已糖
- 寡糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖
- 多糖：淀粉、糖原、纤维素
第4页：Glucose
- Glucose
- G Fructose: F Ribose: R
第5页：蔗糖与淀粉的图示
第6页：蔗糖与淀粉的示意图
第7页：蔗糖与淀粉的结构图
第8页：蔗糖与淀粉的流程图
第9页：蔗糖与淀粉的生物合成与降解
- 二、蔗糖与淀粉的生物合成与降解
- 核苷酸糖
- 蔗糖的生物合成与降解蔗糖的生物合成有三条途径：1. 磷酸蔗糖合成酶途径2. 蔗糖合成酶途径3. 蔗糖磷酸化酶途径
- 淀粉的生物合成与降解UTP + G-1-P → UDPG + PPiATP + G-1-P →ADPG + PPi
第10页：磷酸蔗糖合成酶途径UDPG+6-磷酸果糖
磷酸蔗糖合成酶途径UDPG + 6-磷酸果糖磷酸蔗糖+ UDP磷酸蔗糖+ H2O蔗糖+ Pi蔗糖合成酶途径UDPG + 果糖蔗糖+ UDP蔗糖磷酸化酶途径1-磷酸葡萄糖+ 果糖蔗糖+ Pi蔗糖合成途径
第11页：通过蔗糖合成酶途径的逆过程
通过蔗糖合成酶途径的逆过程•通过蔗糖酶蔗糖+ H2O葡萄+ 果糖蔗糖的降解
第12页：淀粉合成酶D-酶G`-G`-G
淀粉合成酶D-酶G`-G`-G` + G-G-GG`-G ` -G-G -G + G`直链淀粉的合成
第13页：支链淀粉的合成Q
支链淀粉的合成Q酶
第14页：淀粉的降解
- 淀粉的降解
- 淀粉的水解：α-淀粉酶、β-淀粉酶、R酶（α-1，6-糖苷酶）
- 淀粉的磷酸解：磷酸化酶、转移酶、脱枝酶（α-1，6-糖苷酶）
第15页：淀粉α-淀粉酶少量葡萄糖、麦芽三糖、α-
淀粉α-淀粉酶少量葡萄糖、麦芽三糖、α-糊精麦芽糖、极限糊精β-淀粉酶α-淀粉酶β-淀粉酶R酶麦芽糖、异麦芽糖麦芽糖酶异麦芽糖酶葡萄糖淀粉的水解单击此处
第16页：淀粉或糖原的磷酸
淀粉或糖原的磷酸解
第17页：脱枝酶的作用
脱枝酶的作用
第18页：糖酵解1.糖酵解（EMP
- 三、糖酵解1.糖酵解（EMP）
- 酶将葡萄糖转变为丙酮酸并伴随ATP产生的过程。2.部位：细胞质葡萄糖丙酮酸EMP
第19页：糖酵解过程可分为二个阶段
- 3.糖酵解过程可分为二个阶段
- 第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖
第20页：第一个阶段
- 第一个阶段
- 由葡萄糖生成2个三碳糖葡萄糖（G）转化为6-磷酸葡萄糖（G6P）
第21页：由葡萄糖生成2
- 第一个阶段
- 由葡萄糖生成2个三碳糖G6P转化为6-磷酸果糖（F6P）
第22页：第一个阶段
- 第一个阶段
- 由葡萄糖生成2个三碳糖F6P转化为1，6-二磷酸果糖（FBP）
第23页：由葡萄糖生成2
- 第一个阶段
- 由葡萄糖生成2个三碳糖FBP转化为2个三碳糖，即磷酸二羟丙酮（DHAP）和3-磷酸甘油醛（G3P）
第24页：第一个阶段
- EMP第一个阶段
- 小结
第25页：第二个阶段
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸
第26页：磷酸甘油醛生成丙酮酸
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛的相互转化
第27页：第二个阶段
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸3-磷酸甘油醛转化为1，3-二磷酸甘油酸
第28页：磷酸甘油醛生成丙酮酸
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸1，3-二磷酸甘油酸转化为3-磷酸甘油酸并产生ATP
第29页：第二个阶段
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸3-磷酸甘油酸转化为2-磷酸甘油酸
第30页：磷酸甘油醛生成丙酮酸
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）
第31页：第二个阶段
- 第二个阶段
- 磷酸甘油醛生成丙酮酸PEP转化为丙酮酸并产生ATP
第32页：第二个阶段（续）
EMP第二个阶段小结
第33页：途径的全过程
EMP途径的全过程
第34页：丙酮酸的去向
4.丙酮酸的去向
第35页：乳酸发酵在无氧条件下
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。
第36页：乙醇发酵在无氧条件下
乙醇发酵在无氧条件下，葡萄糖分解为乙醇，并释放少量能量的过程
第37页：丙酮酸已糖激酶磷
G ——∣∣→G6P ←→ F6P ——∣∣→F1，6BP←→←→←→←→PEP ——∣∣→丙酮酸已糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶5.EMP的调控
第38页：的生物学意义
- 6.EMP的生物学意义
- EMP可产生能量1个G产生：2ATP和2NADH+2H+1个NADH产生能量：真核生物：2ATP原核生物：3ATP1个G产生的能量：6或8ATP
- EMP的中间产物可进入其它代谢途径
第39页：葡萄糖异生作用
- 7.葡萄糖异生作用
- 葡萄糖异生作用：非糖物质合成葡萄糖的过程。
- 生化过程：基本上是EMP的逆过程。但是EMP有三步不可逆反应，异生作用必须绕过这三步不可逆反应，所以异生作用并不完全是EMP的逆过程。
第40页：糖果异生与EMP
糖果异生与EMP
第41页：三羧酸循环（TCA）葡萄糖经EMP
四、三羧酸循环（TCA）葡萄糖经EMP生成的丙酮酸，在有氧条件下转化为乙酰CoA。乙酰CoA在线粒体内被彻底氧化分解为CO2和H2O，并释放出大量的能量。TCA在线粒体中进行。
第42页：丙酮酸的氧化脱羧
- 1.丙酮酸的氧化脱羧
- 产物：乙酰CoA
- 部位：线粒体膜
- 酶：丙酮酸脱氢酶系1)丙酮酸脱氢酶2)二氢硫辛酸转乙酰酶3)二氢硫辛酸脱氢酶4)辅助因子：焦磷酸硫胺素（TPP）、硫辛酸、辅酶A（CoA）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）
第43页：丙酮酸脱氢酶系
丙酮酸脱氢酶系
第44页：丙酮酸脱氢酶系作用过程单击此处
丙酮酸脱氢酶系作用过程单击此处
第45页：三羧酸循的反应历
2.三羧酸循的反应历程
第46页：第一步
- 第一步
- 缩合反应
第47页：第二步
- 第二步
- 脱水加水反应单击此处
第48页：第三步
- 第三步
- 氧化脱羧反应
第49页：第四步
- 第四步
- 氧化脱羧反应
第50页：第五步
- 第五步
- 底物磷酸化反应单击此处
第51页：第六步
- 第六步
- 氧化反应
第52页：第七步
- 第七步
- 水化反应
第53页：第八步
- 第八步
- 氧化反应单击此处
第54页：三羧酸循环过程单击此处
三羧酸循环过程单击此处
第55页：三羧酸循环的特点
- 3.三羧酸循环的特点
- 在乙酰CoA与草酰乙酸缩合时，有两个碳原子进入此循环，在以后的脱羧反应中，有两个碳原子以CO2的形式离开此循环。
- 有四对H在四个氧化反应中离开此循环。
- 发生一次底物水平磷酸化，生成一分子的GTP。
- 在循环中消耗了2分子水。
- NADH和FADH2通过氧化磷酸化可分别生成3分子ATP和2分子ATP。
- 分子氧不直接参加TCA,但无氧时TCA不能进行。
第56页：丙酮酸氧化脱羧和TCA的调控
- 4.丙酮酸氧化脱羧和TCA的调控
- 丙酮酸氧化脱羧过程的调控1.产物抑制2.能荷调节
- 三羧酸循环的调控1.柠檬酶合成酶2.异柠檬酸脱氢酶3.Α-酮戊二酸脱氢酶系
第57页：三羧酸循环的生物学意义
- 5.三羧酸循环的生物学意义
- 是生物体获得能量的最有效方式
- 是联系物质代谢的枢纽葡萄糖有氧分解产生的能量
第58页：磷酸戊糖途径（HMP）1.HMP
五、磷酸戊糖途径（HMP）1.HMP的反应历程2.HMP的主要特点3.HMP 生理意义4.HMP 的调控
第59页：的反应历程第一
- 1.HMP的反应历程第一步
- 生成5-磷酸核酮糖
第60页：第二步
- 第二步
- 五碳糖的异构
第61页：第三步
- 第三步
- 生成磷酸庚酮糖
第62页：第四步
- 第四步
- 生成磷酸果糖
第63页：第五步
- 第五步
- 生成6-磷酸果糖
第64页：直接脱氢和脱羧，生成磷酸
1.G6P直接脱氢和脱羧，生成磷酸戊糖；2.脱下的氢被NADP+接受；3.磷酸戊糖经复杂的转化，重新生成磷酸已糖，形成循环途径。2.HMP的主要特点
第65页：生理意义
3.HMP生理意义
第66页：的调控
- 4.HMP 的调控
- 在氧化脱羧阶段中，6－P－G脱氢酶为限速酶，其活性受NADP+/NADPH+H+比例的调节。NADPH+H+对6－P－G脱氢酶进行反馈抑制调控。
- 在非氧化阶段中，戊糖的转化受控于底物浓度。
第67页：单糖的分解代谢小
单糖的分解代谢小结
第68页：生物氧化1.生物氧化
- 六、生物氧化1.生物氧化概述：
- 生物氧化：糖、脂肪等有机物质在生物体内氧化分解，产生CO2和H2O，并释放出能量的过程。
- 本质：与燃烧的化学本质相同
- 特点：反应条件温和、能量是由酶催化的一系列反应中逐步释放的
- 部位：线粒体
第69页：线粒体的结构与功
2.线粒体的结构与功能线粒体的结构
第70页：呼吸链
- 3.呼吸链
- 呼吸链：指底物上的氢原子被脱氢酶激活后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系。
- 部位：线粒体内膜
- 组成：烟酰胺脱氢酶类（以NAD+）、黄素脱氢酶类（以FAD或FMN为辅基）、铁硫蛋白、辅酶Q、细胞色素类
- 呼吸链类型：NAD呼吸链、FAD呼吸链
第71页：脱氢酶类
- 脱氢酶类
- 烟酰胺脱氢酶类NAD+ + 2H+ + 2e ←→ NADH + H+NADP+ + 2H+ + 2e ←→ NADPH + H+
- 黄素脱氢酶类MH2 + 酶-FMN ←→ M + 酶-FMNH2MH2 + 酶-FAD ←→ M + 酶-FADH2
第72页：辅酶Q类辅酶Q又称Co Q
辅酶Q类辅酶Q又称CoQ，其分子结构中的苯醌结构与对苯二酚结构之间相互转变时，起到递氢作用。CoQ+2H ←→ CoQH2
第73页：铁硫蛋白类铁硫蛋白的作用
铁硫蛋白类铁硫蛋白的作用是借铁离子电价的变化而进行电子传递。Fe3++ e←→ Fe2+
第74页：细胞色素类细胞色素（Cyt）
细胞色素类细胞色素（Cyt）是一类以铁卟啉为辅基的色蛋白。其作用是在呼吸链中依靠铁离子可逆的氧化还原反应，起传递电子的作用。Fe3++ e←→ Fe2+
第75页：电子传递链模式图
第76页：电子传递链
电子传递链
第77页：呼吸链复合物I单击此处
呼吸链复合物I单击此处
第78页：呼吸链复合物II单击此处
呼吸链复合物II单击此处
第79页：呼吸链复合物III单击此处
呼吸链复合物III单击此处
第80页：呼吸链复合物IV单击此处
呼吸链复合物IV单击此处
第81页：氧化磷酸化
- 4.氧化磷酸化
- 氧化磷酸化：伴随呼吸链上的氧化作用，ADP磷酸化形成ATP的过程。
- P/O：表示一对电子通过呼吸链传递至氧时所产生的ATP数，即消耗一个氧原子产生的ATP数。
第82页：氧化磷酸化部位1.部位I
- 氧化磷酸化部位1.部位I
- [NAD-FMN-Fe.S]2.部位II：[Cytb-FeS-Cytc1]3.部位III：[Cytaa3-O2]
第83页：氧化磷酸化机理——化学渗透学说1.呼吸链
氧化磷酸化机理——化学渗透学说1.呼吸链中递氢体和递电子体在线粒内膜中交替排列，有特定的位置和次序，形成有方向性的质子转移氧化还原系统。2.递氢体具有氢泵的作用。递氢体从内膜内侧接受底物脱去的一对氢（2H），将其中的电子（e）传给其后的递电子体，而将2H+泵出内膜。
第84页：化学渗透学说3.H+不能
化学渗透学说3.H+不能自由通过内膜。泵出内膜外侧的H+不能自由返回内膜内侧，从而形成膜两侧的质子浓度差和电位差，即膜外质子浓度高、电位高，膜内质子浓度低、电位低。这种电化学梯度是合成ATP的动力。
第85页：化学渗透学说4
化学渗透学说4.由质子浓度梯度和电位梯度生成的能量促成ATP的形成。当两个质子穿过膜上的ATP酶再回到内膜内部时，由ADP和无机磷酸就会以特殊的方式形成一个ATP分子。
第86页：的生成单击此处
ATP的生成单击此处
第87页：酶单击此处
ATP酶单击此处
第88页：影响氧化磷酸的因素
- 影响氧化磷酸的因素
- 能荷：
- 电子传递抑制剂：
- 解偶联剂：能荷=[ATP]+1/2[ADP][ATP]+ [ADP]+[AMP]
第89页：线粒体穿梭系统（I
线粒体穿梭系统（I）
第90页：线粒体穿梭系统（II
线粒体穿梭系统（II）
第91页：本章重点
- 本章重点
- EMP和TCA途径的位置、途径、能量计算、调控及意义。PPP途径的前三步反应，PPP的意义。磷酸化的类型，电子传递链（体）、化学渗透学说的要点。
