05 第四章 糖类代谢(修).ppt

第1页：第四章 糖类代谢

第四章糖类代谢从今后就开始了动态生化—物质的代谢物质——生物大分子（糖、脂肪、核酸、蛋白质）

第2页：糖代谢概述

第3页：糖代谢概述CO+H O 22葡萄糖

糖代谢概述CO +H O22葡萄糖光合果糖丙酮酸糖酵解TCACO2O2H O2电子传递ATP蔗糖淀粉纤维素

第4页：生物体内的糖类与功能此部分内容请

一、生物体内的糖类与功能此部分内容请自学！

第5页：蔗糖与淀粉的代谢（一）葡萄糖的活化

二、蔗糖与淀粉的代谢（一）葡萄糖的活化形式UDPGADPG

第6页：蔗糖代谢蔗糖合成分解磷酸蔗糖合成酶

（二）蔗糖代谢蔗糖合成分解磷酸蔗糖合成酶蔗糖合成酶蔗糖磷酸化酶蔗糖合成酶蔗糖酶

第7页：淀粉合成分解淀粉合成酶D-酶（三）

淀粉合成分解淀粉合成酶D-酶（三）淀粉代谢Q-酶（直链）（支链）水解：磷酸解：α-，β-淀粉酶，R-酶淀粉磷酸酶

第8页：糖酵解葡萄糖丙酮酸EMP

三、糖酵解葡萄糖丙酮酸EMP

第9页：糖酵解过程OOHOHOHOHHHHHCH

（一）糖酵解过程OOHOHOHOHHHHHCH OH2ATPADP己糖激酶Mg2+OOHOHOHOHHHHHCH O2P葡萄糖葡萄糖-6-P1

第10页：磷酸己糖

OOHOHOHOHHHHHCH O2P磷酸己糖异构酶葡萄糖-6-POOHOHHHCH OH2HCH O2P果糖-6-PH2

第11页：果糖-6-POOHOHHHCH OH 2

3果糖-6-POOHOHHHCH OH2HCH O2PHATPADP磷酸果糖激酶Mg2+OOHOHHHHCH O2PHCH O2P果糖-1，6-2P

第12页：磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮

3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮OOHOHHHHCH O2PHCH O2P果糖-1，6-2P4醛缩酶123456CH O2PC=OCH O2H123CH O2PCOCHHH=O456=96%4%5

第13页：二磷酸甘油酸

6CH O2PCOCHHH=O456CH O2PCOCHHOOP1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+Pi3-磷酸甘油醛脱氢酶

第14页：CH O 2 PCOCHHOOH

7CH O2PCOCHHOOP1，3-二磷酸甘油酸CH O2PCOCHHOOH3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶

第15页：磷酸甘油酸磷酸

CH O2PCOCHHOOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶CH O2PCOCHHOOH2-磷酸甘油酸8

第16页：磷酸甘油

CH O2PCOCHHOOH2-磷酸甘油酸烯醇化酶H2O2磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）CHPCOCOOH9

第17页：磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）

102磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）CHPCOCOOH丙酮酸激酶Mg2+ADPATP丙酮酸3CHCOCOOH

第18页：己糖激酶Mg 2+葡萄糖-6

ATPADP己糖激酶Mg2+葡萄糖-6-P葡萄糖磷酸己糖异构酶果糖-6-PATPADP磷酸果糖激酶Mg2+醛缩酶果糖-1，6-2P3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮NAD+NADH+H+Pi脱氢酶1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸变位酶丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）2-磷酸甘油酸ADPATP激酶烯醇化酶ADPATPEMP在细胞质中进行

第19页：糖酵解途径的生化

糖酵解途径的生化历程

第20页：糖酵解过程可分为二个阶段

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21页：能量计算

能量计算

－2ATP＋2×2ATP+2NADH+H+1NADH+H+__在原核生物中生成3ATP在真核生物中生成2ATP 因此1葡萄糖经过EMP净生成:在原核生物中:8ATP在真核生物中:6ATP

第22页：在EMP途径中有三个不可逆反应,三个控

在EMP途径中有三个不可逆反应, 三个控制点:己糖激酶：－G-6-P磷酸果糖激酶：+ADP AMP－ATP，柠檬酸，长链脂肪酸丙酮酸激酶：+F-1,6-2P, ADP, AMP－ATP（二）糖酵解的调控

第23页：产生一定的能量2.将大分子分解成小分子

1.产生一定的能量2.将大分子分解成小分子,可作为原料3.有氧和无氧分解的共同途径4.广泛存在于动物、植物、微生物（三）糖酵解的意义

第24页：糖的异生作用

（四）糖的异生作用由非碳水化合物的前体如丙酮酸或草酰乙酸合成葡萄糖的过程称为糖的异生作用。在油料种子萌发时，此过程异常活跃。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。

第25页：丙酮酸丙酮酸激酶

GG-6-PF-6-PF-1，6-2PPEP丙酮酸丙酮酸激酶己糖激酶磷酸果糖激酶葡萄糖磷酸酯酶果糖二磷酸酯酶草酰乙酸丙酮酸羧化酶PEP羧激酶CO2ATPADPATPADP糖的异生作用CO2

第26页：丙酮酸的去路3 CHCOCOOHCO

（四）丙酮酸的去路3CHCOCOOHCO23CHCOH3CHCOHH2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+3CHCOCOOHHH酒精发酵乳酸发酵有氧条件下3CHCOS-CoACO +能量+2

第27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28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29页：三羧酸循环三羧酸循环在线粒体中进行

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。三羧酸循环简写为：TCA ；Krebs环；柠檬酸环

第30页：丙酮酸的氧化脱羧示意图

第31页：丙酮酸的氧化脱羧结构图

第32页：丙酮酸的氧化脱羧——三羧酸循环的准备阶段

• （一）丙酮酸的氧化脱羧——三羧酸循环的准备阶段CO23CHCOCOOH3CHCOS-CoA+NAD+NADH+H+CoA-SH丙酮酸脱氢酶复合体
• 产物：乙酰CoA
• 部位：线粒体膜
• 酶：丙酮酸脱氢酶系

第33页：丙酮酸脱氢酶复合体五种辅助三

丙酮酸脱氢酶复合体五种辅助三种酶丙酮酸脱氢酶(E1)二氢硫辛酸转乙酰酶(E2)因子二氢硫辛酸脱氢酶酶(E3)TPP硫辛酸CoA-SHFADNAD

第34页：COOH 3 CHCO+TPP Mg E

COOH3CHCO+TPPMgE12+3CHCOHHTPP+CO23CHCOHHTPP+RSSMgE22+RCH-CO-SHS3+TPPRCH-CO-SHS3+HS-CoAMgE22+RHSHS+CoA3CHCORHSHS+FADMgE32+RSS+FADH2FADH2+NADH +H++MgE32+NAD+FAD+12345

第35页：CHCOHHTPPCO 2

3CHCOHHTPPCO2FADFADH2NAD3CHCOCOOHTPPRSSRCH-CO-SHS3HS-CoACoA3CHCORHSHS+NADH +H++E2E1E2E3E3

第36页：三羧酸循环的反应历

（二）三羧酸循环的反应历程

第37页：柠檬酸合酶

CoA3CHCOH2C-COOHHO-C-COOHH2C-COOH柠檬酸合酶H O212CHCOCOOHCOOH+草酰乙酸柠檬酸乙酰辅酶A

第38页：顺乌头酸酶HC-COOHC-COOHH

H O2顺乌头酸酶HC-COOHC-COOHH2C-COOH顺乌头酸H2C-COOHHO-C-COOHH2C-COOH柠檬酸2

第39页：顺乌头酸

H O2HC-COOHC-COOHH2C-COOH顺乌头酸HO-C-COOHHC-COOHH2C-COOHH异柠檬酸2

第40页：异柠檬酸异柠檬酸

HO-C-COOHHC-COOHH2C-COOHHCO-COOHCH -COOHCH2-COOH异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶草酰琥珀酸NAD+NADH+H+3

第41页：酮戊二酸

CO-COOHCH -COOHCH2-COOHCO-COOHCH2CH2-COOH酮戊二酸α草酰琥珀酸CO23异柠檬酸脱氢酶

第42页：酮戊二酸（续）

CO-COOHCH2CH2-COOH酮戊二酸α脱氢酶系CO2酮戊二酸αNAD+NADH+H+CoA-SH+CO2CHS-CoA2CHCOOH+琥珀酰CoA4

第43页：琥珀酰Co ACO 2 CHS-Co A

琥珀酰CoACO2CHS-CoA2CHCOOHGDPGTP+Pi2CH2CHCOOHCOOH琥珀酸琥珀酸硫激酶+CoA-SH5

第44页：琥珀酸

2CH2CHCOOHCOOHFADFADH2琥珀酸琥珀酸脱氢酶CHCHCOOHCOOH延胡索酸6

第45页：延胡索酸延胡索酸酶+H

CHCHCOOHCOOH延胡索酸延胡索酸酶+H2OHO-CHCHCOOHCOOH2苹果酸7

第46页：琥珀酸脱氢酶

HO-CHCHCOOHCOOH2NADNADH+H琥珀酸脱氢酶+苹果酸O=CCHCOOHCOOH2草酰乙酸8

第47页：草酰乙酸

HO-CHCHCOOHCOOH2O=CCHCOOHCOOH2草酰乙酸3CHCOCOOH3CHCOS-CoANAD+NADH+H+CoA-SHH2C-COOHHO-C-COOHH2C-COOH柠檬酸HOC-COOHHC-COOHH2C-COOHO=C-COOHHC-HH2C-COOHNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CO2O=C-S-CoAHC-HH2C-COOHCOOHCH2CH2COOHCOOHCHCHCOOHFADFADH2PiGDPGTPNAD+NADH+H+H O2H O2H异柠檬酸酮戊二酸α琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸TCA

第48页：三羧酸循环的生化过程

三羧酸循环的生化过程

第49页：参加反应的是

参加反应的是

TCA过程的反应平衡3CHCOCOOH+2H2OC3H4O3+H4O2C3H8O5反应生成的是：10H（5对）+3C2O10H（5对）+3CO2C3H10O6

第50页：过程的特点1、在线粒体

（三）TCA过程的特点1、在线粒体的间质中进行2、将丙酮酸粉碎变成3CO23、由琥珀酰辅酶A向琥珀酸转变时生成GTP4、琥珀酸脱氢酶是以FAD为辅基，1FADH2相当于2ATP

第51页：过程的能量计算1分子的

TCA过程的能量计算1分子的丙酮酸：4NADH+H+×3ATP=12ATP1FAD×2ATP+1GTP=3ATP15ATP1分子葡萄糖生成2丙酮酸：15ATP×2=30ATP

第52页：分子葡萄糖完全分解

1分子葡萄糖完全分解

在EMP阶段：在原核生物中:8ATP在真核生物中:6ATP在TCA阶段：原核生物与真核生物均生成：30ATP1分子葡萄糖完全分解：原核生物产生8+30=38ATP真核生物产生6+30=36ATP

第53页：糖分解过程中的能量利用率葡萄糖在

糖分解过程中的能量利用率葡萄糖在体内彻底氧化的自由能回收率：1159KJ÷2870KJ×100%=40.6%1mol葡萄糖在体内彻底氧化产生的为：38ATP×30.5KJ=1159KJ(1ATP的能量为30.5KJ)1mol葡萄糖彻底氧化的自由能变化为：2870KJ剩余的能量以热的形式释放,维持体温或放出（发酵时的产热）

第54页：过程的调控丙酮酸脱氢酶

（四）TCA过程的调控丙酮酸脱氢酶：－ATP－乙酰CoA－NADH柠檬酸合酶：－ATP异柠檬酸脱氢酶：－NADH－ATP+ADPα-酮戊二酸脱氢酶：－ATP－NADH－琥珀酰CoA

第55页：途径的意义产生能量的主要方式

（五）TCA途径的意义产生能量的主要方式三大物质代谢的枢纽产生许多重要的中间产物

第56页：糖、脂肪与蛋白质流程图

第57页：糖、脂肪与蛋白质葡萄糖乙酰辅酶A脂肪酸

糖、脂肪与蛋白质葡萄糖乙酰辅酶A脂肪酸蛋白质

第58页：磷酸戊糖途径又称模式图

第59页：磷酸戊糖途径又称葡萄糖的直接氧化

磷酸戊糖途径又称葡萄糖的直接氧化途径，简称HMP或PPP途径。磷酸戊糖途径是EMP和TCA的一个补充，在细胞质中进行。五、磷酸戊糖途径

第60页：磷酸戊糖途径的反

OOHOHOHOHHHHHCH O2P（一）磷酸戊糖途径的反应历程第一阶段：氧化阶段OOOHOHOHHHHCH O2P6-P-葡萄糖6-P-葡萄酸内酯NADP+NADPH+H+6-P-葡萄糖脱氢酶

第61页：葡萄酸内酯

OOOHOHOHHHHCH O2P6-P-葡萄酸内酯6-P-葡萄酸H2OCOOHHCOHHOCHHCOHHCOHCH O2P6-P-葡萄酸内酯酶

第62页：葡萄酸

NADP+NADPH+H+COOHHCOHHOCHHCOHHCOHCH O2PCO2HCOHHCOHCH O2PCH OHC=O26-P-葡萄酸6-P-葡萄酸脱氢酶5-P-核酮糖

第63页：核酮糖

HCOHHCOHCH O2PCH OHC=O2HOCHHCOHCH O2PCH OHC=O2HCOHHCOHCH O2PCHOHCOH5-P-核酮糖5-P-木酮糖5-P-核糖异构酶异构酶

第64页：第二阶段

第二阶段

磷酸己糖的再生磷酸己糖的再生阶段较为复杂，不需要掌握细节问题

第65页：C 5 PC 6 PC 6 PC 6

C5PC6PC6PC6PC6PC6PC6PC5PC5PC5PC5PC5P12NADPH26C0C3PC2C7PC4PC3C3PC2C6PC6PC7PC4PC2C6PC3PC6PC6PC3PC2C3

第66页：是EMP-TCA的一个图解

第67页：是EMP-TCA的一个

1. 是EMP-TCA的一个旁路，是生物进化的结果。2. 产生的NADPH+H+为特殊的还原剂，主要用于脂肪酸的合成3. 中间产物与许多代谢有关：与光合有关：NADPH+H+，C3(磷酸甘油醛)C4(赤藓糖), C7(景天庚酮糖)与核酸有关: 核糖的作用与抗性(病虫):赤藓糖可以合成莽草酸,从而合成绿原酸,咖啡酸(植保素)等（二）磷酸戊糖途径的意义

第68页：生物氧化

六、生物氧化

第69页：生物氧化的概述

• （一）生物氧化的概述
• 1 生物体能量的主要来源，在动物中成为呼吸作用。实质上是解决由NADH+H+形成ATP的过程。
• 2 与体外氧化本质相同。
• 3 在温和的条件下进行，能量利用率高。
• 4 在线粒体（真核）或质膜上进行。

第70页：线粒体的结构与功能1双层膜（内膜

（二）线粒体的结构与功能1双层膜（内膜与外膜）。外膜通透性大，内膜具有高度的不通透性，物质运输要通过在内膜上的特殊载体。2内膜向内折叠形成嵴，以扩大反应的表面积。3线粒体的中间部分成为衬质或称基质。4在内膜上的小颗粒为ATP合成酶（又成为偶联因子）。

第71页：线粒体的电镜照片

线粒体的电镜照片

第72页：线粒体结构示意图

线粒体结构示意图

第73页：线粒体结构示意图（续）

线粒体结构示意图

第74页：线粒体结构

线粒体结构 嵴

第75页：偶联因子

偶联因子

第76页：偶联因子ATP合酶

偶联因子ATP合酶

第77页：呼吸链—电子传递图谱

第78页：呼吸链—电子传递构型图

第79页：呼吸链—电子传递链SH 2 NAD

（三）呼吸链—电子传递链SH2NADFeSCoQCytbC1Caa3O2H O2SH2FAD

第80页：电子传递体烟酰胺酶类（以NAD

电子传递体烟酰胺酶类（以NAD为辅酶）黄素酶类（以FAD为辅酶）铁硫蛋白（中心）辅酶Q类细胞色素类

第81页：铁硫蛋白铁硫蛋白

铁硫蛋白铁硫蛋白

第82页：辅酶Q

辅酶Q

第83页：细胞色素类关系图

第84页：细胞色素类

细胞色素类

第85页：氧化磷酸化磷酸化的定义

（四）氧化磷酸化磷酸化的定义

由ADP和磷酸合成ATP的过程磷酸化的类型：1 氧化磷酸化—呼吸链上的磷酸化2 光合磷酸化—光合链上的磷酸化3 底物磷酸化—不经电子链而进行的磷酸化

第86页：氧化磷酸化的部位SH 2 NAD Fe

1. 氧化磷酸化的部位SH2NADFeSCoQCytbC1Caa3O2H O2鱼藤酮2FADH-300mV0mV+300mV+600mVATPATPATP抗霉素ACN、N、CO3

第87页：可见由一分子的对照图

第88页：可见由一分子的NADH将电子传递到氧形成

可见由一分子的NADH将电子传递到氧形成3ATP即:ATP:O=3:1由一分子的FADH将电子传递到氧形成2ATP2即:ATP:O=2:1

第89页：磷氧比(P/O

磷氧比(P/O)

每消耗一分子氧所形成ATP的分子数因此NADH:P/O=3因此FADH :P/O=22

第90页：氧化磷酸化的机理1961

2. 氧化磷酸化的机理1961年，Mitchell提出了化学渗透学说解释了氧化磷酸化的机理

第91页：化学渗透学说

化学渗透学说

第92页：化学渗透学说的简图

第93页：化学渗透学说的原理图

第94页：化学渗透学说的结构式

第95页：化学渗透学说的示意页

第96页：化学渗透学说的要点

化学渗透学说的要点

1.在呼吸链上传氢体和传电子体交替排列, 在线粒体的内膜上具有特定的位置,催化的反应是定向的。2. 传氢体具有氢泵的作用, 当传氢体由线粒体内膜的内侧接受从底物传来的2H后, 将电子(2e)传给其后的电子传递体, 而将质子泵出内膜。

第97页：质子不能自由通过内膜

3. 质子不能自由通过内膜。泵出的质子不能返回，从而形成了跨膜的质子浓度梯度，即：ΔpH，外正内负。此电位差包含着电子传递过程中所释放的能量，象电池两极的离子浓度差造成电位差而含有电能一样。4. 质子通过特殊的通道返回内膜的途中，驱动ATP合成酶，合成ATP。由质子浓度梯度所释放的自由能偶联ADP和Pi形成ATP，质子的化学势梯度也随之消失。

第98页：支持化学渗透学说的

支持化学渗透学说的证据

跨膜pH梯度的测定解偶联剂的应用化学渗透的多种现象

第99页：的跨膜运输——穿图解页

第100页：的跨膜运输——穿梭作用

（五）NADH的跨膜运输——穿梭作用

第101页：氧化磷酸化的调控概览图

第102页：氧化磷酸化的调控能荷=[ATP]+1

2. 氧化磷酸化的调控能荷=[ATP]+1/2[ADP][ATP]+[ADP]+[AMP]（EC）

第103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的位置、意义。磷酸化的类型，电子传递链（体）、化学渗透学说的要点。