4、糖的有氧氧化

上节课复习 了解糖的生理功能了解糖的生理功能 了解糖的代谢了解糖的代谢 掌握葡萄糖的无氧氧化掌握葡萄糖的无氧氧化 （1）概念）概念 （2）反应特点）反应特点 （3） 生理意义生理意义 2021/3/101糖的无氧降解及糖的无氧降解及厌氧发酵总图厌氧发酵总图2021/3/102糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate2021/3/103葡萄糖的有氧葡萄糖的有氧氧化氧化（一）定义：（一）定义： 葡萄糖或糖原在葡萄糖或糖原在氧供充足氧供充足的的情况情况下下被被彻底彻底氧化氧化分解分解成成CO2、H2O，并并产生产生大量能量的大量能量的过程，称为糖的有氧氧化。过程，称为糖的有氧氧化。（二）反应部位（二）反应部位：细胞液细胞液、 线粒体线粒体 2021/3/104 磷酸磷酸核核糖糖 NADPH+H+ 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙丙酮酮酸酸 有氧氧化有氧氧化 无氧氧化无氧氧化 乳酸乳酸 糖异生糖异生乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 糖原分解糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊磷酸戊糖途径糖途径 淀粉淀粉 消化吸收消化吸收 大量大量ATP 少量少量ATP H2O及及CO2 2021/3/105第一阶段：丙酮酸生成第一阶段：丙酮酸生成 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G(Gn) 第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 2021/3/106脂肪脂肪葡萄糖、葡萄糖、其它单糖其它单糖三羧酸循三羧酸循环环电子传递电子传递（氧化）（氧化）蛋白质蛋白质脂肪酸、甘油脂肪酸、甘油多糖多糖氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoAe-磷酸化磷酸化+Pi 小分子化合物小分子化合物分解成共同的分解成共同的中间产物（如中间产物（如丙酮酸、乙酰丙酮酸、乙酰CoA等）等） 共同中间物进共同中间物进入三羧酸循环入三羧酸循环,氧化脱下的氢由氧化脱下的氢由电子传递链传递电子传递链传递生成生成H2O，释放，释放出大量能量，其出大量能量，其中一部分通过磷中一部分通过磷酸化储存在酸化储存在ATP中。中。大分子降解大分子降解成基本结构成基本结构单位单位 生物体内能量产生的三个阶段生物体内能量产生的三个阶段2021/3/107第一阶段：第一阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成葡萄糖（葡萄糖（或或糖原）糖原） 丙酮酸丙酮酸 糖酵解途径糖酵解途径2021/3/108第二阶段：第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧乙酰乙酰CoACoA的生成的生成基本反应：基本反应： 糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体进入线粒体基质，在基质，在丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅的催化下，生成乙酰辅酶酶A A。 TPP， FAD， 硫辛酸，硫辛酸， Mg2+细胞呼吸最早释放的细胞呼吸最早释放的CO2CO22021/3/109丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系 这一多酶复合体位于线粒体内膜上，这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。原核细胞则在胞液中。丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系三种酶三种酶六种辅助因子六种辅助因子E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶）丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶）E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶二氢硫辛酸乙酰基转移酶E3-二氢硫二氢硫辛酸辛酸脱氢酶。脱氢酶。焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+、Mg2+2021/3/1010 所有的反应均在线粒体中进行。所有的反应均在线粒体中进行。 2021/3/1011CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOH酮戊二酸酮戊二酸CH2O琥珀酰琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸苹果酸2021/3/1012CH3 CSCoA+OOCCOOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸合酶合酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸HSCoA（1）缩）缩 合合 反反 应应柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个关键酶柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个关键酶H2O2021/3/1013目目 录录柠檬酸柠檬酸2021/3/1014（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸）柠檬酸异构化为异柠檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸 2021/3/1015目目 录录顺乌头酸顺乌头酸2021/3/1016HOH（3）异柠檬酸氧化生成）异柠檬酸氧化生成-酮戊二酸酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸 这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应， 异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH2021/3/1017（4）-酮戊二酸氧化脱羧反应酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CCOOHCH2COOHO-酮戊二酸酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体 这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应，这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应， -酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2H HHH2021/3/1018-酮戊二酸脱氢酶复合体包括：酮戊二酸脱氢酶复合体包括： 1、-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶E1 2、琥珀酰转移酶、琥珀酰转移酶E2 3、二氢硫辛酸脱氢酶、二氢硫辛酸脱氢酶E3 4、六个辅助因子、六个辅助因子2021/3/1019（5）琥珀酸的生成）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。GTP + ADPATPGTP2021/3/1020目目 录录目目 录录琥珀酸琥珀酸2021/3/1022HH（6）延胡索酸的生成）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸琥珀酸+ FADCHCOOHCHCOOHHHHH+ FADH2H2延胡索酸延胡索酸琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶2021/3/1023目目 录录延胡索延胡索HOHH2O（7）苹果酸的生成）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸苹果酸+2021/3/1025目目 录录苹果酸苹果酸2021/3/1026（8）草酰乙酸的再生）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸苹果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶HOHH H2021/3/1027回补反应回补反应l三羧酸循环不仅是产生三羧酸循环不仅是产生ATPATP的途径，它产生的中的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。例如卟啉的主要间产物也是生物合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰碳原子来自琥珀酰CoACoA，谷氨酸、天冬氨酸是从，谷氨酸、天冬氨酸是从-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。 2021/3/1028TG-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘌呤、嘌呤、血红素血红素谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸嘌呤嘌呤谷氨酰胺谷氨酰胺氧化磷氧化磷酸化酸化2H草酰乙酸草酰乙酸- 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸天冬氨酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸胆固醇胆固醇2021/3/1029丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸 2021/3/1030三羧循环的化学计量和能量计量三羧循环的化学计量和能量计量 a、总反应式、总反应式: CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+ + + +FADHFADH2 2+ +GTPGTP能量能量“现金现金” : 1 GTP 能量能量“支票支票”: 3 NADH 1 FADH2兑换率兑换率 1：2.57.5ATP兑换率兑换率 1：1.51.5ATP1ATP10ATPb、三羧酸循环的能量计量、三羧酸循环的能量计量2021/3/1031（四）反应特点（四）反应特点1 1、需氧、需氧2 2、1 1次底物水平磷酸化次底物水平磷酸化 2 2次脱羧次脱羧 3 3个关键酶个关键酶 4 4次脱氢次脱氢 （三次受体是（三次受体是NADNAD， 一次是一次是FADFAD）3 3、共产生、共产生1010分子分子ATPATP2021/3/1032(2)三羧酸循环的特点三羧酸循环的特点草酰乙酸草酰乙酸看似在循环中不消耗，看似在循环中不消耗，其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。2021/3/10332021/3/1034TG-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘌呤、嘌呤、血红素血红素谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸嘌呤嘌呤谷氨酰胺谷氨酰胺氧化磷氧化磷酸化酸化2H草酰乙酸草酰乙酸- 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸天冬氨酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸胆固醇胆固醇2021/3/10352021/3/10361.5* 4.葡萄糖有氧氧化的葡萄糖有氧氧化的ATP生成生成反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+ 22.5或或2 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 2.5 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2 -酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+ 2 2.5 净生成净生成32(或或30)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 2021/3/10372021/3/1038练习1.生物体内生物体内ATP最主要的来源是：最主要的来源是：A糖酵解糖酵解 B糖的有氧氧化糖的有氧氧化 C磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 D糖异生作用糖异生作用 2、在三羧循环中，下列哪一个阶段发生了底物水、在三羧循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化：平磷酸化： A柠檬酸柠檬酸酮戊二酸酮戊二酸 B酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶AC琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A琥珀酸琥珀酸 D延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸 2021/3/1039练习3.下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶？下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶？ AFMN BFAD CNADP+ DNAD+4、丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下、丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下2H的的辅酶是辅酶是AFMN BFAD CNADP+ DNAD+2021/3/1040练习5、有关三羧酸循环的论述、有关三羧酸循环的论述,不正确的是：不正确的是：A是糖是糖.脂肪脂肪.蛋白质三大物质代谢的共同通路蛋白质三大物质代谢的共同通路 B每次循环有四次脱氢和两次脱羧每次循环有四次脱氢和两次脱羧C每循环一次通过底物水平磷酸化生成每循环一次通过底物水平磷酸化生成10分子分子ATP D三羧酸循环的过程是不可逆反应三羧酸循环的过程是不可逆反应.6. 关于糖的有氧氧化的叙述哪项是错误的：关于糖的有氧氧化的叙述哪项是错误的：A糖有氧氧化的产物是糖有氧氧化的产物是CO2和和H2O B糖有氧氧化是细胞获得能量的主要方式糖有氧氧化是细胞获得能量的主要方式C糖有氧氧化可生成糖有氧氧化可生成32或或30分子分子ATPD糖有氧氧化的整个反应过程在胞浆中进行糖有氧氧化的整个反应过程在胞浆中进行2021/3/1041练习7、1分子乙酰辅酶分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环氧化时，进入三羧酸循环氧化时，可生成可生成ATP的数：的数：A12 B15 C 18 D108. 1分子丙酮酸氧化时，可生成分子丙酮酸氧化时，可生成ATP的数：的数：A12.5 B15.5 C11.5 D212021/3/1042练习9、关于三羧酸循环下列的叙述哪项不正确：、关于三羧酸循环下列的叙述哪项不正确：A产生产生NADH+H+ 和和 FA DH2 B可产生可产生CO2C有有G TP的生成（底物水平磷酸化）的生成（底物水平磷酸化）D在无氧条件下也能运转在无氧条件下也能运转2021/3/1043多选题1、糖的有氧氧化主要在哪些部位进行：、糖的有氧氧化主要在哪些部位进行：A.线粒体线粒体 B.胞浆胞浆 C.溶酶体溶酶体 D.高尔基体高尔基体填空：填空：1、三羧酸循环过程中有、三羧酸循环过程中有_次脱氢和次脱氢和_次脱次脱羧反应羧反应_次底物水平磷酸化。次底物水平磷酸化。2021/3/1044。名词解释名词解释 1、糖的有氧氧化、糖的有氧氧化 2、三羧酸循环、三羧酸循环简答题简答题 1、三羧酸循环三羧酸循环的生理意义是什么？的生理意义是什么？ 2、比较糖酵解与糖的有氧氧化有何不同？、比较糖酵解与糖的有氧氧化有何不同？2021/3/1045