三羧酸循环及其生理意义

1,三羧酸循环,梁学义制作,2,前面我们学习过，糖在体内最重要的功能就是氧化分解产生能量供机体利用。糖在体内氧化分解的途径主要有：1、无氧分解酵解通过这一途径，每摩尔葡萄糖只能净生成2摩尔ATP。那么，机体所需要的大量能量是怎么产生的呢？,这就是机体在有氧条件下彻底的氧化分解即糖的有氧氧化过程。,导入课题,3,葡萄糖,丙酮酸的氧化,乙酰COA的氧化三羧酸循环,今天，我们重点要讲的就是糖有氧分解的第三个阶段三羧酸循环（请同学们把课本翻到47页）,2、糖的有氧氧化,丙酮酸的生成,乙酰COA的生成,糖的有氧氧化可分为三个阶段:,4,1、知道三羧酸循环的基本反应步骤。2、熟记三羧酸循环的关键步骤、关键酶及其作用、三羧酸循环的特点。3、理解并记住三羧酸循环的生理意义。,学习目标,5,1、三羧酸循环的关键步骤、关键酶及其作用。2、三羧酸循环的特点。3、三羧酸循环的生理意义。,教学重点及难点,6,三羧酸循环又称为柠檬酸循环，是物质代谢和能量代谢的关键环节。循环由草酰乙酸与乙酰COA缩合成含有3个羧基的柠檬酸开始，经过一系列的脱氢和脱羧反应后，又以草酰乙酸的再生成结束。每次循环相当于一个被氧化。,基本概念,乙酰基,7,（1）柠檬酸的合成（柠檬酸合成酶催化）,基本反应过程,（2）柠檬酸的异构,（3）异柠檬酸的氧化脱氢、脱羧生成酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶催化）,（4）酮戊二酸的氧化生成琥珀酰COA（酮戊二酸脱氢酶系催化）,8,（5）琥珀酰COA的水解GTP（可转化为ATP）释放,连续反应过程,（6）草酰乙酸的再生,9,（1）从柠檬酸的合成开始到草酰乙酸的生成结束共有四次脱氢，二次脱羧和12摩尔ATP生成，是产生能量的主要步骤。（四次脱氢中有三次脱氢，生成3摩尔NADH，每摩尔NADH经过呼吸链氧化，产生3摩尔ATP；有一次脱氢生成1摩尔FADH2，经过呼吸链氧化，产生2摩尔ATP；琥珀酰COA水解，又可产生1摩尔GTP可转化为1摩尔ATP）,一次三羧酸循环生成ATP的数量为33+2+1=12,反应特点,10,（2）整个过程在线粒体中进行（3）有四步不可逆反应，分别由柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酰COA脱氢酶催化。（4）循环中的中间产物应不断补充，特别是草酰乙酸的补充非常重要，若不能及时补充，则影响整个循环的进行。补充途径：丙酮酸的羧化（丙酮酸羧化酶催化）。（5）关键酶：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、酮戊二酸脱氢酶系,11,1是氧化供能的主要代谢途径1摩尔葡萄糖经无氧分解只能生成2摩尔ATP，而经过有氧分解则可以产生3638摩尔ATP，其中就有24摩尔ATP由三羧酸循环产生。（为什么是3638摩尔后面再讲）2是三大物质代谢最终的共同通路糖、脂肪、氨基酸这三大营养物质在体内氧化分解的共同中间产物都是乙酰COA，都要经过三羧酸循环彻底氧化。,生理意义,12,葡萄糖,丙酮酸,乙酰COA,三羧酸循环,H2O+CO2,乙酰COA,氨基酸,脱氨基,酮酸,乙酰COA,脂肪,脂肪酸,乙酰COA,甘油,丙酮酸,水解,13,3、是三大物质代谢相互联系的,如：,糖,氨基酸,-酮戊二酸,脂肪,枢纽,三羧酸循环中有许多重要的物质是三大物质代谢的共同中间产物，他们在三大物质代谢之间起着联系和沟通的桥梁和纽带的作用。,14,又如：三羧酸循环中的琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸等都有象-酮戊二酸这样的联系和沟通作用。（这在第八章的第四节中还将作详细介绍。）,15,上面就是我们这堂课学习的全部内容。现在让我们简要回顾一下我们这堂课的重点内容：,目标回顾及反馈矫正,1、三羧酸循环的关键反应及关键酶有：,柠檬酸合成酶,其中（）最重要？,异柠檬酸脱氢酶,异柠檬酸脱氢酶,酮戊二酸脱氢酶系,16,4、为什么说三羧酸循环是糖氧化供能的主要代谢途径？是三大物质代谢最终的共同通路？是三大物质代谢相互联系的枢纽？,3、经过一次循环实际被氧化的是什么？,2、三羧酸循环中共有几次脱氢？,四次,共生成（）ATP？,12摩尔,乙酰COA,请展开讨论,17,请思考：三羧酸循环障碍常发生在哪些环节？对物质和能量代谢会产生什么样的影响？,强化巩固,引导、提示:从以下几个方面考虑：关键步骤（或关键酶）、能量代谢、某些代谢物（中间产物）堆积、引起哪些疾病等。,18,谢谢！,19,1、生物化学是医学基础课中比较难学的一门重要课程。而“三羧酸循环”是物质代谢和能量代谢的核心，是生物化学的重中之重，同时也是生物化学中学生感到很难学的内容（即难中之难）。因此，讲好这一重点，突破这一难点，是讲好这门课程的关键。有助于学生认识和理解物质代谢和能量代谢的关键所在，理顺物质,课后记,20,代谢和能量代谢的来龙去脉，对进一步学习其他几类物质的代谢及其意义具有重要的指导作用。同时还有助于消除学生学习生物化学的畏难心理，增强学习的信心，提高教学效果。,2、对于初中毕业的学生来讲，化学基础知识一般比较薄弱，特别是有机化学的知识更显不足。因此，在教学的过程中对有关的化学知识进行了必要的回顾和补充。,21,3、教学过程紧紧围绕学习目标进行。A、采用温故知新和问题情景导入课题；B、讲、导结合激发学生的积极性和主动性；C、让学生积极参与，发挥学生的主体作用；D、突出重点、突破难点。对三羧酸循环的关键步骤及关键酶、反应特点和生理意义等内容安排了大量的时间（20多分钟），补充了较多的材料，进行了重点的讲解。E、采用多媒体课件教学有助于突出重点内容和关键步骤，而且更加生动形象，起到化难为易的作用。,22,4、点到为止，留有余味。“三羧酸循环”是多种物质代谢和能量代谢的中心环节，在氨基酸和脂代谢没讲之前，需留有余味，点到为止。,5、物质的分子结构对医学生不要求掌握，只要求对个别重要物质的分子结构有一些了解及印象，以便对一些重要的反应步骤及其生理意义有更进一步的认识和理解。这样可以使学生集中精力学习和理解在医学和临床实践中更加有用的知识，因此没作更多的要求。,23,柠檬酸的合成,乙酰COA,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸合成酶,+,24,柠檬酸,顺乌头酸,异柠檬酸,顺乌头酸酶,H2O,H2O,异构,25,异柠檬酸,异柠檬酸酶,NADH,2H,草酰琥珀酸,迅速自动,CO2,-酮戊二酸,3ATP,26,-酮戊二酸,-酮戊二酸脱氢酶系,2H,CO2,琥珀酰COA,NADH,3ATP,27,琥珀酰COA,琥珀酸,GDP,GTP,ATP,ADP,能量,琥珀酸硫激酶,28,琥珀酸,草酰乙酸,延胡索酸,苹果酸,琥珀酸脱氢酶,2H,FADH2,2ATP,H2O,2H,NADH,3ATP,29,丙酮酸,乙酰CoA,草酰乙酸,苹果