高中生物奥赛辅导生化糖代谢

关于高中生物奥赛辅导生化糖代谢第一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四第二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四第三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四第一节糖的消化与吸收第四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四多糖水解酶淀粉酶纤维素酶半纤维素酶果胶酶a-淀粉酶b-淀粉酶葡萄糖淀粉酶异淀粉酶糖苷水解酶麦芽糖酶蔗糖酶乳糖酶●●●1.1糖类水解酶第五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四1.2糖类在人体中的消化糖类食物唾液淀粉酶咀嚼、部分水解HCl有限水解胰淀粉酶a-糊精、麦芽糖和少量葡萄糖糖苷酶单糖第二阶段第一阶段吸收第六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四

糖的吸收就是指游离的葡萄糖（单糖）进入到生物体内（细胞内）的过程。糖的吸收方式主动运输促进扩散基团转位1.3

糖的吸收第七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四血糖80－120mg/100ml40－70，120－180低高血糖的来源、去向Glucoseisverysolublesourceofquickandreadyenergy.Itisarelativelystableandeasilytransported.Glucoseistheonlysourceofenergyinredbloodcells第八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四第二节单糖的分解代谢第九页，共六十六页，编辑于2023年，星期四酵解（glycolysis):

是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随着生成ATP的过程。它是动物、植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。发酵（fermentation)：厌氧有机体把酵解生成的NADH中的氢交给丙酮酸，生成乳酸；或丙酮酸脱羧生成的乙醛，生成乙醇。2.1概念

第十页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Glycolysis

第十一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四糖酵解是葡萄糖生成丙酮酸的代谢途径糖酵解概况丙酮酸AnaerobicconditionsAerobicconditionsExercisingmuscleYeastThefateofglucoseisvarieswithphysiologicalconditions,tissues,andorganisms.葡萄糖第十二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.糖酵解是无氧条件下的反应(fermentations);3.糖酵解发生的部位是细胞质；2.2.2糖酵解概况第十三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四PreparataryphasePayoffphase(产能)2×2ATP2.2.2糖酵解概况4糖酵解途径包括两个阶段(耗能)2ATPNet:2ATP；alimitedamount第十四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四5.中间代谢产物是磷酸化的;6.化学变化的三种类型；7.糖酵解是严密调控的.碳原子途径磷酸途径氧化还原反应的电子途径2.2.2糖酵解概况第十五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况Glucoseisphosphorylated.Thenegativechargeconcentratesglucoseinthecellandglucosebecomeslessstable.(P

，C，e)第十六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况8.TypesofreactionsoccurringinglycolysisPhosphorylgrouptransfer:kinase(激酶);磷酸化酶激酶第十七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况8.TypesofreactionsoccurringinglycolysisPhosphorylgroupshift:mutase（变位酶）Phosphorylshift.Aphosphorylgroupisshiftedfromoneoxygenatomtoanotherwithinamoleculebyamutase.第十八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况8.TypesofreactionsoccurringinglycolysisIsomerization:

isomerase(异构酶);Isomerization.Aketose(酮糖）isconvertedintoanaldose（醛醣）,orviceversa,byanisomerase.第十九页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况8.TypesofreactionsoccurringinglycolysisDehydration:dehydratase（enolase,烯醇化酶）Dehydration.Amoleculeofwateriseliminatedbyadehydratase.第二十页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.2糖酵解概况8.TypesofreactionsoccurringinglycolysisAldolcleavage:aldolase（醛缩酶）Aldolcleavage.Acarbon-carbonbondissplitinareversalofanaldolcondensationbyanaldolase.第二十一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Phosphorylgrouptransfer:kinase;Phosphorylgroupshift:mutase（变位酶）;Isomerization:isomerase;Dehydrogenation:dehydrogenase（脱氢酶）;Dehydration:dehydratase(enolase，烯醇化酶);Aldolcleavage:aldolase（醛缩酶）.糖酵解概况第二十二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Preparatoryphase:Phosphorylationofglucoseanditsconversiontoglyceraldehyde-3-phosphatePayoffphaseConversionofglyceraldehyde-3-phosphatetopyruvateandthecoupledformationofATP第二十三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.3糖酵解的反应葡萄糖葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸甘油醛-3-磷酸二羟丙酮磷酸第二十四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四甘油醛-3-磷酸二羟丙酮磷酸1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸第二十五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性，从而使这些产物不易透过脂膜而失散。磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起到信号基团的作用，有利于与酶结合而被催化。磷酸基团经酵解作用后，最终形成ATP的末端磷酸基团，因此具有保存能量的作用。Intermediarymetabolitesarephosphated（磷酸化的）第二十六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(1)GlucoseisPhosphorylatedFirsttoEnterGlycolysisΔG°’=-4.0kcalmol-1Hexokinase己糖激酶第二十七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(1)GlucoseisPhosphorylatedFirsttoEnterGlycolysis己糖激酶与葡萄糖结合时的构象变化第二十八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四先开环异构化闭环受6-磷酸-葡萄糖酸抑制（在酸性条件下）(2)Glucose-6-PIsomerizesfromanAldosetoaKetoseΔG°’=0.40kcal/molPhosphoglucoseIsomerase磷酸葡萄糖同分异构酶第二十九页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(2)Glucose-6-PIsomerizesfromanAldosetoaKetosePhosphoglucoseIsomeraseTheenzymeopensthering,catalyzestheisomerization,andpromotestheclosureofthefivememberring.第三十页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(3)Fructose-6-PisFurtherActivatedbyPhosphorylationPhosphofructokinasePFK（磷酸果糖激酶）ΔG°’=-3.4kcalmol-1The2ndinvestmentofanATPinglycolysis.第三十一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四磷酸果糖激酶是一种变构酶，糖酵解的速率严格地依赖该酶的活力水平，它是哺乳动物糖酵解途径最重要的调控关键酶。肝中PFK受高浓度的ATP的抑制。ATP结合于调节部位。ATP对该酶的别构抑制效应可被AMP解除。因此ATP/AMP的比例关系对此酶有明显的调节作用。(3)Fructose-6-PisFurtherActivatedbyPhosphorylation第三十二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四413(4)Fructose-1,6-BisphosphateisCleaved(lysed)intheMiddleAldolase(醛缩酶）ΔG°’=5.7kcalmol-1Reversealdolcondensation;convertsa6carbonatomsugarto2molecules,eachcontaining3carbonatoms.第三十三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四果糖-1，6-二磷酸FBP二羟丙酮磷酸（DHAP）甘油醛-3-磷酸（GAP）第三十四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(5)TriosephosphateInterconvertTriosephosphateisomerase丙糖磷酸异构酶，TIM二羟丙酮磷酸（DHAP）甘油醛-3-磷酸（GAP）ΔG°’=1.8kcalmol-1第三十五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四甘油醛-3-磷酸(5)TriosephosphateInterconvert第三十六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四AlltheDHAPisconvertedtoglyceraldehyde3-phosphate（GAP）.Although,thereactionisreversibleitisshiftedtotherightsinceglyceraldehyde3-phosphateisasubstrateforthenextreactionsofglycolysis.Thus,both3-carbonfragmentsaresubsequentlyoxidized.(5)TriosephosphateInterconvert二羟丙酮磷酸（DHAP）甘油醛-3-磷酸（GAP）单烯二羟负离子中间体ΔG°’=1.8kcalmol-1第三十七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(6)Glyceraldehyde-3-phosphate isOxidizedGlyceraldehyde3-phosphateDH甘油醛-3-磷酸脱氢酶，GAPDHTheenergyyieldingphaseΔG°’=1.5kcalmol-11，3二磷酸甘油酸第三十八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(6)Glyceraldehyde-3-phosphate isOxidizedGAPDH碘乙酸无活性的酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶第三十九页，共六十六页，编辑于2023年，星期四甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）能够利用砷酸代替磷酸参加反应，生成3-P-甘油酰砷酸，这是一个高度不稳定的化合物，在水溶液中，可立刻自发地分解为3-P-甘油酸和砷酸。因此，砷酸不抑制糖酵解的继续进行，但它不能产生高能磷酸键。所以，砷酸是糖酵解中基质水平磷酸化的解偶联剂。第四十页，共六十六页，编辑于2023年，星期四~(7)Theanhydridephosphatein1,3-BPGisusedtogenerateATPPhosphoglycerateKinase（磷酸甘油酸激酶，PGK）Substrate-levelphosphorylation（底物水平的磷酸化）ΔG°’=-4.5kcalmol-1Remember:2moleculesofATPareproducedperglucose.1，3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸第四十一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Mutasebelongstotheisomerasefamily.(8)PhosphatereversiblyshiftsbetweenC2andC3onglyceratePhosphateshiftPhosphoglyceratemutase磷酸甘油酸变位酶ΔG°’=1.1kcalmol-13-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸第四十二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四磷酸烯醇式丙酮酸，PEPhashighphosphorylgrouptransferpotential（高基团转移势能）.(9)ThePhosphorylGroupTransferPotentialisMarkedlyElevatedbyDehydrationEnolase（烯醇化酶）ΔG°’=0.4kcalmol-1Dehydrationreaction第四十三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四(10)ThePhosphateGrouponPEPisTransferredtoADPPyruvateKinase，丙酮酸激酶ΔG°’=-7.5kcalmol-1烯醇式酮式第四十四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2ndexampleofsubstratelevelphosphorylation（底物水平磷酸化）.Thenetyieldfromglycolysis（酵解）is2ATP.SubstratelevelphosphorylcationisthesynthesisofATPfromADPthatisnotlinkedtotheelectrontransportsystem（电子传递系统）.PEP+ADPPyr+ATP(10)ThePhosphateGrouponPEPisTransferredtoADP第四十五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四红血球标准态Summary:∆GateachstepofGlycolysisGlucosePyruvate第四十六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Glucose+2Pi+2ADP+2NAD+

→2pyruvate+2ATP+2NADH+2H+TheEnergyreleasedfromtheanaerobicconversionofglucosetopyruvateis-47kcalmol-1.Underaerobicconditionsmuchmorechemicalbondenergycanbeextractedfrompyruvate.Thequestionstillremains:HowisNAD+suppliedunderanaerobicconditions?Orhowisredoxbalancemaintained?Summary:

TheConversionofGlucosetoPyruvate第四十七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四∆G0’=-10.46kJ/mol∆G0’=-25.1kJ/mol2.2.4丙酮酸的代谢去路第四十八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Pyruvatereduced(还原)andNAD+regenerated(生成);Catalyzedbylactatedehydrogenase(乳酸脱氢酶);ThishappensinanimaltissueswhenO2islimited;Thisalsohappensinmanymicroorganisms(e.g.,lactobacilli).(1)PyruvateisthefinalelectronacceptorinlacticacidfermentationWhathappenstothelactateafterarun?第四十九页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Pyruvatedecarboxylase

丙酮酸脱羧酶(presentonlyinthosealcoholfermentativeorganisms)andalcoholdehydrogenase

乙醇脱氢酶(presentinmanyorganismsincludinghuman)catalyzesthetwo-stepreactions.∆G0’=-10.46kJ/mol(2)Acetaldehydeisthefinalelectronacceptorinalcoholfermentation第五十页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Remember!酵解过程必须提供NAD+，而缺氧的情况下,NADH不能够把H传递给电子传递链而产生NAD+；NADH的H可以选择传递给产物从而使酵解过程得以进行从而产生能量。第五十一页，共六十六页，编辑于2023年，星期四碳原子途径（碳骨架的去向）:Glucose(6C)2pyruvate(3C)23C22C+2CO2磷原子途径

(ATP的变化):消耗G6P的形成－1FBP的形成－1产生1,3-二磷酸甘油酸的形成+2PEP的形成+2氧化还原反应的电子途径:1,3-二磷酸甘油酸的形成终产物2NADH+H+2.2.5Overalbalanceofglycolysis第五十二页，共六十六页，编辑于2023年，星期四2.2.6

RegulationoftheGlycolyticpathwayEnzymereactionsthathaveasignificantnegativeΔG°’areoftencontrolsites.INglycolysis:HexokinasePhosphofuctokinase(PFK)PyruvateKinaseareregulatoryenzymes.PFKisthemostimportant.磷酸果糖激酶催化的反应是糖酵解的限速反应。第五十三页，共六十六页，编辑于2023年，星期四HighlevelsofATPinhibit,increasedlevelsofAMPreversestheactionofATP.Citrate(柠檬酸）

alsoinhibitsPFK.Highlevelsofcitrateindicatesthatthecellisrichinbiosyntheticprecursors（生物合成前导物）emanatingfromthepathway.PFKisanallostericenzyme糖酵解作用不仅是提供能量，也为生物合成提供碳骨架。第五十四页，共六十六页，编辑于2023年，星期四PFKisanallostericenzyme酶的可逆变构，磷酸化作用的调节及转录的控制根据不同情况下可在百万之一秒、几秒或几小时内发生变化。第五十五页，共六十六页，编辑于2023年，星期四.糖原磷酸解转变为1-磷酸葡萄糖进入糖酵解这步反应是磷酸解而不是水解.G0’=3.05kJ/mol2.2.7其它糖进入糖酵解的途径第五十六页，共六十六页，编辑于2023年，星期四G0’=-7.28kJ/mol2.2.7其它糖进入糖酵解的途径Mutase变位酶第五十七页，共六十六页，编辑于2023年，星期四FructoseFructokinase（激酶）Fructose-1-PATPMg+

ADPFBPATPADPFructose-1-P-kinaseFructose-1-Paldolase（醛缩酶）GA+DHAPtriosekinaseglyceraldehyde-3-phosphate(G3P)HexokinaseATPADPF6PATPADPFructose(果糖）entersglycolysismainlyviaF-1-Ppathway2.2.7其它糖进入糖酵解的途径肝脏肌肉第五十八页，共六十六页，编辑于2023年，星期四Galactose（半乳糖）entersglycolysispathwayviathegalactose-glucoseinterconversionpathway（p87-88）GalactoseATPADPGalactose-1-phosphateUDP-GlucoseUDP-GalactoseGlucose-1-phosphateGlucose-6-phosphategalactokinasemutaseNAD+UDP-4-ket