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文档简介
项目九
生物氧化糖代谢项目八目
录概述
糖的分解代谢糖原代谢MULU糖异生血糖以及调节学习目标知识目标1.掌握糖无氧氧化、有氧氧化的特点和生理意义。2.熟悉糖异生、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解以及糖分解代谢的具体反应过程、血糖的来源和去路。3.了解血糖及血糖水平的调节方式、糖的消化吸收。能力目标1.学生应能够通过分析糖代谢过程中的物质变化和能量变化,理解糖代谢的机制和调控方式。2.应能够运用所学知识解释和解决与糖代谢相关的问题,并结合后续专业知识,提出治疗及预后方案的能力,以达到培养守护人民健康的新时代医疗卫生服务人才。素质目标1.提高学生分析问题、解决问题的能力,培养具备扎实专业知识、良好职业道德的医疗卫生服务人才,为今后工作奠定基础。2.学生应增强健康意识,了解糖代谢与人体健康的关系,形成健康的生活方式和饮习惯。01概述
糖的生理功能010201
糖代谢的概况XXXXXXX概述
(一)
氧化供能
是糖的主要功能。(三)提供合成体内其他物质的原料(二)维持血糖水平(四)参与构成组织细胞如:糖可提供合成某些脂类、氨基酸、核苷等物质的原料。(五)其他功能
糖的生理功能01(一)糖的消化人类食物中的糖主要有植物淀粉、麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等,其中以淀粉为主。消化部位:主要在小肠,少量在口腔
糖的代谢概况02图8-1糖的消化过程3.吸收途径小肠肠腔
肠粘膜上皮细胞
门静脉
肝脏血液循环各种组织细胞1.吸收部位
小肠黏膜2.吸收形式
单糖(葡萄糖)
(二)糖的吸收糖代谢概况(三)糖代谢的概况02糖的分解代谢
糖的无氧氧化010202
糖的有氧氧化XXXXXXX糖的分解代谢
磷酸戊糖途径03细胞液概念:葡萄糖或者糖原在缺氧的条件下,经一系列酶促反应生成乳酸的过程
糖的无氧氧化01反应场所ATP
ADPATPADP己糖激酶磷酸果糖激酶-1磷酸己糖异构酶观察反应的特殊之处?能量的变化?糖酵解第一阶段----消耗ATP(葡萄糖激酶)1,6-二磷酸果糖裂解生成2分子磷酸丙酮H2OMg或MnATP
ADP
丙酮酸PEP丙酮酸激酶NAD+
NADH+H+
Pi脱氢酶ADP
ATP激酶变位酶烯醇化酶糖酵解第二阶段----及ATP生成
底物水平磷酸化:代谢物分解代谢过程中,底物因脱氢、脱水等作用而使能量在分子内部重新分布,形成高能磷酸化合物,然后将高能磷酸基团转移到ADP形成ATP的过程。
NADH+H+
由3-P-甘油醛脱氢提供第三阶段丙酮酸还原为乳酸
糖酵解的全过程1.反应不需氧,终产物为乳酸去路:乳酸循环(糖异生)
糖酵解反应特点:2.产能的方式和数量方式:底物水平磷酸化净生成ATP数量:从葡萄糖开始:2×2-2=2ATP从糖原开始:2×2-1=3ATPGG-6-PATPADP己糖激酶ATPADPF-6-PF-1,6-2P磷酸果糖激酶-1ADP
ATP丙酮酸丙酮酸激酶
3.反应全过程中有三步反应不可逆磷酸烯醇式丙酮酸生理意义
⑴缺氧状态⑵成熟红细胞(3)某些组织的供能主要方式病理意义呼吸衰竭、循环衰竭糖酵解的调节1.激素的调节:胰岛素2.代谢物对限速酶的变构调节变构激活剂:1,6-二磷酸果糖,ADP,AMP变构抑制剂:柠檬酸、ATP、长链脂肪酸1.剧烈运动后,肌肉为什么会酸痛?发生了哪些化学反应?2.什么情况下易发生乳酸酸中毒?如何救治?思考:丙酮酸的去路(有氧)(无氧)葡萄糖丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环(有氧或无氧)丙酮酸乳酸乙酰CoA糖酵解胞液线粒体NADHFADH2CO2呼吸链
糖的有氧氧化02(一)概念:糖的有氧氧化指在有氧条件下,葡萄糖彻底氧化成CO2
和H2O
,并释放出大量能量的过程。是机体主要供能方式。
部位:胞液和线粒体(二)反应过程
第一阶段:酵解途径
第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧第三阶段:三羧酸循环G(Gn)丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2[O]ADPATPH2O胞液线粒体TAC循环
第一阶段:糖酵解途径(胞液)
葡萄糖生成丙酮酸
1.NADH没有被消耗;2.产能;3.三个关键酶第二阶段:丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸进入线粒体第三阶段:三羧酸循环三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TAC)也称为柠檬酸循环,是从乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合成含有3个羧基的柠檬酸开始的,经过4次脱氢和2次脱羧之后,又以草酰乙酸的再生成而结束。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说,故此循环又称为Krebs循环。它由一连串反应组成。*反应部位
所有的反应均在线粒体中进行。+乙酰CoA
草酰乙酸
*柠檬酸合酶H2OHSCoA⑴柠檬酸
顺乌头酸酶⑵异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶NAD+NADH+H++CO2⑶*
-酮戊二酸
-酮戊二酸
α-酮戊二酸脱氢酶系NADH+H++CO2*NAD++HSCoA⑷琥珀酰CoA
琥珀酰硫激酶HSCoA+GTPGDP+Pi⑸琥珀酸FADFADH2琥珀酸脱氢酶⑹延胡索酸
延胡索酸
H2O延胡索酸酶⑺苹果酸
苹果酸脱氢酶NAD+NADH+H+⑻草酰乙酸
三羧酸循环
1.必须在有氧条件下进行2.经过一次三羧酸循环一次底物水平磷酸化二次脱羧三个关键酶四次脱氢(3次以NAD+为受氢体,1次以FAD为受氢体)共产生10分子ATP(两分子乙酰CoA产生20分子ATP)3.单向反应体系:催化不可逆反应关键酶有:柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶
α-酮戊二酸脱氢酶系(三)三羧酸循环的特点表面上看来,三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的,它可被反复利用。但是,机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的,TAC中的某些中间代谢物也能够转变合成其他物质,以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。例如:草酰乙酸
天冬氨酸α-酮戊二酸
谷氨酸柠檬酸
脂肪酸琥珀酰CoA
血红素(卟啉)4.三羧酸循环的中间产物必须不断补充
回补反应:
由其他物质转变为三羧酸循环中间产物的反应。其来源如下:草酰乙酸
丙酮酸
丙酮酸羧化酶CO2
天冬氨酸谷草转氨酶
α-酮戊二酸
谷氨酸
(四)糖有氧氧化的生理意义
1.是机体获得能量的主要方式反应ATP第一阶段两次耗能反应-2两次生成ATP的反应2×2一次脱氢2(NADH+H+)2×1.5或2×2.5第二阶段一次脱2氢(NADH+H+)2×2.5第三阶段三次脱氢(NADH+H+)2×3×2.5一次脱氢(FADH2)2×1.5一次生成ATP的反应2×1净生成30或32NADH+H+心肌,肝脏细胞3ATP苹果酸-天冬氨酸穿梭NADH+H+FADH2脑,骨骼肌2ATP磷酸甘油穿梭胞液线粒体胞液线粒体胞液中的NADH进入线粒体后胞液中生成的NADH如何被氧化生成ATP?NADH+H+2.TAC是三大营养物质氧化分解的共同途径。如:乙酰CoA、草酰乙酸、α-酮戊二酸。3.是三大营养物质代谢联系的枢纽。第二阶段:丙酮酸脱氢酶系的调节变构抑制剂:ATP、乙酰辅酶A,NADH变构激活剂:AMP
(五)糖的有氧氧化的调节第一阶段:见糖无氧酵解的调节第三阶段:TCA循环的调节调节点:三个关键酶途径项目糖酵解有氧氧化反应条件无氧或缺氧有氧反应部位胞液(细胞浆)胞液和线粒体反应过程1.丙酮酸的生成2.乳酸生成1.丙酮酸的生成2.乙酰CoA的生成3.三羧酸循环(乙酰CoA的彻底氧化)终产物乳酸,少量ATPCO2,H2O,大量ATP关键酶己糖激酶,磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶己,磷,丙酮酸激酶,丙酮酸脱氢酶,柠,异柠,酮ATP数目净生成2净生成30或32ATP生成方式底物水平磷酸化底物水平磷酸化,氧化磷酸化生理意义1.缺氧2.某些组织3.BPG1.主要2.通路3.枢纽糖酵解和有氧氧化的区别助记途径关键酶助记有氧氧化糖酵解丙酮酸激酶冰冰激淋冰激淋冰柠檬一桶磷酸果糖激酶淋己糖激酶激丙酮酸脱氢酶冰柠檬酸合酶柠檬异柠檬酸脱氢酶一α-酮戊二酸脱氢酶桶
磷酸戊糖途径03(一)概念:是指由6-磷酸葡萄糖开始生成5-磷酸核糖及NADPH+H+。
部位:胞液(一)反应过程*反应过程可分为二个阶段
第一阶段:氧化反应阶段生成5-磷酸核糖,NADPH+H+及CO2
第二阶段则是基团转换反应阶段
GATPADPG6P6-磷酸葡萄糖脱氢酶NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+CO25-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(1)反应部位(2)关键酶(3)产物(三)反应特点:
(四)生理意义1.5-磷酸核糖是合成核苷酸及其衍生物的原料2.NADPH+H+作为供氢体参与多种代谢反应(1)作为供氢体参与生物合成:胆固醇、脂肪酸、类固醇激素。(2)作为供氢体参与生物转化:激素、药物、毒物。(3)是谷胱甘肽还原酶的辅酶,保护巯基免受氧化。6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖酸NADP+2GSHGSSGH2O22H2ONADPH+H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶
谷胱甘肽的氧化与还原及其有关代谢
蚕豆病
蚕豆病的症状是:
吃蚕豆几小时或1~2天后,突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振,并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭,甚至死亡。
血像检查:
红细胞明显减少,黄疸指数明显升高,
机理:
蚕豆中有3种物质:裂解素、锁未尔和多巴胺前两种使谷胱甘肽氧化,后一种能激发红细胞的自身破坏,遗传性6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏者,使红细胞大量溶解而发生蚕豆病(五)磷酸戊糖途径的调节
*6-磷酸葡萄糖脱氢酶
此酶为磷酸戊糖途径的关键酶,其活性的高低主要NADPH/NADP+比值的影响,比值升高则被抑制,降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。03糖原代谢
糖原的合成代谢010203
糖原的分解代谢XXXXXXX糖原的代谢糖原是由若干葡萄糖单位组成的具有多分支结构的大分子化合物,它是体内糖的储存形式。糖原储存的主要部位及其生理意义:
肌肉:肌糖原,供肌肉收缩时能量所需
肝脏:肝糖原,维持血糖浓度相对恒定
糖原分子的直链部分由
-1,4-糖苷键而将葡萄糖残基连接起来,其支链部分则是由
-1,6-糖苷键而形成分支。α-1,6-糖苷键α-1,4-糖苷键
糖原的合成代谢01(一)概念:是指由6-磷酸葡萄糖开始生成5-磷酸核糖及NADPH+H+。
部位:胞液(二)反应过程合成部位:主要在肝脏、肌肉的胞液中
分支酶
(branchingenzyme)
-1,4-糖苷键
α-1,6-糖苷键糖原合酶:形成α-1,4糖苷键糖原分支酶:形成α-1,6糖苷键(三)糖原合成的特点1.引物:至少是含4个葡萄糖残基的直链。2.糖原合酶:关键酶,形成α-1,4糖苷键,胰岛素为激活剂。3.UDPG(尿苷二磷酸葡萄糖):是葡萄糖的活化形式,生成过程耗2个高能键。4.糖原分支酶:将一段糖链转移为支链,形成α-1,6糖苷键。(一)概念糖原分解(glycogenolysis):肝糖原分解为葡萄糖以补充血糖的过程。(肝糖原葡萄糖)(二)反应过程
部位:胞液
糖原的分解代谢02:分为四个阶段糖原磷酸化酶*(G)n+Pi(G)n-1+G-1-P2.脱支酶当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时,由脱支酶催化:(1)将分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链上,使分支点暴露。(2)水解
-1,6-糖苷键,生成一分子游离葡萄糖。脱支酶(G)n+H2O(G)n-1+G1.糖原分解为1-P-G。糖原磷酸化酶催化
-1,4-糖苷键裂解,生成G-1-P。①转移葡萄糖残基②水解
-1,6-糖苷键
脱支酶
磷酸化酶
α-1,6糖苷酶活性
脱支酶的作用3.变位:1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
磷酸葡萄糖变位酶
4.水解:6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶(肝)葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
肌肉中无此酶(三)糖原分解的特点:1.不耗能;2.关键酶是糖原磷酸化酶。3.脱支酶1.糖供应充足及细胞能量充足时,合成糖原,储存能量。2.糖供应不足及能量需求增加时,肝糖原分解,维持血糖,供应能量。
糖原合成与分解的生理意义0304糖异生
糖异生途径010204糖异生生理意义XXXXXXX糖异生(一)概念是指由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。
糖异生途径01:
2.部位:主要是肝脏1.原料:主要有甘油、有机酸(乳酸、丙酮酸及三羧酸循环的中间产物)和生糖氨基酸。生糖氨基酸α-酮酸-NH2甘油
α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H3.场所:胞液和线粒体糖异生作用的部位生理条件下在绝食期间空腹及长期饥饿时葡萄糖的异生作用空腹
100~300>90%<10%速率(g/day)肝
肾饥饿5-6天后
约10055%45%(二)、糖异生的途径
糖异生途径:糖酵解的逆过程(即从丙酮酸生成葡萄糖的反应过程)。糖异生途径与酵解途径大多数反应是可逆的、共有的;酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时,须由另外的反应途径和酶代替。注意:GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛
NAD+
NADH+H+
ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖异生的途径
GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛
NAD+
NADH+H+
ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸2.1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖
6-磷酸果糖
Pi
果糖1,6-二磷酸酶
1.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
Pi葡萄糖-6-磷酸酶
3.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸
ATP
ADP+PiCO2①
草酰乙酸GTP
GDPCO2
②PEP
①丙酮酸羧化酶,辅酶为生物素(反应在线粒体)②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(反应在线粒体、胞液)草酰乙酸①丙酮酸羧化酶①②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶②PEP丙酮酸丙酮酸胞液线粒体乙酰CoA苹果酸/天冬氨酸苹果酸/天冬氨酸草酰乙酸②PEPG
糖异生途径④③②1.维持血糖浓度恒定:饥饿
2.有利于乳酸的再利用:剧烈运动
3.协助氨基酸代谢:饥饿
最主要功能,主要原料为氨基酸和甘油。丙氨酸丙酮酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸草酰乙酸4.维持酸碱平衡
糖异生的生理意义02总结:G-6-P的代谢去路
F-6-P(进入酵解途径)G-6-PG(补充血糖)
5-磷酸核酮糖(进入磷酸戊糖途径)G-1-PUDPGGn(合成糖原)05血糖及其调节
血糖的来源及去路010205
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