第3章糖代谢PPT.ppt

1、第3章 糖代谢,黑龙江生物职业科学技术学院,生物化学糖代谢,本章要点,掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义 掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义 掌握生物氧化、电子传递链的组成及氧化磷酸化 掌握磷酸戊糖途径的意义 掌握糖原合成和分解的过程及关键酶 掌握糖异生作用的过程、部位、关键酶和意义 掌握血糖正常值、来源、去路和意义,生物化学糖代谢,3.1 糖的无氧分解代谢 3.1.1糖的生理功能 1.主要生理功能：氧化供能，16.7kJ/g. 2.是细胞的组成成分： 糖脂是构成神经组织和生物膜的成分 蛋白多糖是结缔组织和细胞间质的成分 核糖和脱氧核糖是RNA和DNA的组成成分 激素、酶、免疫球蛋白及

2、血型蛋白等都是糖蛋白,第3章 糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,糖无氧氧化(EMP) 糖分解代谢途径 糖有氧氧化 磷酸戊糖途径(HMP),3.1.2糖的无氧分解代谢,1、概念:糖的无氧分解代谢又称无氧氧化或糖酵解，是指在不需氧的条件下，体内组织细胞中的葡萄糖或糖原分解为丙酮酸并释放少量能量的过程，糖酵解可用EMP表示。 2、反应部位:在细胞液中进行。,生物化学糖代谢,3.1.2.1糖酵解反应过程 关键酶：已糖激酶或葡萄糖激酶（肝） 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶 第一阶段：己糖磷酸化生成1,6-二磷酸果糖 (1)6-磷酸葡萄糖的生成,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,（2）6-磷

3、酸果糖的生成,生物化学糖代谢,（3）1,6-二磷酸果糖的生成,生物化学糖代谢,第一阶段特点: 通过磷酸化使糖活化，消耗ATP。 由1mol葡萄糖转化为1mol1,6二磷酸果糖共消耗2molATP； 若由淀粉或糖原的1mol葡萄糖单位生成1mol1,6二磷酸果糖，消耗1molATP。 这个阶段的主要变化是磷酸化及异构化，经磷酸化的糖不能透过细胞膜，可防止糖渗出细胞膜。,生物化学糖代谢,第二阶段：磷酸丙糖的生成 （4）1,6-二磷酸果糖经醛缩酶催化,生物化学糖代谢,（5）3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮互相转变,第二阶段的特点是糖的实质性降解的过程,由六碳糖转化为三碳糖,生物化学糖代谢,第三阶段：丙酮

4、酸生成 （6）3-磷酸甘油醛脱氢氧化生成1,3-二磷酸甘油酸,这是糖酵解过程中唯一的氧化反应，此反应脱下的氢在无氧的情况下可用于丙酮酸的加氢还原（发酵）。,生物化学糖代谢,（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸,这是糖无氧分解过程中第一次通过底物水平磷酸化生成ATP。,生物化学糖代谢,（8）3-磷酸甘油酸形成2-磷酸甘油酸,生物化学糖代谢,（9）2-磷酸甘油酸生成磷酸烯醇式丙酮酸,引起分子内能量重新分配，生成含有高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸。,生物化学糖代谢,（10）磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸,生物化学糖代谢,这是糖无氧分解过程中第二次底物水平磷酸化生成ATP。此反应不可逆，这是糖酵解

5、中的第三个限速反应步骤。烯醇式丙酮酸不稳定，可经分子重排转变为丙酮酸。,生物化学糖代谢,3.1.2.2发酵 糖在无氧条件下，分解为丙酮酸，丙酮酸再被还原为乳酸或乙醇的过程叫做发酵。,（1）乳酸发酵,生物化学糖代谢,（2）乙醇发酵,生物化学糖代谢,动物体内不存在乙醇的发酵。高等植物在缺氧条件下能进行乙醇发酵，如水果、蔬菜等在贮藏过程中乙醇发酵强烈会造成霉烂。微生物进行的乙醇发酵较为普遍，乙醇发酵在食品工业中起着关键性作用。,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,总结：,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.1.3糖的无氧代谢

6、的生理意义 糖酵解是机体在缺氧情况下迅速获得能量以供急需的有效方式。 氧供应充足的条件下，有少数组织细胞，所需能量仍由糖无氧分解过程中底物水平磷酸化产生的ATP提供。 糖的无氧氧化是糖氧化的必经途径。在有氧的情况下，丙酮酸可进一步氧化成二氧化碳和水。 提供少量还原态氢。1mol葡萄糖经酵解过程产生的2mol氢可用于其他物质的合成。,生物化学糖代谢,3.2糖的有氧分解代谢 概念：糖在有氧的条件下，彻底分解成H2O和CO2，同时释放出能量的过程。,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,（二）三羧酸循环 1、反应过程,（1）柠檬酸生成,生物化学糖代谢,（2）柠檬酸转变为异柠檬酸,生物化学糖代谢,（3）异柠

7、檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸,生物化学糖代谢,（4） -酮戊二酸 氧化脱羧生成琥珀酰CoA,生物化学糖代谢,（5）琥珀酰CoA转变成琥珀酸,生物化学糖代谢,（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸,生物化学糖代谢,（7）延胡索酸水化生成苹果酸,生物化学糖代谢,（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸,生物化学糖代谢,三羧酸循环图,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,二、有氧氧化生成的ATP,生物化学糖代谢,葡萄糖有氧氧化产生ATP统计,生物化学糖代谢,3-磷酸甘油穿梭,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,苹果酸-天门冬氨酸穿梭,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.3电子传递链和氧化磷酸化,生物氧化：在生命活动中

8、，营养物质在生物体细胞内氧化分解成水和二氧化碳，关释放能量的过程。 生物氧化的方式：脱氢、加氧、失电子,生物化学糖代谢,生物氧化的特点： 1、生物氧化是在酶的催化作用下进行的，反应条件温和。 2、生物氧化是经一系列连续的化学反应逐步进行的，能量也是逐步释放的，这样就不会因为氧化过程中能量的骤然释放而损害机体，同时又可使释放出的能量得到有效利用。 3、生物氧化过程中所释放的能量通常都先贮存在高能化合物中，主要是ATP中，通过ATP再供给机体生命活动的需要。,生物化学糖代谢,生物氧化反应的部位：线粒体、内质网、微粒体、过氧化酶体。 生物氧化的意义：供给机体能量，进行正常生理生化活动，转化有害废物。

9、,生物化学糖代谢,3.3.1电子传递链的组成,呼吸链：在生物氧化过程中，代谢物上脱下的两个氢原子经过一系列按一定顺序排列的递氢和递电子体的传递，最终传递给氧生成水。,生物化学糖代谢,电子传递链的组成：,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.3.2线粒体中主要的电子传递链,生物化学糖

10、代谢,生物化学糖代谢,3.3.2线粒体中主要的电子传递链,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.3.2线粒体中主要的电子传递链,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.3.3氧化磷酸化,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,总结：,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,氧化磷酸化解偶联及电子传递抑制剂 1、氧化磷酸化解偶联,生物化学糖代谢,2、抑制剂,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,呼吸链抑制剂、解偶联剂抑制的作用部位,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.4磷酸戊糖途径,磷酸戊糖途径又叫磷酸已糖旁路，用HMP表示。 反应过程在胞液中进行,生物化学糖

11、代谢,3.4.1磷酸戊糖途径的反应过程 1、氧化阶段：分三步反应,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,2、非氧化阶段,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.4.2磷酸戊糖途径的生理意义,磷酸戊糖途径是体内利用葡萄糖生成5磷酸核糖的唯一途径。为体内核酸的合成提供了原料。 NADPH的生成及功用：磷酸戊糖途径的另一重要的生理意义是提供细胞代谢所需的NADPH。,生物化学糖代谢,NADPH的功用： （1）细胞内脂肪酸及胆固醇等物质的生物合成中都需要NADPH作为供氢体，因而在脂类及固醇合成旺盛的组织中，其磷酸戊糖途径都比较活跃。 （2）NAD

12、PH是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对于维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量具有重要作用。从而保护含巯基的酶和膜蛋白免受氧化剂的损害，对维持红细胞膜完整性有重要作用。 （3）NADPH参与肝内的生物转化反应。,生物化学糖代谢,通过磷酸戊糖途径中的转酮基及转醛醇基反应，使丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖在体内得以互相转变。,生物化学糖代谢,3.5糖异生作用,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.6糖原的代谢,3.6.1糖原的合成代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,生物

13、化学糖代谢,3、注意点： （1）耗能过程 （2）关键酶：糖原合酶 （3）UDPG是葡萄糖的活性形式,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,3.6.2糖原的分解代谢,生物化学糖代谢,生物化学糖代谢,糖原分解示意图,生物化学糖代谢,3.6.3糖原代谢的调节,生物化学糖代谢,3.6.4血糖及血糖的调节,1、血糖的来源和去路,生物化学糖代谢,2、血糖浓度的调节,胰岛素： 促进肌肉、脂肪组织细胞转运葡萄糖进入细胞内 促进肝、肌肉的糖原合成及糖有氧氧化 抑制糖异生作用 促进糖转变为脂肪,胰高血糖素： 抑制肝糖原合成、促进肝糖原分解 促进糖异生作用,生物化学糖代谢,肾上腺素： 促进肝糖原合成 促进肌糖原分解 促进糖异生作用,糖皮质激素： 促进糖异生作用 促进肝外组织蛋白质分解，生成氨基酸,生长素： 促进糖异生作用