糖代謝—糖酵解ppt課件

1、第七章第七章 糖代謝糖代謝 本章重點(diǎn)和考核知識(shí)點(diǎn)：本章重點(diǎn)和考核知識(shí)點(diǎn)： 1、幾個(gè)概念：糖異生作用、回補(bǔ)反響、糖酵解、三羧酸循環(huán)、幾個(gè)概念：糖異生作用、回補(bǔ)反響、糖酵解、三羧酸循環(huán) 、 酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵。酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵。 2、兩個(gè)代謝途徑過(guò)程：糖酵解、三羧酸循環(huán)。、兩個(gè)代謝途徑過(guò)程：糖酵解、三羧酸循環(huán)。 3、三個(gè)重要代謝途徑的生物學(xué)意義。、三個(gè)重要代謝途徑的生物學(xué)意義。 糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑。糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑。 4、糖酵解、三羧酸循環(huán)過(guò)程中的脫氫、脫羧反響、糖酵解、三羧酸循環(huán)過(guò)程中的脫氫、脫羧反響 及及ATP的生的生 成部位。成部位。 5、糖酵解和三羧酸循環(huán)的

2、、糖酵解和三羧酸循環(huán)的ATP能量計(jì)算能量計(jì)算 。 6、糖酵解的調(diào)理控制。、糖酵解的調(diào)理控制。 7、丙酮酸脫氫酶系的組成成分及乙酰、丙酮酸脫氫酶系的組成成分及乙酰CoA的構(gòu)成過(guò)程的構(gòu)成過(guò)程 。 8、尿苷二磷酸葡萄糖、尿苷二磷酸葡萄糖UDPG的生成與作用的生成與作用 。 9、簡(jiǎn)單運(yùn)用：、簡(jiǎn)單運(yùn)用： (1) 闡明淀粉中加酵母菌產(chǎn)生乙醇的反響機(jī)理。闡明淀粉中加酵母菌產(chǎn)生乙醇的反響機(jī)理。 (2) 勞累過(guò)度會(huì)產(chǎn)生肌肉酸痛的緣由。勞累過(guò)度會(huì)產(chǎn)生肌肉酸痛的緣由。 一、新陳代謝的概念一、新陳代謝的概念 新陳代謝新陳代謝metabolism是生命最根本的特征是生命最根本的特征 之一，泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)展物質(zhì)交換

3、、能量之一，泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)展物質(zhì)交換、能量 交換的過(guò)程。生物一方面不斷地從周圍環(huán)境中攝交換的過(guò)程。生物一方面不斷地從周圍環(huán)境中攝 取能量和物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列生物反響轉(zhuǎn)變本錢(qián)身取能量和物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列生物反響轉(zhuǎn)變本錢(qián)身 組織成分，即所謂同化作用組織成分，即所謂同化作用assimilation；另；另 一方面，將原有的組成成份經(jīng)過(guò)一系列的生化反一方面，將原有的組成成份經(jīng)過(guò)一系列的生化反 響，分解為簡(jiǎn)單成分重新利用或排出體外，即所響，分解為簡(jiǎn)單成分重新利用或排出體外，即所 謂異化作用謂異化作用dissimilation ，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程不，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程不 斷地進(jìn)展自我更新。斷地進(jìn)展自我更新。 特點(diǎn)

4、：特異、有序、高度順應(yīng)和靈敏調(diào)理特點(diǎn)：特異、有序、高度順應(yīng)和靈敏調(diào)理 、代謝途徑逐漸進(jìn)展、代謝途徑逐漸進(jìn)展 新陳代謝的概念及內(nèi)涵新陳代謝的概念及內(nèi)涵 小分子小分子 大分子大分子 合成代謝同化作用合成代謝同化作用 需求能量需求能量 釋放能量釋放能量 分解代謝異化作用分解代謝異化作用 大分子大分子 小分子小分子 物物 質(zhì)質(zhì) 代代 謝謝 能能 量量 代代 謝謝 新新 陳陳 代代 謝謝 第一節(jié)第一節(jié) 多糖的酶促降解多糖的酶促降解 多糖及寡糖多糖及寡糖單糖單糖分解代謝途徑分解代謝途徑 水解酶類水解酶類 一 、多糖及寡糖的降解 一一 、多糖及寡糖的降解、多糖及寡糖的降解 1 、淀粉水解、淀粉水解 1-淀粉

5、酶液化型淀粉酶淀粉酶液化型淀粉酶 隨機(jī)水解隨機(jī)水解-1，4-糖苷鍵。糖苷鍵。 產(chǎn)物：葡萄糖、麥芽糖和糊精的混合物。產(chǎn)物：葡萄糖、麥芽糖和糊精的混合物。 2-淀粉酶糖化酶淀粉酶糖化酶 水解水解-1，4-糖苷鍵，從非復(fù)原端開(kāi)場(chǎng)依次切下兩個(gè)糖苷鍵，從非復(fù)原端開(kāi)場(chǎng)依次切下兩個(gè) 葡萄糖單位。葡萄糖單位。 產(chǎn)物：直鏈淀粉：麥芽糖，支鏈淀粉：麥芽糖、極產(chǎn)物：直鏈淀粉：麥芽糖，支鏈淀粉：麥芽糖、極 限糊精。限糊精。 3 、寡糖的降解、寡糖的降解 麥芽糖麥芽糖2 -2 -葡萄糖葡萄糖 麥芽糖酶麥芽糖酶 蔗蔗 糖糖-葡萄糖葡萄糖 + - + -果糖果糖 蔗糖酶蔗糖酶 乳乳 糖糖-葡萄糖葡萄糖 + -半乳糖半乳糖

6、乳糖酶乳糖酶 二二 、糖的的來(lái)源和去路、糖的的來(lái)源和去路 食物中的糖食物中的糖 肝糖原肝糖原 非糖物質(zhì)非糖物質(zhì) 消化吸收消化吸收 分解分解 糖異生糖異生 來(lái)源來(lái)源 血糖血糖 CO2、H2O、ATP 糖原糖原 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 去路去路 氧化分解氧化分解 合成合成 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 第二節(jié)第二節(jié) 葡萄糖的分解代謝葡萄糖的分解代謝 1、無(wú)氧分解、無(wú)氧分解 指少數(shù)生物或生物的某些組織在缺氧的條件下，糖分解指少數(shù)生物或生物的某些組織在缺氧的條件下，糖分解 并釋放能量，但分解不完全，釋放的能量也大大少于糖并釋放能量，但分解不完全，釋放的能量也大大少于糖 的有氧氧化。的有氧氧化。 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮

7、酸 EMP 乳酸乳酸 無(wú)氧無(wú)氧 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 EMP 乙醇乙醇 無(wú)氧無(wú)氧 酵解：酵解： 發(fā)酵：發(fā)酵： 2、有氧分解、有氧分解 糖的有氧分解是無(wú)氧分解的繼續(xù)，指糖在有氧存在下，徹糖的有氧分解是無(wú)氧分解的繼續(xù)，指糖在有氧存在下，徹 底分解成底分解成CO2和和H2O，同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。，同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 EMPTCA CO2 + H2O 糖的有氧氧化與無(wú)氧氧化的主要區(qū)別在于：有氧氧化以糖的有氧氧化與無(wú)氧氧化的主要區(qū)別在于：有氧氧化以 O2作為最終氫受體，而無(wú)氧氧化以中間代謝物為氫受體。作為最終氫受體，而無(wú)氧氧化以中間代謝物為氫受體。 磷酸戊糖途

8、徑磷酸戊糖途徑 G G-6-P - - - G G-6-P - - - 丙酮酸丙酮酸 乙酰輔酶乙酰輔酶A A TCATCA CO2+H2O CO2+H2O 糖原糖原 G-1-P G-1-P 乳酸乳酸 、乙醇、乙醇 NADH+ATPNADH+ATP 胞液胞液 糖酵解糖酵解 線粒體線粒體 呼吸鏈呼吸鏈 有氧氧化有氧氧化 一、糖酵解途徑一、糖酵解途徑EMP途徑途徑 從葡萄糖開(kāi)場(chǎng)，酵解全過(guò)程共有從葡萄糖開(kāi)場(chǎng)，酵解全過(guò)程共有1010步反響整個(gè)過(guò)程需步反響整個(gè)過(guò)程需 求胞液中求胞液中1010種酶催化。種酶催化。 整個(gè)過(guò)程可分為三階段：整個(gè)過(guò)程可分為三階段： 葡萄糖葡萄糖 1 1，6-6- 2P-2P-果糖

9、果糖 1 1，6-2P-6-2P-果糖果糖 2 2 磷磷 酸丙糖酸丙糖 磷酸丙糖磷酸丙糖 丙酮酸丙酮酸 1 1 可以催化可以催化ATPATP的磷酰化反響的酶都稱為激酶。這是的磷?；错懙拿付挤Q為激酶。這是 一個(gè)耗能反響，耗費(fèi)一個(gè)耗能反響，耗費(fèi)1 1分子分子ATPATP。 、 葡萄糖葡萄糖G G磷酸化構(gòu)成磷酸化構(gòu)成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖G-6-PG-6-P 己糖磷酸激酶己糖磷酸激酶 、 G-6-P G-6-P 轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成 6-P- 6-P-果糖：由磷酸葡萄糖異果糖：由磷酸葡萄糖異 構(gòu)酶催化的同分異構(gòu)化反響構(gòu)酶催化的同分異構(gòu)化反響 磷酸葡萄糖異同構(gòu)酶磷酸葡萄糖異同構(gòu)酶 、6-P-6-P-果

10、糖磷酸化成果糖磷酸化成 1,6-2P- 1,6-2P-果糖，由磷酸果果糖，由磷酸果 糖激酶催化糖激酶催化 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 這是一個(gè)不可逆反響，糖酵解中關(guān)鍵反響步驟，酵 解速度取決于此酶的活性，因此磷酸果糖激酶為糖 酵解途徑中的限速酶。 、 1,6-2P- 1,6-2P-果糖裂解成果糖裂解成 3- 3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮 由醛縮酶催化，使由醛縮酶催化，使C3和和C4之間鍵斷裂，產(chǎn)生兩個(gè)三之間鍵斷裂，產(chǎn)生兩個(gè)三 碳糖。碳糖。 醛縮酶醛縮酶 、 磷酸三碳糖的同分異構(gòu)化磷酸三碳糖的同分異構(gòu)化 磷酸三碳糖中只需磷酸三碳糖中只需3-3-磷酸甘油醛能進(jìn)入酵解途徑，磷酸

11、磷酸甘油醛能進(jìn)入酵解途徑，磷酸 二羥丙酮那么不能，但它可在酶催化下迅速轉(zhuǎn)化為二羥丙酮那么不能，但它可在酶催化下迅速轉(zhuǎn)化為3-3-磷磷 酸甘油醛：酸甘油醛： 磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛甘油醛 上述上述5步反響中，耗費(fèi)了步反響中，耗費(fèi)了2分子分子ATP，產(chǎn)生，產(chǎn)生2分子分子3-磷磷 酸甘油醛，后酸甘油醛，后5步那么為產(chǎn)能階段。步那么為產(chǎn)能階段。 、 3- 3-磷酸甘油醛氧化成磷酸甘油醛氧化成 1,3- 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油醛脫氫酶催化的這個(gè)反響既是氧化反響又磷酸甘油醛脫氫酶催化的這個(gè)反響既是氧化反響又 是磷酸化反響，可被碘乙酸

12、抑制。反響產(chǎn)物是磷酸化反響，可被碘乙酸抑制。反響產(chǎn)物1,3-1,3-二磷二磷 酸甘油酸是一種高能磷酸酯類化合物。酸甘油酸是一種高能磷酸酯類化合物。 、 1 1，3-3-二磷酸甘油酸將磷酰基轉(zhuǎn)給二磷酸甘油酸將磷?；D(zhuǎn)給ADPADP構(gòu)成構(gòu)成3-3-磷酸甘磷酸甘 油油 酸和酸和ATPATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 催化此反響的酶是磷酸甘油酸激酶。催化此反響的酶是磷酸甘油酸激酶。3-3-磷酸甘油醛氧化產(chǎn)生磷酸甘油醛氧化產(chǎn)生 的高能中間物再轉(zhuǎn)化成的高能中間物再轉(zhuǎn)化成3-3-磷酸甘油酸并產(chǎn)生磷酸甘油酸并產(chǎn)生ATPATP，這是酵解過(guò)程中，這是酵解過(guò)程中 第一次產(chǎn)生第一次產(chǎn)生ATPATP的反響，也是底物

13、程度磷酸化反響。由于葡萄糖分的反響，也是底物程度磷酸化反響。由于葡萄糖分 解成解成2 2分子三碳糖，故可產(chǎn)生分子三碳糖，故可產(chǎn)生2 2分子分子ATPATP。 、3-3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 由磷酸甘油酸變位酶催化磷酰基從由磷酸甘油酸變位酶催化磷?；鶑腃3移至移至C2。 凡是催化分子內(nèi)化學(xué)功能基團(tuán)的位置挪動(dòng)的酶凡是催化分子內(nèi)化學(xué)功能基團(tuán)的位置挪動(dòng)的酶 稱為變位酶。稱為變位酶。 磷酸甘油變位酶磷酸甘油變位酶 3-P-甘油酸甘油酸 2-P-甘油酸甘油酸 、 2- 2-磷酸甘油酸脫水構(gòu)成磷酸烯醇式丙酮磷酸甘油酸脫水構(gòu)成磷酸烯醇式丙酮 酸酸 烯醇化酶烯醇化酶 、磷

14、酸烯醇式丙酮酸將磷?；D(zhuǎn)移給、磷酸烯醇式丙酮酸將磷酰基轉(zhuǎn)移給ADP構(gòu)成構(gòu)成ATP 和丙酮酸和丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 這是第二次底物程度磷酸化反響，經(jīng)丙酮酸激酶催化，將磷酸烯醇式這是第二次底物程度磷酸化反響，經(jīng)丙酮酸激酶催化，將磷酸烯醇式 丙酮酸的高能磷酸鍵移到丙酮酸的高能磷酸鍵移到ADP上，構(gòu)成上，構(gòu)成ATP。反響根本不可逆。反響根本不可逆。 葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸 果糖果糖 1,6-1,6-雙磷雙磷 酸果糖酸果糖 3-3-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛 磷酸二磷酸二 羥丙酮羥丙酮 1,3-1,3-二磷二磷 酸甘油酸酸甘油酸 3-3-磷酸磷酸 甘油酸甘油酸

15、NAD+ NAD+ H+NADHH+NADH 2-2-磷酸磷酸 甘油酸甘油酸 磷酸烯醇磷酸烯醇 式丙酮酸式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 糖酵解途徑概貌糖酵解途徑概貌 (1)(1)(2)(2)(3)(3) (4)(4) (5)(5) (6)(6) (7)(7) (8)(8) (9)(9) (10)(10) +ATP+ATP+ATP+ATP -ATP-ATP -ATP-ATP 烯醇式烯醇式 丙酮酸丙酮酸 糖酵解途徑糖酵解途徑EMPEMP途徑小結(jié)：途徑小結(jié)： 1、糖酵解的場(chǎng)所：胞液。、糖酵解的場(chǎng)所：胞液。 2、糖酵解的化學(xué)歷程：、糖酵解的化學(xué)歷程： 葡萄糖葡萄糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖2 3-

16、磷酸甘油醛磷酸甘油醛 2 丙酮酸丙酮酸 兩次磷酸化兩次磷酸化裂解裂解 2ATP 4 ATP 2 NADH + H+ 兩次底物程度兩次底物程度 磷酸化磷酸化 葡萄糖酵解的總反響式為：葡萄糖酵解的總反響式為： 3、三個(gè)不可逆反響和三個(gè)限速酶：、三個(gè)不可逆反響和三個(gè)限速酶： 葡萄糖葡萄糖 6-P-葡萄糖葡萄糖 己糖磷酸激酶己糖磷酸激酶 6-P-果糖果糖1，6-2P-果糖果糖 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 4、能量結(jié)算：、能量結(jié)算： 葡萄糖葡萄糖 6-P-葡萄糖葡萄糖 6-P-果糖果糖 1，6-2P-果糖果糖 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式

17、丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 1，3-2P-甘油酸甘油酸3-P-甘油酸甘油酸 -1 -1 +12 凈生成凈生成 2 ATP 產(chǎn)生或耗費(fèi)產(chǎn)生或耗費(fèi)ATP的量的量產(chǎn)能反響產(chǎn)能反響 +12 1分子葡萄糖降解成分子葡萄糖降解成2分子丙酮酸的過(guò)程中，耗費(fèi)分子丙酮酸的過(guò)程中，耗費(fèi)2分子分子ATP，經(jīng)，經(jīng) 二次底物程度磷酸化，可產(chǎn)生二次底物程度磷酸化，可產(chǎn)生4分子分子ATP，故凈生成，故凈生成2分子分子ATP。 另產(chǎn)生另產(chǎn)生2分子分子NADH + H+。 5、糖酵解的生物學(xué)意義：、糖酵解的生物學(xué)意義： 1、供能：保證組織在缺氧時(shí)提供生命活動(dòng)所需能量的、供能：保證組織在缺氧時(shí)提供生命活動(dòng)所需能量的 補(bǔ)充手段。補(bǔ)充手段

18、。 2. 提供碳骨架：酵解中間產(chǎn)物可參與其他代謝，提供碳骨架：酵解中間產(chǎn)物可參與其他代謝， 例：脂肪合成原料之一例：脂肪合成原料之一 6、EMP途徑中途徑中C原子的變化：原子的變化： CCCCCC 1 2 3 4 5 6 CCCCCC+ 1 2 34 5 6 CH3-CHOH- COOH 1 2 3 HOOC-CHOH-CH3 4 5 6 + CH3-CH2OH + CO2 1 2 3 CO2 + HO CH2-CH3 4 5 6 + 練習(xí)：假設(shè)在練習(xí)：假設(shè)在14C14C標(biāo)志的標(biāo)志的G G中培育酵母，為了保證在發(fā)中培育酵母，為了保證在發(fā) 酵中產(chǎn)生的酵中產(chǎn)生的CO2CO2有放射線的有放射線的14C14C，請(qǐng)問(wèn)，請(qǐng)問(wèn)G G分子的哪個(gè)位置分子的哪個(gè)位置 運(yùn)用運(yùn)用14C14C標(biāo)志？標(biāo)志？ 酵解脫氫反響在胞液中產(chǎn)生的酵解脫氫反響在胞液中產(chǎn)生的2 NADH 的能夠去路：的能夠去路： 1. 缺氧時(shí)：缺氧時(shí)：3-磷酸甘油醛脫氫酶催化產(chǎn)生的磷酸甘油醛脫氫酶催化產(chǎn)生的2分子分子 NADH只能將只能將2H 給給2分子丙酮酸生成分子丙酮酸生成2分子乳酸分子乳酸