第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)新陳代謝概述新陳代謝概述提問(wèn)提問(wèn)：什么是新陳代謝？什么是新陳代謝？新的來(lái)，舊的去新的來(lái)，舊的去花開(kāi)花落、四季輪回、花開(kāi)花落、四季輪回、“長(zhǎng)江后浪推前浪，長(zhǎng)江后浪推前浪，一代新人換舊人一代新人換舊人”生化定義生化定義泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量交換的過(guò)程。與能量交換的過(guò)程。是生物體是生物體物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝與與能量代謝能量代謝的有機(jī)的有機(jī)統(tǒng)一統(tǒng)一。第1頁(yè)/共60頁(yè)合成合成代謝代謝（同同化作用）化作用）分解分解代謝代謝（異異化作用）化作用） 物質(zhì)代謝與能量代謝的統(tǒng)一物質(zhì)代謝與能量代謝的統(tǒng)一生物小分子合成生物大分子生物小

2、分子合成生物大分子需要能量需要能量釋放能量釋放能量生物大分子分解為生物小分子生物大分子分解為生物小分子二者相輔相成，研究物質(zhì)代謝就是研究能量代謝二者相輔相成，研究物質(zhì)代謝就是研究能量代謝第2頁(yè)/共60頁(yè)1.2 1.2 新陳代謝的共性新陳代謝的共性生物雖然形貌各異，習(xí)性萬(wàn)千，但體內(nèi)的新陳代謝卻有著許多相同之處。提問(wèn)：為什么具有許多相同之處呢？提問(wèn)：為什么具有許多相同之處呢？共同的祖先！共同的祖先！A. 代謝代謝途徑相似途徑相似大同大同各類生物的物質(zhì)的代謝途徑十分相似小異也有偏向低等的厭氧生物尚沒(méi)有發(fā)展出好氧代謝途徑，而高等生物包括好氧細(xì)菌都發(fā)展出了 ，但同時(shí)保存了厭氧代謝途徑。第3頁(yè)/共60頁(yè)C

3、. 與環(huán)境相適應(yīng)，與環(huán)境相適應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)；自動(dòng)調(diào)節(jié)；通過(guò)通過(guò)酶活性調(diào)節(jié)酶活性調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。第4頁(yè)/共60頁(yè)重點(diǎn)掌握內(nèi)容重點(diǎn)掌握內(nèi)容1.1.各類物質(zhì)代謝的各類物質(zhì)代謝的基本反應(yīng)途徑、基本反應(yīng)途徑、關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶、主要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、重要、主要調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、重要生理意義生理意義。2.2.各類物質(zhì)代謝的各類物質(zhì)代謝的相互聯(lián)系相互聯(lián)系3.3.代謝異常與疾病的關(guān)系代謝異常與疾病的關(guān)系第5頁(yè)/共60頁(yè)第6頁(yè)/共60頁(yè)第7頁(yè)/共60頁(yè)第8頁(yè)/共60頁(yè)糖代謝總圖儲(chǔ)存性糖類儲(chǔ)存性糖類（糖原、淀粉等）（糖原、淀粉等）葡糖葡糖-6-磷酸磷酸甘露糖甘露糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乳酸、乙醇乳酸

4、、乙醇乙酰輔酶乙酰輔酶AATPCO2+H2O戊糖磷酸戊糖磷酸核糖核糖CO2+H2O各種脂類各種脂類其他生糖物質(zhì)其他生糖物質(zhì)生糖氨基酸生糖氨基酸重點(diǎn)第9頁(yè)/共60頁(yè)丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖“糖酵解糖酵解”不需氧不需氧“磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑”需氧需氧有氧情況有氧情況缺氧情況缺氧情況好氧好氧生物生物厭氧厭氧生物生物“三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)” CO2 + + H2O“乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵”乳酸乳酸“乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇乳酸或乙醇 CO2 + + H2O重點(diǎn)第10頁(yè)/共60頁(yè)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) G G 2丙酮酸丙酮酸 + 2NADH + 2ATP丙酮酸丙酮酸

5、第11頁(yè)/共60頁(yè) 葡萄糖葡萄糖 糖原糖原（淀粉）（淀粉） ATP 己糖激酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖變位酶 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖 異構(gòu)酶 6-磷酸果糖磷酸果糖 ATP 磷酸果糖激酶 16二磷酸果糖二磷酸果糖 醛縮酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮活化G= -7.5kcal/mol(不可逆不可逆)異構(gòu)G= -0.6kcal/mol(可逆可逆)二次活化G= -5.0kcal/mol(不可逆不可逆)裂解G= -0.3kcal/mol(可逆可逆) 磷酸化酶 磷酸ADPADP1第12頁(yè)/共60頁(yè)23-磷磷酸酸甘甘油油醛醛 磷磷酸酸二二羥羥丙丙酮酮 NAD+

6、 磷酸丙糖異構(gòu)酶2 3-磷酸甘油醛脫氫酶 NADH H1.3-二二磷磷酸酸甘甘油油酸酸 ADP 2 3-磷磷酸酸甘甘油油酸酸 2 磷酸甘油酸變位酶 H20 磷磷酸酸 ADP ATP2-磷磷酸酸甘甘油油酸酸 2 烯烯醇醇式式丙丙酮酮酸酸 烯醇化酶 丙酮酸激酶 異構(gòu)G= -0.6kcal/mol(可可逆逆)磷酸甘油酸激酶 ATP氧化磷酸化G= -0.4kcal/mol(可可逆逆)產(chǎn)能 1G= +0.3kcal/mol(可可逆逆) 產(chǎn)能 2G= -4.0kcal/mol (不不可可逆逆)異構(gòu) 脫水G= +0.2kcal/mol G=-0.8kcal/mol(可可逆逆) （可可逆逆）2 丙丙酮酮酸酸P

7、i第13頁(yè)/共60頁(yè)P(yáng)3PPOOHOHCH2CH2OO12546CH2OCOH2COHP磷酸二羥丙磷酸二羥丙酮酮123+OOHOHCH2CH2OHOPP異構(gòu)6-磷酸果糖磷酸果糖HCOHCOHH2COP564磷酸甘油醛磷酸甘油醛PPCOHCOHH2COO1，3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸PCOH2CCOO HOHH2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸COCH2COO HP磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸COCH3OOHC丙酮酸丙酮酸6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖OOHCH2OPPGG葡萄糖葡萄糖活化裂解脫氫異構(gòu)PPOOHOHCH2CH2OOP1，6-二磷二磷酸果糖酸

8、果糖活化產(chǎn)能脫水異構(gòu)產(chǎn)能HHOH第14頁(yè)/共60頁(yè)磷酸烯醇磷酸烯醇 式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶ADP ATP共共三三步不可逆反應(yīng)！步不可逆反應(yīng)！反應(yīng)總體不能全部逆轉(zhuǎn)反應(yīng)總體不能全部逆轉(zhuǎn)。產(chǎn)能步驟：產(chǎn)能步驟：3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ 3-磷酸甘油醛脫氫酶 NADH H1.3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 ADP 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶 ATP3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油酸激酶第15頁(yè)/共60頁(yè)2() + + 2() - - 1() - - 1() = 2ATPG G為起始物為起始物胞內(nèi)多糖為起始物胞內(nèi)多糖為起始物2() + + 2() - - 1() = 3ATP有氧

9、情況有氧情況缺氧情況缺氧情況“三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)”“乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)” CO2 + + H2O“乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵”、“乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵”乳酸或乙醇乳酸或乙醇丙酮酸其他單糖通過(guò)轉(zhuǎn)化為糖酵解中間產(chǎn)物形式進(jìn)入糖酵解。其他單糖通過(guò)轉(zhuǎn)化為糖酵解中間產(chǎn)物形式進(jìn)入糖酵解。第16頁(yè)/共60頁(yè)COOHCOCH3CO2HCOCH3NADH + HNAD+CH3CH2OH丙酮酸脫羧酶+ TPP乙醇脫氫酶 乙醇第17頁(yè)/共60頁(yè)COOHCOCH3NADH + HNAD+CH3CHOHCOOH提問(wèn)提問(wèn)：發(fā)酵不產(chǎn)生能量，其生物意義何在呢？：發(fā)酵不產(chǎn)生能量，其生物意義何在呢？答案：答案：消耗糖酵解脫下的消耗糖酵解脫下

10、的 H H，保持細(xì)胞內(nèi)的保持細(xì)胞內(nèi)的pHpH穩(wěn)定穩(wěn)定。第18頁(yè)/共60頁(yè) 葡萄糖葡萄糖 2乳酸乳酸 + 2ATP 糖原糖原（葡萄糖）（葡萄糖） 2乳酸乳酸 + 3ATP Go= 47Kcal/mol Go= 44Kcal/mol每生成每生成1ATP1ATP固定了能量固定了能量 葡萄糖葡萄糖 獲能效率獲能效率 231% 糖原糖原 獲能效率獲能效率 349.7%葡萄糖葡萄糖 CO2 H2OGo= 686Kcal/mol葡萄糖葡萄糖 獲能效率獲能效率 2.1% 糖原糖原 獲能效率獲能效率 3.1% 第19頁(yè)/共60頁(yè)第20頁(yè)/共60頁(yè)第21頁(yè)/共60頁(yè)第22頁(yè)/共60頁(yè)第23頁(yè)/共60頁(yè)第24頁(yè)/共

11、60頁(yè)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)第25頁(yè)/共60頁(yè)線粒體膜線粒體膜第三個(gè)碳以第三個(gè)碳以COCO2 2形式失去形式失去四碳二羧酸四碳二羧酸第二個(gè)碳以第二個(gè)碳以COCO2 2形式失去形式失去三羧酸三羧酸？循環(huán)循環(huán)？五碳二羧酸五碳二羧酸基質(zhì)中基質(zhì)中丙酮酸丙酮酸基質(zhì)中基質(zhì)中六碳三羧酸六碳三羧酸三種羧酸！三種羧酸！草酰乙酸打循環(huán)！草酰乙酸打循環(huán)！第一個(gè)碳以第一個(gè)碳以COCO2 2形式失去形式失去重新加入到草酰乙酸庫(kù)重新加入到草酰乙酸庫(kù)第26頁(yè)/共60頁(yè) (4)(7)(8)(10)CH3COCOOHNAD+NADH + H+CoASHCO2CH3COSCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH

12、2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH + H+COSCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2 OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2+CoASHH 2 OCoASHCO2丙酮酸乙酰 CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)檸檬酸異檸檬酸草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酰 CoA琥珀酸延胡索酸L-蘋果酸草酰乙酸H O2(1) 丙酮酸脫氫酶

13、復(fù)合體(2) 檸檬酸合成酶(3) 順烏頭酸酶(4)(5)異檸檬酸脫氫酶(6) -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(7) 琥珀酰CoA合成酶(8) 琥珀酸脫氫酶(9) 延胡索酸酶(10)L-蘋果酸脫氫酶產(chǎn)能步驟產(chǎn)能步驟2NAD(P)H1FADH21GTP(1)(6)-產(chǎn)能產(chǎn)能脫碳脫碳2NADH + 2 CO2(5)-脫碳脫碳-1CO2 3步步不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)第27頁(yè)/共60頁(yè). .丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體E2E3E1三種酶60條肽鏈形成的復(fù)合體CO2CH3OCOOCTPPCH3CHOHTPPS(CH2)4COOSOCH3CS(CH2)4COOSH-SH(CH2)4COOSH-FADH2FAD

14、NADNADH+H+SCoACH3CSCoAOHH乙酰二氫硫辛酸硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸丙酮酸乙酰CoA 第28頁(yè)/共60頁(yè). .總反應(yīng)方程式總反應(yīng)方程式 + 4NAD(P)+ +FAD+GDP+Pi+3H2O 3CO2 +4NAD(P)H +4H+ +FADH2+GTP4NAD(P)H +4H+ 12ATP 4H2OFADH2 2ATP 1H2O ADP ATP - 3H2O GTP GDP 1ATP 1H2O 2H2O氧化磷酸化作用氧化磷酸化作用O2COOHCOCH3第29頁(yè)/共60頁(yè)第30頁(yè)/共60頁(yè). .+ +的效率的效率糖酵解糖酵解 2ATP+2NADH+2H+ =2+23= ATP三

15、羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán) ATP+6CO2+4H2O 儲(chǔ)能效率儲(chǔ)能效率42%比世界上任何一部熱機(jī)的效率都高！比世界上任何一部熱機(jī)的效率都高！提問(wèn)提問(wèn)：其余能量何處去？：其余能量何處去？答案答案：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失。：以熱量形式。一部分維持體溫，一部分散失。第31頁(yè)/共60頁(yè). .生物意義生物意義三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)是各種好氧生物體內(nèi)是各種好氧生物體內(nèi)最主要的產(chǎn)最主要的產(chǎn)能途徑能途徑！ 也是脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途也是脂類、蛋白質(zhì)徹底分解的共同途徑徑！異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)乙酰乙

16、酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)焚燒爐焚燒爐中間酸是合成其他化合物的碳骨架中間酸是合成其他化合物的碳骨架百寶庫(kù)百寶庫(kù)。例如例如 草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸、天冬酰胺等等天冬氨酸、天冬酰胺等等 -酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 其他

17、氨基酸其他氨基酸 琥珀酰琥珀酰CoA 血紅素血紅素既是既是“焚燒爐又是百寶庫(kù)焚燒爐又是百寶庫(kù)”第32頁(yè)/共60頁(yè)第33頁(yè)/共60頁(yè)第34頁(yè)/共60頁(yè)第35頁(yè)/共60頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 磷酸戊糖途徑（磷酸己糖磷酸戊糖途徑（磷酸己糖支路）支路）2磷酸戊磷酸戊糖途徑糖途徑細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞質(zhì)中磷酸戊糖磷酸戊糖磷酸戊糖為磷酸戊糖為代表性中間產(chǎn)物代表性中間產(chǎn)物。支路支路糖酵解在磷酸己糖處糖酵解在磷酸己糖處分生出的新途徑分生出的新途徑。第36頁(yè)/共60頁(yè)A.過(guò)程過(guò)程5-磷酸核糖核糖5-磷酸木酮糖木酮糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖酵解糖酵解6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸酸 NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖

18、 NADP+NADPH+H+CO2 27 7-磷酸景天酮糖景天酮糖3-磷酸甘油醛甘油醛6 6-磷酸果糖酸果糖4-磷酸赤蘚糖赤蘚糖3-磷酸甘油醛甘油醛 氧化階段氧化階段(脫碳產(chǎn)能脫碳產(chǎn)能)非氧化階段非氧化階段(重組重組)C5C5C3C7C6C4C3C6+C3C7+C5C42NADPH生物氧化生物氧化O26ATP + 2H2O6(6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+36ATP葡萄糖葡萄糖+O2 6CO2+6H2O+30ATP(66-6(活化活化)5(6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖)第37頁(yè)/共60頁(yè)B.B.生物意義生物意義 （一）（一）磷酸核糖用于磷酸

19、核糖用于DNADNA、RNARNA的合成；的合成；（二）（二）NADPHNADPH作為供氫體參與反應(yīng)作為供氫體參與反應(yīng) 1.1.為多種物質(zhì)的合成提供為多種物質(zhì)的合成提供H H 2. 2.參與體內(nèi)羥化參與體內(nèi)羥化 反應(yīng)反應(yīng) 3.3.維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)（三）各種單糖用于合成各類多糖；（三）各種單糖用于合成各類多糖；第38頁(yè)/共60頁(yè)胞外胞外水解水解酶酶（淀粉酶、寡糖酶）（淀粉酶、寡糖酶）B.胞內(nèi)降解胞內(nèi)降解磷酸化磷酸化酶酶活化、水解活化、水解轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移酶酶 脫枝脫枝酶酶斷支鏈斷支鏈磷酸化磷酸化酶酶活化、水解活化、水解單糖單糖主要是葡萄糖第39頁(yè)/共60頁(yè)糖原的形成糖原的形成

20、葡 萄糖ATP ADP葡 糖-6-磷 酸 葡 糖磷 酸 變位 酶葡 糖-1-磷 酸UDP焦磷 酸 化酶UTPPPiUDPG 糖 原合 成 酶R引 物UDPATPADPR- -1，4葡 萄糖鏈分支 酶糖原R-小段 葡 萄 糖多 糖鏈第40頁(yè)/共60頁(yè)第41頁(yè)/共60頁(yè)去分枝酶 + H3PO41 G-1-P糖原核心糖原核心磷酸化酶+ H3PO4G-1-P去單糖降解去單糖降解轉(zhuǎn)移酶糖原核心糖原核心第42頁(yè)/共60頁(yè)7 77 7磷酸化酶磷酸化酶(別構(gòu)酶別構(gòu)酶) ATP抑制抑制-AMP激活激活 + H3PO4葡萄糖葡萄糖1，4糖苷鍵糖苷鍵葡萄糖葡萄糖1，6糖苷鍵糖苷鍵糖原核心糖原核心糖原核心糖原核心 G

21、-1-P +第43頁(yè)/共60頁(yè)第44頁(yè)/共60頁(yè)糖酵解糖酵解7 7步可逆步驟步可逆步驟 + + 3 3特異反應(yīng)特異反應(yīng)A.A.植物的光合作用植物的光合作用在植物葉綠體中，在光能驅(qū)動(dòng)下在植物葉綠體中，在光能驅(qū)動(dòng)下CO2與與H2O合成葡萄糖，放出氧氣的過(guò)程。合成葡萄糖，放出氧氣的過(guò)程。B.B.動(dòng)物的糖異生動(dòng)物的糖異生異生異生非糖非糖物質(zhì)物質(zhì)合成合成糖原。糖原。部位：部位：肝臟肝臟 a.過(guò)程過(guò)程第45頁(yè)/共60頁(yè)3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛 磷磷酸酸二二羥羥丙丙酮酮 NAD+ 磷酸丙糖異構(gòu)酶2 3-磷酸甘油醛脫氫酶 NADH H1.3-二二磷磷酸酸甘甘油油酸酸 ADP 2 3-磷磷酸酸甘甘油油酸酸 2

22、磷酸甘油酸變位酶 H20 磷磷酸酸 ADP ATP2-磷磷酸酸甘甘油油酸酸 2 烯烯醇醇式式丙丙酮酮酸酸 烯醇化酶 丙酮酸激酶 異構(gòu)G= -0.6kcal/mol(可可逆逆)磷酸甘油酸激酶 ATP氧化磷酸化G= -0.4kcal/mol(可可逆逆)產(chǎn)能 1G= +0.3kcal/mol(可可逆逆) 產(chǎn)能 2G= -4.0kcal/mol (不不可可逆逆)異構(gòu) 脫水G= +0.2kcal/mol G=-0.8kcal/mol(可可逆逆) （可可逆逆）2 丙丙酮酮酸酸第第1步步丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸提問(wèn)提問(wèn)：如何進(jìn)行？：如何進(jìn)行？答案：答案：提供更多的活化能量。提供更多的活化能量。第46頁(yè)/共60頁(yè)草酰乙酸丙酮酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶烯醇丙酮酸磷酸羧化酶烯醇丙酮酸磷酸羧化酶磷酸磷酸烯醇烯醇式丙式丙酮酸酮酸提問(wèn)提問(wèn)：這里這里的作用是什么的作用是什么？能量載體能量載體合成的合成的草酰乙酸新草酰乙酸新COOH中儲(chǔ)存了中儲(chǔ)存了ATP水解的鍵