1、第四章糖类代谢新陈代谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）小分子成为生物大分子需要能量生物大分子成为小分子释放能量能量代谢物质代谢本章主要内容 生物体内的糖类及其功能 蔗糖与淀粉的生物合成与降解 糖酵解 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 生物氧化一、生物体内的糖类及其功能 单糖：丙糖、丁糖、戊糖、已糖 寡糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖 多糖：淀粉、糖原、纤维素Glucose:G Fructose:F Ribose:R二、蔗糖与淀粉的生物合成与降解核苷酸糖蔗糖的生物合成与降解蔗糖的生物合成有三条途径：1.磷酸蔗糖合成酶途径2.蔗糖合成酶途径3.蔗糖磷酸化酶途径淀粉的生物合成与降解UTP+G-1-P
2、 UDPG+PPiATP+G-1-P ADPG+PPi磷酸蔗糖合成酶途径UDPG+6-磷酸果糖磷酸蔗糖+UDP磷酸蔗糖+H2O蔗糖+Pi蔗糖合成酶途径UDPG+果糖蔗糖+UDP蔗糖磷酸化酶途径1-磷酸葡萄糖+果糖蔗糖+Pi蔗糖合成途径通过蔗糖合成酶途径的逆过程通过蔗糖酶蔗糖+H2O葡萄+果糖蔗糖的降解淀粉合成酶D-酶G-G-G+G-G-GG-G -G-G-G+G直链淀粉的合成支链淀粉的合成Q酶淀粉的降解 淀粉的水解：-淀粉酶、-淀粉酶、R酶（-1，6-糖苷酶）淀粉的磷酸解：磷酸化酶、转移酶、脱枝酶（-1，6-糖苷酶）淀粉-淀粉酶少量葡萄糖、麦芽三糖、-糊精麦芽糖、极限糊精-淀粉酶-淀粉酶-淀粉
3、酶R酶麦芽糖、异麦芽糖麦芽糖酶异麦芽糖酶葡萄糖淀粉的水解单击此处淀粉或糖原的磷酸解脱枝酶的作用三、糖酵解1.糖酵解（EMP）：酶将葡萄糖转变为丙酮酸并伴随ATP产生的过程。2.部位：细胞质葡萄糖丙酮酸EMP3.糖酵解过程可分为二个阶段：第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖葡萄糖（G）转化为6-磷酸葡萄糖（G6P）第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖G6P转化为6-磷酸果糖（F6P）第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖F6P转化为1，6-二磷酸果糖（FBP）第一个阶段：由葡萄糖生成2个三碳糖FBP转化为2个三碳糖，即磷酸二羟丙酮（DHAP）和3-磷酸甘油醛（G3P）E
4、MP第一个阶段：小结第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛的相互转化第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸3-磷酸甘油醛转化为1，3-二磷酸甘油酸第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸1，3-二磷酸甘油酸转化为3-磷酸甘油酸并产生ATP第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸3-磷酸甘油酸转化为2-磷酸甘油酸第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸2-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）第二个阶段：磷酸甘油醛生成丙酮酸PEP转化为丙酮酸并产生ATPEMP第二个阶段小结EMP途径的全过程4.丙酮酸的去向乳酸发酵在无氧条件下，葡萄糖分解为乳酸，并释放出少量能量的过程
5、。乙醇发酵在无氧条件下，葡萄糖分解为乙醇，并释放少量能量的过程G G6P F6P F1，6BPPEP 丙酮酸已糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶酶促进抑制已糖激酶AMPG6PPEP磷酸果糖激酶AMPADP柠檬酸ATP丙酮酸激酶AMPATP5.EMP的调控6.EMP的生物学意义 EMP可产生能量1个G产生：2ATP和2NADH+2H+1个NADH产生能量：真核生物：2ATP原核生物：3ATP1个G产生的能量：6或8ATP EMP的中间产物可进入其它代谢途径7.葡萄糖异生作用 葡萄糖异生作用：非糖物质合成葡萄糖的过程。生化过程：基本上是EMP的逆过程。但是EMP有三步不可逆反应，异生作用必须绕过这三步不
6、可逆反应，所以异生作用并不完全是EMP的逆过程。糖果异生与EMP四、三羧酸循环（TCA）葡萄糖经EMP生成的丙酮酸，在有氧条件下转化为乙酰CoA。乙酰CoA在线粒体内被彻底氧化分解为CO2和H2O，并释放出大量的能量。TCA在线粒体中进行。1.丙酮酸的氧化脱羧产物：乙酰CoA部位：线粒体膜酶：丙酮酸脱氢酶系1)丙酮酸脱氢酶2)二氢硫辛酸转乙酰酶3)二氢硫辛酸脱氢酶4)辅助因子：焦磷酸硫胺素（TPP）、硫辛酸、辅酶A（CoA）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系作用过程单击此处2.三羧酸循的反应历程第一步：缩合反应第二步：脱水加水反应单击此
7、处第三步：氧化脱羧反应第四步：氧化脱羧反应第五步：底物磷酸化反应单击此处第六步：氧化反应第七步：水化反应第八步：氧化反应单击此处三羧酸循环过程单击此处3.三羧酸循环的特点在乙酰CoA与草酰乙酸缩合时，有两个碳原子进入此循环，在以后的脱羧反应中，有两个碳原子以CO2的形式离开此循环。有四对H在四个氧化反应中离开此循环。发生一次底物水平磷酸化，生成一分子的GTP。在循环中消耗了2分子水。NADH和FADH2通过氧化磷酸化可分别生成3分子ATP和2分子ATP。分子氧不直接参加TCA,但无氧时TCA不能进行。4.丙酮酸氧化脱羧和TCA的调控丙酮酸氧化脱羧过程的调控1.产物抑制2.能荷调节三羧酸循环的调
8、控1.柠檬酶合成酶2.异柠檬酸脱氢酶3.-酮戊二酸脱氢酶系5.三羧酸循环的生物学意义 是生物体获得能量的最有效方式 是联系物质代谢的枢纽葡萄糖有氧分解产生的能量五、磷酸戊糖途径（HMP）1.HMP的反应历程2.HMP的主要特点3.HMP 生 理 意 义4.HMP 的 调 控1.HMP的反应历程第一步：生成5-磷酸核酮糖第二步：五碳糖的异构第三步：生成磷酸庚酮糖第四步：生成磷酸果糖第五步：生成6-磷酸果糖1.G6P直接脱氢和脱羧，生成磷酸戊糖；2.脱下的氢被NADP+接受；3.磷酸戊糖经复杂的转化，重新生成磷酸已糖，形成循环途径。2.HMP的主要特点3.HMP生理意义4.HMP 的 调 控在氧化
9、脱羧阶段中，6PG脱氢酶为限速酶，其活性受NADP+/NADPH+H+比例的调节。NADPH+H+对6PG脱氢酶进行反馈抑制调控。在非氧化阶段中，戊糖的转化受控于底物浓度。单糖的分解代谢小结六、生物氧化 1.生物氧化概述：生物氧化：糖、脂肪等有机物质在生物体内氧化分解，产生CO2和H2O，并释放出能量的过程。本质：与燃烧的化学本质相同特点：反应条件温和、能量是由酶催化的一系列反应中逐步释放的部位：线粒体2.线粒体的结构与功能线粒体的结构3.呼吸链 呼吸链：指底物上的氢原子被脱氢酶激活后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系。部位：线粒体内膜 组成：烟酰胺脱氢酶类（以N
10、AD+）、黄素脱氢酶类（以FAD或FMN为辅基）、铁硫蛋白、辅酶Q、细胞色素类 呼吸链类型：NAD呼吸链、FAD呼吸链脱氢酶类 烟酰胺脱氢酶类NAD+2H+2e NADH+H+NADP+2H+2e NADPH+H+黄素脱氢酶类MH2+酶-FMN M+酶-FMNH2MH2+酶-FAD M+酶-FADH2辅酶Q类辅酶Q又称CoQ，其分子结构中的苯醌结构与对苯二酚结构之间相互转变时，起到递氢作用。CoQ+2H CoQH2铁硫蛋白类铁硫蛋白的作用是借铁离子电价的变化而进行电子传递。Fe3+e Fe2+细胞色素类细胞色素（Cyt）是一类以铁卟啉为辅基的色蛋白。其作用是在呼吸链中依靠铁离子可逆的氧化还原反
11、应，起传递电子的作用。Fe3+e Fe2+电子传递链呼吸链复合物I单击此处呼吸链复合物II单击此处呼吸链复合物III单击此处呼吸链复合物IV单击此处4.氧化磷酸化 氧化磷酸化：伴随呼吸链上的氧化作用，ADP磷酸化形成ATP的过程。P/O：表示一对电子通过呼吸链传递至氧时所产生的ATP数，即消耗一个氧原子产生的ATP数。氧化磷酸化部位1.部位I：NAD-FMN-Fe.S2.部位II：Cytb-FeS-Cytc13.部位III：Cytaa3-O2氧化磷酸化机理化学渗透学说1.呼吸链中递氢体和递电子体在线粒内膜中交替排列，有特定的位置和次序，形成有方向性的质子转移氧化还原系统。2.递氢体具有氢泵的作
12、用。递氢体从内膜内侧接受底物脱去的一对氢（2H），将其中的电子（e）传给其后的递电子体，而将2H+泵出内膜。化学渗透学说3.H+不能自由通过内膜。泵出内膜外侧的H+不能自由返回内膜内侧，从而形成膜两侧的质子浓度差和电位差，即膜外质子浓度高、电位高，膜内质子浓度低、电位低。这种电化学梯度是合成ATP的动力。化学渗透学说4.由质子浓度梯度和电位梯度生成的能量促成ATP的形成。当两个质子穿过膜上的ATP酶再回到内膜内部时，由ADP和无机磷酸就会以特殊的方式形成一个ATP分子。ATP的生成单击此处ATP酶单击此处影响氧化磷酸的因素 能荷：电子传递抑制剂：解偶联剂：能荷=ATP+1/2ADPATP+ADP+AMP线粒体穿梭系统（I）线粒体穿梭系统（II）本章重点：EMP和TCA途径的位置、途径、能量计算、调控及意义。PPP途径的前三步反应，PPP的意义。磷酸化的类型，电子传递链（体）、化学渗透学说的要点。
