生物化学--第七章 糖类代谢-糖的有氧氧化

生物化学：糖代谢糖是生物体重要的能量来源之一，也是构成生物体大量重要物质的原始物质。

糖代谢是指生物体对糖类物质进行分解、转化、合成的过程。

糖代谢主要包括两大路径：糖酵解和糖异生。

本篇文档将从分解和合成两个角度，介绍生物体内糖的代谢。

糖的分解糖酵解（糖类物质的分解）糖酵解是指生物体内将葡萄糖和其他糖类物质分解成更小的化合物，同时释放出能量。

糖酵解途径包括糖原泛素、琥珀酸途径、戊糖途径、甲酸途径等。

其中主要以糖原泛素和琥珀酸途径为代表。

糖原泛素途径糖原泛素途径又称为糖酵解途径，是生物体内最常用的糖分解方式。

它可以将葡萄糖分解成丙酮酸或者丁酮酸，同时产生2个ATP和2个NADH。

糖原泛素途径一般分为两个阶段：糖分解阶段和草酸循环。

糖分解阶段在这个阶段，葡萄糖通过酸化和裂解反应，进入三磷酸葡萄糖分子中，并生成一个六碳分子葡萄糖酸，此过程中消耗1个ATP。

接着，葡萄糖酸分子被磷酸化，生成高能量化合物1,3-二磷酸甘油酸，同时产生2个ATP。

随后，1,3-二磷酸甘油酸分子的丙酮酸残基被脱除，生成丙酮酸或者丁酮酸。

草酸循环草酸循环是指将生成的丙酮酸和丁酮酸在线粒体内发生可逆反应，生成柠檬酸，随后通过草酸循环将柠檬酸氧化分解成二氧化碳、水和ATP。

草酸循环中的关键酶有乳酸脱氢酶、肌酸激酶等。

琥珀酸途径琥珀酸途径也被称为三羧酸循环，是生物体内另一种重要的糖分解途径，它可以将葡萄糖分解成二氧化碳和水，同时产生30多个ATP。

琥珀酸途径中，葡萄糖通过磷酸化，生成高能分子葡萄糖6-磷酸，随后被氧化酶和酶羧化酶双重氧化分解成二氧化碳和水。

琥珀酸途径的关键酶有异构酶、羧酸还原酶等。

糖异生（糖合成）糖异生是指非糖类物质（如丙酮酸、乳酸等）通过一系列合成反应，转化成糖类物质的过程。

糖异生是生物体内糖类物质的重要来源之一，对维持生命的各种生理过程具有重要意义。

糖异生途径包括丙酮酸途径、戊糖途径和甘油三磷酸途径等。

丙酮酸途径丙酮酸途径是指通过丙酮酸合成糖的途径，它可以将丙酮酸反应生成物乙酰辅酶A进一步转移，合成3磷酸甘油醛，随后通过糖醛酸-3-磷酸酰基转移酶反应，合成葡萄糖6磷酸。

第七章糖代谢一、知识要点（一）糖酵解途径：糖酵解途径中，葡萄糖在一系列酶的催化下，经10步反应降解为2分子丙酮酸，同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。

主要步骤为（1）葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖；（2）二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮，二者可以互变；（3）磷酸甘油醛脱去2H及磷酸变成丙酮酸，脱去的2H 被NAD+所接受，形成2分子NADH+H+。

（二）丙酮酸的去路：（1）有氧条件下，丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A，同时产生1分子NADH+H+。

乙酰辅酶A进入三羧酸循环，最后氧化为CO2和H2O。

（2）在厌氧条件下，可生成乳酸和乙醇。

同时NAD+得到再生，使酵解过程持续进行。

（三）三羧酸循环：在线粒体基质中，丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸，进入三羧酸循环。

柠檬酸经脱水、加水转变成异柠檬酸，异柠檬酸经过连续两次脱羧和脱氢生成琥珀酰CoA；琥珀酰CoA发生底物水平磷酸化产生1分子GTP和琥珀酸；琥珀酸脱氢，加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸、苹果酸和循环开始的草酰乙酸。

三羧酸循环每进行一次释放2分子CO2，产生3分子NADH+H+，和一分子FADH2。

（四）磷酸戊糖途径：在胞质中，磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖代谢途径，经过氧化阶段和非氧化阶段的一系列酶促反应，被氧化分解成CO2，同时产生NADPH + H+。

其主要过程是G-6-P脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸，再脱氢脱羧生成核酮糖-5-磷酸。

6分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5分子6-磷酸葡萄糖。

中间产物甘油醛-3-磷酸，果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接；核糖-5-磷酸是合成核酸的原料，4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成；NADPH+H+提供各种合成代谢所需要的还原力。

（五）糖异生作用：非糖物质如丙酮酸，草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程，称为糖异生作用。

糖异生作用不是糖酵解的逆反应，因为要克服糖酵解的三个不可逆反应，且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。

糖类代谢过程糖类是一类重要的生物大分子，也是生物体内主要的能量来源。

它们不仅是细胞内的主要代谢物质，还可以在细胞外提供能量。

糖类代谢是生物体内将糖类转化为能量的过程，包括糖的降解和合成两个方面。

下面我们来详细了解一下糖类代谢的过程。

糖类代谢的第一步是糖的降解，即糖酵解（糖的无氧氧化）过程。

在这一过程中，一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，同时产生两分子ATP和两分子NADH。

首先，葡萄糖在细胞质中经过一系列酶的作用被磷酸化，生成葡萄糖-6-磷酸。

然后，葡萄糖-6-磷酸被分解为两分子丙酮酸。

这个过程中产生两个分子ATP和两个分子NADH。

丙酮酸进一步被氧化为乙酸，最后乙酸进入线粒体进行柠檬酸循环和呼吸链等过程，最终生成大量的ATP。

糖类代谢的第二步是糖的合成，即糖异生过程。

在这一过程中，细胞利用非糖类物质合成糖类。

糖异生可以通过两种途径进行：糖异生途径和三羧酸循环途径。

在糖异生途径中，细胞主要利用乳酸、脂肪酸和氨基酸等物质合成糖类。

而在三羧酸循环途径中，细胞通过线粒体中的一系列反应，将大量的葡萄糖和其他底物转化为丙酮酸，最终生成糖类。

整个糖类代谢过程中，有许多重要的酶在调控着代谢过程的进行。

其中最重要的酶之一是丙酮酸脱氢酶。

丙酮酸脱氢酶可以通过修改蛋白质结构或改变酶活性来调整代谢过程，从而适应细胞内的能量需求。

此外，还有糖原合成酶、糖解酶等酶也在这个过程中发挥重要的作用。

糖类代谢的调控还受到一些调节因子的影响。

其中最重要的是胰岛素和葡萄糖浓度。

当葡萄糖浓度升高时，胰岛素会被释放出来，从而促进葡萄糖的合成和储存。

而当葡萄糖浓度降低时，胰岛素的分泌减少，细胞开始分解存储的糖类。

这样，细胞内的糖类代谢会根据能量需求来调整。

总结起来，糖类代谢是生物体内将糖类转化为能量的过程。

通过糖酵解过程，细胞可以将糖类分解为丙酮酸，产生大量的ATP。

通过糖异生过程，细胞可以利用其他底物合成糖类。

糖类代谢过程可以通过一系列酶的作用和调控因子的调节来实现。

各种组织细胞门静脉肠粘膜上皮细胞体循环 小肠肠腔 第六章糖代谢糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。

根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖：葡萄糖（G ）、果糖（F ），半乳糖（Gal ），核糖 双糖：麦芽糖（G-G ），蔗糖（G-F ），乳糖（G-Gal ） 多糖：淀粉，糖原（Gn ），纤维素 结合糖: 糖脂 ，糖蛋白其中一些多糖的生理功能如下： 淀粉：植物中养分的储存形式糖原：动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素：作为植物的骨架一、糖的生理功能1. 氧化供能2. 机体重要的碳源3. 参与组成机体组织结构，调节细胞信息传递，形成生物活性物质，构成具有生理功能的糖蛋白。

二、糖代谢概况——分解、储存、合成 三、糖的消化吸收食物中糖的存在形式以淀粉为主。

1.消化 消化部位：主要在小肠，少量在口腔。

消化过程：口腔 胃 肠腔 肠黏膜上皮细胞刷状缘吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖吸收机制：依赖Na+依赖型葡萄糖转运体（SGLT ）转运。

2.吸收 吸收途径： SGLT 肝脏过程 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第四阶段：氧化磷酸化 CO 2NADH+H +FADH 2H 2O[O]TAC 循环ATPADP四、糖的无氧分解第一阶段：糖酵解第二阶段：乳酸生成 反应部位：胞液产能方式：底物水平磷酸化 净生成ATP 数量：2×2-2= 2ATPE1 E2E3调节：糖无氧酵解代谢途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键酶进行变构调节。

生理意义： 五、糖的有氧氧化1、反应过程 ○1糖酵解途径（同糖酵解，略）②丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。

总反应式:③乙酰CoA 进入柠檬酸循环及氧化磷酸化生成ATP 概述：三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,TAC )也称为柠檬酸循环或Krebs 循环，这是因为循环反应中第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸。

第六章代谢总论第七章糖类代谢一、名词解释：1、新陈代谢2、能量代谢3、、自由能4、高能化合物5、糖酵解6、糖酵解途径(EMP)7、糖的有氧氧化8、三羧酸循环(TCA)9、磷酸戊糖途径10、糖的异生作用二、填空题1、糖类的生理功能主要有、和。

2、糖酵解途径是在_________中进行，该途径是将转变为，同时生成________和_______的一系列酶促反应。

3、1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成______________分子ATP4、糖酵解过程中有3步不可逆的酶促反应，催化这三步不可逆反应的酶是__________、____________ 和_____________。

5、三羧酸循环是从草酰乙酸和结合成开始，经过一系列的、，又返回草酰乙酸的过程。

6、调节三羧酸循环最主要的酶是____________、、______________。

7、2分子乳酸异生为葡萄糖要消耗_________ATP。

8、丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于________的氧化。

9、在磷酸戊糖途径中，7-磷酸景天庚酮糖与________________在转醛醇酶作用下，生成4-磷酸赤藓糖和。

10、磷酸戊糖途径可分为______阶段，分别称为和，其中两种脱氢酶是和，它们的辅酶是。

11、酶催化与ATP反应生成1,6-二磷酸果糖，其逆反应是由酶催化的。

12、动物体内糖的运输形式是_________，糖的贮存形式是_________。

13、一次三羧酸循环共有次脱氢反应和次底物磷酸化反应。

14、组成丙酮酸脱H酶系的三种酶分别是、和，五种辅酶分别是、、、和。

15、TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由和催化。

16、催化糖酵解途径中消耗ATP的反应的酶是和。

17、乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶，其中肌肉中的乳酸脱氢酶为型，对__________ 亲和力特别高，主要催化反应。

18、在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________ 和________________。