医学课件第5章糖代谢new.ppt
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1、新陈代谢总论 n一.新陈代谢总论 n(一)新陈代谢 n1.概念: n2.作用: n3.特点: n4.实质: 疤 青 瓶 影 噶 枉 弗 阮 夯 倦 戮 榴 辗 葬 崇 俯 寓 执 涎 寻 裙 撅 溜 温 斌 太 拼 骡 辨 涂 莱 餐 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 新陈代谢的概念 n生物体一方面从环境中摄取食物作为营养物质 ,另一方面将自身的物质分解成为废物,排泄 到环境中去的过程称为新陈代谢或物质代谢。 n新陈代谢 合成代谢 (同化作用) 生物小分子合成生物大分子 需要能量 分解代谢 (异化作用) 释放能量 生物大分子分解为生物小分子 能量代谢 物质
2、代 谢 能量代谢:伴随生物体内的物质代谢所发生的一切能量 的产生、转化和利用过程。 缔 俺 城 辩 敛 冻 众 莲 谜 傻 蔼 陪 坪 伐 我 稳 肤 碎 阎 卉 腰 誓 惫 腿 架 佯 起 拢 导 褥 哈 昨 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 新陈代谢的作用 n1.生物体通过新陈代谢获得它所必需的能 量。 n2.通过新陈代谢建造和修复生物体。 n3.通过新陈代谢完成遗传信息的储存、传 递和表达,使生物体繁衍生息。 羚 哀 赞 祸 虎 骏 怜 私 盆 彤 琐 伊 吝 捎 胀 筐 卒 栈 亨 霓 进 朴 缕 屈 染 和 猴 挂 愚 煞 扮 猪 第 5 章 糖
3、 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 新陈代谢的特点 n.由多步化学反应组成各反应间有严格的 顺序且相互配合。 n.在比较温和的条件下进行,绝大多数反 应由酶催化。 n.新陈代谢作用有高度灵敏的自我调节。 扔 侧 概 彬 酣 湘 娇 窑 赤 咱 辐 钳 徘 蕾 惫 韶 昼 争 谨 蔚 呵 覆 蔽 氛 腺 独 牙 柔 瞩 奠 兹 小 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 新陈代谢的实质 n是错综复杂的化学反应相互配合、彼此协 调,对周围环境高度适应而成的一个有规 律的总过程。 链 呜 盔 睡 遭 娟 唐 触 桂 惺 尘 诬 捣 兹 晰 诡 谴
4、 物 特 厄 印 拉 纂 终 溪 骗 膳 垣 镰 掳 展 葵 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 广义新陈代谢 n包括了消化、吸收、中间代谢及排泄几个 阶段。 n生物体从环境中吸收高分子化合物在消在消 化道内磨碎并被水解酶水解为小分子化合化道内磨碎并被水解酶水解为小分子化合 物物小肠吸收参与血液循环小肠吸收参与血液循环细胞中参与细胞中参与 各种反应(中间代谢)各种反应(中间代谢) 未被消耗的部分未被消耗的部分 排出体外。排出体外。 乱 费 苫 捷 塌 农 盂 式 荷 枢 开 反 驾 孔 叠 暂 人 怂 伤 障 硒 玲 秧 疙 卯 友 倾 敲 浸 庚 隅 拟
5、第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 狭义新陈代谢 n指中间代谢,它是在组织细胞内进行的一 系列化学反应和能量变化。 n本书所讲的新陈代谢就指这种狭义的新陈 代谢。 滨 滤 粘 薯 陌 运 恃 疚 磷 除 辞 宾 揖 递 郭 娶 梨 戍 鹃 壹 猫 吧 鞋 添 慑 凭 恃 芹 艺 擒 玻 浦 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 物质代谢的各个阶段 n食物等进入机体,在消化道内转化成没有 种属差异的、比较简单易溶于水的物质。 n被消化的物质一方面进行合成代谢,变成 组织成分,另一方面进行分解代谢放出能 量,最终成为终产物。组织
6、成分也可分解 放能,变为终产物。 n终产物排出体外。 契 宾 胰 颠 天 模 累 存 染 耙 考 仅 丹 畴 贩 杆 氖 姻 踌 执 囚 闰 爸 付 溜 辩 哎 坊 努 晤 嚼 峦 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w (二)新陈代谢研究方法 n.活体内-活体外实验 n.同位素示踪法 n.代谢途径阻断 钎 柠 纬 身 眷 障 宋 幼 旭 铰 柑 撂 鹤 军 爆 痈 垃 畸 补 赂 返 砍 瘁 铅 共 巴 撰 韩 去 瞬 燕 畏 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w (三)生物体内能量代谢基 本规律 n服从热力学定律。 n热力学
7、第一定律;热力学第二定律(熵;自由 能: G ) nG=H-TS ( G :自由能变化;H:总热 能变化; S :总体熵的改变) nG,体系的反应能自发进行; nG ,体系的反应不能自发进行; nG,体系处于平衡状态。 nG :标准自由能变化( :标准自由能变化(GG ) ) 锗 痴 辐 耪 咯 二 哺 局 谆 婉 雌 航 冶 尽 萍 佬 涟 菏 龋 壹 适 初 蘸 甭 爽 芬 征 匆 狸 挞 茄 蔼 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w (四)高能化合物与ATP的 作用 n高能化合物: n高能磷酸化合物: n高能化合物的种类: nATP的作用 n)能量代谢的
8、偶联剂 n)能量的携带者或传递者 抬 箍 胆 尧 扔 候 熄 匈 狞 莱 之 振 浊 枫 涵 樱 窍 屋 隔 岳 厚 粥 辑 住 负 眺 褪 勺 的 姐 盈 挝 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第五章 糖代谢 n糖类是自然界分布最广的物质,糖代谢为生物体提 供重要的碳源与能源。已知1克G分解可释放16.74kJ 能量。人体每天所需能量的60%来自糖类。 糖类代谢的中间产物可为氨基酸、核苷酸、脂肪酸 、类固醇的合成提供碳原子或碳骨架。 糖代谢指糖在生物体内的分解代谢与合成代谢。 分解代谢:指大分子糖经酶促降解生成小分子单糖 后,进一步氧化分解成CO2和H2
9、O,并放出Q的化学 过程。 合成代谢:指绿色植物和光合微生物利用CO2和H2O 合成G并释放O2 ,由G进一步合成淀粉。对于人类 和动物来说,则是利用G合成糖原,或利用非糖物质 转化成糖。 诉 碰 昨 蛀 潦 膏 悸 咀 叠 忌 臭 埔 辨 邦 拣 汰 笼 富 态 筷 抖 诚 淌 弗 垃 幼 缸 半 尝 曳 迎 韶 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w H OHOHH 突 掸 萄 兽 搔 缓 盒 粥 掷 驳 纯 孜 逐 币 颧 暂 篡 口 橡 尾 挪 摆 秦 胚 汾 乘 锑 盖 架 打 卯 敝 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e
10、 w 一.多糖和低聚糖的酶促降 解 n n 1. 1.淀粉的酶促水解:淀粉的酶促水解: n n 淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。 n n 能够水解淀粉的酶称为淀粉水解酶。能够水解淀粉的酶称为淀粉水解酶。 n n - - 淀粉酶:内切酶,以随机方式水解淀粉酶:内切酶,以随机方式水解- 1,4- 1,4-糖苷键糖苷键 ,使淀粉水解为分子质量大小不等的糊精。,使淀粉水解为分子质量大小不等的糊精。液液 化酶化酶 n n -淀粉酶:直链淀粉的端切酶,仅作用于链的非还淀粉酶:直链淀粉的端切酶,仅作用于链的非还 原性末端,每次切下两个原性末端,每次切下两个G G单位。单位。糖化酶
11、糖化酶 n n G G淀粉酶:外切酶,将淀粉链端基淀粉酶:外切酶,将淀粉链端基G G水解下来,最水解下来,最 终可以将淀粉完全水解成为终可以将淀粉完全水解成为G G。 n n -1,6-1,6-糖苷酶:特异性水解糖苷酶:特异性水解-1,6-1,6-糖苷键的淀粉酶。糖苷键的淀粉酶。 n n 淀粉淀粉糊精糊精麦芽糖麦芽糖GG 卫 促 立 张 奸 呆 吼 撅 辨 仑 期 魂 澜 元 骂 估 尾 肝 怕 桂 迷 路 艇 胚 抉 舆 其 辕 崩 樊 答 晕 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 一.多糖和低聚糖的酶促降解 n n 淀粉(糖元)在细胞内的降解是经淀粉(糖元
12、)在细胞内的降解是经磷酸化酶磷酸化酶的的 磷酸解作用生成磷酸解作用生成G-1-PG-1-P。将其完全水解需要寡聚。将其完全水解需要寡聚 1,41,4G1,41,4G转移酶和脱支酶协同作用完成。转移酶和脱支酶协同作用完成。 n n 2. 2.纤维素的酶促水解纤维素的酶促水解 n n 纤维素纤维素D-G D-G (纤维素酶和纤维二糖酶)(纤维素酶和纤维二糖酶) n n 3. 3.双糖的酶水解双糖的酶水解 n n 蔗糖蔗糖D-G+D-FD-G+D-F(蔗糖酶)(蔗糖酶) n n 乳糖乳糖D-G+D-D-G+D-半乳糖(半乳糖酶)半乳糖(半乳糖酶) n n 麦芽糖麦芽糖2D-G2D-G(麦芽糖酶)(麦
13、芽糖酶) n n 蔗糖酶、半乳糖酶、麦芽糖酶等都是糖苷酶类蔗糖酶、半乳糖酶、麦芽糖酶等都是糖苷酶类 。 烹 川 审 坚 能 场 郸 绷 胃 腾 罩 桅 亥 脸 订 娃 升 贴 仗 跋 懦 儿 慎 褒 火 框 到 批 抱 胸 莲 那 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 4.单糖的吸收 n n 小肠能直接吸收单糖,各种单糖吸收率:小肠能直接吸收单糖,各种单糖吸收率: n n D-D-半乳糖半乳糖D-G D-F D-D-G D-F D-甘露糖甘露糖D-D-木糖木糖D-D-阿拉伯糖阿拉伯糖 n n 血糖:血液中的血糖:血液中的G G。正常人空腹血糖浓度。正常人空腹血
14、糖浓度 为为80-120mg/dl80-120mg/dl。低于。低于70 mg/dl70 mg/dl患低血糖昏患低血糖昏 迷;高于迷;高于160 mg/dl160 mg/dl为糖尿病。为糖尿病。 n n 肝糖元对维持血糖恒定具有重要作用。肝糖元对维持血糖恒定具有重要作用。 邮 景 姜 兰 沟 叉 李 亮 彼 钥 舔 目 凌 泽 缮 彩 绥 辈 硼 刹 俩 甚 轨 拼 赏 讫 覆 蹋 豫 妥 芬 呻 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 二.糖的分解代谢 n n 生物体内生物体内G G(糖元)的分解代谢有三条途(糖元)的分解代谢有三条途 径:径: n n (1
15、1)无氧条件下)无氧条件下G G(糖元)经酵解生成乳(糖元)经酵解生成乳 酸酸 n n (2 2)有氧条件下)有氧条件下G G(糖元)最后经三羧酸(糖元)最后经三羧酸 循环彻底氧化为水和二氧化碳。循环彻底氧化为水和二氧化碳。 n n (3 3) G G(糖元)经戊糖磷酸循环被氧化(糖元)经戊糖磷酸循环被氧化 为水和二氧化碳为水和二氧化碳 钝 厕 戏 喜 袖 盂 观 耻 搞 贡 舀 瓜 并 盒 揣 左 琉 挖 王 疗 拭 废 绩 薪 蜘 疚 煌 炸 空 情 旨 插 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w (一)糖的无氧酵解 n n G G经酶催化作用,降解生成丙酮
16、酸并伴随生成经酶催化作用,降解生成丙酮酸并伴随生成 ATPATP的过程叫糖酵解。此过程在细胞液中进行的过程叫糖酵解。此过程在细胞液中进行 ,是动、植物和微生物细胞中,是动、植物和微生物细胞中G G分解的共同代谢分解的共同代谢 途径。途径。 n n 在人体组织中在人体组织中G G经无氧分解生成乳酸的过程和酵经无氧分解生成乳酸的过程和酵 母菌使母菌使G G生醇发酵的过程基本相同。生醇发酵的过程基本相同。 乳酸乳酸 糖酵解糖酵解 n n GG丙酮酸丙酮酸 n n 乙醛乙醛乙醇乙醇 生醇发酵生醇发酵 铁 放 姨 咏 猴 南 藻 符 更 牛 绦 甥 赃 赋 歼 聊 际 温 忧 老 抚 杆 稚 愤 拒 掐
17、 违 贝 嫉 么 光 百 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 糖的无氧酵解发现历史 n n 1 1、1875 1875 法国法国 L.Pasteur L.Pasteur:糖在无氧条件下可被酵:糖在无氧条件下可被酵 母发酵为乙醇。母发酵为乙醇。 n n 2 2、1897 1897 德国德国 Buchers: Buchers: 发酵可在无细胞体系中进发酵可在无细胞体系中进 行。行。 n n 3 3、1905 Arthur Harden1905 Arthur Harden与与William Yang:William Yang:在实验室在实验室 证实了磷酸基团的作用
18、。证实了磷酸基团的作用。 n n 4 4、1940 1940 德国德国 Gustar Embden Gustar Embden和和Otto Meyerhaf Otto Meyerhaf 等:阐明了整个酵解途径。糖酵解因此被称为等:阐明了整个酵解途径。糖酵解因此被称为 Embden -Meyerhaf Embden -Meyerhaf 途径,简称途径,简称 EMP EMP。 辖 坎 措 豆 颠 铸 诡 泥 什 肃 碳 歌 惹 摊 偏 援 劈 床 捕 凹 硼 媚 笺 没 泄 铀 郡 料 驰 柒 病 刷 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 1. 1.糖酵解过程 n
19、 n 包括包括1212(1313)个步骤,由)个步骤,由1111个酶连续催化,为叙个酶连续催化,为叙 述方便划分为述方便划分为4 4个阶段:个阶段: n n 第一阶段:己糖磷酸酯的生成第一阶段:己糖磷酸酯的生成 3 3 (4 4)步)步 n n (1 1)G +ATPG-6-P +ADP G +ATPG-6-P +ADP (G G激酶,激酶,MgMg+ +) ) n n (2 2) G-6-P F-6-P G-6-P F-6-P (己糖磷酸(己糖磷酸异构酶)异构酶) n n (3 3) F-6-P +ATPF -1,6-P+ADP F-6-P +ATPF -1,6-P+ADP (F F磷酸激酶
20、,磷酸激酶, MgMg+ + ) ) n n 第二阶段:丙糖磷酸的生成第二阶段:丙糖磷酸的生成 2 2步步 n n (4 4) F -1,6-P F -1,6-P 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮+ +甘油醛甘油醛-3-P-3-P(醛缩酶醛缩酶 ) n n (5 5)磷酸二羟丙酮)磷酸二羟丙酮甘油醛甘油醛-3-P -3-P (丙糖磷酸(丙糖磷酸异构酶异构酶 ) 楷 匪 诛 搽 扭 休 徊 拔 谜 朽 词 裙 乐 贬 盏 貉 糙 拆 逛 逃 畦 龄 古 援 羹 题 铱 铭 涅 逼 信 依 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 糖酵解 n n 第三阶段:甘油醛第三阶段:甘
21、油醛-3-P-3-P生成丙酮酸生成丙酮酸 6 6步步 n n (6 6)甘油醛)甘油醛-3-P+NAD-3-P+NAD + + + +磷酸磷酸甘油酸甘油酸1,3-1,3-二磷酸二磷酸+NADH+H +NADH+H + + (甘油醛甘油醛-3-P-3-P脱氢酶脱氢酶) n n (7 7)甘油酸)甘油酸1,3-1,3-二磷酸二磷酸+ADP +ADP 甘油酸甘油酸-3-P+-3-P+ATPATP (甘油酸磷酸(甘油酸磷酸 激酶,激酶, MgMg+ + ) ) n n (8 8)甘油酸)甘油酸-3-P -3-P 甘油酸甘油酸-2-P -2-P (甘油酸磷酸(甘油酸磷酸变位酶变位酶) n n (9 9)
22、甘油酸)甘油酸-2-P -2-P 磷酸烯醇式丙酮酸(烯醇化酶,磷酸烯醇式丙酮酸(烯醇化酶,MgMg+ + ) ) n n (1010)磷酸烯醇式丙酮酸)磷酸烯醇式丙酮酸+ADP +ADP 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸+ + ATPATP (丙酮酸激(丙酮酸激 酶,酶, MgMg+ + ) n n (1111)烯醇式丙酮酸)烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸 n n 第四阶段:丙酮酸还为乳酸第四阶段:丙酮酸还为乳酸 1 1步步 n n (1212)丙酮酸丙酮酸NADH+ H NADH+ H + + 乳酸乳酸+ NAD+ NAD + + (乳酸脱乳酸脱HH酶酶) 辖 轻 疮 洪 鸭 戳 尊 保 婶 满 谜 涉
23、传 郊 司 捅 垣 狰 卸 唉 旺 炎 腐 仲 浴 亡 增 讯 署 脾 宣 秤 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 痘 萧 浴 掌 严 护 篇 颅 夷 漫 节 谦 诣 规 誓 宵 拼 输 么 搬 斜 壕 驮 蒂 躬 秽 黄 皆 肃 碑 喜 烫 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w 反应步骤 (1)葡萄糖磷酸化形成G-6-P 炭 寐 伶 蛇 捐 矾 净 拷 邵 米 倡 睡 椰 鳖 敷 咱 领 侨 茶 缎 论 家 覆 菲 诲 漠 睡 举 煽 镁 填 猛 第 5 章 糖 代 谢 n e w 第 5 章 糖 代 谢 n e w (1
24、)葡萄糖磷酸化形成G-6-P n n 反应基本不可逆,调节位点,反应基本不可逆,调节位点,EMPEMP限速步骤限速步骤 之一。之一。G G 0 0 = - 4.0Kcal/mol= - 4.0Kcal/mol使使GlcGlc活化,并以活化,并以G-6G-6 -P-P形式将形式将GlcGlc限制在细胞内。限制在细胞内。 n n 催化此反应的催化此反应的激酶激酶:已糖激酶和葡萄糖激酶:已糖激酶和葡萄糖激酶 。 n n 该反应耗能,由该反应耗能,由ATPATP提供,并将一个磷酸基提供,并将一个磷酸基 团转至葡萄糖上。磷酸化的葡萄糖被限制在细团转至葡萄糖上。磷酸化的葡萄糖被限制在细 胞内,这是细胞的一
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