生物化学教案4.ppt
《生物化学教案4.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生物化学教案4.ppt(101页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,第4章,糖类代谢 carbonhydrate metabelism,糖在动物体内的一般概况 糖的分解供能 磷酸戊糖途径 葡萄糖异生途径 糖原 糖代谢各途径之间的关系,本章主要内容,一、糖的生理功能 1、能源 2、机体重要的碳源 3、细胞或组织的重要组成成分 4、糖的磷酸衍生物可以形成许多重要的生物活性物质如NAD+,FAD,ATP等,第一节 糖在动物体内的一般概况,血液中的葡萄糖。 正常情况下,血糖浓度比较恒定,维持在一定范围内,主要受激素调控。 当来源去路,高血糖 糖尿 当来源去路,低血糖,血糖(blood sugar),第二节 糖的分解供能,概述 一、糖酵解 二、丙酮酸形成乙酰辅酶A 三
2、、柠檬酸循环 四、葡萄糖完成氧化产生的ATP,一、教学目的 掌握糖酵解途径的基本过程和糖酵解途径的几种关键酶及相关知识;学会计算糖酵解过程中ATP产生和消耗量;了解糖酵解的生理意义。掌握柠檬酸循环途径的主要步骤、关键酶及相关概念;了解丙酮酸形成乙酰辅酶A的基本过程,掌握丙酮酸脱氢酶复合体的组成及基本概念;了解柠檬酸循环的生理意义及调控;掌握柠檬酸循环的主要特点;掌握葡萄糖完全氧化释放ATP数的相关计算。 。,二、重点、难点: 1.糖酵解途径的基本过程 2.柠檬酸循环途径的主要步骤、关键酶及相关概念。 3.葡萄糖完全氧化释放ATP数的相关计算。,葡萄糖在体内主要是分解供能,这个过程需要经过几十步
3、化学反应才完成,最终使含有6个碳的葡萄糖分解为3个二氧化碳和水,同时释放出大量的能量来供机体使用。 葡萄糖(6碳单位) 2个3碳单位 CO2 2 个2碳单位 三羧酸循环 CO 2 ATP CO2,一、糖酵解(糖的无氧氧化),(一)、糖酵解的反应过程 糖酵解(glycolysis)的定义 在缺氧情况下,葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。 * 糖酵解的反应部位:胞浆 * 糖酵解分为两个阶段 第一阶段 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate),称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。 第二阶段 由丙酮酸转变成乳酸。,(一)葡萄糖分解成丙酮酸, 葡萄糖磷酸化为6-磷
4、酸葡萄糖,己糖激酶 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 ATP Mg2+ ADP,1.葡萄糖磷酸化成为6-磷酸葡萄糖: 葡萄糖进入细胞后首先的反应是磷酸化。磷酸化后葡萄糖即不能自由通过细胞膜而逸出细胞。催化此反应的是己糖激酶(hexokinase)。并需要Mg2+。这个反应基本上是不可逆的。 哺乳类动物体内已发现有四种己糖激酶同工酶,分别称为I至型。肝细胞中存在的是型,也称为葡萄糖激酶。它对葡萄糖的亲和力很低,Km值为10mmolL左右,而其他己糖激酶的Km值在01mmolL左右 它的特点是: 对葡萄糖的亲和力很低 受激素调控。, 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 磷酸己糖异构酶 6磷酸葡萄糖 6-磷酸
5、果糖 6磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖: 这是醛糖与酮糖间的异构反应,需要Mg2+参与的可逆反应。, 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖激酶-1 6-磷酸果糖 1,6,双磷酸果糖 ATP Mg2+ ADP 6-磷酸果糖转变为1,6,双磷酸果糖: 这是第二个磷酸化反应,需ATP和Mg2+参与,是不可逆的反应。, 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 醛缩酶 1,6,双磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 + 3-磷酸甘油醛 磷酸己糖裂解成2个磷酸丙糖:,由醛缩酶催化,最终产生:2个丙糖,即磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛,此步反应可逆。, 磷酸丙糖的同分异构化 磷酸丙糖异构酶 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
6、 3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮是同分异构体. 上述的五步反应为糖酵解途径中的耗能阶段,1分子葡萄糖的代谢消耗了2分子 ATP,产生了2分子3-磷酸甘油醛。, 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 NAD+ Pi NADH+H+ 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸: 3-磷酸甘油醛的醛基氧化脱氢成羧基即与磷酸形成混合酸酐。该酸酐含一高能磷酸键。, 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸甘油酸 3 -磷酸甘油酸 ADP Mg2+ ATP 底物分子内部能量重新分布,释放高能键,使ADP磷酸化生成A
7、TP的过程,称为底物水平磷酸化。, 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸: 反应是可逆的, 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶 2磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 +H2O 2磷酸甘油酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸: 反应可引起分子内部的电子重排和能量重新分布,形成了一个高能磷酸键。, 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸, 并通过底物水平磷酸化生成ATP 丙酮酸激酶 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸: 反应最初生成烯醇式丙酮酸,但烯醇式迅即非酶促转变为酮式。反应是不可逆
8、的。这是糖酵解途径中第二次底物水平磷酸化。,(二)丙酮酸转变成乳酸 乳酸脱氢酶 丙酮酸+NADH+H+ 乳酸+NAD+ 反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应,二、糖酵解的调节 己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶是糖酵解途径3个调节点,分别受变构效应剂和激素的调节。,目 录,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,目 录,糖酵解小结, 反应部位:胞浆 糖酵解是一个不需氧的产能过程 反应全过程中有三步不可逆的反应,目 录,二、糖酵解的调节,关键酶,调节方式,(二)糖酵解的生理意义 1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 2. 是某些细胞在
9、氧供应正常情况下的重要供能途径。 无线粒体的细胞,如:红细胞 代谢活跃的细胞,如:白细胞、骨髓细胞,目 录,有氧氧化的反应过程,第一阶段:酵解途径,第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段:三羧酸循环,G(Gn),第四阶段:氧化磷酸化,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循环,胞液,线粒体,目 录,二、丙酮酸的氧化脱羧,丙酮酸进入线粒体,氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。,总反应式:,目 录,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶 E1:丙酮酸脱氢酶 E2:二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3:二氢硫辛酰胺脱氢酶,CO2,CoASH,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成
10、,1. -羟乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,目 录,目 录,三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC)也称为柠檬酸循环,这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说,故此循环又称为Krebs循环,它由一连串反应组成。,所有的反应均在线粒体中进行。,三、三羧酸循环,* 概述,* 反应部位,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,柠檬酸合酶,顺乌头酸梅,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸
11、脱氢酶复合体,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,目 录,小 结, 三羧酸循环的概念:指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸,反复的进行脱氢脱羧,又生成草酰乙酸,再重复循环反应的过程。 TAC过程的反应部位是线粒体,目 录, 三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环, 消耗一分子乙酰CoA, 经四次脱氢,二次脱羧,一次底物水平磷酸化。 生成1分子FADH2,3分子NADH+H+,2分子CO2, 1分子GTP。 关键酶有:柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶, 整个循环反应为不可逆反应, 三羧酸循环的中间产物 三羧酸循环中间产物起催化剂的作用,本身无量
12、的变化,不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物,同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。,目 录,表面上看来,三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的,它可被反复利用。但是,,例如:, 机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的,TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质,借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。,目 录, 机体糖供不足时,可能引起TAC运转障碍,这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸,再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。,目 录,* 所以,草酰乙酸必须不断被更新补充。,草酰乙酸,其来源如下:,三羧酸循环
13、的生理意义 是三大营养物质氧化分解的共同途径; 是三大营养物质代谢联系的枢纽; 为其它物质代谢提供小分子前体; 为呼吸链提供H+ + e。,目 录,H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。,四、有氧氧化生成的ATP,目 录,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,此表按传统方式计算ATP。目前有新的理论,在此不作详述,目 录,有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高,而且由于产生的能量逐步分次释放,相当一部分形成ATP,所以能量的利用率也高。,目 录,有氧氧化的调节特点, 有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。 ATP/ADP或ATP
14、/AMP比值全程调节。该比值升高,所有关键酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低,则后者速率也减慢。 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA,则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。,目 录,四、巴斯德效应,* 概念,巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵解的现象。,1简要写出糖的酵解途径(不必写出结构式)及相关酶类。 2简要写出柠檬酸循环的反应途径(不必写结构式)及相关的关键酶。 3简述柠檬酸循环的生理意义。 4一摩尔葡萄糖经糖的有氧氧化可生成多少ATP?具体如何计算的?,习题:,第三节 磷酸戊糖途径,一、磷酸戊糖途径的反应过
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物 化学教案
链接地址:https://www.31doc.com/p-2998343.html