第5章 糖代谢 生物化学检验 教学ppt课件.ppt

第五章 糖 代 谢,糖的主要生理功能是氧化供能 人类所需能量的5070%来源于糖 动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。,1、氧化供能 这是糖的主要功能 2、提供合成体内其它物质的原料 糖可提供合成氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷的原料。3、作为机体组成细胞的组织成份 糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂的组成成份。,淀粉 各组织 血 液 G,肝脏,第一节 糖的分解代谢,一、糖的无氧分解 糖酵解的概念：在缺氧情况下，G或糖原分解成乳酸 G（6个C）无氧 乳酸（3个C）,EMP途径的生化历程三个阶段,1、葡萄糖的磷酸化,第一阶段：,葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,ATP,ATP,ATP,ADP,ADP,P,P,己糖激酶是糖酵解途径的第一个关键酶,2、磷酸己糖异构化,P,3、1,6-二磷酸果糖的生成,磷酸果糖激酶是糖酵解途径的第二个关键酶,并且是限速酶,ATP,ATP,ADP,P,ADP,4、1,6-二磷酸果糖的裂解,第二阶段：,1,6-二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,5、磷酸丙糖的同分异构化,相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛。,6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,第三阶段：,P,+NAD+Pi,+NADH+H+,3-磷酸甘油醛,1，3-二磷酸甘油酸,这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应,7、高能磷酸基团的转移,糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1分子葡萄糖产生2分子ATP。,+ADP,+ATP,ATP,8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸,9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成,10、丙酮酸的生成,糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个关键酶，1分子葡萄糖产生2分子ATP。,ADP,ATP,ATP,自发反应,2ATP,2ATP,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,烯醇式丙酮酸,丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,2ADP,烯醇化酶,磷酸甘油酸变位酶,磷酸甘油酸 激 酶,磷酸甘油酸脱氢 酶,NAD+Pi,NADH+H+,2ATP,2ADP,2ATP,糖酵解分为三个阶段,第一阶段：葡萄糖的磷酸化葡萄糖,3步,1，6二磷酸果糖,第二阶段：糖的裂解阶段,1，6二磷酸果糖,两分子的磷酸丙糖,2步,第三阶段：产能阶段,两分子的3磷酸甘油醛,两分子丙酮酸,5步,（四）糖酵解的反应特点,1、整个过程无氧参加；2、三个关键酶；3、从葡萄糖开始净生成2分子ATP，从糖原开始净生成3分子ATP；4、一次脱氢，辅酶为NAD，生成NADHH。,总反应式:G+2NAD+2ADP+2Pi 2丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H2O,1分子葡萄糖，经糖酵解分解，最终净生成几分子ATP？1分子糖原，经糖酵解分解，最终净生成几分子ATP？,1分子葡萄糖，经糖酵解分解，最终净生成2分子ATP。1分子糖原，经糖酵解分解，最终净生成3分子ATP。,糖酵解过程有三个关键酶已糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶,糖酵解生理意义,糖酵解最主要的生理意义是在机体缺氧时迅速提供能量。,1、缺氧时主要供能方式，迅速供能对肌肉收缩非常重要。2、剧烈运动肌肉局部供血不足时，能量主要通过糖酵解获得。3、红细胞没有线粒体，完全依靠糖酵解供能。4、神经、白细胞和骨髓等组织代谢极为活跃，即使不缺氧也由糖酵解提供部分能量。少数组织能量来源。,二、糖的有氧氧化,概念：G或糖原在有氧情况下，分解成CO2 和H2O并释放大量能量。G O2 CO2+H2O+Q部位：胞液和线粒体过程：,糖的有氧氧化分为3个阶段：,第一阶段：酵解途径 胞第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸 液第三阶段：三羧酸循环 乙酰COA 线 粒 体 H2O CO2,TAC,G,过程如下1、丙酮酸的生成(在胞液中)G 丙酮酸(反应同糖酵解),2、乙酰COA生成(在线粒体中)丙酮酸氧化脱羧生成乙酰COA,CH3COCOOH+HSCOA 氧化 脱羧 CH3COSCOA,总反应式 NAD+HSCOA CO2 NADH+H 丙酮酸丙酮酸脱氢酶的复合体乙酰COA,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,酶 辅酶E1：丙酮酸脱氢酶 TPPE2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 硫辛酸 HSCOAE3：二氢硫辛酰胺脱氢酶 FAD，NADH+,3、乙酰COA彻底氧化-TAC 乙酰COA与草酰乙酸缩合成3个羧基的柠檬酸，经过一系列反应，重新生成柠檬酸，完成一轮循环。称之为三羧酸循环。,琥珀酰CoA,CO2,三羧酸循环,ATP,反应特点,1、需氧2、不可逆：三个限速酶3、两次脱羧、四次脱氢（三次受体是NAD，一次是FAD）、一次底物水平磷酸化4、共产生12molATP,生理意义,1.普遍存在2.生物体获得能量的最有效方式3.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽,三羧酸循环不仅是各种有机物质氧化分解的共同途径、释放能量最多的氧化分解阶段，而且架起了三大类物质相互转化、相互联系的桥梁。,糖 脂 蛋白质：,三羧酸循环,1分子G，经有氧氧化彻底分解，净生成几分子ATP？1分子乙酰COA通过TAC彻底氧化，净生成几分子ATP？,1分子乙酰COA通过TAC彻底氧化，净生成12分子ATP。1分子G，经有氧氧化彻底分解，净生成38分子ATP。,有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体产能的主要途径。,问题：1、1摩尔G，经有氧氧化彻底分解，生成多少ATP？2、由一分子G所生成的乙酰COA进入TAC，最终净生成多少分子ATP？3、1分子G在成熟的RBC中氧化，最终净生成38分子ATP？,糖酵解和糖有氧氧化的不同点 糖酵解 糖有氧氧化反应条件 无氧 有氧反应部位 胞液 胞液 线粒体生成产物 乳酸 CO2 H2O产能数目 2个ATP 38个ATP,磷酸戍糖途径,乳酸 G 6-PG 3-P甘油醛 丙酮酸 乙酰COA 6-PG脱氢酶 6-PG酸 5-磷酸核糖 CO2+H2O 磷戊途径 磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖和NADPH+H的反应过程。,磷酸戊糖的反应过程分为两个阶段,*细胞定位：胞液*反应过程分为二个阶段 第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖和NADPH和CO2 第二阶段：非氧化反应 包括一系列基团转移,NADP+NADPH+HG-6-P 5-P核糖 CO2,催化第一步脱氢反应的酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物,问题：磷戍途径有能量生成吗？它的意义何在？,磷酸戊糖途径的生理意义：生成两个重要物质核糖和NADPH。,1、提供核糖作为合成核苷酸和核酸的原料。2、提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应。作为供氢体参与代谢(合成FA、胆固醇等)维持红细胞膜的完整性 参与肝脏的生物转化作用,第二节 糖原合成与分解 糖原是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速运用的能量储备。,什么是糖原?以G为单位聚合形成的具有分枝结构的大分子多糖。糖原 记为Gn,糖 原,糖原储存的主要器官及其生理意义肌肉：肌糖原 180300g主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原70 100g 维持血糖水平,合 成 G 分 解 己糖激酶 葡萄糖-6-磷酸酶 6-P葡萄糖 1-P葡萄糖 糖原合成酶 磷酸化酶 糖 原,糖原合成的意义：,1、有效地调节血糖浓度 2、合理地贮存能源,糖原分解 意义：,肝糖原分解不仅可以氧化供能，而且可以维持血糖恒定；肌糖原是肌肉收缩时的主要供能物质，对血糖的调节起间接作用。,只有肝脏组织有葡萄糖-6-磷酸酶，所以只有肝糖原可直接分解为G。肌糖原的分解乳酸循环肌糖原乳酸葡萄糖糖异生,第三节 糖异生作用,概念：由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过 程，称为糖异生。原料：乳酸、甘油、丙酮酸、生糖AA场所：肝脏、肾(饥饿时)过程：糖酵解途径逆行反应,糖酵解与糖异生的关系图,过程：糖酵解途径逆行反应 己糖激酶 葡萄糖 6 P 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 磷酸果糖激酶 6-磷酸果糖 1 6-DP果糖 果糖二磷酸酶 丙酮酸激酶 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 丙酮酸羧化酶 草酰乙酸(丙酮酸羧化支路),糖异生途径关键反应之一,糖异生途径关键反应之二,糖异生途径关键反应之三,糖异生的意义：,（一）维持血糖浓度恒定,（二）补充肝糖原,三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。,（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）,血 糖,血糖及血糖水平的概念血糖：指血液中的葡萄糖血糖水平，即血糖浓度正常成年人血糖浓度值3.9-6.1mmol/L,血糖的来源去路是相对平衡的,食物 CO2+H2 O 消化吸收 氧化分解 糖原合成 肝(肌)糖肝糖原 分解 糖异生 合成非糖物质 其它物质,血糖,血糖水平的平衡主要受到激素水平的调节,降低血糖的激素:胰岛素升高血糖的激素:胰高血糖素 肾上腺素 糖皮质激素 生长激素 胰岛素是体内唯一降低血糖的激素 糖代谢异常常见高血糖和低血糖,低血糖是指血糖浓度低于3.3mmol/L,血糖水平过低会影响脑细胞的功能，从而出现头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。严重的可引起死亡.,引起低血糖的原因1、胰性（胰岛-细胞功能亢进）、肝性（肝癌等）、内分泌异常（肾上腺皮质功能低下）、肿瘤（胃癌等）5、饥饿或不能进食者,高血糖是指空腹血糖浓度高于7.2mmol/L,当血糖浓度超过8.9mmol/L时，超过了肾小管的吸收能力，则可出现糖尿，这一血糖水平称为肾糖阈。,高血糖及糖尿的原因糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病糖耐量实验检测糖代谢是否正常,单项选择题1正常人清晨空腹血糖浓度为（以mg/100ml）计：A60100 B60120 C70110 D80120 E1001202糖代谢中间产物中含有高能磷酸键的是：(.)A6-磷酸葡萄糖 B6-磷酸果糖 C1，6-二磷酸果糖D3-磷酸甘油醛 E13-二磷酸甘油酸3丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A与许多维生素有关，但除外：(.)AB1 BB2 CB6 DPP E泛酸,4在糖原合成中作为葡萄糖载体的是：(.)AADP BGDP CCDP DTDP EUDP5下列哪个激素可使血糖浓度下降？(.)A肾上腺素 B胰高血糖素 C生长素 D糖皮质激素 E胰岛素6下列哪一个酶与丙酮酸生成糖无关？(.)A果糖二磷酸酶 B丙酮酸激酶 C丙酮酸羧化酶 D醛缩酶E磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,7肌糖原分解不能直接补充血糖的原因是：(.)A肌肉组织是贮存葡萄糖的器官B肌肉组织缺乏葡萄糖激酶C肌肉组织缺乏葡萄糖-6-磷酸酶D肌肉组织缺乏磷酸酶E肌糖原分解的产物是乳酸8葡萄糖与甘油之间的代谢中间产物是：(.)A丙酮酸 B 3-磷酸甘油酸 C 磷酸二羟丙酮 D磷酸烯醇式丙酮酸 E乳酸,91分子葡萄糖酵解时净生成多少个ATP？(.)A1 B2 C3 D4 E510磷酸果糖激酶的最强变构激活剂是：(.)AAMP BADP CATP D2，6-二磷酸果糖 E1，6-二磷酸果糖11三羧酸循环和有关的呼吸链反应中能产生ATP最多的步骤是：(.)A柠檬酸异柠檬酸 B异柠檬酸-酮戊二酸C-酮戊二酸琥珀酸 D琥珀酸苹果酸 E苹果酸草酰乙酸,12丙酮酸羧化酶的活性可被下列哪种物质激活？(.)A脂肪酰辅酶A B磷酸二羟丙酮 C异柠檬酸 D乙酰辅酶A E柠檬酸13下列化合物异生成葡萄糖时净消耗ATP最多的是：(.)A2分子甘油 B2分子乳酸 C2分子草酰乙酸 D2分子琥珀酸E2分子-酮戊二酸,多项选择题1 糖异生途径的关键酶是：(.)A丙酮酸羧化酶 B磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶C磷酸甘油激酶 D磷酸二磷酸酶2 磷酸戊糖途径的重要生理功能是生成：(.)A6-磷酸葡萄糖 BNADH+H+CNADPH+H+D5-磷酸核糖,能使血糖浓度升高的激素有：(.)A生长素 B肾上腺素 C胰岛素 D甲状旁腺素只在胞液中进行的糖代谢途径有：(.)A糖酵解 B糖异生 C磷酸戊糖途径 D三羧酸循环糖异生的原料有：(.)A乳酸 B甘油 C部分氨基酸 D丙酮酸,糖无氧酵解和有氧氧化途径都需要：(.)A乳酸脱氢酶B3-磷酸甘油醛脱氢酶C磷酸果糖激酶D丙酮酸脱氢酶系13葡萄糖进入肌肉细胞后可以进行的代谢是：(.)A糖异生 B糖原合成 C有氧氧化 D糖酵解14肝脏对血糖的调节是通过：(.)A糖异生 B糖有氧氧化 C糖原分解 D糖原合成,填空题1糖原合成的关键酶是_；糖原分解的关键是_。2糖酵解中催化作用物水平磷酸化的两个酶是_和_。3糖酵解途径的关键酶是_、_和丙酮酸激酶。4_是糖异生中最主要器官，_也具有糖异生的能力。5、1个葡萄糖分子经糖酵解可生成_个ATP；糖原中有1个葡萄糖残基经糖酵解可生成_个ATP。,达标测试题:一、解释名词：血糖 糖酵解 肾糖阈 三羧酸循环二、填空1、唯一降低血糖的激素是。2、糖代谢各条途径的共同中间代谢物是。3、1 mol 葡萄糖在成熟红细胞中氧化净生成 ATP4、糖异生作用的主要生理意义是维持 或 状态下血糖浓度相对恒定。,5、肌糖原不能直接补充血糖是因为肌肉组织缺乏 酶。6、糖的有氧氧化途径分为、其中 阶段是在胞液进行的。7、1摩尔乳酸在体内彻底氧化能产生 ATP8、正常人的血糖浓度为。9、蚕豆病患者是由于患者的细胞中先天性缺乏 酶造成的。,10、低血糖时，能量供应首先受影响的是。11、血糖的去路有哪些？12、磷酸戊糖途径的生理功能？13、一分子葡萄糖进入有氧氧化途径产生的 ATP是进入糖酵解产生ATP的 倍。14、一分子葡萄糖所生成的乙酰COA通过三羧酸循环可产生的ATP分子数是。,15、比较糖酵解与糖有氧氧化的异同?16、尿糖患者是否就是糖尿病人?为什么?17、糖原分解成8分子乳酸时生成多少ATP？18、6分子乳酸彻底氧化,生成多少ATP?,