第22章糖酵解作用 (Glycolysis) 、糖酵解作用的研究历史 糖酵解过程概述 、糖酵解和酒精发酵的全过程图解 、糖酵解第一阶段的反应机制 五、糖酵解第二阶段—放能阶段的反应机制 六、由葡萄糖转变为两分子丙酮酸能量转变的估算 七、丙酮酸的去路 八、糖酵解作用的调节 九、其他六碳糖进入糖酵解途径
第22章 糖酵解作用 (Glycolysis) 一、糖酵解作用的研究历史 二、糖酵解过程概述 三、糖酵解和酒精发酵的全过程图解 四、糖酵解第一阶段的反应机制 五、糖酵解第二阶段——放能阶段的反应机制 六、由葡萄糖转变为两分子丙酮酸能量转变的估算 七、丙酮酸的去路 八、糖酵解作用的调节 九、其他六碳糖进入糖酵解途径
糖酵解作用 糖酵解是葡萄糖通过一系列的生化反应, 逐步氧化成小分子化合物,并释放出能量合成 ATP的过程。糖酵解途径从葡萄糖开始,到生 成2分子丙酮酸为止,在途径的前期消耗2分子 ATP,后期合成4分子ATP,所以途径运行的结 果,1分子葡萄糖可以产生2分子ATP
糖酵解作用 糖酵解是葡萄糖通过一系列的生化反应， 逐步氧化成小分子化合物，并释放出能量合成 ATP的过程。糖酵解途径从葡萄糖开始，到生 成2分子丙酮酸为止，在途径的前期消耗2分子 ATP，后期合成4分子ATP，所以途径运行的结 果，1分子葡萄糖可以产生2分子ATP
无氧呼吸 糖酵解途径是呼吸途径的一部分,其产物丙 酮酸有多种去向,在酵母菌中,丙酮酸转变成乙 醇和CO2;在肌肉中,丙酮酸转变成乳酸。从丙 酮酸到乙醇及从丙酮酸到乳酸的代谢途径是在无 氧条件下进行的,所以把糖酵解途径加上丙酮酸 转变成乙醇或乳酸称为无氧呼吸
无氧呼吸 糖酵解途径是呼吸途径的一部分，其产物丙 酮酸有多种去向，在酵母菌中，丙酮酸转变成乙 醇和CO2；在肌肉中，丙酮酸转变成乳酸。从丙 酮酸到乙醇及从丙酮酸到乳酸的代谢途径是在无 氧条件下进行的，所以把糖酵解途径加上丙酮酸 转变成乙醇或乳酸称为无氧呼吸
有氧呼吸 在有氧条件下,丙酮酸进入柠檬酸循环途 径,在柠檬酸途径中彻底氧化成CO2。柠檬酸 途径中产生的NADH进入呼吸电子传递链,在 呼吸电子传递链中产生大量的ATP,最终将 NADH中的电子交给O2,生成H2O。所以把糖 酵解途径、柠檬酸循环加上呼吸电子传递链合 称为有氧呼吸途径
有氧呼吸 在有氧条件下，丙酮酸进入柠檬酸循环途 径，在柠檬酸途径中彻底氧化成CO2。柠檬酸 途径中产生的NADH进入呼吸电子传递链，在 呼吸电子传递链中产生大量的ATP，最终将 NADH中的电子交给O2，生成H2O。所以把糖 酵解途径、柠檬酸循环加上呼吸电子传递链合 称为有氧呼吸途径
呼吸途径示意图 葡萄糖 糖酵解 (有氧) ATP 内配酸 柠檬酸 CO?+ NADH 酵母中 (循环 肌肉中 呼吸电子 传递链 乙醇+CO2 ATP (无氧)乳酸 NADT+H?O
呼吸途径示意图
二、糖酵解过程概述 (酵解过程) 由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乳酸,称为酵解 过程,其碳原子的变化可作如下概括: c-C-C-C-C-C-C-C-C+c-C-C 123456123456 葡萄糖(六碳糖) 三碳糖三碳糖 - CH, CH (OH) C00+ CH CH (OH)COO 12 65 4 乳酸 乳酸
二、糖酵解过程概述 由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乳酸，称为酵解 过程，其碳原子的变化可作如下概括： C－C－C－C－C－C → C－C－C + C－C－C 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 葡萄糖（六碳糖） 三碳糖 三碳糖 → CH3 CH(OH)COO－ + CH3 CH(OH)COO－ 1 2 3 6 5 4 乳酸 乳酸 （酵解过程）
发酵过程 由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乙醇,称为发酵 过程,其碳原子的变化可作如下概括: C-C—C—C-C-C→C—C-C+C-C-C 123456123456 葡萄糖(六碳糖) 三碳糖三碳糖 -CH3,OH CO2 CH3CH2OH cO2 4 乙醇 乙醇
发酵过程 由葡萄糖经历丙酮酸最后生成乙醇，称为发酵 过程，其碳原子的变化可作如下概括： C－C－C－C－C－C → C－C－C + C－C－C 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 葡萄糖（六碳糖） 三碳糖 三碳糖 → CH3CH2OH + CO2 + CH3CH2OH + CO2 1 2 3 6 5 4 乙醇 乙醇
酵解途径的能量代谢 从能量的观点出发,可以将酵解过程划分为两 个方面,一方面从葡萄糖转变为乳酸是物质的分解 过程,伴有自由能的释放。另一方面有ATP的合成, 这是吸收能量的过程。 葡萄糖→→2乳酸 AG107=-196.7ki/mol 2ADP+2Pi→2ATP+2H2O△G20=+61.lkj/mol 总能量变化为△G=△G10+AG20=-1356kj/mol 其中由ATP捕获的能量的比例为 61.1/196.7×100%=31
酵解途径的能量代谢 从能量的观点出发，可以将酵解过程划分为两 个方面，一方面从葡萄糖转变为乳酸是物质的分解 过程，伴有自由能的释放。另一方面有ATP的合成， 这是吸收能量的过程。 葡萄糖 → 2乳酸 ΔG1 0 ’=－196.7kj/mol 2ADP + 2Pi → 2ATP + 2H2O ΔG2 0 ’= ＋61.1kj/mol 总能量变化为 ΔG0 ’=ΔG1 0 ’+ ΔG2 0 ’=－135.6kj/mol 其中由ATP捕获的能量的比例为 61.1/196.7 ×100% = 31%
糖酵解途径中磷酸化 中间产物的意义 应该引起注意的是,糖酵解过程中由葡萄糖 到所有的中间产物都是以磷酸化合物的形式反应 的。中间产物磷酸化至少有三种意义: ①带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性, 从而使这些产物不易透过脂膜而失散; ②磷酸基团在各反应步骤中,对酶来说,起到信 号基团的作用,有利于与酶结合而被催化; ③磷酸基团经酵解作用后,最终形成ATP的末端 磷酸基团,因此具有保存能量的作用
糖酵解途径中磷酸化 中间产物的意义 应该引起注意的是，糖酵解过程中由葡萄糖 到所有的中间产物都是以磷酸化合物的形式反应 的。中间产物磷酸化至少有三种意义： ①带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性， 从而使这些产物不易透过脂膜而失散； ②磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起到信 号基团的作用，有利于与酶结合而被催化； ③磷酸基团经酵解作用后，最终形成ATP的末端 磷酸基团，因此具有保存能量的作用
(1)/ADP CHOH COOH CH,OP CHOH HO H HO (12)CH3 HO H HO cooH∠42H乳酸 发三 葡萄糖 2C=0 葡萄糖-6-磷酸 (OcH,/O CH,OH H HO/H 酵孝 丙酮酸 k(u3) 2C OH H COOH CHO 2H 果糖-6-磷酸 的糖 2 COH ATP 2NAD 烯醇式丙酮酸 全酵 H HO 过解 2ATP (10) 2ADP 2(NADH+H 果糖-1,6-二磷酸 程和 COOH CH2O/e、cHO CHOH CH,OH 图 CH CH, OO 磷酸烯醇式丙酮酸 三羟内酮磷酸甘油醛-3 磷酸 (6) 2 Pi 解精 2 HCOH COOH COOH CH,OP 2 CHO (8) 2 CHOH 1,3-二磷酸甘油酸 CH, OH 2 ADP 2-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2ATP
三 、 糖 酵 解 和 酒 精 发 酵 的 全 过 程 图 解