专题九：糖代谢
教学分析
思维导图 淀粉和糖原的酶促降解 多糖和低擎精的酶促障解 糖酵解 纤维素的酶促降解 糖的有氧分解 就的分解代射 乙醛酸循环-柠檬酸循环支 糖代谢 磷酸戊糖途径 葡糖醛酸代谢途径 糖原的合成 - 蔗糖的合成 能的合成代射 淀粉的合成 糖异生作用
教学分析 糖代谢 多糖和低聚糖的酶促降解 淀粉和糖原的酶促降解 纤维素的酶促降解 糖的分解代谢 糖酵解 糖的有氧分解 乙醛酸循环- 柠檬酸循环支 磷酸戊糖途径 葡糖醛酸代谢途径 糖的合成代谢 糖原的合成 蔗糖的合成 淀粉的合成 糖异生作用
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 糖代谢概述 1、新陈代谢(metabolism)定义 糖代谢包括糖的分解代谢与合成代谢 ·糖的分解作用的定义：糖的分解代谢主要指大分子糖经酶促降解成单糖后，进一步降解，氧化成CO2 和H2O,并释放能量的过程；糖的分解代谢在无氧和有氧条件下均可以进行。糖酵解和柠檬酸循环是 生命过程中最重要的产能途径。除为机体的生命活动提供能量外，糖类分解代谢的中间产物还可为氨 基酸、核苷酸、脂肪酸、类固醇的合成提供碳骨架。戊糖磷酸途径提供的核糖-5-磷酸和NADPH,葡 糖醛酸途径提供的糖醛酸和L-抗坏血酸均具有重要的生理意义。（注意：名词解释） ●糖的合成代谢的定义：糖的合成代谢指绿色植物和光合微生物利用日光作为能源，二氧化碳作为碳源， 与水合成葡萄糖并释放氧气的过程。对人和动物体来说，糖的合成代谢是指怎样利用葡萄糖合成糖原， 以及非糖物质如何转化为糖。(（注意：名词解释） •糖类代谢与脂质、蛋白质等物质代谢相互联系、相互转化，不可分割，构成了代谢的统一整体
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字。 糖 代 谢 概 述 1、新陈代谢(metabolism) 定义 糖代谢包括糖的分解代谢与合成代谢 ● 糖的分解作用的定义：糖的分解代谢主要指大分子糖经酶促降解成单糖后，进一 步降解，氧化成CO₂ 和 H₂O, 并释放能量的过程；糖的分解代谢在无氧和有氧条件下均可以进行。糖酵解和柠檬酸循环是 生命过程中最重要的产能途径。除为机体的生命活动提供能量外，糖类分解代谢的中间产物还可为氨 基酸、核苷酸、脂肪酸、类固醇的合成提供碳骨架。戊糖磷酸途径提供的核糖-5-磷酸和 NADPH, 葡 糖醛酸途径提供的糖醛酸和L-抗坏血酸均具有重要的生理意义。(注意：名词解释) ●糖的合成代谢的定义：糖的合成代谢指绿色植物和光合微生物利用日光作为能源，二氧化碳作为碳源， 与水合成葡萄糖并释放氧气的过程。对人和动物体来说，糖的合成代谢是指怎样利用葡萄糖合成糖原， 以及非糖物质如何转化为糖。((注意：名词解释) ●糖类代谢与脂质、蛋白质等物质代谢相互联系、相互转化，不可分割，构成了代谢的统一整体
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 淀粉与糖原的酶促水解 ●多糖和低聚糖由于分子大，不能透过细胞膜，所以在被生物体利用之前必须水解成单糖，其水解均依靠酶的催化。 ·1、淀粉的酶促水解（注意：简答题） ·α-淀粉酶可以水解淀粉中任何部位的α-1,4糖苷键，水解产物为寡糖和葡萄糖的混合物。B-淀粉酶只 能从非还原端开始水解α-1,4糖苷键，每次水解产生1个麦芽糖，其水解产物为糊精和麦芽糖的混合 物。在动物的消化液中有α-淀粉酶，在植物的种子与块根中有α-及β-淀粉酶。淀粉一→糊精一→麦芽糖 ●0-和β-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷键，水解淀粉中的a-1,6糖苷键的酶是c-1,6-糖苷酶 ●2、糖原的酶促水解（注意：简答题，对比记忆） ●糖原在细胞内的降解是径磷酸化酶的磷酸解作用生成葡糖-1-璃酸，由于磷酸化酶也只能磷酸解ā-1,4糖苷键，而 不作用于ā-1,6糖苷键，故糖原的完全分解必须在脱支酶等的协同作用下才能完成
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字。 淀粉与糖原的酶促水解 ● 1、淀粉的酶促水解 (注意：简答题) ● α -淀粉酶可以水解淀粉中任何部位的α-1,4糖苷键，水解产物为寡糖和葡萄糖的混合物。β-淀粉酶只 能从非还原端开始水解α -1,4糖苷键，每次水解产生1个麦芽糖，其水解产物为糊精和麦芽糖的混合 物。在动物的消化液中有α -淀粉酶，在植物的种子与块根中有α -及β -淀粉酶。 淀粉 →糊精→麦芽糖 ●α-和β-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷键，水解淀粉中的α-1,6糖苷键的酶是α-1,6-糖苷酶 ● 2、糖原的酶促水解(注意：简答题，对比记忆) ●糖原在细胞内的降解是经磷酸化酶的磷酸解作用生成葡糖-1-磷酸，由于磷酸化酶也只能磷酸解α-1,4 糖苷键，而 不作用于α-1,6糖苷键，故糖原的完全分解必须在脱支酶等的协同作用下才能完成。 ●多糖和低聚糖由于分子大，不能透过细胞膜，所以在被生物体利用之前必须水解成单糖，其水解均依靠酶的催化
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 辅酶A的递能作用 ●如图，磷酸化酶作用于糖原分子的非还原端，循序进行磷酸解，连续释放葡糖-1一磷酸，直到在分支点以前还有4 个葡萄糖残基为止。在脱支酶的作用下，将糖原分支上的3个葡萄糖残基转移至主链的非还原末瑞，在分支点处还 留下一个l→6糖苷键连接的葡萄糖残基。被脱支稀(debranching enzyme)水解为游离的葡萄糖，脱支稀为 a(1→6)糖特酶。可特异性水解1→6糖苷键。 纤维素的酶促水解 ●1、件雅章的陈促水解 中速草璃 288000000/u ●人的消化道中没有水解纤雅素的海，但不少微生朔如细菌、 0-00-o00006-0-0- 制原 真菌、放线菌、原生动物等能产生纤雅素酶及什雅二糖酶， 、酸化时 CO000 00● 它们能催化仟雅素完全水解成葡荀糖。 CCCOO 00D0-0000 看相-小一博酸业子 烟有桔 ●双糖的酶水解在双糖酶催化下进行，双糖酶中最重要的除有 0-000000000 麦芽糖酶、件雅二糖酶外，还有益糖酶、乳糖酶等，它们都 般支的的0一句 属于糖符酶类，广泛分布于植物、微生物与动物的小肠液中。 0-00-0000000十。 图？一1鞭原约水
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字添加文字 添加文字添加文字添加文字添加文字。 辅 酶A 的递能作用 ●如图，磷酸化酶作用于糖原分子的非还原端，循序进行磷酸解，连续释放葡糖-1-磷酸，直到在分支点 以前还有4 个葡萄糖残基为止。在脱支酶的作用下，将糖原分支上的3个葡萄糖残基转移至主链的非 还原末端，在分支点处还 留下一个1→6糖苷键连接的葡萄糖残基。被脱支酶(debranching enzyme) 水解为游离的葡萄糖，脱支酶为 α(1→6)糖苷酶。可特异性水解1→6糖苷键。 纤维素的酶促水解 ●1、纤维素的酶促水解 ●人的消化道中没有水解纤维素的酶，但不少微生物如细菌、 真菌、放线菌、原生动物等能产生纤维素 酶及纤维二糖酶， 它们能催化纤维素完全水解成葡萄糖。 ●双糖的酶水解在双糖酶催化下进行，双糖酶中最重要的除有 麦芽糖酶、纤维二糖酶外，还有蔗糖酶、 乳糖酶等，它们都 属于糖苷酶类，广泛分布于植物、微生物与动物的小肠液中
考点一：多糖和低聚糖的酶促降解 ·2、血糖的来源与去路（注意：简答题） ●食物中的糖类经肠道消化为葡萄糖、果糖半乳糖等单糖。单糖可被吸收入血。血液中的葡萄糖称为 血糖。正常人空腹血糖浓度为39~6.1mmol/L。正常人血糖浓度维持在一个相对恒定的范围内，是 因为血糖的代谢有来源有去路（如图。消化后吸收的单糖经门静脉入肝，一部分合成肝糖原进行贮存： 另一部分径肝静脉进入血液循环，输送给全身各组积，在组织中分别进行合成与分解代谢。 食物中糖的 氧化分解为CO2、HO 消化吸收 放出能量 血糖 肝糖原分解 3.9~6.1mmol/L ·合成糖原贮存 其他物质 转变为脂肪、氨基酸等 (甘油、乳酸等) 图9-2血糖的来源与去路
● 2、血糖的来源与去路(注意：简答题) ●食物中的糖类经肠道消化为葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖。单糖可被吸收入血。血液中的葡萄糖称为 血糖。正常人空腹血糖浓度为3.9～6.1 mmol/L。正常人血糖浓度维持在一个相对恒定的范围内，是 因为血糖的代谢有来源有去路(如图)。消化后吸收的单糖经门静脉入肝，一部分合成肝糖原进行贮存； 另一部分经肝静脉进入血液循环，输送给全身各组织，在组织中分别进行合成与分解代谢。 考点一：多糖和低聚糖的酶促降解
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ·1、糖酵解(glycolysis)的定义 ·无氧条件下的糖酵解作用最初发现自肌肉提取液。由于葡萄糖转化为乳酸与酵母内葡萄糖发酵成乙醇 和CO2的过程相似，都经历了由葡萄糖变成丙酮酸(pyruvic acid)这段共同的生化反应历程所以统称 1mol葡萄糖变成2mol丙酮酸并伴随ATP生成的过程为糖酵解。有时也称1mol葡萄糖到2mol 乳酸的整个反应过程为糖酵解。糖酵解是动物、植物、微生物共同存在的糖代谢途径。（注意：名词 解释) ·2、糖酵解的过程（简答题、计算题、结构式、判断 ·葡萄糖经糖酵解转变为丙酮酸，丙酮酸有三条代谢去路：在组织缺氧条件下丙酮酸还原为乳酸：酵母 可使丙酮酸还原成乙醇：在有氧条件下，丙酮酸转化为乙酰辅酶A(acetyl-coenzyme A)进入柠檬 酸循环或称为三羧酸循环，彻底氧化为水和二氧化碳。 乳酸 糖酵解 葡萄糖→丙酮酸一→乙酰辅酶A 进入柠檬酸循环 乙醛一乙醇 乙醇发酵
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ● 1、糖酵解(glycolysis)的定义 ●无氧条件下的糖酵解作用最初发现自肌肉提取液。由于葡萄糖转化为乳酸与酵母内葡萄糖发酵成乙醇 和CO₂的过程相似，都经历了由葡萄糖变成丙酮酸(pyruvic acid)这段共同的生化反应历程，所以统称 1 mol葡萄糖变成2 mol丙酮酸并伴随ATP生成的过程为糖酵解。有时也称1 mol葡萄糖到2 mol 乳酸的整个反应过程为糖酵解。糖酵解是动物、植物、微生物共同存在的糖代谢途径。(注意：名 词 解释) ● 2、糖酵解的过程(简答题、计算题、结构式、判断. ●葡萄糖经糖酵解转变为丙酮酸，丙酮酸有三条代谢去路：在组织缺氧条件下丙酮酸还原为乳酸；酵母 可使丙酮酸还原成乙醇；在有氧条件下，丙酮酸转化为乙酰辅酶A( acetyl-coenzyme A)进入柠檬 酸循环或称为三羧酸循环，彻底氧化为水和二氧化碳
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ●糖酵解的全部过程从葡萄糖开始，包括10步酶促反应，反应均在细胞质中进行。糖酵解可划分为3个阶段，为了 讨论方便，将无氧条件下丙酮酸的继续氧化列为第4阶段一并讨论。 Ho 0-P==0 cH ME 己精激格 葡暂糖 随6磷酸 。(1)己糖磷酸酯的生成 NG'16.7 kJ mo1 ●葡萄糖或糖原经磷酸化转变成果糖-16-二磷酸，为分解成两分子丙糖做好准备。这阶段如丛葡萄糖开始，可由 三步反应组成，即葡萄糖的磷酸化异构化，以及果糖磷酸的磷酸化作用。注意：如果丛糖原开始，则需经过磷 酸解作用，生成葡糖-1-磷酸，然后转变成葡糖-6-磷酸(glucose-6-phosphate),最后再转变为果糖-16-二磷酸。 ·①葡萄糖在葡糖激酶(g lucokinase)或己糖激酶的催化下生成葡糖-6-磷酸。 ·I激酶使底物磷酸化，但必须是ATP提供磷酸基团 ●ⅡATP将y磷酸基团转移到葡萄糖分子上消耗一个ATP。为糖酵解的限速步骤
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ●糖酵解的全部过程从葡萄糖开始，包括10步酶促反应，反应均在细胞质中进行。糖酵解可划分为3个阶段，为了 讨论方便，将无氧条件下丙酮酸的继续氧化列为第4阶段一并讨论。 ● (1)己糖磷酸酯的生成 ●葡萄糖或糖原经磷酸化转变成果糖-1,6-二磷酸，为分解成两分子丙糖做好准备。这阶段如从葡萄糖开始，可由 三步反应组成，即葡萄糖的磷酸化、异构化，以及果糖磷酸的磷酸化作用。注意：如果从糖原开始，则需经过磷 酸解作用，生成葡糖-1 -磷酸，然后转变成葡糖-6 -磷酸(glucose-6-phosphate),最后再转变为果糖-1 ,6 -二磷酸。 ● ①葡萄糖在葡糖激酶(g lucokinase)或己糖激酶的催化下，生成葡糖-6-磷酸。 ● I.激酶使底物磷酸化，但必须是ATP提供磷酸基团。 ●Ⅱ .ATP将γ磷酸基团转移到葡萄糖分子上，消耗一个ATP。为糖酵解的限速步骤
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ●② ·③果糖-6-磷酸在果糖磷酸激酶 -CH (phosphofruc tokinase)的催化下，利用ATP 提供的磷酸基团 OH 己糖磷酸异构铺 生成果糖-1,6-二磷酸(fructose-1,6- OH OH bisphosphate。 葡糖6-鳞酸 果糖-6硒酸 AG1.7 kJ/mal ·I激酶催化磷酸基团丛ATP上转移到煤代谢物分子上。当Mq2+存在时，激酶才有活性。 ··葡糖激酶与果糖磷酸激酶催化的两步反应均是释放大量自由能的不可逆反应。两种酶均是别 构臨类，并通过酶活性的调节来控制糖酵解的反应速度。 ●准毒：作用生成葡糖-1-磷酸，再经变位酶的作 0 0-P-0=c 用转化反应若从糖原开酷，糖原经糖原磷酸化酶、 CH.-0r CH.OH ATP 转移酶和脱支酪的成萄糖-6-磷酸。 Mg ●谁意：变位机制不是葡糖-1-磷酸分子内部的磷 OH 果意酵酸象砖 酸基转移，而是它与葡糖-1,6-二磷酸互换磷酸基。 人 第制-1.公二爵酸 这种互换作用是通过葡糖磷酸度位酶的磷酸化型与 AG*14.2 kI role 非磷酸化型的转变而进竹的
●② ●③果糖-6 -磷酸在果糖磷酸激酶 (phosphofruc tokinase)的催化下，利用ATP 提供的磷酸基团 生成果糖-1,6-二磷酸(fructose -1,6 - bisphosphate)。 ● I.激酶催化磷酸基团从ATP上转移到某代谢物分子上。当Mq²+存在时，激酶才有活性。 ●Ⅱ.葡糖激酶与果糖磷酸激酶催化的两步反应均是释放大量自由能的不可逆反应。两种酶均是别 构酶类，并通过酶活性的调节来控制糖酵解的反应速度。 ●注 意 ：作用生成葡糖-1-磷酸，再 经变位酶的作 用转化反应若从糖原开始，糖原经糖原磷酸化酶、 转移酶和脱支酶的成葡糖-6-磷酸。 ●注 意 ：变位机制不是葡糖-1-磷酸分子内部的磷 酸基转移，而是它与葡糖-1,6-二磷酸互换磷酸 基。 这种互换作用是通过葡糖磷酸变位酶的磷酸化型与 非磷酸化型的转变而进行的。 糖酵解 考点二：糖的分解代谢
考点二：糖的分解代谢 糖酵解 ●(2)而麓磷酸的生或 ●④在醛缩酶(aldolase)的催化下，果糖-1,6-二磷酸分子在第3与第4碳原子之向断裂为两个三碳化合物，即磷酸二 羟两爾(dihydroxyacetone phosphate)与甘油醛-3-礴酸(glyceraldaldehyde-3-phosphate) 0 ●醛缩酶催化的是可逆反应，标准状况 0 P=o CH, CH,-0=-P=0 CH,O P O 下，平衡倾向于醇醛缩合成果糖-1,6-二 Co 00H 磷酸一侧，但在细胞内，由于正反应产 CH,OH CH,0 P=O 物丙糖磷酸被移走，平衡可向正反应迅 速进行。 果糖1,6二磷酸 磷桶酸二羟丙酮 甘油醛3磷酸 △G=23.8kJ/mo1 ●⑤在而糖磷酸异构稀(triose phosphate isomerase)的催化作用下，两个三碳糖之向有同分异构体的互变。 0.H ●由于甘油醛-3-磷酸的持续被氧化，反应的平衡 C-d 内腾喷酸并构南 HCOH 0 将向生成甘油醛-3磷酸的方向移动。总的结果相 CH.OH 当于1分子果糖-1,6-二磷酸生成2分子甘油醛-3-磷 磷酸二羟丙酮 甘油醛-3-磷酸 酸
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