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教材
选用
五年制临床专业生物化学（第六版）人民卫生出版社2001年6月
七年制临床专业生物化学（第六版）人民卫生出版社2001年6月
麻醉专业生物化学（第六版）人民卫生出版社2001年6月
护理本科生物化学（第六版）人民卫生出版社2000年5月
预防医学专业生物化学（第六版）人民卫生出版社2001年6月
参考
书籍
与常
用网
地址
参考书籍：
生物化学（第五版）人民卫生出版社2001年8月
生物化学（第二版）北京医科大学中国协和医科大学联合出版社1999年2月
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.授课章节
第四章糖代谢（MetabolismofCarbohydrates）
第一节概述（Introduction）
授课对象
医学本科
授课时数
1学时
第二学年上学期
授课地点
教学楼多媒体教室
教学
目的
与要
求
（一）糖的生理功能及代谢概况。
（二）食物中糖的消化和吸收。
重点
与难
点
重点是糖的代谢概况，难点是食物中糖的吸收。
方法
讲授法、讨论法
教具
多媒体
授课
提纲
（一）糖的概念ConceptofCarbohydrates
（二）糖的分类ClassificationofCarbohydrates
1、单糖monosaccharide
1）葡萄糖glucose2）果糖fructose3）半乳糖galactose4）核糖ribose
2、寡糖oligosaccharide
1）麦芽糖maitose2）蔗糖sucrose3）乳糖lactose
3、多糖polysaccharide
1）淀粉starch2）糖原glycogen3）纤维素cellulose
4、结合糖glycoconjugate
1）糖脂glycolipid2）糖蛋白glycoprotein3）糖胺多糖glycosaminoglycans
4）蛋白聚糖proteoglycans
（三）糖的生理功能
（四）糖的消化和吸收
1、糖的消化
1）消化的部位2）消化的过程
2、糖的吸收
1）吸收的部位2）吸收的形式3）吸收的机制4）吸收的途径
（五）糖代谢的概况
讲授内容
注解
（一）糖的概念ConceptofCarbohydrates:
糖的化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物.
（二）糖的分类ClassificationofCarbohydrates:
根据糖水解产物的情况,主要可分为四类.
1、单糖monosaccharide:
不能再水解的糖.如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖
2、寡糖oligosaccharide:
能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。
如麦芽糖（两分子葡萄糖）、蔗糖（一分子葡萄糖与一分子果糖）、乳糖（一分子葡萄糖与一分子半乳糖）
3、多糖polysaccharide:
能水解成多个分子单糖的糖.如淀粉（植物中养分的储存形式）、糖原（动物体内葡萄糖的储存形式）、纤维素（植物的骨架）
4、结合糖glycoconjugate:
糖与非糖物质的结合物.如糖脂（糖与脂类的结合物）、糖蛋白（糖与蛋白的结合物）
1、氧化供能:
这是糖的主要功能。
2、提供合成体内其他物质的原料:
如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。
3、机体组织细胞的组成成分:
如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。
1、糖的消化:
人类食物中的糖主要有植物淀粉、动物糖原以及麦芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉为主。
食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健康所必需。
1）消化的部位:
主要在小肠，少量在口腔
2）消化的过程:
淀粉在α-淀粉酶作用下生成麦芽糖+麦芽三糖和α-临界糊精+异麦芽糖,前者在α-葡萄糖苷酶作用下、后者在α-临界糊精酶作用下生成葡萄糖。
1）吸收的部位:
小肠上段
2）吸收的形式:
单糖
3）吸收的机制:
Na+依赖型葡萄糖转运（Na+-dependentglucosetransporter,SGLT）协助吸收。
4）吸收的途径:
在小肠肠腔经SGLT协助吸收入肠粘膜上皮细胞,再经门静脉、肝脏入体循环,后经葡萄糖转运体（glucosetransporter,GLUT,已发现有5种：
GLUT1～5）协助吸收入各种组织细胞。
淀粉的消化与吸收和乳酸、氨基酸、甘油经糖异生途径以及肝糖原分解均可生成葡萄糖。
葡萄糖经糖原合成生成糖原,经磷酸戊糖途径可生成核糖+NADPH+H+,经有氧氧化生成H2O+CO2,经无氧酵解可生成乳酸。
糖的消化过程和
糖的吸收机制可用多媒体协助教学.
附本节专业英语词汇：
1.葡萄糖glucose
2.糖原glycogen
3.淀粉starch
4.麦芽糖maltose
5.Na+依赖型葡萄糖转运Na+-dependentglucosetransporter,SGLT
6.葡萄糖转运体glucosetransporter,GLUT
授课章节
第四章糖代谢（MetabolismofCarbohydrates）
第二节糖酵解（glycolysis）
（一）糖酵解的概念及反应部位。
（二）糖酵解的反应过程及有关酶类。
（三）糖酵解的调节。
（四）糖酵解的生理意义。
重点是糖酵解的反应过程及有关酶类、糖酵解的生理意义，难点是糖酵解的调节。
（一）糖酵解的概念Conceptofglycolysis:
在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸（lactate）的过程称之为糖酵解。
（二）糖酵解的反应部位:
胞浆
（三）糖酵解的反应过程:
糖酵解分为两个阶段,第一阶段为葡萄糖分解成丙酮酸（pyruvate），称之为糖酵解途径（glycolyticpathway）;
第二阶段为丙酮酸转变成乳酸。
1、葡萄糖分解成丙酮酸
1）葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖
2）6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖
3）6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
4）磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖
5）磷酸丙糖的同分异构化
6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
7）1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸
2、丙酮酸转变成乳酸
（四）糖酵解的调节
（五）糖酵解的生理意义
进入细胞内的葡萄糖首先在第6位碳上被磷酸化生成6-磷酸葡萄糖（glucose6phophate,G－6－P），此酶是糖氧化反应过程的限速酶（ratelimitingenzyme）或称关键酶（keyenzyme）.催化此反应的酶是己糖激酶（hexokinase,HK）。
己糖激酶催化的反应不可逆，反应需要消耗能量ATP，Mg2+是反应的激活剂，它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主要存在于肝外组织，其对葡萄糖Km值为10-5～10-6M。
磷酸根由ATP供给，这一过程不仅活化了葡萄糖，有利于它进一步参与合成与分解代谢，同时还能使进入细胞的葡萄糖不再逸出细胞。
Ⅳ型主要存在于肝脏，特称葡萄糖激酶（glucokinase,GK），对葡萄糖的Km值1～10-2M，正常血糖浓度为5mmol/L，当血糖浓度升高时，GK活性增加，葡萄糖和胰岛素能诱导肝脏合成GK，GK能催化葡萄糖、甘露糖生成其6-磷酸酯，6-磷酸葡萄糖对此酶无抑制作用。
2）6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖
这是由磷酸己糖异构酶（phosphohexoseisomerase）催化6-磷酸葡萄糖（醛糖aldosesugar）转变为6-磷酸果糖（fructose-6-phosphate,F-6-P）的过程，此反应是可逆的。
3）6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖
此反应是6磷酸果糖第一位上的C进一步磷酸化生成1,6－二磷酸果糖，磷酸根由ATP供给，催化此反应的酶是磷酸果糖激酶1（phosphofructokinasel,PFK1）。
PFK1催化的反应是不可逆反应，它是糖的有氧氧化过程中最重要的限速酶，它也是变构酶，柠檬酸、ATP等是变构抑制剂，ADP、AMP、Pi、1，6-二磷酸果糖等是变构激活剂，胰岛素可诱导它的生成。
醛缩酶（aldolase）催化1.6-二磷酸果糖生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛，此反应是可逆的。
磷酸丙糖异构酶（triosephosphateisomerase）催化磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸甘油醛，此反应也是可逆的。
到此1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛，通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP。
6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸
此反应由3-磷酸甘油醛脱氢酶（glyceraldehyde3－phosphatedehydrogenase）催化3-磷酸甘油醛氧化脱氢并磷酸化生成含有1个高能磷酸键的1，3－二磷酸甘油酸，本反应脱下的氢和电子转给脱氢酶的辅酶NAD+生成NADH+H+，磷酸根来自无机磷酸。
7）1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸
在磷酸甘油酸激酶（phosphaglyceratekinase,PGK）催化下，1.3－二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，同时其C1上的高能磷酸根转移给ADP生成ATP，这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）。
此激酶催化的反应是可逆的。
8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸
在磷酸甘油酸变位酶（phosphoglyceratemutase）催化下3-磷酸甘油酸C3－位上的磷酸基转变到C2位上生成2－磷酸甘油酸。
此反应是可逆的。
9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸
由烯醇化酶（enolase）催化，2-磷酸甘油酸脱水的同时，能量重新分配，生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸（phosphoenolpyruvatePEP）。
本反应也是可逆的。
在丙酮酸激酶（pyruvatekinase,PK）催化下，磷酸烯醇式丙酮酸上的高能磷酸根转移至ADP生成ATP，这是又一次底物水平上的磷酸化过程。
但此反应是不可逆的。
丙酮酸激酶是糖的有氧氧化过程中的限速酶，具有变构酶性质，ATP是变构抑制剂，ADP是变构激活剂，Mg2+或K+可激活丙酮酸激酶的活性，胰岛素可诱导PK的生成，烯醇式丙酮酸又可自动转变成丙酮酸。
糖的无氧酵解在细胞液阶段的过程中，一个分子的葡萄糖或糖原中的一个葡萄糖单位，可氧化分解产生2个分子的丙酮酸，丙酮酸将进入线粒体继续氧化分解，此过程中产生的两对NADH+H+，由递氢体α-磷酸甘油（肌肉和神经组织细胞）或苹果酸（心肌或肝脏细胞）传递进入线粒体，再经线粒体内氧化呼吸链的传递，最后氢与氧结合生成水，在氢的传递过程释放能量，其中一部分以ATP形式贮存。
在整个细胞液阶段中的10步酶促反应中，在生理条件下有三步是不可逆的单向反应，催化这三步反应的酶活性较低，是整个糖的无氧氧化过程的关键酶，其活性大小，对糖的氧化分解速度起决定性作用，在此阶段经底物水平磷酸化产生四个分子ATP。
总之，经过糖酵解途径，一个分子葡萄糖可氧化分解产生2个分子丙酮酸。
在此过程中，经底物水平磷酸化可产生4个分子ATP，如与第一阶段葡萄糖磷酸化和磷酸果糖的磷酸化消耗二分子ATP相互抵消，每分子葡萄糖降解至丙酮酸净产生2分子ATP.
2、丙酮酸转变成乳酸
氧供应不足时从糖酵解途径生成的丙酮酸转变为乳酸。
缺氧时葡萄糖分解为乳酸称为糖酵解，因它和酵母菌生醇发酵非常相似。
丙酮酸转变成乳酸由乳酸脱氢酶（lactatedehydrogenase）催化丙酮酸乳酸脱氢酶乳酸在这个反应中丙酮酸起了氢接受体的作用。
由3-磷酸甘油醛脱氢酶反应生成的NADH+H+，缺氧时不能经电子传递链氧化。
正是通过将丙酮酸还原成乳酸，使NADH+H+转变成NAD+，糖酵解才能继续进行。
乳酸脱氢酶是由M和H二种亚基构成的四聚体，组成5种同工酶。
这些同工酶在组织中分布不同，对丙酮酸的KM也有较大差异。
H4主要分布在心肌。
它的酶动力学参数表明H4有利于催化乳酸氧化成丙酮酸。
所以心肌进行有氧氧化而且能利用乳酸作为燃料。
骨骼肌中为M4型。
它对反应方面无倾向性，但肌细胞内底物的浓度有利于生成乳酸。
（四）糖酵解的调节（关键酶）
1、己糖激酶或葡萄糖激酶
1）6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。
2）长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。
2、丙酮酸激酶
1）别构调节
①别构激活剂：
1,6-双磷酸果糖
②别构抑制剂：
ATP,丙氨酸
2）共价修饰调节
有活性的丙酮酸激酶在蛋白激酶A（proteinkinaseA,PKA）,CaM激酶作用下可变为无活性的丙酮酸激酶,无活性的丙酮酸激酶在磷蛋白磷酸酶作用下又可变为有活性的丙酮酸激酶.
3、6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）
AMP;
ADP;
F-1,6-2P（正反馈调节该酶）;
F-2,6-2P
柠檬酸;
ATP（高浓度）
2）此酶有二个结合ATP的部位：
①活性中心底物结合部位（低浓度时）
②活性中心外别构调节部位（高浓度时）
3）胰高血糖素对此酶的调节
（五）糖酵解的生理意义
1、在氧气不足时迅速提供能量，1分子葡萄糖经糖酵解产生2分子ATP。
2、成熟红细胞没有线粒体，糖酵解是供能的唯一方式。
3、神经、白细胞、视网膜、睾丸、骨髓等代谢活跃的细胞，即便不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。
糖酵解的代谢途径可用多媒体协助教学。
1.糖酵解的概念Conceptofglycolysis
2.乳酸lactate
3.糖酵解途径glycolyticpathway
4.己糖激酶hexokinase
5.6-磷酸葡萄糖glucose-6-phosphate,G-6-P
6.葡萄糖激酶glucokinase
7.6-磷酸果糖fructose-6-phosphate,F-6-P
8.6-磷酸果糖激酶-16-phosphfructokinase-1
9.醛缩酶aldolase
10.磷酸丙糖异构酶phosphotrioseisomerase
11.3-磷酸甘油醛脱氢酶glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase
12.磷酸甘油酸激酶phosphoglyceratekinase
13.底物水平磷酸化substratelevelphosphorylation
14.磷酸甘油酸变位酶phosphoglyceratemutase
15.烯醇化酶enolase
16.磷酸烯醇式丙酮酸phosphoenolpyruvate,PEP
17.丙酮酸激酶pyruvatekinase
18.乳酸脱氢酶LDH
19.蛋白激酶AproteinkinaseA
第四章糖代谢（MetabolismofCarbohydrates）
第三节糖的有氧氧化（AerobicOxidationofCarbohydrate）
2学时
（一）有氧氧化的概念。
（二）有氧氧化的反应过程。
（三）三羧酸循环的概念、部位、反应过程、关键酶、脱氢部位、底物水平磷酸化部位。
（四）有氧氧化生成ATP数量、生理意义及调节。
（五）巴斯德效应。
重点是有氧氧化的反应过程、三羧酸循环的概念、部位、反应过程、关键酶、脱氢部位、底物水平磷酸化部位、有氧氧化生成数量及生理意义，难点是糖有氧氧化的调节。
（一）有氧氧化的概念
（二）有氧氧化的反应过程
1、酵解途径
2、丙酮酸的氧化脱羧
3、三羧酸循环
1）三羧酸循环的概念、部位
2）三羧酸循环的反应过程
3）三羧酸循环的关键酶
4）三羧酸循环的脱氢部位
5）三羧酸循环的底物水平磷酸化部位
4、氧化磷酸化
（三）有氧氧化生成的ATP
（四）有氧氧化的生理意
1）三羧酸循环的生理意义
2）有氧氧化的生理意义
（五）有氧氧化的调节
1）三羧酸循环的调节
2）有氧氧化的调节特点
（六）巴斯德效应
1、概念
2、机制
有氧氧化的概述
1、概念
糖的有氧氧化（aerobicoxidation）指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。
是机体主要供能方式。
2、部位：
胞液及线粒体
（二）有氧氧化的反应过程
1、酵解途径
2、丙酮酸的氧化脱羧
1）丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶复合体的作用下氧化脱羧为乙酰CoA（acetylCoA）。
2）丙酮酸脱氢酶复合体的组成:
酶包括丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰胺转乙酰酶和二氢硫辛酰胺脱氢酶,辅酶包括TPP、硫辛酸、HSCoA、FAD和NAD+。
3）丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程
（1）丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。
（2）由二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。
（3）二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）催化生成乙酰CoA,同时使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。
（4）二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。
（5）在二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。
3、三羧酸循环
1）三羧酸循环的概念
三羧酸循环（TricarboxylicacidCycle,TAC）是指乙酰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。
三羧酸循环（TricarboxylicacidCycle,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。
2）三羧酸循环的部位所有的反应均在线粒体中进行。
3）三羧酸循环的反应过程
4）三羧酸循环的要点
（1）经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA，有四次脱氢、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。
（2）关键酶有：
柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶
（3）整个循环反应为不可逆反应
（4）三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，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。
5）三羧酸循环的调节
（1）ATP、ADP的影响
（2）产物堆积引起抑制
（3）循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶
（4）其他，如Ca2+可激活许多酶
6）三羧酸循环的生理意义
（1）是糖，脂肪，蛋白质最终代谢通路。
（2）是糖，脂肪，蛋白质代谢联系的枢纽。
（3）为氧化磷酸化提供还原当量。
（4）为其它物质代谢提供小分子前体。
（三）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。
（四）有氧氧化的调节
有氧氧化的调节特点
1、有氧氧化的调节通过对其关键酶的调节实现。
2、ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。
该比值升高，所有关键酶均被抑制。
3、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。
4、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。
（五）巴斯德效应
1、概念巴斯德效应糖的有氧氧化抑制糖酵解的现象。
1）有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线立体进一步氧化而不生成乳酸
2）缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。
丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程
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