第29次课2学时第十章糖代谢第1次课.docx

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第29次课2学时第十章糖代谢第1次课

第29次课2学时（第十章糖代谢第1次课）

上次课复习：

无

本次课题（或教材章节题目）：

第十章糖代谢

第一节糖的分解代谢

教学要求：

1.掌握糖酵解的11个步骤和涉及到的10个酶；

2.熟悉糖酵解途径中1个氧化还原反应，2个生成ATP的反应，3个不可逆反应；

3.理解在糖酵解途径中各种限制反应速率的因素是如何发挥作用；

4.掌握丙酮酸的去路；糖酵解途径中的ATP的生成；了解各种单糖进入糖酵解的途径

重点：

糖酵解途径中1个氧化还原反应，2个生成ATP的反应，3个不可逆反应

难点：

丙酮酸的去路；糖酵解途径中的ATP的生成

教学手段及教具：

PowerPoint与板书结合。

讲授内容及时间分配：

第一节糖的分解代谢

一葡萄糖无氧降解

1.糖酵解途径发现历史……………………………………………10分钟

2.糖酵解途径………………………………………………………25分钟

3.糖酵解途径的调节………………………………………………20分钟

4.丙酮酸的去路……………………………………………………15分钟

5.酵解过程中ATP的产生…………………………………………15分钟

各种已糖进入酵解的途径…………………………………………………5分钟

课后作业

1.熟悉EMP的所有反应过程

2.EMP中三个不可逆步骤的酶及调控？

两次底物水平磷酸化部位？

第一次脱氢部位？

净生成ATP？

产生NADH＋H＋发生部位？

参考资料

生物化学（第三版）,王镜岩、朱圣庚等主编，北京：

高等教育出版社，2002.9

生物化学简明教材，聂剑初，高等教育出版社

生物化学辅导与习题集（第三版），戴余军等，湖北长江出版集团

生物化学习题集（修订第二版），张来群，李宏，谢丽涛．北京：

科学出版社，2002.7

基础生物化学题解（第二版），郭静成，滕晓月.北京：

科学出版社，2002.2.

注：

本页为每次课教案首页

第30次课　2学时（第十章糖代谢第2次课）

上次课复习：

糖酵解途径中1个氧化还原反应，2个生成ATP的反应，3个不可逆反应

本次课题（或教材章节题目）：

第十章糖代谢第一节糖的分解代谢

教学要求：

1.掌握糖酵解途径产生的丙酮酸是如何形成乙酰辅酶A并进入三羧酸循环；

2.掌握三羧酸循环中8个反应步骤及涉及到的酶，熟记1个底物水平磷酸化反应，2个脱羧反应，3个不可逆反应，4个氧化还原反应；

3.理解三羧酸循环中的调控，分析葡萄糖有氧氧化的能量生成；

4.了解丙酮酸羧化支路

重点：

三羧酸循环中1个底物水平磷酸化反应，2个脱羧反应，3个不可逆反应，4个氧化还原反应；

难点：

　葡萄糖有氧氧化的能量生成

教学手段及教具：

PowerPoint与板书结合。

讲授内容及时间分配：

提问…………………………………………………………………5分钟

二葡萄糖有氧降解

1.三羧酸循环的发现历史……………………………………5分钟

2.三羧酸循环的化学历程…………………………………20分钟

3.三羧酸循环的调控………………………………………10分钟

4.三羧酸循环的物质变化……………………………………10分钟

5.三羧循环及葡萄糖有氧氧化的能。

………………………15分钟

6.三羧酸循环的生物学意义………………………………10分钟

7.三羧酸循环途径的添补反应……………………………10分钟

课后作业

1丙酮酸→乙酰CoA，催化的酶是？

参与的辅酶有？

TCA中两次脱羧部位？

关键酶是？

TCA中4次氧化反应发生部位？

TCA底物水平磷酸化发生部位？

1葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O，产能ATP多少？

分步分析

参考资料

生物化学（第三版）,王镜岩、朱圣庚等主编，北京：

高等教育出版社，2002.9

生物化学简明教材，聂剑初，高等教育出版社

生物化学辅导与习题集（第三版），戴余军等，湖北长江出版集团

生物化学习题集（修订第二版），张来群，李宏，谢丽涛．北京：

科学出版社，2002.7

基础生物化学题解（第二版），郭静成，滕晓月.北京：

科学出版社，2002.2.

注：

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第31次课2学时（第十章糖代谢第3次课）

上次课复习：

丙酮酸→乙酰CoA，催化的酶是？

参与的辅酶有？

TCA中两次脱羧部位？

关键酶是？

TCA中4次氧化反应发生部位？

TCA底物水平磷酸化发生部位？

本次课题（或教材章节题目）：

第十章糖代谢第一节糖的分解代谢

教学要求：

1.理解磷酸戊糖途径的基本过程，掌握该途径在生物体中的意义

2.掌握乙醛酸循环在生物体中的意义及重要的酶

3.掌握糖原、淀粉水解的基本过程

重点：

磷酸戊糖途径在生物体中的意义；乙醛酸循环在生物体中的意义；糖原水解的基本过程

难点：

　磷酸戊糖途径基本过程，乙醛酸循环和三羧酸的关系

教学手段及教具：

PowerPoint与板书结合。

讲授内容及时间分配：

课堂提问…………………………………………………………………10分钟

三磷酸戊糖途径

1.HMP途径的反应历程…………………………………………………15分钟

2.磷酸戊糖途径的调节…………………………………………………　5分钟

3.HMP产能的情况分析…………………………………………………10分钟

4.磷酸戊糖途径生物学意义……………………………………………10分钟

5与糖酵解途径的关系…………………………………………………5分钟

四乙醛酸循环

1.乙醛酸循环示意图……………………………………………………10分钟

2.乙醛酸循环途径的主要生物学意义…………………………………5分钟

五、多糖和低聚糖的酶促降解…………………………………………20分钟

课后作业

1.磷酸戊糖途径的意义，2个脱氢位点、氧化还原反应位点（辅因子）、脱羧位点

2.乙醛酸循环的两个特殊的酶及催化的反应

参考资料

生物化学（第三版）,王镜岩、朱圣庚等主编，北京：

高等教育出版社，2002.9

生物化学简明教材，聂剑初，高等教育出版社

生物化学辅导与习题集（第三版），戴余军等，湖北长江出版集团

生物化学习题集（修订第二版），张来群，李宏，谢丽涛．北京：

科学出版社，2002.7

基础生物化学题解（第二版），郭静成，滕晓月.北京：

科学出版社，2002.2.

注：

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第32次课2学时（第十章糖代谢第4次课）

上次课复习：

糖酵解全过程，关键反应位点；TCA循环全过程，关键反应位点；磷酸戊糖途径意义，乙醛酸循环中关键酶

本次课题（或教材章节题目）：

第十章糖代谢

第二节　糖的合成代谢

教学要求：

1.对照糖原分解过程掌握糖原的生成过程及关键酶，理解糖原分解与合成在生物体内的动态调节关系

2.掌握糖异生过程与糖酵解的区别，理解这两个过程并非是完全的逆过程

重点：

糖异生过程

难点：

　糖异生过程与糖酵解的区别

教学手段及教具：

PowerPoint与板书结合。

讲授内容及时间分配：

课堂复习与提问………………………………………………30分钟

糖原合成………………………………………………………20分钟

糖异生作用

1.反应过程………………………………………………………15分钟

2.糖异生途径的前体…………………………………………10分钟

3.糖异生能量分析…………………………………………….10分钟

4.糖异生的生理意义……………………………………………5分钟

课后作业

糖原的合成与分解所需酶？

两途径的相互协调

糖异生的意义和过程

参考资料

生物化学（第三版）,王镜岩、朱圣庚等主编，北京：

高等教育出版社，2002.9

生物化学简明教材，聂剑初，高等教育出版社

生物化学辅导与习题集（第三版），戴余军等，湖北长江出版集团

生物化学习题集（修订第二版），张来群，李宏，谢丽涛．北京：

科学出版社，2002.7

基础生物化学题解（第二版），郭静成，滕晓月.北京：

科学出版社，2002.2.

注：

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第十章糖代谢

第一节糖的分解代谢

一葡萄糖无氧降解（糖酵解）

糖酵解途径：

指无氧条件下葡萄糖分解至生成丙酮酸的阶段，是体内糖代谢的主要途径，在细胞质中进行。

糖酵解途径是真核细胞、细菌摄入体内的葡萄糖的最初分解过程.也是葡萄糖分解代解所经历的共同途径。

糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏

1糖酵解途径（EMP）发现历史

历史的纪元开始，人类就会用酵母液将葡萄糖发酵成乙醇。

并由此开始进行酿酒、制作面包

1875年法国科学家巴斯德发现葡萄糖在无氧条件下被酵母菌分解生成乙醇，将其转移至有氧环境生醇发酵即被抑制.

1897年德国的巴克纳兄弟发现发酵作用可以在不含细胞的酵母抽提液中进行.

1905年哈登（ArthurHarden）和扬（WilliamYoung）实验中证明了无机磷酸的作用.

1940年前德国的生物化学家恩伯顿（GustarEmbden）和迈耶霍夫（OttoMeyerhof）等人的努力完全阐明了糖酵解的整个途径，揭示了生物化学的普遍性。

因此糖酵解途径又称Embden-MeyerhofofPathway（简称EMP）

糖酵解途径实验依据①

酵母抽提液的发酵速度比完整酵母慢，且逐渐缓慢直至停顿。

如果加入无机磷酸盐，可以恢复发酵速度，但不久又会再次缓慢，同时加入的磷酸盐浓度逐渐下降。

果糖-1，6-二磷酸

葡萄糖-6-磷酸，果糖-6-磷酸混合物

糖酵解途径实验依据②

将酵母液透析后就会失去发酵能力

将酵母液加热到50℃也会失去发酵能力

将两种酵母液混合在一起后又恢复发酵能力

由此推断:

发酵需要两类物质：

一是热不稳定的，不可透析的组分即酶；二是热稳定的可透析的组分，如辅酶Ⅰ（NAD）、ATP、ADP、金属离子等.

糖酵解途径实验依据③

碘乙酸对酵母糖酵解有抑制作用

将葡萄糖、酵母抽提液及碘乙酸一起保温，可以分离出少量的磷酸丙糖（主要是3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮的平衡混合物）

糖酵解途径实验依据④

氟化钠对酵母糖酵解有抑制作用

将1,6-二磷酸果糖及氟化钠一起保温有磷酸甘油酸积累（3-和2-磷酸甘油酸的平衡混合物）.

2.糖酵解途径

（1）葡萄糖的磷酸化

（2）果糖-6-磷酸生成

（3）果糖-1,6-二磷酸的生成磷酸果糖激酶

是第二个调节酶，此酶为限速酶，此步聚为限速步聚。

（4）磷酸丙糖的生成

（5）二羟丙酮磷酸转变为甘油醛-3-磷酸

（6）甘油酸-1，3二磷酸的生成

（7）甘油酸-3-磷酸的生成

第一次底物水平磷酸化，第一次产生ATP的反应。

（8）甘油酸-2-磷酸的生成

磷酸甘油酸变位酶

（9）磷酸烯醇式丙酮酸的生成

（10）丙酮酸的生成

第三个调节酶

第二次底物水平磷酸化反应，第二次产生ATP.

糖酵解过程

糖酵解可分为两个阶段：

准备阶段：

产能阶段：

三步不可逆酶（调节酶）

糖酵解的调节

①己糖激酶

受到产物葡萄糖-6-磷酸的抑制

②磷酸果糖激酶

调节酵解途径流量最重要的酶；受多种变构效应剂的影响。

别构抑制剂（负效应物）：

ATP

柠檬酸、脂肪酸

H+

别构激活剂（正效应物）：

AMP、ADP

果糖-2,6-二磷酸

③丙酮酸激酶

效应物

抑制剂：

ATP、Ala、乙酰辅酶A、长链脂肪酸

激活剂：

果糖-1，6-二磷酸磷酸烯醇式丙酮酸

共价修饰：

磷酸化后活性降低

胰高血糖素可通过cAMP抑制丙酮酸激酶的活性。

乙醇发酵总反应式

葡萄糖＋2Pi＋2ADP　　　2乙醇＋2ATP＋2H2O+2CO2

乳酸发酵总反应式

葡萄糖＋2Pi＋2ADP　　　　2乳酸＋2ATP＋2H2O

5酵解过程中ATP的产生

酵解产生2ATP和2NADH。

2NADH用于使2分子丙酮酸变成2分子乳酸，或使乙醛还原成为乙醇。

糖酵解途径小结

是糖降解的公共途径，一分子葡萄糖氧化成两分子丙酮酸，并把能量以ATP和NADH形式贮存。

在细胞质中进行，不需氧。

共10步，需10种酶，需Mg2+参与。

有三步不可逆酶，决定了葡萄糖的分解速度。

耗能：

2分子ATP。

产能：

有2处底物水平磷酸化，形成4分子ATP。

形成2分子的NADH。

二葡萄糖有氧降解

总反应：

（一）糖酵解途径（EMP）

在细胞质中

净得2ATP，2NADH+H+

有氧条件下，将酵解产生的丙酮酸氧化脱羧成乙酰CoA，再经一系列氧化和脱羧，最终生成二氧化碳和水并产生能量。

1三羧酸循环的发现历史

2.三羧酸循环的化学历程

（1）准备阶段（丙酮酸进入线粒体→乙酰CoA）　

化学反应：

氧化脱羧

催化反应的酶：

丙酮酸脱氢酶（复合体）

a丙酮酸脱氢酶复合体

三种酶：

E1¡ª¡ª丙酮酸脱氢酶组分

E2¡ª¡ª二氢硫辛酰转乙酰基酶

E3¡ª¡ª二氢硫辛酸脱氢酶

砷化物：

可与E2－SH共价结合，使酶失去活性。

五种辅助因子

TPP

硫辛酰胺

FAD

NAD+

CoA-SH

b反应过程　

c丙酮酸脱氢酶（系）的调节与控制：

产物控制：

NADH（E3）和乙酰CoA（E2）与酶的底物竟争活性部位

共价修饰：

E1的磷酸化（无活性）和去磷酸化（有活性）：

ATP/ADP比值高，酶的磷酸化作用增加，E1活性下降

Ca2+增加，通过激活磷酸酶使酶系活化

乙酰CoA－→3NADH+FADH2+2CO2+ATP

（1）乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸

柠檬酸合酶

此酶是第一个调节酶，是TCA中第一个限速步骤

（2）异柠檬酸的生成

乌头酸酶：

（3）α-酮戊二酸的生成

异柠檬酸脱氢酶

第二个调节酶

第一次氧化作用，同时伴随着脱羧的过程。

（4）琥珀酰CoA的生成

α－酮戊二酸脱氢酶（系）：

第三个调节酶

第二个氧化脱羧反应。

（5）从琥珀酰辅酶A到琥珀酸

琥珀酰-CoA合成酶：

TCA中唯一底物水平磷酸化产能的反应。

（6）琥珀酸被氧化成延胡索酸

琥珀酸脱氢酶:

酶的辅酶是FAD

TCA循环中第三个氧化还原反应。

丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可阻断三羧酸循环。

（7）苹果酸的生成

延胡索酸酶：

（8）苹果酸被氧化为草酰乙酸

苹果酸脱氢酶：

第四次氧化还原反应

３．三羧酸循环的调节

底物（乙酰CoA、草酰乙酸）浓度的推动，产物（NADH）浓度的抑制；

ATP、ADP的调节；

Ca2+的调节；

关键酶：

4.三羧酸循环中的物质变化

C骨架的变化：

5．TCA生成的能量

能量被保存在NADH、FADH2和GTP中。

NADH和FADH2可通过呼吸链氧化磷酸化

葡萄糖的有氧代谢生成的能量？

胞液中的NADH的再氧化　

肌肉、神经组织中的甘油-3-磷酸穿梭作用（1.5ATP）

肝、肾、心等组织的苹果酸-天冬氨酸穿梭作用（2.5ATP）

生物意义：

使细胞溶胶中的NADH逆浓度梯度转运到线粒体内膜进入电子传递进行氧化。

1.肌肉、神经组织中的甘油-3-磷酸穿梭作用

2.肝、肾、心等组织的苹果酸-天冬氨酸穿梭作用

6.TCA的生理意义

三羧酸循环是代谢的中心环节

7.三羧酸循环途径的添补反应

氨基酸进入TCA循环的五种途径

丙酮酸羧化支路

三磷酸戊糖途径

己糖单磷酸途径（HexoseMonophosphatePathway,HMP）

在细胞质中进行

特点

1.HMP途径的反应历程

氧化阶段（1-3）

　G6P5－磷酸核酮糖

非氧化阶段（4-8）：

　磷酸戊糖分子内重排，产生不同碳链长度的单糖，可进入酵解途径。

（1-3）氧化阶段

6-磷酸葡萄糖脱氢酶：

是磷酸戊糖途径的限速酶。

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶：

脱羧，脱氢

（4-5）

磷酸戊糖同分异构化

（6-8）磷酸戊糖转酮、转醛、转酮

由转酮酶和转醛酶催化，产生F6P和GAP醛

分子重排的结果：

2个5-磷酸木酮糖+1个5-磷酸核糖　　　　　2个F6P+1个GAP醛

2.磷酸戊糖途径的调节　

限速酶：

6-磷酸葡萄糖脱氢酶

催化不可逆反应。

活性受NADP+/NADPH比例的调节。

非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物的浓度。

3.HMP产能的情况分析

反应1和反应3产生各产生1NADPH＋H＋。

生成1分子的3－磷酸甘油醛，需3分子的葡萄糖，因此生1分子的GAP,要生成3分子CO2，6NADPH＋H＋。

1分子葡萄糖完全氧化成CO2和水，需6分子葡萄糖，生成6分子CO2，12NADPH＋H＋。

4.磷酸戊糖途径生物学意义　

是细胞内不同结构糖分子的重要来源，为各种单糖的相互转化以及糖与其他物质的相互转化提供条件

是细胞产生还原力（NADPH）的主要途径

5与糖酵解途径的关系

四乙醛酸循环（动物体内不存在）

在许多微生物和植物中，除具有TCA循环外，还存在另一条途径即乙醛酸循环。

它的主要内容是通过乙醛酸途径使得乙酰辅酶A转变为草酰乙酸从而进入TCA循环或者合成糖

乙醛酸循环体：

异柠檬酸裂合酶、苹果酸合酶

2.乙醛酸循环途径的主要生物学意义

乙醛酸循环是TCA循环的中间产物的补充方式之一。

使得脂肪酸的降解产物乙酰辅酶A经草酰乙酸转化成葡萄糖，满足种子萌发的时候对糖的需要

将乙醛酸循环同TCA循环进行比较:

TCA循环的综合效果是：

乙酰CoA彻底氧化为CO2和H2O；

乙醛酸循环的综合效果是：

乙酰CoA转变为四碳二羧酸（琥珀酸和苹果酸），而后进入TCA循环或者合成糖

五、多糖和低聚糖的酶促降解

（一）淀粉的降解

淀粉酶：

是催化水解淀粉分子中糖苷键的一类酶的总称。

主要作用两类糖苷键：

α-1.4-糖苷键

α-1.6-糖苷键。

种类

α－淀粉酶

β－淀粉酶

糖化酶

脱支酶

（二）糖原的降解

全部降解过程也是在酶系的协同作用下完成的：

糖原磷酸化酶：

糖原脱支酶：

双重功能酶

糖基转移酶

糖原脱支酶

磷酸葡萄糖变位酶

葡萄糖-6-磷酸酶

第二节　糖的合成代谢

一光合作用

　　　光反应阶段：

　　　暗反应阶段：

二、糖原的合成　

催化糖原合成有三种酶:

UDP葡萄糖焦磷酸化酶

糖原合酶

糖原分支酶

糖原代谢的调控

糖原分解

糖原磷酸化酶

糖原脱支酶（糖基转移酶、糖原脱支酶）

磷酸葡萄糖变位酶

葡萄糖-6-磷酸酶

肾上腺素对血糖代谢的调节　192页

胰岛素对糖原合成的促进途径　193页

三、糖异生作用

糖异生作用（葡萄糖的异生作用）：

指的是以非糖物质（乳酸、丙酮酸、丙酸、甘油、氨基酸等）作为前体合成葡萄糖的作用。

糖异生主要在肝脏中进行，肾脏也可以进行糖异生。

糖异生不是简单的酵解途径的逆过程

糖酵解的调节

1.反应过程

①丙酮酸羧化酶

②苹果酸脱氢酶

③磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶

磷酸烯醇式丙酮酸

④果糖-1，6-二磷酸酶

⑤葡萄糖－6－磷酸酶

2.糖异生途径的前体

凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡萄糖

TCA中的中间物柠檬酸、异柠檬酸、α－酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸都可以转变成草酰乙酸而进入糖异生途径。

大多数氨基酸是生糖氨基酸，它们可转化为相应的酮酸而参加糖异生途径。

肌肉剧烈运动后产生大量乳酸，它可氧化为丙酮酸参加糖异生途径，该过程称Cori循环（158页）

3.糖异生能量分析

丙酮酸→草酰乙酸消耗1分子ATP

草酰乙酸→PEP消耗1分子ATP（GTP）

3－磷酸甘油酸→1,3－二磷酸甘油酸消耗1分子ATP

因此，从2分子丙酮酸合成1分子葡萄糖共消耗6个ATP。

4.糖异生的生理意义

糖异生是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。

糖异生作用是机体的一种适应性反应，在饥饿、剧烈运动造成糖原下降后，糖异生使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。

这对维持机体的血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。

糖异生作用不仅可回收乳酸中的能量，还可以联系某些氨基酸的代谢。

糖异生和糖酵解的代谢协调调控

酵解与异生途径，一个途径开放，另一个途径就关闭，可以避免无效循环。

各种糖的氧化代谢，包括糖酵解途径，糖有氧氧化，糖原合成和分解，糖异生途径都有葡萄糖-6-磷酸中间产物形成，所以，葡萄糖-6-磷酸是各个糖代谢途径的交叉点。