生化糖代谢专题
生化糖代谢讲课稿
(蚌埠医学院影像系考纲糖代谢部分)
【掌握】:糖分解代谢的主要途径。糖酵解(概念,反应部位,反应过程,关键酶及限速酶,主要反应步骤,生理意义)。底物水平磷酸化的概念及有关反应。糖有氧氧化(概念,反应阶段,进行部位,关键酶,丙酮酸脱氢酶复合体的组成及作用,三羧酸循环的概念、反应过程、关键酶及限速酶、生理意义,有氧氧化过程中ATP的生成)。磷酸戊糖途径(概念,反应部位,限速酶及生理意义)。糖原合成与分解(概念,反应过程,限速酶,肌糖原与肝糖原分解的不同点)。糖异生(概念、原料、组织和细胞定位,反应过程,关键酶,生理意义)。乳酸循环(概念及生理意义)。血糖及其调节(血糖的概念,正常人空腹血糖的水平,血糖的来源和去路,激素对血糖水平的调节)。
【熟悉】:糖的生理功能,糖酵解的调节,巴斯德效应。果糖、半乳糖和甘露糖的代谢。【了解】:糖的消化吸收。糖醛酸途径。多元醇途径。磷酸戊糖途径、有氧氧化、糖原合成与分解以及糖异生的调节。底物循环的概念。血糖水平异常。
一.概述(主要讲的是葡萄糖)
1.糖的主要功能是氧化供能
(1)糖是人类食物的主要成分,提供能量是最主要的生理功能(2)糖是机体重要的碳源(3)糖是组成机体组织结构的重要成分2、3.糖的消化吸收的主要部位在小肠
例1.淀粉经胰α-淀粉酶作用后的主要产物是:A.葡萄糖
B.葡萄糖及麦芽糖C.麦芽糖及异麦芽糖D.麦芽糖及临界糊精E.异麦芽糖及
答案不清楚不用纠结
基本的概念是:淀粉经胰α-淀粉酶作用后:麦芽糖、麦芽三糖(65%)
异麦芽糖、-临界糊精(35%)
(生理内容)转运方式:葡萄糖不能以扩散的方式通过细胞膜
(1)葡萄糖在小肠粘膜细胞属于继发性主动转运(载体易化扩散和原发性主动转运相偶联的主动转运系统:解释GLUT5)
(2)葡萄糖跨膜转运的另外一种方式:经载体易化扩散5种转运体:GLUT1分布于多种组织细胞上
GLUT2分布于肝细胞
GLUT1、GLUT4分布于肌肉和脂肪细胞
其中GLUA4受到胰岛素调节,糖尿病病人常伴有GLUT4
数量功能下降
GLUT5分布于小肠粘膜上皮(p。13)
问:既然是主动转运,为什么还有转运体?
答案:载体易化扩散和原发性主动转运相偶联的主动转运系统:解释GLUT5
二.糖的无氧氧化1.植物:乙醇
动物:乳酸
2.无氧氧化分成两个过程(注意:糖酵解=无氧氧化与糖酵解途径概念的不同)
糖酵解:(照着书过一遍)部位全部在细胞质酶催化的离子
总结:
1唯一一次脱氢反应(6)○
2两个高能化合物1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸是高能化合物○
2两个磷酸化反应○
3两次底物水平磷酸化(7、10)○
(1)底物水平磷酸化:代谢物脱氢脱水反应时分子内部重新分布的形成高能键将高能键给ADP或者GDP的过程
(2)氧化磷酸化(形成ATP的主要方式):由代谢物脱下的氢,经过线粒体氧化呼吸链电子传递释放能量,偶联驱动ADP磷酸化生成ATP的过程(生物氧化)
4三个关键酶、一个限制酶○
(1)己糖激酶四型肝细胞中是四型:葡萄糖激酶
(2)6-葡萄糖激酶-1(限制酶)(第一调节点)
调节酶实现对酶促反应速率的快速调节方式(第三章酶)变构酶的变构调节、化学修饰调节、酶原激活
调节:变构激活剂:AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖(最强的)
正反馈作用:1,6-二磷酸果糖
变构抑制剂:ATP、柠檬酸
共价修饰:间接的方式(书上)胰高血糖素通过cAMP及依赖cAMP
的蛋白激酶磷酸化PKF-2的32位丝氨酸磷酸化后激酶的活性减弱而磷酸酶的活性升高。
(3)丙酮酸激酶(第二调节点)变构激活:1,6-二磷酸果糖
变构抑制:ATP、丙氨酸(肝内)
大部分组织当ATP/AMP降低的时候,FKP-1和丙酮酸被激活,加速了葡
萄糖的分解。
乳酸生成:乳酸脱氢酶(书上读)
问:如果是糖原作为起始产生多少的ATP?答案:3mol
3.糖酵解的生理意义(1)无氧条件下快速供能
(2)某些细胞在有氧条件下的功能途径(如:无线粒体的红细胞、代谢活跃的细胞)(3)某些病例条件下的机体调节方式
(4)糖有氧氧化准备阶段,糖异生作用大部分逆过程几个问题:
1.1摩尔葡萄糖在有氧条件下与无氧条件下分别经糖酵解氧化,产生ATP的摩尔数之比为:2:7(2.5*2+2)
三.糖的有氧氧化(糖氧化供能的主要方式)
1.糖的有氧氧化过程包括:糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化
(1)糖酵解途径分解为丙酮酸(2ATP+2NADPH+2H+)
(2)丙酮酸途径进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A
丙酮酸脱氢酶复合体(存在于线粒体中)
丙酮酸脱氢酶(TPP)
二氢硫辛酰胺转乙酰酶(硫辛酸、乙酰辅酶A)二轻硫辛酸脱氢酶(FAD、NAD+)
含B1,硫辛酸(B族维生素),泛酸,B2,PP五种维生素例题:下列哪种物质缺乏可引起血液丙酮酸含量升高?
A.硫胺素B.叶酸
C.吡哆醛
D.维生素B12
E.生物素
(3)乙酰辅酶A进入三羧酸循环以及氧化磷酸化生成ATP2.三羧酸循环TCA是以柠檬酸为起始物的循环反应系统(1)八步反应看书上
三羧酸循环的定义:线粒体内,从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含三个羧基的柠檬酸开始,
经过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,
同时草酰乙酸(草酰乙酸来源于丙酮酸直接羧化或苹果酸脱氢,都来自于葡萄糖)再生的这一循环反应称为三羧酸循环。(乙酰辅酶A来自于三大营养物质的代谢)
三羧酸循环(krebs循环)(Krebs)是伟大的,因为他在32岁时发现了氨基酸代谢生成尿素的
鸟氨酸循环,而在37岁时又发现了重要的三羧酸循环。
(2)总结:(1)反应部位及条件:线粒体需氧参与
(2)关键酶:柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶(限速酶)、a-酮戊二酸脱氢酶
复合体
(3)主要反应:一次底物水平磷酸化(GTP)二次脱羧
三个不可逆反应(三个关键酶)
四次脱氢(3次以NAD+为受氢体1次以FAD为受氢体)
(4)2分子CO2是体内的CO2的主要来源,CO2的C来自于草酰乙酸
(3)TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要的作用
1TCA循环是3大营养的代谢终路○
主要是为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量
2TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽○
3.糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式(书上)
4.糖有氧氧化的调节是基于能量的需求只讲p.101
5.巴斯德效应是糖有氧氧化抑制糖酵解的现象
比较两者
反应部位需氧条件底物、产物产能关键酶糖酵解胞液无氧或缺氧糖原、葡萄糖→乳酸1mol葡萄糖净生成2molATP己糖激酶(葡萄糖激酶)6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖的有氧氧化胞液、线粒体有氧糖原、葡萄糖→H2O+CO21mol葡萄糖净生成30~32molATP糖酵解关键酶加上丙酮酸脱氢酶复合体,柠檬酸合酶,异柠檬酸脱氢酶,α-酮戊,二酸脱氢酶复合体机体产能的主要方式生理意义迅速供能(4)葡萄糖的其他代谢途径(5)(6)(7)(8)
糖原的合成和分解糖异生
其他单糖的代谢血糖及其调节
扩展阅读:生化糖代谢练习题
糖代谢练习题
第一部分填空
1、TCA循环中有两次脱羧反应,分别是由________和________催化。2、在糖酵解中提供高能磷酸基团,使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________和________________
3、糖酵解途径中的两个底物水平磷酸化反应分别由_____________和_____________催化。
4、三羧酸循环在细胞___________进行;糖酵解在细胞___________进行。5、一次三羧酸循环可有________次脱氢过程和________次底物水平磷酸化过程。6、每一轮三羧酸循环可以产生_________分子GTP,_________分子NADH和_________分子FADH2。
7、丙酮酸还原为乳酸,反应中的NADH+H+来自的氧化。8、糖酵解在细胞内的中进行,该途径是将转变为,同时生成的一系列酶促反应。9、许多非糖物质如______,______,以及某些氨基酸等能在肝脏中转变为糖原,称为___________
10、线粒体内部的ATP是通过载体,以方式运出去的。
11、1分子葡萄糖经糖酵解代谢途径转化为_________分子乳酸净生成_________分子ATP。
12、糖酵解在细胞_________中进行,该途径能将_________转变为丙酮酸。13、三羧酸循环脱下的_________通过呼吸链氧化生成_________的同时还产生ATP。
14、糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应,这些酶是__________、___________和_____________。
15、由非糖物质生成葡萄糖或糖元的作用,称为__________作用。
16、糖是人和动物的主要物质,它通过而放出大量,以满足生命活动的需要。
17、lmol葡萄糖氧化生成CO2和H2O时,净生成__________molATP。
18、三羧酸循环的第一步反应产物是___________。
19、蔗糖是由一分子和一分子组成,它们之间通过糖苷键相连。
1、异柠檬酸脱氢酶,α-酮戊二酸脱氢酶2、1、3二磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸3、磷酸甘油酸激酶,丙酮酸激酶4、线粒体,细胞质(或胞液)
5、4,16、1个,3个,1个7、3-磷酸甘油醛8、细胞质,葡萄糖,丙酮酸,ATP和NADH
9、甘油,丙酮酸,糖原异生作用10、腺苷酸,交换11、2,212、浆,葡萄糖13、氢,水14、己糖激酶,磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶15、糖原异生16、能源,生物氧化,能量17、32(38)18、柠檬酸19、葡萄糖,果糖,1,4第二部分单选题
1、下面哪种酶既在糖酵解又在葡萄糖异生作用中起作用?()A、丙酮酸激酶B、3-磷酸甘油醛脱氢酶C、1,6-二磷酸果糖激酶D、已糖激酶
2、在TCA循环中,下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化?()A、柠檬酸→α-酮戊二酸B、延胡索酸→苹果酸
C、琥珀酸→延胡索酸D、α-酮戊二酸→琥珀酸3、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是()A、a-1,6-糖苷键B、β-1,6-糖苷键C、a-1,4-糖苷键D、β-1,4-糖苷键4、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶?()A、丙酮酸羧化酶B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶C、葡萄糖-6-磷酸酯酶D、磷酸化酶5、三羧酸循环的第一步反应产物是()。
A、柠檬酸B、草酰乙酸C、乙酰CoA
D、CO2E、NADPH+H+
6、糖酵解的关键酶是()。
A、丙糖激酶B、磷酸果糖激酶C、酮酸激酶D、甘油激酶7、糖酵解途径的场所是()
A、胞液B、线粒体C、内质网D、细胞核8、糖酵解的速度主要取决于()的活性。
A、磷酸葡萄糖变位酶B、磷酸果糖激酶C、醛缩酶D、磷酸甘油激酶9、在糖异生途径中,下列哪步反应是可逆反应?()
A、6-磷酸葡萄糖→葡萄糖B、丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸C、1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖D、磷酸烯醇式丙酮酸→2-磷酸甘油酸
10、1分子葡萄糖经酵解生成乳酸时净生成ATP的分子数为:()A、1B、2C、3D、4E、511、关于糖酵解途径的叙述错误的是:()
A、是体内葡萄糖氧化分解的主要途径B、全过程在胞液中进行
C、该途径中有ATP生成步骤D、是由葡萄糖生成丙酮酸的过程12、三羧酸循环主要在细胞的哪个部位进行?()
A、胞液B、细胞核C、线粒体D、微粒体E、高尔基体13、下列途径中哪个主要发生在线粒体中?()
A糖酵解途径B三羧酸循环C戊糖磷酸途径DC3循环
14、丙酮酸脱氢酶系是个复杂的结构,包括多种酶和辅助因子。下列化合物中哪个不是丙酮酸脱氢酶组分?()
ATPPB硫辛酸CFMNDNAD+
15、关于磷酸戊糖途径的叙述错误的是():
A、6-磷酸葡萄糖转变为戊糖
B、6-磷酸葡萄糖转变为戊糖时每生成1分子CO2,同时生成1分子NADH+HC、6-磷酸葡萄糖生成磷酸戊糖需要脱羧D、此途径生成NADPH+H+和磷酸戊糖16、支链淀粉分子中以()糖苷键形成分支。
A、α-1,2B、α-1,3C、α-1,4D、α-1,617、糖的有氧氧化最终产物是。()
A、CO2+H2O+ATPB、乳酸C、丙酮酸D、乙酰CoA18、直链淀粉分子中葡萄糖基之间以()糖苷键连接。
A、α-1,2B、α-1,3C、α-1,4D、α-1,619、1摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可净生成()摩尔ATP。
A、32B、24C、16D、820、是人体内NADPH的主要来源。()
A、三羧酸循环B、糖酵解C、β-氧化D、戊糖磷酸途径21、不能经糖异生合成葡萄糖的物质是:()
A、α-磷酸甘油B、丙酮酸C、乳酸D、乙酰CoAE、生糖氨基酸
22、三羧酸循环一周,有几次脱氢反应()
A、1次B、2次C、3次D、4次E、5次23、合成糖原时,葡萄糖基的直接供体是()
A、CDPGB、UDPGC、GDPGD、1-磷酸葡萄糖E、6-磷酸葡萄
24、NADPH为合成代谢提供还原势,NADPH中的氢主要来自()A、糖酵解B、柠檬酸循环C、磷酸己糖支路D、氧化磷酸化25、葡萄糖分解代谢时,首先形成的化合物是()
A、F-1-PB、G-1-PC、G-6-PD、F-6-PE、F-1,6-2P26、糖原分解所得到的初产物是()
A.葡萄糖B.UDPGC.1-磷酸葡萄糖D.6-磷酸葡萄糖E.1-磷酸葡萄糖及葡萄糖
27、糖酵解时下列哪一对代谢物提供~P使ADP生成ATP()
A、3-磷酸甘油醛及6-磷酸果糖B、1,3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸C、3-磷酸甘油酸及6-磷酸葡萄糖D、1,6-双磷酸果糖及1,3-二磷酸甘油酸28、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是()
A、α-1,6糖苷键B、β-1,6-糖苷键C、α-1,4糖苷键D、β-1,4-糖苷键
29、下列哪种途径在线粒体中进行()。
A、糖的无氧酵解B、糖元的分解C、糖元的合成D、糖的磷酸戊糖途径E、三羧酸循环30、肌糖元不能直接补充血糖,是因为肌肉组织中不含()
A、磷酸化酶B、已糖激酶
C、6一磷酸葡萄糖脱氢酶D、葡萄糖6磷酸酶E、醛缩酶
31、在厌氧条件下,下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累?()
A、丙酮酸B、乙醇C、乳酸D、CO232、下列哪条途径与核酸合成密切相关?()
A、糖酵解B、糖异生C、糖原合成D、三羧酸循环E、磷酸戊糖途径
33、关于三羧酸循环下列哪一项描述是错误的?()
A、是可逆的B、三大物质最终氧化途径C、在线粒体中进行D、三大物质互换途径
BDCCABADDBACBCBDACADDDBCCCBCEDCEA
第三部分判断(对的打“√”,错的打“×”)1、糖酵解反应有氧无氧均能进行。(√)
2、TCA循环可以产生NADH2和FADH2,但不能产生高能磷酸化合物。(×)3、糖酵解产生的NADH可直接穿过线粒体膜进入电子传递链。(×)4、淀粉遇碘显蓝色,糖原遇碘显棕红色。(√)
5、在无氧条件下,酵解产生的NADH使丙酮酸还原为乳酸。(√)6、剧烈运动后肌肉发酸是由于丙酮酸被还原为乳酸的结果。(√)
7、糖酵解过程中,因葡萄糖和果糖的活化都需要ATP,故ATP浓度高时,糖酵解速度加快。(×)
8、糖酵解是将葡萄糖氧化为CO2和H2O的途径。(×)9、糖酵解中重要的调节酶是磷酸果糖激酶。(√)
10、三羧酸循环提供大量能量是因为经底物水平磷酸化直接生成ATP。(×)11、麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。(×)
12、三羧酸循环中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。(×)
13、6-磷酸葡萄糖(G-6-P)含有高能磷酸基团,所以它是高能化合物。(×)14、同一种单糖的α-型和β-型是对映体。(√)
15、三羧酸循环提供大量能量是因为经底物水平磷酸化直接生成ATP。(×)16、三羧酸循环最主要的关键酶是琥珀酸脱氢酶。(×)17、丙酮酸脱氢酶系是一种多酶复合体。(√)
18、丙酮酸脱氢酶系催化底物脱下的氢,最终是交给FAD生成FADH2的。(×)
第四部分名词解释
1、三羧酸循环-乙酰COA与草酰乙酸合成柠檬酸,在经一系列氧化、脱羧,最终又重新生成草酰乙酸,乙酰基被彻底氧化成CO2和H2O,并产生能量的过程。2、糖异生作用-指非糖物质(如丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸)转变为葡萄糖或糖原的过程。
3、磷酸戊糖途径-糖代谢的第二条重要途径,是产生NADPH和不同结构糖分子的主要途径
第五部分问答题
1、简述磷酸戊糖途径的代谢特点及其生理学意义?
磷酸戊糖途径的代谢特点是葡萄糖直接脱羧和脱氢,不必经过糖酵解和三羧酸循环。在这个反应中,脱氢酶的辅酶为NADP+和NAD+。
生理学意义:(1)为脂肪酸、胆固醇等生物分子的合成提供NADPH;(2)为DNA、RNA及多种辅酶的合成提供磷酸核糖;(3)NADPH对维持谷胱苷肽的还原性和维持细胞的正常功能有重要作用。
2、试比较糖酵解和糖有氧氧化有何不同。答案要点:反应条件进行部位关键酶
糖酵解缺氧胞液
有氧氧化有氧胞液和线粒体
己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙除糖酵解途径中3个关键酮酸激酶
酶外还有丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶
产能方式底物水平磷酸化底物水平磷酸化和氧化磷酸化
终产物产生能量
乳酸水和二氧化碳
少(1分子葡萄糖产生2个ATP)多(1分子葡萄糖产生
36-38个ATP)
生理意义迅速提供能量;某些组织依赖糖是机体获能的主要方式酵解供能
3、简述三羧循环及磷酸戊糖途径的生理意义。
要点:三羧循环:1.主要供能途径.2.三大物质转化枢纽.3.为多种代谢提供碳骨架.磷酸戊糖途径:1.产生的NADPH供合成代谢需要.2.核酸合成原料.3.与光合作用有关.
4、1mol丙酮酸彻底氧化为CO2和H2O时,净生成多少ATP?已知鱼藤酮因抑制NADH脱氢酶的活性而成为一种重要杀虫剂。当鱼藤酮存在时,理论上1mol丙酮酸又将净生成多少ATP?
要点:分别是15摩尔ATP和1摩尔ATP.
5、淀粉和纤维素都是由葡萄糖组成的,为什么人只能消化淀粉而同为哺乳动物的
牛羊等食草动物却能以纤维素为食?答案要点:
A两者的连接方式不同B人类不含消化纤维素的酶
C牛羊等肠胃中有可分泌纤维素酶的微生物
第六部分论述题
1、怎样理解葡萄糖异生途径不是糖酵解途径的逆转?答案要点:
从丙酮酸转变为糖原,并非完全是糖酵解的逆转反应。
在糖酵解过程中有三个激酶的催化反应是不可逆的。1.丙酮酸转变为烯醇丙酮酸反应是沿另一支路完成的。即丙酮酸在羧化酶的催化下,生成草酰乙酸,后者在烯醇丙酮酸磷酸激酶的催化下,脱羧生成烯醇丙酮酸磷酸。2.果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸的果糖磷酸激酶也是不可逆的。三。葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖时,葡萄糖-6-磷酸磷酸酯酶水解生成葡萄糖,再沿糖酵解途径合成糖原。
2、写出三羧酸循环的8步反应及其生理意义。三羧酸循环的八步反应如下
(1)草酰乙酸与乙酰-CoA缩合形成柠檬酸;(2)柠檬酸异构化形成异柠檬酸;(3)异柠檬酸氧化形成α-酮戊二酸;(4)α-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰CoA;(5)琥珀酰-CoA转化成琥珀酸;(6)琥珀酸脱氢形成延胡索酸;(7)延胡索酸水合形成L-苹果酸;(8)L-苹果酸脱氢形成草酰乙酸。
生理意义:(1)是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。(2)是三大有机物质(糖类、脂类、蛋白质)转化的枢纽。
(3)提供多种化合物的碳骨架。乙酰CoA、丙酮酸、a-酮戊二酸、草酸
乙酸等是生物合成的前体。
3、磷酸二羟丙酮是如何联系糖代谢与脂肪代谢途径的?答案要点:
(1)磷酸二羟丙酮是糖代谢的中间产物,α-磷酸甘油是脂肪代谢的中间产物;因此,磷酸二羟丙酮与α-磷酸甘油之间的转化是联系糖代谢与脂代谢的关键反应。
(2)磷酸二羟丙酮有氧氧化产生的乙酰coa可作为脂肪酸从头合成的原料,同时磷酸二羟丙酮可转化形成α-磷酸甘油,脂肪酸和α-磷酸甘油是合成脂肪的原料。
(3)磷酸二羟丙酮经糖异生途径转化为6-磷酸葡萄糖,再经磷酸戊糖途径产生NADPH,该物质是从头合成脂肪酸的还原剂。
(4)脂肪分解产生的甘油可转化为磷酸二羟丙酮。可进入糖异生途径产生葡萄糖,也可以进入三羧酸循环彻底氧化分解。
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