高中生物竞赛辅导糖代谢PPT

1、关于高中生物竞赛辅导糖代谢第一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。最早发现的几种糖可用通式Cn(H2O)m表示，又被称为碳水化合物。糖的概念第二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖的主要生物学作用糖是自然界含量最为丰富的的有机物分子，是重要的生物能源物质，是细胞的结构组分，作为其它生物分子的前体，参与细胞与细胞间分子识别和信号传导等。第三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月单糖最简单的单糖是丙糖，包括甘油醛和二羟丙酮其它的单糖可以看作是丙糖衍生而来的糖。第四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月单糖的旋光异构 平面

2、偏振光：普通光通过尼科尔棱镜时由于棱镜的结构，通过的光只是沿某一平面振动的光波，其它的都被遮断，这种光称为平面偏振光。当它通过某种具有旋光性的异构物溶液，偏振面向右或左旋转。 偏振面：与平面偏振光振动的平面相垂直的平面。第五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 不对称碳原子（手性C原子）：指4个价键与4个不同的原子或原子团相连接的碳原子。除二羟丙酮外，其它单糖至少含有一个手性C原子，因此都具有旋光异构体。如： L-甘油醛 D-甘油醛不对称碳原子第六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 规定：D型（OH在右），L型（OH在左） D、L型是两种不同的物质，尽管组成的元素相同，但空间结构

3、不同，表现出不同的性质。第七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 旋光异构体个数：2n个 n不对称C个数。 如 四碳糖有2个不对称C，异构体4个。 五碳糖有3个不对称C，异构本体23=8个 六碳糖有4个不对称C，异构体24=16个。第八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 对多个不对称碳原子，规定其构型时，以距醛基（或酮基）最远的不对称C原子（或靠近伯醇基的不对称C原子）为标准，OH在不对称C原子右边为D-型， OH在左边为L型。第九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月单糖的环状结构和异头物Glc的链状结构醇羟基很容易与醛或酮形成半缩醛可半缩酮，形成环状结构。第十张，PPT共

4、九十二页，创作于2022年6月异头物第十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月C1上的醛基与哪一个C原子上的OH反应：有两种形式： 1）C1与C5 连接形成氧桥，与吡喃相似，称吡喃糖。 2）C1 与C4连接形成氧桥，与呋喃相似，称呋喃糖。天然Glc多以吡喃型存在，因其更稳定。 C1上新出现的OH有2种不同的排列方式，为便于研究，规定： 型 ：半缩醛（酮）碳上的OH与决定直链结构构型（D型或L型）的碳上的OH处于同一边者。 型 ：（与 型相反）不在同一边者。第十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第十四张，PPT共九十二页，创作于20

5、22年6月 Glc这种投影式结构过长的氧桥是不合理的，因为每个碳原子的键角并非180，1926年英国化学家W.H.Haworth提出透视式结构：-D- 吡喃Glc第十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月-D- 呋喃Glc第十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月两条规定： 1直链式右边的OH写在Haworth环下面，左边OH写在环上面。 2未成环的多余碳原子，如氧桥向右，则写在环之上，反之，则写在环之下。第十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 单糖的构象 构象：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单链周围的原子旋转所产生的原子空间排列。 构象改变，共价不一定断裂或重新形成

6、，Haworth 设计的Glc环状结构为一个平面，粗线来表示靠读者的一边，COC键角为10828, 但实测为111，形成两种构象：船式、椅式。第十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月OCH2OHHOHOOHOHOCH2OHHOHOOHOHOCH2OHOHOHOHOH第十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月D果糖、 D半乳糖、 L鼠李糖、 D甘露糖、L山梨糖、L岩藻糖、L阿拉伯糖、D核糖、D脱氧核糖、 D木糖重要的单糖第二十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月单糖的重要衍生物：糖醇：较稳定，有甜味。甘露醇、山梨醇糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得。葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸氨基糖：

7、糖中的羟基为氨基所取代。D-氨基葡萄糖糖苷：单糖的半缩醛上羟基与非糖物质（醇、酚等）的羟基形成的缩醛。洋地黄苷、皂角苷第二十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月寡糖：少数单糖（210个）缩合的聚合物。自然界中最常见的寡糖是双糖。寡糖麦芽糖葡萄糖-（14）葡糖苷第二十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月乳 糖半乳糖-（14）葡萄苷第二十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月纤维二糖葡萄糖-（14）葡糖苷第二十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月蔗糖葡萄糖-，（12）果糖苷第二十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。多糖没

8、有还原性和变旋现象，无甜味，大多不溶于水。多糖 淀粉 直链淀粉由250-260个葡萄糖分子，以（1，4）糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外，在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。遇碘显紫红色。第二十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月直链淀粉第二十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月支链淀粉第二十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖原 由1-4糖苷键联接的糖原分子具有较多的分支结构。糖原的分支结构则平均以12个葡萄糖残基为其分支的长度。遇碘显红紫色。第二十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月纤维素 由葡萄糖以（

9、14）糖苷键连接而成的直链，天然纤维素为无臭、无味的白色丝状物。纤维素不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。不溶于水。第三十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖代谢第三十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月淀粉的酶促水解：水解淀粉的淀粉酶有与淀粉酶， 二者只能水解淀粉中的-1，4糖苷键，水解产物为麦芽糖。-淀粉酶可以水解淀粉(或糖原)中任何部位的-1，4糖键，淀粉酶只能从非还原端开始水解。水解淀粉中的-1，6糖苷键的酶是-1，6糖苷键酶淀粉水解的产物为糊精和麦芽糖的混合物。第三十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月大多数动物消化道中缺乏水解-1，4糖苷键的酶，因此对纤维素无法

10、水解利用。第三十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖酵解途径（EMP）第三十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月OCH2OHHOOHOHOH+ ATPOCH2OHHOOHOHOHP+ ADP G G-6-PGlucokintase己糖激酶， Mg2 反馈抑制反应基本不可逆，保证进入细胞的葡萄糖立即被转化葡萄糖葡萄糖-6-磷酸（一）葡萄糖的磷酸化消耗1ATP，需要Mg2+参与第三十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 由于己糖激酶的活性受到产物6磷酸葡萄糖的反馈抑制，因此，单纯依靠己糖激酶的作用，有时无法全部消解机体内的多余游离的葡萄糖。 因此，当生物体内尤其是血液和肝

11、脏细胞中的游离葡萄糖含量过高时，生物体内的葡萄糖激酶会起辅助作用，将多余的葡萄糖转化为6磷酸葡萄糖。 而产物6磷酸葡萄糖不会反馈抑制葡萄糖激酶的作用，因此可以避免机体内的葡萄糖过多积累产生的危害。第三十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第三十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第三十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月OCH2OHHOOHOHOHPGlucose phosphate isomeraseOCH2OHOCH2POHOHF-6-P G-6-P（葡萄糖-6-磷酸）（果糖-6-磷酸）磷酸葡萄糖异构酶（二） 葡萄糖-6-磷酸异构化形成果糖-6-磷酸 反应可逆，醛式

12、葡萄糖变酮式果糖第三十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第四十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月OCH2OHOCH2POHOH+ ATPOCH2OHOCH2POHOHPMg2+F-1,6-2P+ ADPF-6-P（6磷酸果糖）（1、6二磷酸果糖）磷酸果糖激酶（三） 果糖-6-磷酸形成果糖-1,6-二磷酸(磷酸化) 反应不可逆。过程需要Mg2+的参与。 磷酸果糖激酶是变构酶，催化效率很低，整个糖酵解的速率严格的依赖该酶的活力水平，因此，磷酸果糖激酶是哺乳动物糖酵解途径中最重要的调控关键酶。 第四十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月OCH2OHOCH2POHOHPCH2

13、OC=OCH2OHPDHAPCHOCHOHCH2OP+G-3-PAldolase醛缩酶1、6二磷酸果糖 （二羟丙酮磷酸）（甘油醛-3-磷酸）（四）果糖-1,6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸第四十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月Triosephosphate isomerase丙糖磷酸异构酶（五）二羟丙酮磷酸和甘油醛-3-磷酸的互变异构CH2OC=OCH2OHP 二羟丙酮磷酸，DAHPCHOCHOHCH2OP甘油醛-3-磷酸，G-3-P第四十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第四十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月CHOCHOHCH2OP+NAD+

14、+ PiCOCHOHCH2OPPO+NADH+H+Glyceraldehyde-phosphate dehydrogenase1,3-BPGG-3-P甘油醛-3-磷酸1，3二磷酸甘油酸甘油醛3-磷酸脱氢酶（六） 甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸需要NAD和Pi的参与第四十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月+ADPCOHCHOHCH2OPO+ATP3-PGCOCHOHCH2OPPO1,3-BPG1，3二磷酸甘油酸3磷酸甘油酸（七） 1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATPMg 2+磷酸甘油酸激酶反应不可逆，需要Mg2+参与,生成1ATP第四十六张，PPT共九十二页，创作

15、于2022年6月Phosphoglyceromutase磷酸甘油酸变位酶（八） 3-磷酸甘油酸转化为2-磷酸甘油酸3-PG3磷酸甘油酸COHCHOHCH2OPO2-PG2磷酸甘油酸COOHHCOCH2OHP第四十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月COOH COCH2P+ H2OPEP磷酸烯醇式丙酮酸Enolase烯醇化酶，Mg2+COOHHCOCH2OHP2磷酸甘油酸2-PG（九） 2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸第四十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月COOH COCH2P+ADPPyrkinaseCOOH COHCH2+ ATP磷酸烯醇式丙酮酸PEP丙酮酸（十）磷

16、酸烯醇丙酮酸转变为丙酮酸并产生1个ATP分子 Pyr丙酮酸激酶第四十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第五十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖酵解过程中ATP的消耗和生成消耗ATP的步骤:GATP6-磷酸G6-磷酸果糖ATP1,6-二磷酸果糖生成ATP的步骤：1,3-二磷酸甘油酸ATP3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP 丙酮酸第五十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖酵解作用的调节在代谢途径中，催化基本上不可逆的反应的酶所处部位是控制代谢反应的有力部位。在糖酵解途径中，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶所催化的反应实际都是不可逆反应，因此，这三种酶都有调节糖酵

17、解途径的作用。它们的活性受到变构效应物可逆结合以及酶共价修饰的调节。 第五十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月(一)磷酸果糖激酶是糖酵解途径的关键酶和限速酶 磷酸果糖激酶哺乳动物酵解途径的重要调节酶 ，高ATP使酶与底物F-6-P结合曲线由双曲线变为S型。柠檬酸通过加强ATP的抑制效应来抑制磷酸果糖激酶活性，从而使糖酵解减慢。 21S形双曲线第五十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月(二) 果糖-2,6-二磷酸对酵解的调节作用 F-2,6-BP（果糖-2,6-二磷酸）是1980年由Henri-Gery Hers和Emile Van Schaftinggen新发现的糖酵解过程调

18、节物，是磷酸果糖激酶强有力的激活剂。22第五十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 磷酸果糖激酶6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖激活抑制ATP柠檬酸ADP AMP 2，6-二磷酸果糖 激活第五十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸(三) 己糖激酶和丙酮酸激酶对糖酵解的调节作用 G己糖激酶6-磷酸葡萄糖抑制长链脂肪酸ATP抑制1.6-二磷酸果糖激活第五十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第五十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖酵解的产物丙酮酸的去路（一）生成乳酸(丙酮酸 Pyr)(乳酸 Lac)无氧条件下每分子葡萄糖代谢生成乳

19、酸的总反应式：C6H12O6 + 2ADP + 2Pi 2C3H6O3 + 2ATP + 2H2O乳酸葡萄糖第五十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月（二）生成乙醇丙酮酸 乙醛 乙醇 CO2NADH+NAD+1.丙酮酸脱羧形成乙醛（不需氧）丙酮酸 乙醛 丙酮酸脱羧酶(TPP为辅酶)有O2乙酸(酿醋工业)2.乙醛还原成乙醇，同时产生氧化型NAD+乙醇脱H酶(无O2)NADHNAD+乙醛 乙醇发酵发面，制作面包，酿酒等第五十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月（三）甘油发酵（酵母的第型发酵）第六十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第六十一张，PPT共九十二页，创作于2022

20、年6月糖酵解过程总结（一）糖酵解的总反应式: G+2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2CH3COCOOH + 2ATP+ 2(NADH+H+) + 2H2O葡萄糖丙酮酸（二）糖酵解的反应部位：细胞液第六十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖酵解的生理生化意义： 生成了许多具有高度反应活性的中间体,为合成多种重要有机物提供原料； 提供了推动生理活动的能量； 把无机磷变为了有机磷 。第六十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月三羧酸循环（TCA） 1937年德国生物学家Krebs （克雷布斯，1953年因此获诺贝尔奖）阐明：乙酰CoA的继续分解是一个环式反应体系，起点是乙酰Co

21、A与草酰乙酸结合为具有三个羧基的柠檬酸，故称为三羧酸循环（tricarboxylic acid），又叫TCA循环，Krebs循环，由于该循环的第一个产物是柠檬酸，又叫柠檬酸循环。 它不仅是糖代谢的主要途径，也是蛋白质、脂肪分解代谢的最终途径。 三羧酸循环的细胞定位：线粒体内 第六十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A第六十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月丙酮酸的氧化脱羧第六十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月TCA生化历程 1、乙酰CoA与草酰乙酸及H2O缩合生成柠檬酸，放出HSCoA。

22、H2O 不可逆 第六十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 2、柠檬酸脱水生成顺乌头酸 +H2O 可逆 第六十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 3、顺乌头酸与H2O加成，生成异柠檬酸 异构化反应 H2O 可逆 第六十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 通过23步，将柠檬酸异构化为异柠檬酸。实质是将前者的OH从C2变到了后者的C3，成为仲醇（由叔醇变为仲醇），更易氧化。 第七十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 45、异柠檬酸氧化脱羧生成酮戊二酸 第一次脱氢脱羧 可逆 消耗1NAD，生成1NADHH，1CO2 第七十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6

23、月 该酶是别构酶，激活剂是ADP，抑制剂是NADH、ATP。 有两种同工酶： 以NAD为电子受体，存在于线粒体中，需Mg2。 以NADP为电子受体，存在于胞液中，需Mn2。 第七十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 6、酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 第二次脱氢脱羧 不可逆 消耗1NAD，生成1NADHH，1CO2第七十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月7、琥珀酸的生成第七十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 是TCA中唯一直接产生GTP的反应，属于底物磷酸化。可逆 区别： EMP：高能磷酸基团直接转移给ADP放能 TCA：琥珀酰CoA中的高能键 硫酯键水解放能

24、 第七十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 8、琥珀酸氧化生成延胡索酸 第三次脱氢（FAD脱氢）可逆 生成1FADH2该酶结合在线粒体内膜上，丙二酸是竞争性抑制剂第七十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第七十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 9、延胡索酸水化生成苹果酸 水化作用 可逆 消耗1H2O第七十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 10、苹果酸脱氢氧化生成草酰乙酸 第四次脱氢 可逆 消耗1NAD，生成1NADHH 第七十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第八十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 总反应式： 乙酰CoA3NADFA

25、DGDPPi2H2O 2CO23NADH3HFADH2GTP HSCoA 第八十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月五、戊糖磷酸途径phosphopentose pathway PPP 糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要径，但不是唯一途径。实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，这说明葡萄糖还有其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway, PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。参与磷酸戊

26、糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。 第八十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月六、糖的合成、糖异生糖异生是指从非糖物质合成葡萄糖的过程。非糖物质包括丙酮酸、乳酸、生糖氨基酸、甘油等均可以在哺乳动物的肝脏中转变为葡萄糖或糖原。这一过程基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。糖异生的证据及其生理意义第八十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到1%，饲喂乳酸、丙

27、酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不断的由尿中排出。当给用根皮苷处理过的动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。 1. 糖异生的证据如下：第八十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖的途径。红细胞和脑是以葡萄糖为主要燃料的，成人每天约需要160克葡萄糖，其中120克用于脑代谢，而糖原的贮存量是很有限的，所以需要糖异生来补充糖的不足。在饥饿或剧烈运动造成糖原下降后，糖异生能使酵解产生的乳酸、脂肪分解产生的甘油以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖。这对维持血糖浓度，满足组织对糖的需要是十分重要的。糖异生可以促进脂肪氧化分解供应