人体的物质代谢演示课件

人体的物质代谢第一节糖代谢.（一）氧化分解，供应能量

糖类所供给的能量是机体生命活动主要的能量来源。正常情况下机体所需总能量的50～70%来自糖的氧化分解。

1mol葡萄糖在体内完全氧化可释放2840kJ的能量。一、糖的生理功能.（二）储存能量，维持血糖

糖在体内可以糖原（葡萄糖的多聚体）形式储存，当机体需要时，糖原分解，释放入血，有效地维持正常血糖浓度。

（三）提供原料，合成其他物质

糖可转变为脂肪酸和甘油，进而合成脂肪；可转变为某些氨基酸以供机体合成蛋白质所需；可转变为葡萄糖酸，参与机体生物转化反应等。.1.核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成成分；2.糖与脂类或蛋白质结合形成糖脂、糖蛋白或蛋白聚糖（统称糖复合物）。糖复合物不仅是细胞的结构分子，而且是信息分子。3.体内许多具有重要功能的蛋白质都是糖蛋白，如抗体、许多酶类和凝血因子等。

（四）参与构造组织细胞（五）其它功能

参与构成体内一些具有生理功能的物质，如免疫球蛋白、血型物质及部分激素等。

.二、糖代谢概况NADPH+H+葡萄糖淀粉消化与吸收糖酵解途径丙酮酸磷酸戊糖途径核糖糖原合成糖原

有氧无氧乳酸H20+CO2

ATP糖的有氧氧化糖的无氧氧化（糖酵解）.三、糖的分解代谢

糖的氧化分解方式根据反应条件和反应途径的不同分为三种:

糖的无氧氧化（糖酵解）糖的有氧氧化磷酸戊糖途径.

（一）糖酵解糖酵解：在无氧或缺氧情况下，由葡萄糖或糖原生成乳酸的过程称为糖酵解。糖酵解途径：糖酵解的第一阶段，由葡萄糖分解为丙酮酸的过程称为糖酵解途径。1.糖酵解的概念.2.糖酵解的反应过程

全过程在细胞液中进行，反应分三个阶段：第一阶段：葡萄糖裂解为2分子磷酸丙糖（利用ATP阶段）第二阶段：磷酸丙糖转变为丙酮酸（生成ATP阶段）第三阶段：丙酮酸还原为乳酸.（1）葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖

ATPADPMg2+己糖激酶OCH2HOHOHOHHOHHOHHH葡萄糖OHOHOHHOHHOHHOCH2H6-磷酸葡萄糖PP.注意：

4)磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜而逸出细胞

1)己糖激酶催化，I-IV型，肝细胞中为IV型，又 称葡萄糖激酶区别：ⅠⅡⅢ型Km值小，亲和力大，特异性 差，IV型Km值大，亲和力小、特异性强意义：浓度较低时，肝细胞不能利用Glc

3)不可逆、为关键酶（限速酶），受激素调控

2)激酶（-ATP,Mg2+）.（2）6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖

磷酸己糖异构酶HOHHOHOHHHOHHCH2O6-磷酸葡萄糖OPP

HOHHOHOHHOCH2OHCH2O6-磷酸果糖OPP.

注意：

3)可逆

2)醛糖、酮糖异构体互变，需Mg2+参与

1)磷酸己糖异构酶.（3）6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖

ATPADPMg2+6-磷酸果糖激酶-1HOHHOHOHHOCH2

CH2O1、6-二磷酸果糖OOPP

HOHHOHOHHOCH2OHCH2O6-磷酸果糖OP

.注意：

1）6-磷酸果糖激酶-1，为关键酶（限速酶）2）激酶（-ATP，Mg2+）3）不可逆.（4）磷酸己糖裂解成2个磷酸丙糖+

醛缩酶HO1,6-双磷酸果糖CCCCCH2OCH2OOHOHOHHHPPPP磷酸二羟丙酮CCH2OHCH2OOPP3-磷酸甘油醛CHOHCH2OCHOPP.注意：

3)一分子二磷酸己糖裂解成两分子磷酸丙糖2)可逆1)醛缩酶.（5）磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸二羟丙酮CCH2OHCH2OOPP3-磷酸甘油醛CHOHCH2OCHOPP.注意：

1)磷酸丙糖异构酶

2)可逆3)二种磷酸丙糖同分异构体的互变4)反应倾向于生成3-磷酸甘油醛5)以后的反应均为2个分子

至此完成“糖酵解途径”的上半段.（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸Pi、

NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛CHOHCH2OCHOPP1,3-二磷酸甘油酸CHOHCH2OCO=O

PP.注意：1)3-磷酸甘油醛脱氢酶2)可逆3)胞浆中脱氢，NAD+为受氢体，还原当量可用于丙酮酸还原，亦可经穿梭作用进入线粒体氧化磷酸化4)形成高能磷酸键

.（7）1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶1,3-二磷酸甘油酸CHOHCH2OCO=OPP3-磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOH

P

.注意：1)磷酸甘油酸激酶2)可逆3)产能，生成1*2分子ATP4)底物水平磷酸化高能化合物上的高能键直接转移给ADP生成ATP的过程称为底物水平磷酸化.（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOH

P

3-磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOH

P

磷酸甘油酸变位酶.（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶2-磷酸甘油酸CHOHCH2OCOOH

P

磷酸烯醇式丙酮酸+

H2OCCH2OCOOH

P.1)烯醇化酶3)底物脱水，引起分子内部电子重排，能量重新分布，形成高能磷酸键，为下一步反应做准备注意：

2)可逆.（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸ADPATPK+Mg+丙酮酸激酶C=OCH3丙酮酸COOH

CCH2OCOOH

P磷酸烯醇式丙酮酸.注意：

至此完成“糖酵解途径”

3）第二次底物水平磷酸化，产能1*2ATP

2）不可逆，限速酶1）丙酮酸激酶，需Mg2+，K+

.

（11）丙酮酸转变成乳酸乳酸脱氢酶NADH+H+NAD+C=OCH3丙酮酸COOH

CHOHCH3乳酸COOH

.注意：

1）乳酸脱氢酶

至此完成“糖酵解”全过程2）可逆3）2H来自于3-磷酸甘油醛脱氢

.

3.糖酵解的特点

（1）细胞内定位：胞浆（2）限速酶：己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，催化的反应为非平衡反应（3）产能：数量：2*2-2=2个ATP（从Glc开始）

2*2-1=3个ATP（从糖原开始）方式：底物水平磷酸化.（4）不需氧（5）终产物：乳酸去路：分解利用、乳酸循环.4.糖酵解的生理意义

（1）糖酵解是机体在缺氧情况下供应能量的重要 方式 生理性缺氧情况：剧烈运动时 病理性缺氧情况：呼吸或循环机能障碍、严 重贫血或失血等（2）糖酵解是红细胞供能的主要方式，成熟红细 胞没有线粒体，不能进行有氧氧化（3）某些组织细胞如视网膜、睾丸、白细胞、肿 瘤细胞等，即使在有氧条件下仍以糖酵解为 其主要功能方式.运动员在进行不同项目运动时，机体的供能方式

注：摘自2001年高考理科综合试卷第I卷第2题。.葡萄糖6-磷酸果糖

磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛2×2-磷酸甘油酸2×丙酮酸6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖ADPATP2×1,3-二磷酸甘油酸2×Pi2×NADH+2H+2×NAD+2×3-磷酸甘油酸2×ADP2×ATP2×磷酸烯醇式丙酮酸2×H2O2×烯醇式丙酮酸2×ADP2×ATP2×乳酸糖酵解的反应过程.葡萄糖6-磷酸果糖

磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛2×丙酮酸6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖ADPATP2×1,3-二磷酸甘油酸2×Pi2×NADH+2H+2×NAD+2×3-磷酸甘油酸2×ADP2×ATP2×磷酸烯醇式丙酮酸2×H2O2×烯醇式丙酮酸2×ADP2×ATP2乙醛丙酮酸脱羧酶2乙醇2CO22×2-磷酸甘油酸葡萄糖转变为乙醇.1.糖有氧氧化的概念

指体内组织在有氧条件下，萄糖或糖原彻底氧化分解生成CO2和H2O的过程。

有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+36/38ATP返回（二）糖有氧氧化.第二阶段：丙酮酸氧化脱羧丙酮酸

→乙酰CoA第一阶段：葡萄糖→丙酮酸(糖酵解途径)第三阶段：三羧酸循环和氧化磷酸化乙酰CoA→CO2+H2O+ATP糖有氧氧化可分为三个阶段2.糖有氧氧化的过程.葡萄糖→→……→→丙酮酸→乳酸（糖酵解)细胞胞浆线粒体CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）丙酮酸乙酰CoA糖有氧氧化的三个阶段.第一阶段：葡萄糖生成丙酮酸

葡萄糖经糖酵解途径生成丙酮酸，此过程在胞液中进行无氧条件下，丙酮酸还原成乳酸，称为无氧氧化有氧条件下，丙酮酸转运入线粒体，进行有氧氧化.CO~SCoANAD+

NADH+H+

CO2

HSCoA

硫辛酸

丙酮酸脱氢酶复合体（1）反应式TPP

FAD

CH3COOH

C=O

CH3丙酮酸乙酰CoA第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A.（2）酶和辅酶

辅酶

TPP（E1）HSCoA（E2）、硫辛酸（E2）、FAD（E3）NAD+（E3）、丙酮酸脱氢酶复合体

丙脱酸脱氢酶（E1）二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2）二氢硫辛酸脱氢酶（E3）HSCoANAD+.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A的过程.第三阶段：三羧酸循环

（Tricarboxylicacidcycle,

TAC,TCAcycle）

又称：柠檬酸循环

（Citrateacidcycle）Krebs循环

（Krebscycle）.

由乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，经反复脱氢、脱羧再生成草酰乙酸的过程称为三羧酸循环。

（1）概念.柠檬酸合成酶

（2）三羧酸循环的反应过程1）柠檬酸的形成柠檬酸合成酶为关键酶。反应不可逆，但在胞液中的柠檬酸裂解酶作用。下，可将柠檬酸裂解为草酰乙酸和乙酰辅酶。实际进入TAC的是乙酰基。.顺乌头酸酶

顺乌头酸酶2）异柠檬酸的形成.

异柠檬酸脱氢酶3）第一次氧化脱羧异柠檬酸脱氢酶为关键酶，不可逆。第一次脱氢，可生成3分子ATP。第一次脱羧。.

α-酮戊二酸脱氢酶复合体

4）第二次氧化脱羧α-酮戊二酸脱氢酶复合体为关键酶，不可逆，类似丙酮酸脱氢酶复合体。第二次脱氢，可生成3分子ATP。第二次脱羧。产生高能硫酯键，为下一步底物水平磷酸化做准备。.

琥珀酸硫激酶

5）底物水平磷酸化琥珀酸硫激酶，可逆底物水平磷酸化，生成1分子ATP。是整个三羧酸循环过程中唯一一次底物水平磷酸化.

琥珀酸脱氢酶6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸第三次脱氢（FAD→FADH2，可生成2分子ATP）,可逆.

延胡索酸酶7）延胡索酸加水生成苹果酸.

苹果酸脱氢酶8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸

第四次脱氢（NAD+→NADH+H+，生成3分子ATP），可逆.三羧酸循环总图:草酰乙酸CH2CO～SoA(乙酰辅酶A)苹果酸琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸异柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸2H2HH返回.（3）特点1）细胞内定位2）限速酶3）整个过程不可逆4）需氧参与5）TAC一周：1次底物水平磷酸化,2次脱羧生成2分子CO2,3个不可逆反应,4次脱氢,生成3NADH和1FADH2.（4）糖有氧氧化的生理意义1）糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能2）糖有氧氧化是体内三大营养物质代谢的总枢纽3）糖有氧氧化途径与体内其它代谢途径有着密切的联系返回.糖酵解与糖有氧氧化的比较

.1.概念

指6-磷酸葡萄糖经氧化反应首先生成5-磷酸核糖和NADPH，再经基团转移反应生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛的反应过程。其主要功能不是生成ATP，而是生成5-磷酸核糖和NADPH。又称为“磷酸戊糖旁路”（三）磷酸戊糖途径.2.基本过程

第一阶段磷酸戊糖的生成（氧化反应）第二阶段基团转移反应（非氧化反应）6-磷酸葡萄糖→5-磷酸核糖(2NADPH+CO2)5-磷酸核糖→6-磷酸果糖

3-磷酸甘油醛.磷酸戊糖途径的过程第一阶段6-磷酸葡萄糖×36-磷酸葡萄糖酸内酯×36-磷酸葡萄糖酸×35-磷酸核酮糖×35-磷酸核糖3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶5-磷酸木酮糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛4-磷酸赤藓糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛第二阶段.3.特点（1）组织定位：肝、泌乳期乳腺、脂肪组织、肾上腺皮质、红细胞等（2）细胞内定位：胞液（3）限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶（5）基团转移反应可逆，是5-磷酸核糖的另一生成 途径（4）受氢体为NADP+，生成NADPH+H+.4.生理意义

（1）生成5-磷酸核糖，为核苷酸及核酸的合成提供原料（2）提供NADPH作为供氢体参与代谢

NADPH的生理功能：

1）作为体内合成代谢的供氢体，如胆固醇、类固醇 激素和胆汁酸、脂肪酸的合成3）参与体内激素、药物、毒物的生物转化中的羟 化反应2）维持谷胱甘肽的还原状态.

还原型谷胱甘肽的抗氧化作用GSH的抗氧化作用：

保护巯基蛋白或巯基酶不受过氧化物的损害，保护红细胞膜的稳定性.磷酸戊糖途径与溶血性贫血

一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPH+H+NADP+2GSHGSSH磷酸戊糖途径G6PD缺乏GSSH↑溶血.蚕豆病:蚕豆病的症状是：吃蚕豆几小时或1～2天后，突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振，并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭，甚至死亡。俗称蚕豆黄机理:

蚕豆中有3种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺。前两种使谷胱甘肽氧化，后一种能激发红细胞的自身破坏。遗传性D6PD缺乏者，使红细胞大量溶解而发生蚕豆病。血像检查:

红细胞明显减少，黄疸指数明显升高。.（一）糖异生的概念

由非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸）转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。四、糖异生部位：

肝脏（主要占90%）及肾脏（饥饿时占10%）.（二）糖异生的反应过程

基本上是糖酵解的逆过程跨越三个能障糖原

葡萄糖

G-6-P

丙酮酸

乳酸丙氨酸等

糖异生

糖酵解

.丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖→葡萄糖糖异生途径的三个能障.1.丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸

PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2.注意：（2）丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶均为限速酶。前者仅存在于线粒体，后者存在于线粒体和胞液（1）消耗2个ATP分子.2.1,6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖

果糖二磷酸酶为限速酶

果糖二磷酸酶H2O

H3PO4

1,6-双磷酸果糖

6-磷酸果糖.

葡萄糖6-磷酸酶为限速酶3.6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖H2O

H3PO4

葡萄糖－6－磷酸酶6-磷酸葡萄糖

葡萄糖.几种物质的糖异生过程.

(三)糖异生的特点

1.组织定位：肝（90%）、肾（10%）

2.细胞内定位：胞液、线粒体

3.限速酶：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激 酶、果糖二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶4.能量:消耗ATP

.(四)糖异生的生理意义

1.在饥饿或空腹时维持血糖浓度的恒定饥饿时糖异生原料主要来自于甘油和氨基酸运动时糖异生原料主要来自于乳酸2.补充肝糖原 葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物， 再运至肝脏异生成糖原3.调节酸碱平衡.

(五)乳酸循环

1.定义

在肌肉中葡萄糖经糖酵解生成乳酸，乳酸经血液运到肝脏，肝脏将乳酸异生成葡萄糖。葡萄糖释入血液后又被肌肉摄取，这种代谢循环途径称为乳酸循环，又称Cori循环

.乳酸糖原葡萄糖丙酮酸葡萄糖血糖血乳酸糖原丙酮酸乳酸6-磷酸葡萄糖肝脏肌肉肌肉中乳酸的利用.2.生理意义

（1）防止因乳酸堆积而造成的酸中毒（2）避免乳酸的损失.（一）血糖的概念和正常值

1.血糖（Bloodsugar，BS）：指血液中的葡萄糖

2.正常值：空腹血糖：～6.11mmol/L

五、血糖.血糖（～）

食物中糖消化吸收小肠肝糖原肝糖原分解肝脏非糖物质糖异生肝、肾转变为非糖物质转变成其它糖及衍生物（核糖、脱氧核糖、氨基多糖）氧化供能尿糖[血糖合成糖原肝、肌肉（二）血糖的来源与去路.

肝脏的调节作用激素的调节作用（三）血糖的调节.血糖葡萄糖G-6-P糖原脂肪酸氧化分解VLDL脂肪动员脂肪酸氧化分解葡萄糖G-6-P糖原血糖餐后

空腹乳酸、甘油等糖异生1.肝脏对血糖浓度的调节.2.激素对血糖浓度的调节升高血糖的激素:

胰高血糖素肾上腺素生长素糖皮质激素降低血糖的激素:

胰岛素.

胰岛素对糖代谢的调节促进肌肉、脂肪组织等的细胞膜葡萄糖载体将葡萄糖转运入细胞内加速糖原合成、抑制糖原分解加快糖的有氧氧化抑制肝内糖异生抑制脂肪动员，从而促进糖的利用.原因：

生理性高血糖如情绪激动、交感神经兴奋或一次性大量摄入葡萄糖等概念：临床上一般将空腹血糖浓度高于时称为高血糖病理性高血糖常见于内分泌机能失调，如糖尿病、胰岛β-细胞功能低下、肾上腺皮质功能亢进等1.高血糖

（四）糖代谢异常.生理性糖尿：

情感性糖尿饮食性糖尿

病理性糖尿：

如糖尿病

当血糖浓度超过肾糖阈(8.88mmol/L)时则出现糖尿

高血糖与糖尿.原因：(1)糖摄入不足或吸收不良

(2)严重肝脏疾病

(3)临床治疗时使用胰岛素过量

(4)胰岛β-细胞功能亢进概念：空腹血糖浓度低于3.3-3.9mmol/L时为低血糖2.低血糖表现：头昏、心悸、饥饿感及出冷汗等，严重时可发生昏迷，重者甚至死亡.六、糖原合成与分解

糖原是以葡萄糖为基本单位通过α-1，4-糖苷键和α-1，6-糖苷键相连构成的具有分支的多糖。非还原端：多个形状：树枝状

分子量：100-1000万还原端：一个1.糖原结构特点还原端

非还原端（一）概述

.肝糖原：

含量可达肝重的5%(总量为90-100g)肌糖原：

含量为肌肉重量的1-2%(总量为200-300g)2.糖原的分布.3.肝糖原与肌糖原比较

肝糖原肌糖原贮量

90-100g200-300g5%1-2%合成原料单糖/非糖物质葡萄糖分解产物葡萄糖乳酸功能维持血糖浓度满足剧烈运动时的相对恒定肌肉对能量的需要消耗餐后12-18h

剧烈运动后.部位：肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中1.定义：

由单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）合成糖原的过程称为糖原的合成（二）糖原合成.ATP

葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖6-磷酸葡萄糖ADP2.糖原合成过程（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖.1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖.1-磷酸葡萄糖UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)PPiUDPG焦磷