人体的物质基础专家讲座

第三章

人体物质基础

人体的物质基础第1页人体物质基本代谢与调整第三节生化教研室李曙体的物质基础第2页物质代谢物质在体内消化、吸收、转运、分解等与生理相关化学过程称为物质代谢。合成代谢分解代谢人体的物质基础第3页糖生理功效；糖各条代谢路径。学习目标一、糖代谢及其调整人体的物质基础第4页糖由C、H、O元素组成，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其聚合物和衍生物总称。糖概念淀粉（一）糖代谢概述人体的物质基础第5页糖种类：单糖、二糖、多糖、结合糖食物中糖以哪种形式为主？人体的物质基础第6页1.糖消化和吸收（1）糖消化多糖（淀粉、糖原），消化成为单糖。消化部位：

主要在小肠，少许在口腔。人体的物质基础第7页消化酶：唾液淀粉酶、胰淀粉酶；α-葡萄糖苷酶、α-糊精酶、

麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶。人体内缺乏β-糖苷酶，故不能消化纤维素。人体的物质基础第8页淀粉麦芽糖+麦芽三糖（40%）（25%）α-临界糊精+异麦芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-糊精酶消化过程：

肠粘膜上皮细胞刷状缘口腔肠腔胰淀粉酶人体的物质基础第9页（2）糖吸收吸收部位：小肠上段

吸收形式：单糖（葡萄糖）

吸收机制：在肠道依赖SGLT在组织细胞依赖GLUT1-5人体的物质基础第10页ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小肠粘膜细胞肠腔门静脉转运载体(SGLT1)对葡萄糖转运吸收Na+依赖型葡萄糖转运体刷状缘细胞内膜人体的物质基础第11页2.糖生理功效体内主要能量起源（供能）；是组织细胞主要组分。为其它物质合成提供碳源；人体的物质基础第12页3.糖代谢概况血糖随血液流动被细胞摄取进行代谢利用。分解代谢糖酵解有氧氧化磷酸戊糖路径糖原合成（糖原分解）糖异生合成代谢人体的物质基础第13页1.糖无氧分解代谢部位（细胞定位）？代谢关键酶？（催化单方向反应）产生能量方式？数量？糖酵解（无氧氧化）目标（意义）？自主学习（二）糖分解代谢人体的物质基础第14页糖酵解概念：葡萄糖在无氧条件下生成乳酸、ATP过程。反应部位：细胞胞浆。人体的物质基础第15页（1）糖酵解反应过程糖酵解分为两个阶段：葡萄糖丙酮酸乳酸第一阶段第二阶段人体的物质基础第16页E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸

糖酵解代谢路径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP

ADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+

ADPATP

ADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+

乳酸脱氢酶人体的物质基础第17页（2）糖酵解反应特点

不需氧参加，反应在胞液，终产物是乳酸，并有能量（ATP）产生；

有两次磷酸化反应，消耗了2分子ATP；

六碳糖（C6），经裂解成为2分子丙糖（C3）

经两次底物水平磷酸化产生能量（1葡萄糖=4ATP，净生成2ATP）；

有3个关键酶。人体的物质基础第18页葡萄糖二次磷酸化生成1,6-二磷酸果糖ATPADPATPADP已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1异构酶①②③第①③步为不可逆反应（关键酶）；各消耗1分子ATP。葡萄糖激酶人体的物质基础第19页己糖裂解（C6→C3）醛缩酶异构酶④⑤6碳糖变为2分子3碳糖人体的物质基础第20页第一次生成ATPNAD+

NADH+H+

PiADP

ATP脱氢酶激酶⑥⑦ATP生成方式：底物水平磷酸化人体的物质基础第21页第二次ATP生成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）H2O烯醇化酶⑨丙酮酸激酶⑩ADPATP～PO32-人体的物质基础第22页（3）糖酵解生理意义机体缺氧时供能主要方式；是红细胞获能唯一路径；机体氧充分时仍是一些组织获能路径。人体的物质基础第23页总结：糖酵解概念；终产物（乳酸、ATP）反应部位（细胞定位）关键酶（HK、PFK-1、PK）生理意义ATP生成方式——底物水平磷酸化人体的物质基础第24页高原环境，人以何种糖代谢路径获取能量？

慢性肺心病人为何易出现酸中毒？问题讨论糖酵解糖酵解增强，乳酸增多人体的物质基础第25页代谢部位（细胞定位）？代谢关键酶？三羧酸循环特点？产生能量方式？数量？糖有氧氧化目标（意义）？自主学习2.糖有氧氧化人体的物质基础第26页概念：指在机体氧供充分时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量（ATP）过程，称之。部位：胞液、线粒体人体的物质基础第27页第一阶段：糖酵解路径第二阶段：丙酮酸氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环及氧化磷酸化（1）有氧氧化反应过程人体的物质基础第28页反应过程氧化磷酸化G（Gn）丙酮酸

乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATP

ADPTCA胞液线粒体人体的物质基础第29页丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脱氢酶复合体

丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA这一阶段有脱氢（氧化），脱羧（脱CO2）有ATP产生。关键酶人体的物质基础第30页丙酮酸脱氢酶复合体组成E1：丙酮酸脱氢酶E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶HSCoANAD+TPP

硫辛酸、辅酶A（HSCoA）FAD,NAD+酶（3种）辅辅助因子（5种）人体的物质基础第31页三羧酸循环（TCA）反应部位：线粒体反应特点，关键酶TCA意义人体的物质基础第32页CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOHα－酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸①TCA反应过程（共8步反应）人体的物质基础第33页循环一次，有2次脱羧，4次脱氢，1次底物水平磷酸，消耗1分子乙酰CoA；整个循环反应为不可逆性，有三个关键酶；②三羧酸循环特点：循环中间产物需补充。人体的物质基础第34页糖有氧氧化关键酶关键酶①

酵解路径：②丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③

三羧酸循环：己糖激酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体异柠檬酸脱氢酶人体的物质基础第35页

补充草酰乙酸可使三羧酸循环继续进行。TCA为何要补充中间物质？人体的物质基础第36页③TCA生理意义TCA循环是三大营养物质在体内氧化供能共同通路。TCA循环是三大营养物质相互转化枢纽。TCA为ATP生成提供还原当量，中间产物可参加其它物质合成。人体的物质基础第37页1.三羧酸循环，只有1次底物水平磷酸，产生1分子ATP；2.整个循环反应目标是氧化（脱氢），脱下氢经氧化磷酸化反应，最终与氧结合，生成H2O和ATP。这是ATP生成主要路径。三羧酸循环与氧化磷酸化人体的物质基础第38页④氧化磷酸化氧化磷酸化概念，呼吸链概念；呼吸链组成、排列；ATP生成方式自主学习人体的物质基础第39页氧化磷酸化

指代谢物脱下氢，经呼吸链传递过程中释放能量，偶联ADP磷酸化生成ATP过程，故又称为偶联磷酸化。人体的物质基础第40页在线粒体内膜上存在各种酶和辅酶组成递氢和递电子反应链，能将代谢物脱下氢（2H）传递给氧，生成H2O并释放能量，这一传递链称为呼吸链。呼吸链组成作用人体的物质基础第41页呼吸链组成成份（1）NAD+（4）泛醌（CoQ）（3）Fe-S（铁硫蛋白）（5）细胞色素类（Cyta、a3、b、c1、c

）（2）FMN、FAD人体的物质基础第42页人体的物质基础第43页NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→Cytaa3O2NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体ⅣCytc两条主要呼吸链排列人体的物质基础第44页ATPATP

ATP氧化磷酸化偶联部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCytaa3O2人体的物质基础第45页ATP计算：NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2[O]（2）糖有氧氧化生理意义氧化供能，是机体获取能量主要路径。人体的物质基础第46页反应辅酶最终取得ATP第一阶段（胞浆）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二阶段（线粒体基质）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三阶段（线粒体基质）2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×苹果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一个葡糖糖总共取得30或32人体的物质基础第47页2.糖酵解与糖有氧氧化产能方式一样吗？各以什么方式为主？问题探究1.正常情况下机体主要以何种路径从糖获取能量？3.1分子葡萄糖经糖酵解或有氧氧化不一样路径产生ATP数是多少？4.在什么情况下糖酵解有主要意义？人体的物质基础第48页比较糖酵解与有氧氧化产能量方式？糖酵解：底物水平磷酸化产生ATP；糖有氧氧化：底物水平磷酸化氧化磷酸化产生ATP（主要）。人体的物质基础第49页为何有氧氧化产生ATP数有30或者32？胞液中氢（NADH）跟O2结合生成H2O，需要进入呼吸链传递；因为线粒体内膜对NADH不能自由经过，需经两个穿梭作用才能进入；两个穿梭系统最终分别与两条呼吸链相接，故产生ATP数目不一。人体的物质基础第50页此路径主要产生什么主要物质？产生主要物质有什么主要意义？此路径关键酶在临床有何意义？自主学习问题：3.磷酸戊糖路径人体的物质基础第51页（1）磷酸戊糖路径反应过程5-磷酸核酮糖5果糖-6-P5葡萄糖-6-P①氧化脱羧阶段G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2Mg2+6-磷酸葡萄糖脱氢酶②非氧化阶段关键酶人体的物质基础第52页磷酸戊糖路径第一阶段第二阶段5-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤藓糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+

6-磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+3NADP+3H+

6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2人体的物质基础第53页生物化学总反应式:3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2人体的物质基础第54页（2）磷酸戊糖路径生理意义NADPH参加各种代谢反应、羟化反应及生物转化。5-磷酸核糖是合成核苷酸、核酸原料。人体的物质基础第55页磷酸戊糖路径特点经两次脱氢，产生NADPH，关键酶是：6-磷酸葡萄糖脱氢酶；1次脱羧，产生5-磷酸核糖。经基团转移，5-磷酸核酮糖转变为6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛进入糖酵解路径。人体的物质基础第56页为何缺乏6-磷酸葡萄糖脱氢酶会引发蚕豆病？人体的物质基础第57页蚕豆病病因：G6PD缺点NADPH产生降低，难以维持GSH还原性，使红细胞膜稳定性降低；新鲜蚕豆是很强氧化剂，GSH降低不能反抗它，诱发了红细胞膜被氧化，产生溶血反应。人体的物质基础第58页自主学习糖原合成与分解目标是什么？糖原合成部位、关键酶？葡萄糖供体？糖原分解关键酶？肌糖原能否补充血糖？为何？（三）糖其它代谢1.糖原合成与糖原分解人体的物质基础第59页

糖原是动物组织储存多糖形式肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，70~100g，维持血糖水平糖原储存主要器官：人体的物质基础第60页葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDPG糖原n+16-磷酸葡萄糖糖原引物UDP已糖激酶糖原合成酶UDPG是活性葡萄糖供体（1）糖原合成人体的物质基础第61页糖原1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖糖原磷酸化酶变位酶葡萄糖-6-磷酸酶（2）糖原分解人体的物质基础第62页糖原合成与分解总图G-1-PUDPG糖原n+1

UDPG-6-PG

糖原合酶

变位酶己糖激酶糖原引物磷酸化酶

葡萄糖-6-磷酸酶（肝）肌肉糖酵解人体的物质基础第63页葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌中。所以只有肝和肾可补充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。为何肌糖原分解不能生成葡萄糖？人体的物质基础第64页糖异生概念、原料、部位；2.糖异生反应过程；糖异生生理意义。自主学习人体的物质基础第65页问题探究非糖物质种类？糖酵解路径与糖异生路径关系？怎样越过糖酵解三个不可逆反应？糖异生目标（意义）？糖异生部位？人体的物质基础第66页糖异生路径——糖酵解逆反应。不过糖酵解三个不可逆反应，需要由不一样酶催化，绕过其反应。（1）糖异生路径人体的物质基础第67页过程：酵解路径中有3个由关键酶催化不可逆反应。在糖异生时，须由另外反应和酶代替。糖异生路径与酵解路径大多数反应是共有、可逆；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+

ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖异生路径(gluconeogenicpathway)指从丙酮酸生成葡萄糖详细反应过程。（1）糖异生路径人体的物质基础第68页糖异生三个关键反应

①丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸②1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖③6-磷酸葡萄糖葡萄糖人体的物质基础第69页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人体的物质基础第70页丙酮酸丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi苹果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸

PEP磷酸烯醇型