兰州交通大学：《生物化学》课程教学课件（讲稿）第七章 代谢

第7章代谢 。生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物 质（包括气体、液体和固体）交换过程。 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复 杂的大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的 大分子物质转变成小分子物质的过程。 糖、脂和蛋自质的合成代谢途径各不相同，但是 它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和 蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进 入三羧酸循环，最后被氧化成C02和H20

第7章 代 谢 • 生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物 生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物 质（包括气体、液体和固体）交换过程。 质（包括气体、液体和固体）交换过程。 • 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复 杂的大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的 杂的大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的 大分子物质转变成小分子物质的过程。 大分子物质转变成小分子物质的过程。 • 糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是 糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是 它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和 它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和 蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进 蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进 入三羧酸循环，最后被氧化成 入三羧酸循环，最后被氧化成CO2和H2O

7.1糖的代谢 糖代谢包括分解代谢和合成代谢。 。动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的 分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物， 又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基 酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。 植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和 水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太 阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自 然界规模最大的一种能量转换过程

7.1 糖的代谢 • 糖代谢包括分解代谢和合成代谢。 糖代谢包括分解代谢和合成代谢。 • 动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的 动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的 分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物， 分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物， 又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基 又为生物体合成其它类型的生物分子，如氨基 酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。 酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。 • 植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和 植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和 水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太 水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太 阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自 阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自 然界规模最大的一种能量转换过程。 然界规模最大的一种能量转换过程

7.1.1糖的酶水解 多糖和低聚糖，由于分子大，不能透过细胞膜， 所以在被生物体利用之前必须水解成单糖，其水 解均依靠酶的催化。可分为： 0 细胞外降解：酶作用下加水的反应。 细胞内降解：磷酸化酶作用于糖原分子的非还原 端，循序进行酸解，连续释放葡糖上磷酸。 ·1.淀粉的水解 ·2.纤维素的水解 。3.二糖的水解 。4.单糖的吸收

7.1.1 糖的酶水解 • 多糖和低聚糖，由于分子大，不能透过细胞膜， 多糖和低聚糖，由于分子大，不能透过细胞膜， 所以在被生物体利用之前必须水解成单糖，其水 所以在被生物体利用之前必须水解成单糖，其水 解均依靠酶的催化。可分为： 解均依靠酶的催化。可分为： • 细胞外降解：酶作用下加水的反应。 细胞外降解：酶作用下加水的反应。 • 细胞内降解：磷酸化酶作用于糖原分子的非还原 细胞内降解：磷酸化酶作用于糖原分子的非还原 端，循序进行磷酸解，连续释放葡糖 端，循序进行磷酸解，连续释放葡糖-l-磷酸。 • 1. 淀粉的水解 • 2. 纤维素的水解 • 3. 二糖的水解 • 4. 单糖的吸收

☑L.2葡萄糖的分解代谢 葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发生 分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分两步进行： (1)糖酵解：葡萄糖→丙酮酸。此反应过程 一般在无氧条件下进行，又称为无氧分解。 ·(2)三羧酸循环：丙酮酸→C02+H20 。 由于此氧化过程是通过柠檬酸等几种三元羧酸的 循环反应来完成的，通常称为三羧酸循环或柠檬 酸循环。由于分子氧是此系列反应的最终受氢 体，所以又称为有氧分解

7.1.2 葡萄糖的分解代谢 葡萄糖的分解代谢 • 葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发生 葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发生 分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分两步进行： 分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分两步进行： • （1）糖酵解：葡萄糖 ）糖酵解：葡萄糖 ⎯→ 丙酮酸。此反应过程 丙酮酸。此反应过程 一般在无氧条件下进行，又称为无氧分解。 一般在无氧条件下进行，又称为无氧分解。 • （2）三羧酸循环：丙酮酸 ）三羧酸循环：丙酮酸 → CO2 + H2O CO2 + H2O 。 由于此氧化过程是通过柠檬酸等几种三元羧酸的 由于此氧化过程是通过柠檬酸等几种三元羧酸的 循环反应来完成的，通常称为三羧酸循环或柠檬 循环反应来完成的，通常称为三羧酸循环或柠檬 酸循环。由于分子氧是此系列反应的最终受氢 酸循环。由于分子氧是此系列反应的最终受氢 体，所以又称为有氧分解。 体，所以又称为有氧分解

1。糖酵解 ·酵解在细胞胞液中进行（无氧条件），是葡 萄糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生 成ATP的过程。它是动物、植物和微生物细胞 中葡萄糖分解的共同代谢途径。 三羧酸循环在线粒体中进行（有氧条件)。在 有氧条件下，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒 体，经三羧酸循环被氧化成C02和H0。酵解过 程中产生的NADH,则经呼吸链氧化产生ATP和 H20。 。 所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前 奏。如果供氧不足，NADH不进入呼吸链，而是 把丙酮酸还原成乳酸

1．糖酵解 • 糖酵解在细胞胞液中进行（无氧条件），是葡 糖酵解在细胞胞液中进行（无氧条件），是葡 萄糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生 萄糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生 成ATP的过程。它是动物、植物和微生物细胞 的过程。它是动物、植物和微生物细胞 中葡萄糖分解的共同代谢途径。 中葡萄糖分解的共同代谢途径。 • 三羧酸循环在线粒体中进行（有氧条件）。在 三羧酸循环在线粒体中进行（有氧条件）。在 有氧条件下，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒 有氧条件下，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒 体，经三羧酸循环被氧化成 体，经三羧酸循环被氧化成CO 2 和 H 2 O 。酵解过 程中产生的NADH ，则经呼吸链氧化产生 则经呼吸链氧化产生ATP 和 H 2 O 。 • 所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前 所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前 奏。如果供氧不足， 奏。如果供氧不足，NADH不进入呼吸链，而是 不进入呼吸链，而是 把丙酮酸还原成乳酸。 把丙酮酸还原成乳酸

糖酵解过程 糖原a、 1磷酸葡萄糖 6磷酸葡萄糖 入荷糖 6-磷酸果糖 果糖 1,6- 磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油酸磷酸 3二3-磷酸甘油酸 4 磷酸烯醇式丙酮酸兰2磷酸甘油酸

糖酵解过程 a 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 6-磷酸果糖 果糖 1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油酸磷酸 3-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 b 1 2 3 4 糖原 1-磷酸葡萄糖

a CH2OH CH2OH CH2OH H OH H OH 细胞内糖 原在磷酸 OH 化酶和脱 枝酶催化 CH2OH CH2OH CH,OH 下形成1- OH 磷酸葡萄 OH H OH 糖

a O CH2OH OH OH OH H H H H O O CH2OH OH OH H H H H O CH2OH OH OH H H H H O O O CH2OH OH OH OH O H H H H P O CH2OH OH OH H H H H O CH2OH OH OH OH H H H H O O 细胞内糖 原在磷酸 化酶和脱 枝酶催化 下形成1- 磷酸葡萄 糖

CH2OH CH2OPO3H2 H H OH H OH OH H OH OH 该反应由磷酸葡萄糖异构酶催化

b O CH2OPO3H2 OH OH OH OH H H H H O CH2OH OH OH OH H H H H OPO3H2 该反应由磷酸葡萄糖异构酶催化

(1)第一阶段：葡萄糖一→1,6二 磷酸果糖 CH2OPO3H2 H203P0-CH20、 CH2OH H ADP OH 磷酸已糖异构酶 OH OH OH OH H Mg 己糖激酶 H OH ATP 6一磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 HO-CH2O CH2OH ADP ATP Mg 己糖磷酸激酶 Mg 磷酸果糖激酶 ATP ADP OH H CH2OH H203P0-CH20 CH2OPO3H2 果糖 -0 H H OH OH OH OH H OH 葡萄糖 1,6-二磷酸果糖

（1）第一阶段：葡萄糖 ）第一阶段：葡萄糖 → 1, 6-二 磷酸果糖 • • O CH2OH OH OH OH OH H H H H M g O CH2OPO3H2 OH OH OH OH H H H H 己糖磷酸激酶 葡萄糖 6－磷酸葡萄糖 H OH 磷酸己糖异构酶 6-磷酸果糖 H2O3PO H OH OH CH2 CH2OH O H2O3PO H OH OH CH2 O CH2OPO3H2 OH H H OH OH CH2 CH2OH O HO OH H 磷酸果糖激酶 己糖激酶 ATP ADP M g ATP ADP ATP ADP Mg 果糖 1,6-二磷酸果糖

(2)第二阶段：1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 CH2OPO:H2 C=0 96% H2O3PO-CH2O CHz2OPO3H2 CH2OH 醛缩酶 磷酸二羟丙酮 H 磷酸丙糖异构酒 OH H CHO 4% 1,6-二磷酸果糖 CHOH CH2OPO;H2 3一磷酸甘油醛

（2）第二阶段：1, 6-二磷酸果糖 ⎯→ 3-磷酸甘油醛 1,6-二磷酸果糖 H OH H2O3PO H OH OH CH2 O CH2OPO3H2 CH2OPO3H2 C CH2OH O CH2OPO3H2 CHOH CHO 磷酸二羟丙酮 3－磷酸甘油醛 磷酸丙糖异构酶 96％ 4％ 醛缩酶