糖的有氧氧化课件.ppt

1、糖代谢的概况1PPT课件2PPT课件复习课本复习课本48页，找出下列辅酶的名称，主要页，找出下列辅酶的名称，主要生化功能和机制：生化功能和机制：1、TPP+2、FMN与与FAD3、CoA-SH4、NAD与与NADP+5、硫辛酸、硫辛酸3PPT课件名称名称别名别名 辅酶形式辅酶形式主要生化功能主要生化功能和机制和机制VB1硫胺素硫胺素TPP+参与参与-酮酸氧化酮酸氧化脱羧脱羧VB2核黄素核黄素FMNFAD氢的载体氢的载体VB3泛酸泛酸/辅酶辅酶ACoA-SH酰基的载体酰基的载体VB5维生素维生素PP/辅酶辅酶I 辅酶辅酶IINADNADP氢的载体氢的载体硫辛硫辛酸酸酰基的载体、酰基的载体、氢的载

2、体氢的载体4PPT课件5-55-55PPT课件 糖的有氧氧化代谢途径可分为：葡萄糖酵解、丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环三个阶段。TCA循环循环 G（Gn）丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP 胞液胞液 线粒体线粒体 6PPT课件细胞细胞胞浆胞浆线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸(糖酵解糖酵解)CO2+H2O+ATP(糖的有氧氧化）糖的有氧氧化）丙酮酸丙酮酸7PPT课件第一阶段：葡萄糖经酵解生成第一阶段：葡萄糖经酵解生成丙酮酸，丙酮酸，在细胞质（胞浆）里进行。在细胞质（胞浆）里进行。第二阶段：第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰丙酮酸氧化脱羧

3、生成乙酰 CoACoA，在线粒体中进行。在线粒体中进行。第三阶段：第三阶段：乙酰乙酰CoACoA进入进入三羧酸循环三羧酸循环，彻底，彻底氧化生成氧化生成COCO2 2和和H H2 2O O，产生大量，产生大量ATPATP。在线粒。在线粒体中进行。体中进行。三三 个个 阶阶 段段一一.糖的有氧氧化的概述糖的有氧氧化的概述8PPT课件第一阶段：葡萄糖第一阶段：葡萄糖 丙酮酸（细胞质）丙酮酸（细胞质）第二阶段：第二阶段：丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰 CoACoA （线粒体）（线粒体）第三阶段：第三阶段：乙酰乙酰CoACoA COCO2 2+H+H2 2O+ATPO+ATP （线粒体）（线粒体）三三 个个

4、阶阶 段段一一.糖的有氧氧化的概述糖的有氧氧化的概述氧化脱羧氧化脱羧三羧酸循环三羧酸循环9PPT课件葡萄糖葡萄糖+2NAD+2ADP+2Pi 2（丙酮酸丙酮酸+ATP+NADH+H+）2丙酮酸丙酮酸进入线粒体进一步氧化进入线粒体进一步氧化2(2(NADH+HNADH+H+)2H2O+6/8 ATP线粒体内膜上特异载体线粒体内膜上特异载体穿梭系统穿梭系统氧化呼吸链氧化呼吸链10PPT课件NAD+NADH+H+OCH3CCOOH丙酮酸丙酮酸CH3COSCoA乙酰乙酰CoACoA+CoA-SH辅酶辅酶A A+C O2丙酮酸脱氢酶系丙酮酸丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰乙酰CoA+C O2+NADH

5、+H+多酶复合体：多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过是催化功能上有联系的几种酶通过非非共价键共价键连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。11PPT课件3 3 种种 酶：酶：丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶(TPPTPP、MgMg2+2+)催化催化丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧反应反应 二氢硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸乙酰转移酶(硫辛酸、辅酶硫辛酸、辅酶A A)催化催化将乙酰基转移到将乙酰基转移到CoACoA反应反应 二氢硫辛酸脱氢酶二氢硫辛酸脱氢酶(FADFAD、N

6、ADNAD+)催化催化将还原型硫辛酰胺转变成为氧化型将还原型硫辛酰胺转变成为氧化型反应反应6 6种辅助因子：种辅助因子：TPPTPP、MgMg2+2+、硫辛酸、硫辛酸、辅酶辅酶A A、FADFAD、NADNAD+12PPT课件y 反应过程y 反应特点y 意 义13PPT课件（一）三羧酸循环的概念及过程（一）三羧酸循环的概念及过程1 1、概念：、概念：在在有氧有氧的情况下，的情况下，乙酰乙酰CoA经一系列氧化、脱羧，最终生经一系列氧化、脱羧，最终生成成CO2和和H2O并产生能量的过程并产生能量的过程.因为在循环的一系列反应中因为在循环的一系列反应中,关键的化关键的化合物是柠檬酸合物是柠檬酸,所以

7、称为所以称为柠檬酸循环柠檬酸循环,又因又因为它有三个羧基为它有三个羧基,所以亦称为所以亦称为三羧酸循环三羧酸循环,简称简称TCA循环循环。由于它是由。由于它是由H.A.Krebs（德国德国）正式提出的，所以又称）正式提出的，所以又称Krebs循循环环。C C6 6H H1212O O6 6+6O O2 2 6 COCO2 2+6 H H2 2O O +38 ATP14PPT课件 三羧酸循环在三羧酸循环在线粒体基质线粒体基质中进行的中进行的。丙丙酮酸通过酮酸通过柠檬酸循环柠檬酸循环进行脱羧和脱氢反应进行脱羧和脱氢反应;羧基羧基形成形成COCO2 2,氢原子氢原子则随着载体则随着载体(NADNAD

8、+、FADFAD）进入电子传递链经过氧化磷酸化作）进入电子传递链经过氧化磷酸化作用，形成用，形成水分子水分子并将释放出的能量合成并将释放出的能量合成ATPATP。有氧氧化是糖氧化的有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化织细胞都通过有氧氧化获得能量。获得能量。15PPT课件16PPT课件17PPT课件18PPT课件TCA循环循环柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶草酰乙酸草酰乙酸OCOOHCCH2COOHCH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A ACOOHCH2OHCOOHCCH2COOH柠檬酸柠檬酸(citrate)citrate)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸

9、+CoA-SH关键酶关键酶H2O19PPT课件异柠檬酸异柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCHH2O柠檬酸柠檬酸HOHCOOHCOOHCH2CCOOHCH顺乌头酸顺乌头酸COOHCOOHCH2CCOOHCH柠檬酸柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸TCA循环循环顺乌头酸酶顺乌头酸酶20PPT课件CO2NAD+HHOCOOHCOOHCH2CHCOOHC异柠檬酸异柠檬酸-酮戊二酸酮戊二酸OCOOHCH2CH2COOHC草酰琥珀酸草酰琥珀酸OCOOHCOOHCH2CHCOOHCNADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸+NAD+-酮戊二酸酮戊二酸+CO2+NADH+H+关键酶关键酶TC

10、A循环循环21PPT课件CO2-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAOCOOHCH2CH2COOHC-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸+CoA-SH+NAD+琥珀酰琥珀酰CoA+C O2+NADH+H+关键酶TCA循环循环22PPT课件琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶OCOOHCH2CH2SCoAC琥珀酰琥珀酰CoAATPADPCOOHCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰琥珀酰CoA+GDP +Pi 琥珀酸琥珀酸+GTP+CoA-SHTCA循环循环23PPT课件TCA循环循环HOOCCH

11、CHCOOH延胡索酸延胡索酸(fumarate)琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2琥珀酸琥珀酸+FAD 延胡索酸延胡索酸+FADH2HHCOOHCHCH COOH琥珀酸琥珀酸(succinate)24PPT课件TCA循环循环延胡索酸延胡索酸(fumarate)HOOCCHCHCOOHOHCOOHCH2CH COOH苹果酸苹果酸(malate)延胡索酸酶延胡索酸酶H2O延胡索酸延胡索酸+H2O 苹果酸苹果酸25PPT课件 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸草酰乙酸(oxaloacetate)OCOOHCH2CCOOHNAD+NADH+H+苹果酸苹果酸+NADNAD+草酰乙酸草酰乙酸+NAD

12、H+HNADH+H+TCA循环循环HOHCOOHCH2CCOOH苹果酸苹果酸(malate)26PPT课件PO CCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA(乙酰乙酰辅酶辅酶A)OHCHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸CH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酸CH2COOHCH2COSCoA琥珀酰琥珀酰CoACOOHCH2COOHCH2O=C-酮戊二酸酮戊二酸COOHCOOHCH2COOHCHHO-C异柠檬酸异柠檬酸COOHCOOHCH2COOHHO-CH2C柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTPCHHOOCCHCOOH延胡索酸延胡索酸2HO C COOHCH2COOH2HNAD+

13、NAD+FADNAD+27PPT课件 循环反应在循环反应在线粒体线粒体中进行，为中进行，为不可逆反应不可逆反应。循环的关键酶是循环的关键酶是柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶。循环中有循环中有两次脱羧反应两次脱羧反应，生成两分子，生成两分子COCO2 2 循环中有循环中有四次脱氢反应四次脱氢反应，生成三分子，生成三分子NADHNADH和一分子和一分子FADHFADH2 2。28PPT课件循环中有循环中有一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化，生成一，生成一分子分子GTPGTP，相当于，相当于1 1分子分子ATPATP。每完成一次循环，氧化分解掉一分子每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙乙酰基酰基，可生成，可

14、生成1212分子分子ATPATP TCATCA的中间产物可转化为其他物质，故的中间产物可转化为其他物质，故需不断补充需不断补充.友情提示：底物水平磷酸化友情提示：底物水平磷酸化是指直接利用代谢中是指直接利用代谢中间物氧化释放的能量产生间物氧化释放的能量产生ATPATP的磷酸化类型称为的磷酸化类型称为底物水平磷酸化底物水平磷酸化。29PPT课件（三）TCATCA中中ATPATP的形成的形成(课本课本7474页）页）v1 1分子乙酰辅酶分子乙酰辅酶A A经三羧酸循环可生成经三羧酸循环可生成1 1分子分子 GTP(GTP(可转变成可转变成ATP)ATP)，共有，共有4 4次脱氢，生成次脱氢，生成3

15、3分子分子 NADHNADH和和1 1分子分子 FADHFADH2 2。v当经呼吸链氧化生成当经呼吸链氧化生成H H2 2O O时，前者每对电子可时，前者每对电子可3 3分子分子ATPATP，3 3对电子共生成对电子共生成9 9分子分子ATPATP；后者则生；后者则生 成成2 2分子分子ATPATP。v1 1分子葡萄糖可以产生分子葡萄糖可以产生2 2分子丙酮酸，因此，分子丙酮酸，因此，每分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环及氧化磷每分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环及氧化磷 酸化三个阶段共产生酸化三个阶段共产生8 82 215153838个个ATPATP分子。分子。30PPT课件反反 应应ATP第一阶段

16、第一阶段（糖酵解（糖酵解10步反应）步反应）两次耗能反应两次耗能反应-2两次生成两次生成ATP的反应的反应22一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)23 第二阶段第二阶段一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)23第三阶段第三阶段（TCA循循环环9步反应）步反应）三次脱氢三次脱氢(NADH+H+)233一次脱氢一次脱氢(FADH2)22一次生成一次生成ATP的反应的反应21净生成净生成3831PPT课件 （四）（四）TCATCA生物学意义生物学意义（1 1）糖的有氧氧化的基本生理功能是氧化）糖的有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。在有氧条件下，每克分子葡萄糖彻底供能。在有氧条件下，每克分子葡萄糖彻底氧化时

17、，可净生成氧化时，可净生成3838克分子克分子ATPATP，与糖酵解，与糖酵解只生成只生成2 2分子分子ATPATP相比，约多相比，约多18181919倍。倍。（2 2）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质分解代谢的最终共同途径。三大营养物质分解代谢的最终共同途径。（3 3）三羧酸循环也是糖、脂肪和氨基酸代）三羧酸循环也是糖、脂肪和氨基酸代谢联系的通路。谢联系的通路。32PPT课件 TCA运转一周的净结果是氧化运转一周的净结果是氧化1分子乙酰分子乙酰CoA，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。改变。乙酰辅酶A+3NA

18、D+FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+)+FADH2+HSCoA+GTPTCA中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统TCA的中间产物可转化为其他物质，故需不 断补充33PPT课件五、有氧氧化的调节关键酶 酵解途径：酵解途径：己糖激酶己糖激酶 丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环三羧酸循环：柠檬酸合酶柠檬酸合酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体34PPT课件六、巴斯德效应*概念概念*机制机制 有氧时，有氧时，N

19、ADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮进入线粒体内氧化，丙酮酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸;缺氧时，酵解途径加强，缺氧时，酵解途径加强，NADH+H+在胞浆在胞浆浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。浓度升高，丙酮酸作为氢接受体生成乳酸。巴斯德效应巴斯德效应(Pastuer effect)指有氧氧化抑制糖酵指有氧氧化抑制糖酵解的现象。解的现象。35PPT课件36PPT课件37PPT课件 乙醛酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（省了6步）异柠檬酸柠檬酸苹果酸草酰乙酸CoASH乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH38PPT课件 只有一些植物和微生物兼具这两种

20、代谢途径。异柠檬酸异柠檬酸 琥珀酸琥珀酸 乙醛酸乙醛酸CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHCH2COOHCH2COOHCHOCOOH+CHCOOHCH2COOHOHCHOCOOH+CH3COSCoA+CoASH乙醛酸乙醛酸 乙酰乙酰CoA 苹果酸苹果酸 39PPT课件表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。但是，但是，例如：例如：草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 柠檬酸柠檬酸 脂肪酸脂肪酸 琥珀酰琥珀酰CoA 卟啉卟啉

21、机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，的，TCA中的某些中间代谢物能够转变合成其他中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。三.三羧酸循环的回补反应40PPT课件 三羧酸循环中的任何一种中间产物被抽走,都会影响三羧酸循环的正常运转,如果缺少草酰乙酸,乙酰CoA就不能形成柠檬酸而进入三羧酸循环,所以草酰乙酸必须不断地得以补充.这种补充反应就称为回补反应.回补反应41PPT课件 机体糖供不足时，可能引起TCA运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰C

22、oA进入TCA氧化分解。草酰乙酸草酰乙酸 草酰乙酸脱羧酶草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 苹果酸苹果酸 苹果酸酶苹果酸酶 丙酮酸丙酮酸 CO2 NAD+NADH+H+42PPT课件乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+NAD+-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 其来源如下：其来源如下：GDPGTP43PPT课件高水平的乙酰高水平的乙酰CoA激活激活在线粒体内进行草酰乙酸或草酰乙酸或循环中任何循环中任何一种中间产一种中间产物不足物不足TCA循环循环速度降低速度降低乙酰乙酰-CoA浓度增加浓度增加丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶产生更多的草酰乙酸产生更多的草酰乙酸44PPT课件葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoACO2+H2O+ATP三羧酸循环三羧酸循环糖的有氧氧化糖的有氧氧化乳酸乳酸糖酵解糖酵解线粒体内线粒体内胞浆胞浆细胞质细胞质45PPT课件