生化糖代谢专题

生化糖代谢专题

生化糖代谢讲课稿

（蚌埠医学院影像系考纲糖代谢部分）

【掌握】:糖分解代谢的主要途径。糖酵解（概念，反应部位，反应过程，关键酶及限速酶，主要反应步骤，生理意义）。底物水平磷酸化的概念及有关反应。糖有氧氧化（概念，反应阶段，进行部位，关键酶，丙酮酸脱氢酶复合体的组成及作用，三羧酸循环的概念、反应过程、关键酶及限速酶、生理意义，有氧氧化过程中ATP的生成）。磷酸戊糖途径（概念，反应部位，限速酶及生理意义）。糖原合成与分解（概念，反应过程，限速酶，肌糖原与肝糖原分解的不同点）。糖异生（概念、原料、组织和细胞定位，反应过程，关键酶，生理意义）。乳酸循环（概念及生理意义）。血糖及其调节（血糖的概念，正常人空腹血糖的水平，血糖的来源和去路，激素对血糖水平的调节）。

【熟悉】:糖的生理功能，糖酵解的调节，巴斯德效应。果糖、半乳糖和甘露糖的代谢。【了解】:糖的消化吸收。糖醛酸途径。多元醇途径。磷酸戊糖途径、有氧氧化、糖原合成与分解以及糖异生的调节。底物循环的概念。血糖水平异常。

一．概述（主要讲的是葡萄糖）

1.糖的主要功能是氧化供能

（1）糖是人类食物的主要成分，提供能量是最主要的生理功能（2）糖是机体重要的碳源（3）糖是组成机体组织结构的重要成分2、3.糖的消化吸收的主要部位在小肠

例1.淀粉经胰α-淀粉酶作用后的主要产物是：A．葡萄糖

B．葡萄糖及麦芽糖C．麦芽糖及异麦芽糖D．麦芽糖及临界糊精E．异麦芽糖及

答案不清楚不用纠结

基本的概念是：淀粉经胰α-淀粉酶作用后：麦芽糖、麦芽三糖（65％）

异麦芽糖、-临界糊精（35％）

（生理内容）转运方式：葡萄糖不能以扩散的方式通过细胞膜

（1）葡萄糖在小肠粘膜细胞属于继发性主动转运（载体易化扩散和原发性主动转运相偶联的主动转运系统：解释GLUT5）

（2）葡萄糖跨膜转运的另外一种方式：经载体易化扩散5种转运体：GLUT1分布于多种组织细胞上

GLUT2分布于肝细胞

GLUT1、GLUT4分布于肌肉和脂肪细胞

其中GLUA4受到胰岛素调节，糖尿病病人常伴有GLUT4

数量功能下降

GLUT5分布于小肠粘膜上皮（p。13）

问：既然是主动转运，为什么还有转运体？

答案：载体易化扩散和原发性主动转运相偶联的主动转运系统：解释GLUT5

二．糖的无氧氧化1.植物：乙醇

动物：乳酸

2.无氧氧化分成两个过程（注意：糖酵解=无氧氧化与糖酵解途径概念的不同）

糖酵解：（照着书过一遍）部位全部在细胞质酶催化的离子

总结：

1唯一一次脱氢反应（6）○

2两个高能化合物1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸是高能化合物○

2两个磷酸化反应○

3两次底物水平磷酸化（7、10）○

（1）底物水平磷酸化：代谢物脱氢脱水反应时分子内部重新分布的形成高能键将高能键给ADP或者GDP的过程

（2）氧化磷酸化（形成ATP的主要方式）：由代谢物脱下的氢，经过线粒体氧化呼吸链电子传递释放能量，偶联驱动ADP磷酸化生成ATP的过程（生物氧化）

4三个关键酶、一个限制酶○

（1）己糖激酶四型肝细胞中是四型：葡萄糖激酶

（2）6-葡萄糖激酶-1（限制酶）（第一调节点）

调节酶实现对酶促反应速率的快速调节方式（第三章酶）变构酶的变构调节、化学修饰调节、酶原激活

调节：变构激活剂：AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖（最强的）

正反馈作用：1,6-二磷酸果糖

变构抑制剂：ATP、柠檬酸

共价修饰：间接的方式（书上）胰高血糖素通过cAMP及依赖cAMP

的蛋白激酶磷酸化PKF-2的32位丝氨酸磷酸化后激酶的活性减弱而磷酸酶的活性升高。

（3）丙酮酸激酶（第二调节点）变构激活：1,6-二磷酸果糖

变构抑制：ATP、丙氨酸（肝内）

大部分组织当ATP/AMP降低的时候，FKP-1和丙酮酸被激活，加速了葡

萄糖的分解。

乳酸生成：乳酸脱氢酶（书上读）

问：如果是糖原作为起始产生多少的ATP？答案：3mol

3.糖酵解的生理意义（1）无氧条件下快速供能

（2）某些细胞在有氧条件下的功能途径（如:无线粒体的红细胞、代谢活跃的细胞）（3）某些病例条件下的机体调节方式

（4）糖有氧氧化准备阶段，糖异生作用大部分逆过程几个问题：

1.1摩尔葡萄糖在有氧条件下与无氧条件下分别经糖酵解氧化，产生ATP的摩尔数之比为：2:7（2.5*2+2）

三．糖的有氧氧化（糖氧化供能的主要方式）

1.糖的有氧氧化过程包括：糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化

（1）糖酵解途径分解为丙酮酸（2ATP+2NADPH+2H+）

（2）丙酮酸途径进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A

丙酮酸脱氢酶复合体（存在于线粒体中）

丙酮酸脱氢酶（TPP）

二氢硫辛酰胺转乙酰酶（硫辛酸、乙酰辅酶A）二轻硫辛酸脱氢酶（FAD、NAD+）

含B1,硫辛酸（B族维生素）,泛酸,B2,PP五种维生素例题：下列哪种物质缺乏可引起血液丙酮酸含量升高？

A．硫胺素B．叶酸

C．吡哆醛

D．维生素B12

E．生物素

（3）乙酰辅酶A进入三羧酸循环以及氧化磷酸化生成ATP2．三羧酸循环TCA是以柠檬酸为起始物的循环反应系统（1）八步反应看书上

三羧酸循环的定义：线粒体内，从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成含三个羧基的柠檬酸开始，

经过4次脱氢、2次脱羧，生成4分子还原当量和2分子CO2，

同时草酰乙酸（草酰乙酸来源于丙酮酸直接羧化或苹果酸脱氢，都来自于葡萄糖）再生的这一循环反应称为三羧酸循环。（乙酰辅酶A来自于三大营养物质的代谢）

三羧酸循环（krebs循环）(Krebs)是伟大的，因为他在32岁时发现了氨基酸代谢生成尿素的

鸟氨酸循环，而在37岁时又发现了重要的三羧酸循环。

（2）总结：(1)反应部位及条件：线粒体需氧参与

(2)关键酶：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶(限速酶)、a-酮戊二酸脱氢酶

复合体

(3)主要反应：一次底物水平磷酸化（GTP）二次脱羧

三个不可逆反应（三个关键酶）

四次脱氢(3次以NAD+为受氢体1次以FAD为受氢体)

(4)2分子CO2是体内的CO2的主要来源，CO2的C来自于草酰乙酸

（3）TCA循环在3大营养物质代谢中具有重要的作用

1TCA循环是3大营养的代谢终路○

主要是为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量

2TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽○

3.糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式（书上）

4.糖有氧氧化的调节是基于能量的需求只讲p.101

5.巴斯德效应是糖有氧氧化抑制糖酵解的现象

比较两者

反应部位需氧条件底物、产物产能关键酶糖酵解胞液无氧或缺氧糖原、葡萄糖→乳酸1mol葡萄糖净生成2molATP己糖激酶(葡萄糖激酶)6-磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶糖的有氧氧化胞液、线粒体有氧糖原、葡萄糖→H2O+CO21mol葡萄糖净生成30～32molATP糖酵解关键酶加上丙酮酸脱氢酶复合体,柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊，二酸脱氢酶复合体机体产能的主要方式生理意义迅速供能（4）葡萄糖的其他代谢途径（5）（6）（7）（8）

糖原的合成和分解糖异生

其他单糖的代谢血糖及其调节

扩展阅读：生化糖代谢练习题

糖代谢练习题

第一部分填空

1、TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由________和________催化。2、在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________和________________

3、糖酵解途径中的两个底物水平磷酸化反应分别由_____________和_____________催化。

4、三羧酸循环在细胞___________进行；糖酵解在细胞___________进行。5、一次三羧酸循环可有________次脱氢过程和________次底物水平磷酸化过程。6、每一轮三羧酸循环可以产生_________分子GTP，_________分子NADH和_________分子FADH2。

7、丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH＋H+来自的氧化。8、糖酵解在细胞内的中进行,该途径是将转变为,同时生成的一系列酶促反应。9、许多非糖物质如______，______，以及某些氨基酸等能在肝脏中转变为糖原，称为___________

10、线粒体内部的ATP是通过载体，以方式运出去的。

11、1分子葡萄糖经糖酵解代谢途径转化为_________分子乳酸净生成_________分子ATP。

12、糖酵解在细胞_________中进行，该途径能将_________转变为丙酮酸。13、三羧酸循环脱下的_________通过呼吸链氧化生成_________的同时还产生ATP。

14、糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应，这些酶是__________、___________和_____________。

15、由非糖物质生成葡萄糖或糖元的作用，称为__________作用。

16、糖是人和动物的主要物质，它通过而放出大量，以满足生命活动的需要。

17、lmol葡萄糖氧化生成CO2和H2O时，净生成__________molATP。

18、三羧酸循环的第一步反应产物是___________。

19、蔗糖是由一分子和一分子组成，它们之间通过糖苷键相连。

1、异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶2、1、3二磷酸甘油酸，磷酸烯醇式丙酮酸3、磷酸甘油酸激酶，丙酮酸激酶4、线粒体，细胞质（或胞液）

5、4，16、1个，3个，1个7、3-磷酸甘油醛8、细胞质，葡萄糖，丙酮酸，ATP和NADH

9、甘油，丙酮酸，糖原异生作用10、腺苷酸，交换11、2，212、浆，葡萄糖13、氢，水14、己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶15、糖原异生16、能源，生物氧化,能量17、32（38）18、柠檬酸19、葡萄糖，果糖，1，4第二部分单选题

1、下面哪种酶既在糖酵解又在葡萄糖异生作用中起作用？（）A、丙酮酸激酶B、3-磷酸甘油醛脱氢酶C、1,6－二磷酸果糖激酶D、已糖激酶

2、在TCA循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化？（）A、柠檬酸→α－酮戊二酸B、延胡索酸→苹果酸

C、琥珀酸→延胡索酸D、α－酮戊二酸→琥珀酸3、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是（）A、a-1，6-糖苷键B、β-1，6-糖苷键C、a-1，4-糖苷键D、β-1，4-糖苷键4、糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶？（）A、丙酮酸羧化酶B、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶C、葡萄糖-6-磷酸酯酶D、磷酸化酶5、三羧酸循环的第一步反应产物是（）。

A、柠檬酸B、草酰乙酸C、乙酰CoA

D、CO2E、NADPH+H+

6、糖酵解的关键酶是（）。

A、丙糖激酶B、磷酸果糖激酶C、酮酸激酶D、甘油激酶7、糖酵解途径的场所是（）

A、胞液B、线粒体C、内质网D、细胞核8、糖酵解的速度主要取决于（）的活性。

A、磷酸葡萄糖变位酶B、磷酸果糖激酶C、醛缩酶D、磷酸甘油激酶9、在糖异生途径中，下列哪步反应是可逆反应？（）

A、6-磷酸葡萄糖→葡萄糖B、丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸C、1，6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖D、磷酸烯醇式丙酮酸→2-磷酸甘油酸

10、1分子葡萄糖经酵解生成乳酸时净生成ATP的分子数为：（）A、1B、2C、3D、4E、511、关于糖酵解途径的叙述错误的是：（）

A、是体内葡萄糖氧化分解的主要途径B、全过程在胞液中进行

C、该途径中有ATP生成步骤D、是由葡萄糖生成丙酮酸的过程12、三羧酸循环主要在细胞的哪个部位进行？（）

A、胞液B、细胞核C、线粒体D、微粒体E、高尔基体13、下列途径中哪个主要发生在线粒体中？（）

A糖酵解途径B三羧酸循环C戊糖磷酸途径DC3循环

14、丙酮酸脱氢酶系是个复杂的结构，包括多种酶和辅助因子。下列化合物中哪个不是丙酮酸脱氢酶组分？（）

ATPPB硫辛酸CFMNDNAD+

15、关于磷酸戊糖途径的叙述错误的是（）:

A、6－磷酸葡萄糖转变为戊糖

B、6－磷酸葡萄糖转变为戊糖时每生成1分子CO2，同时生成1分子NADH＋HC、6－磷酸葡萄糖生成磷酸戊糖需要脱羧D、此途径生成NADPH＋H+和磷酸戊糖16、支链淀粉分子中以（）糖苷键形成分支。

A、α-1，2B、α-1，3C、α-1，4D、α-1，617、糖的有氧氧化最终产物是。（）

A、CO2+H2O+ATPB、乳酸C、丙酮酸D、乙酰CoA18、直链淀粉分子中葡萄糖基之间以（）糖苷键连接。

A、α-1，2B、α-1，3C、α-1，4D、α-1，619、1摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可净生成（）摩尔ATP。

A、32B、24C、16D、820、是人体内NADPH的主要来源。（）

A、三羧酸循环B、糖酵解C、β-氧化D、戊糖磷酸途径21、不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：（）

A、α-磷酸甘油B、丙酮酸C、乳酸D、乙酰CoAE、生糖氨基酸

22、三羧酸循环一周，有几次脱氢反应（）

A、1次B、2次C、3次D、4次E、5次23、合成糖原时，葡萄糖基的直接供体是（）

A、CDPGB、UDPGC、GDPGD、1-磷酸葡萄糖E、6-磷酸葡萄

24、NADPH为合成代谢提供还原势，NADPH中的氢主要来自（）A、糖酵解B、柠檬酸循环C、磷酸己糖支路D、氧化磷酸化25、葡萄糖分解代谢时，首先形成的化合物是（）

A、F-1-PB、G-1-PC、G-6-PD、F-6-PE、F-1，6-2P26、糖原分解所得到的初产物是（）

A．葡萄糖B．UDPGC．1-磷酸葡萄糖D．6-磷酸葡萄糖E．1-磷酸葡萄糖及葡萄糖

27、糖酵解时下列哪一对代谢物提供～P使ADP生成ATP（）

A、3-磷酸甘油醛及6-磷酸果糖B、1,3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸C、3-磷酸甘油酸及6-磷酸葡萄糖D、1，6-双磷酸果糖及1,3-二磷酸甘油酸28、糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是()

A、α-1,6糖苷键B、β-1,6-糖苷键C、α-1,4糖苷键D、β-1,4-糖苷键

29、下列哪种途径在线粒体中进行（）。

A、糖的无氧酵解B、糖元的分解C、糖元的合成D、糖的磷酸戊糖途径E、三羧酸循环30、肌糖元不能直接补充血糖，是因为肌肉组织中不含（）

A、磷酸化酶B、已糖激酶

C、6一磷酸葡萄糖脱氢酶D、葡萄糖6磷酸酶E、醛缩酶

31、在厌氧条件下，下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累？（）

A、丙酮酸B、乙醇C、乳酸D、CO232、下列哪条途径与核酸合成密切相关？（）

A、糖酵解B、糖异生C、糖原合成D、三羧酸循环E、磷酸戊糖途径

33、关于三羧酸循环下列哪一项描述是错误的?（）

A、是可逆的B、三大物质最终氧化途径C、在线粒体中进行D、三大物质互换途径

BDCCABADDBACBCBDACADDDBCCCBCEDCEA

第三部分判断（对的打“√”，错的打“×”）1、糖酵解反应有氧无氧均能进行。（√）

2、TCA循环可以产生NADH2和FADH2,但不能产生高能磷酸化合物。（×）3、糖酵解产生的NADH可直接穿过线粒体膜进入电子传递链。（×）4、淀粉遇碘显蓝色，糖原遇碘显棕红色。（√）

5、在无氧条件下，酵解产生的NADH使丙酮酸还原为乳酸。（√）6、剧烈运动后肌肉发酸是由于丙酮酸被还原为乳酸的结果。（√）

7、糖酵解过程中，因葡萄糖和果糖的活化都需要ATP，故ATP浓度高时，糖酵解速度加快。（×）

8、糖酵解是将葡萄糖氧化为CO2和H2O的途径。（×）9、糖酵解中重要的调节酶是磷酸果糖激酶。（√）

10、三羧酸循环提供大量能量是因为经底物水平磷酸化直接生成ATP。（×）11、麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。（×）

12、三羧酸循环中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。（×）

13、6-磷酸葡萄糖(G-6-P)含有高能磷酸基团，所以它是高能化合物。（×）14、同一种单糖的α-型和β-型是对映体。（√）

15、三羧酸循环提供大量能量是因为经底物水平磷酸化直接生成ATP。（×）16、三羧酸循环最主要的关键酶是琥珀酸脱氢酶。（×）17、丙酮酸脱氢酶系是一种多酶复合体。（√）

18、丙酮酸脱氢酶系催化底物脱下的氢，最终是交给FAD生成FADH2的。（×）

第四部分名词解释

1、三羧酸循环-乙酰COA与草酰乙酸合成柠檬酸，在经一系列氧化、脱羧，最终又重新生成草酰乙酸，乙酰基被彻底氧化成CO2和H2O，并产生能量的过程。2、糖异生作用-指非糖物质（如丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸）转变为葡萄糖或糖原的过程。

3、磷酸戊糖途径－糖代谢的第二条重要途径，是产生NADPH和不同结构糖分子的主要途径

第五部分问答题

1、简述磷酸戊糖途径的代谢特点及其生理学意义？

磷酸戊糖途径的代谢特点是葡萄糖直接脱羧和脱氢，不必经过糖酵解和三羧酸循环。在这个反应中，脱氢酶的辅酶为NADP+和NAD+。

生理学意义：（1）为脂肪酸、胆固醇等生物分子的合成提供NADPH；（2）为DNA、RNA及多种辅酶的合成提供磷酸核糖；（3）NADPH对维持谷胱苷肽的还原性和维持细胞的正常功能有重要作用。

2、试比较糖酵解和糖有氧氧化有何不同。答案要点：反应条件进行部位关键酶

糖酵解缺氧胞液

有氧氧化有氧胞液和线粒体

己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙除糖酵解途径中3个关键酮酸激酶

酶外还有丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶

产能方式底物水平磷酸化底物水平磷酸化和氧化磷酸化

终产物产生能量

乳酸水和二氧化碳

少（1分子葡萄糖产生2个ATP）多（1分子葡萄糖产生

36-38个ATP）

生理意义迅速提供能量；某些组织依赖糖是机体获能的主要方式酵解供能

3、简述三羧循环及磷酸戊糖途径的生理意义。

要点:三羧循环:1.主要供能途径.2.三大物质转化枢纽.3.为多种代谢提供碳骨架.磷酸戊糖途径:1.产生的NADPH供合成代谢需要.2.核酸合成原料.3.与光合作用有关.

4、1mol丙酮酸彻底氧化为CO2和H2O时，净生成多少ATP？已知鱼藤酮因抑制NADH脱氢酶的活性而成为一种重要杀虫剂。当鱼藤酮存在时，理论上1mol丙酮酸又将净生成多少ATP？

要点:分别是15摩尔ATP和1摩尔ATP.

5、淀粉和纤维素都是由葡萄糖组成的,为什么人只能消化淀粉而同为哺乳动物的

牛羊等食草动物却能以纤维素为食?答案要点:

A两者的连接方式不同B人类不含消化纤维素的酶

C牛羊等肠胃中有可分泌纤维素酶的微生物

第六部分论述题

1、怎样理解葡萄糖异生途径不是糖酵解途径的逆转?答案要点:

从丙酮酸转变为糖原，并非完全是糖酵解的逆转反应。

在糖酵解过程中有三个激酶的催化反应是不可逆的。1.丙酮酸转变为烯醇丙酮酸反应是沿另一支路完成的。即丙酮酸在羧化酶的催化下，生成草酰乙酸，后者在烯醇丙酮酸磷酸激酶的催化下，脱羧生成烯醇丙酮酸磷酸。2.果糖-6-磷酸转变为果糖-1，6-二磷酸的果糖磷酸激酶也是不可逆的。三。葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖时，葡萄糖-6-磷酸磷酸酯酶水解生成葡萄糖，再沿糖酵解途径合成糖原。

2、写出三羧酸循环的8步反应及其生理意义。三羧酸循环的八步反应如下

（1）草酰乙酸与乙酰－CoA缩合形成柠檬酸；（2）柠檬酸异构化形成异柠檬酸；（3）异柠檬酸氧化形成α－酮戊二酸；（4）α-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰CoA；（5）琥珀酰－CoA转化成琥珀酸；（6）琥珀酸脱氢形成延胡索酸；（7）延胡索酸水合形成L－苹果酸；（8）L－苹果酸脱氢形成草酰乙酸。

生理意义：（1）是生物利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。（2）是三大有机物质（糖类、脂类、蛋白质）转化的枢纽。

（3）提供多种化合物的碳骨架。乙酰CoA、丙酮酸、a-酮戊二酸、草酸

乙酸等是生物合成的前体。

3、磷酸二羟丙酮是如何联系糖代谢与脂肪代谢途径的?答案要点：

(1)磷酸二羟丙酮是糖代谢的中间产物，α-磷酸甘油是脂肪代谢的中间产物;因此，磷酸二羟丙酮与α-磷酸甘油之间的转化是联系糖代谢与脂代谢的关键反应。

(2)磷酸二羟丙酮有氧氧化产生的乙酰coa可作为脂肪酸从头合成的原料，同时磷酸二羟丙酮可转化形成α-磷酸甘油，脂肪酸和α-磷酸甘油是合成脂肪的原料。

(3)磷酸二羟丙酮经糖异生途径转化为6-磷酸葡萄糖，再经磷酸戊糖途径产生NADPH，该物质是从头合成脂肪酸的还原剂。

(4)脂肪分解产生的甘油可转化为磷酸二羟丙酮。可进入糖异生途径产生葡萄糖，也可以进入三羧酸循环彻底氧化分解。

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