葡萄糖的降解
糖类代谢—糖酵解
产生能量
17
五、糖酵解的调节
（一）磷酸果糖激酶-I (PFK-I)： 变构酶
1. 抑制剂： ATP、柠檬酸、H+
2. 激活剂： AMP 、 ADP、 F-6-P, F-2,6-BP
F-6-P
F-2,6-BP
PFK2
PFK2被磷酸化修饰 胰高血糖素 低血糖
(3) G-6-P被限制在细胞内（细胞膜上无G-6-P 的转运载体)：是细 胞的保糖机制
6
（二）G-6-P F-6-P 1.酶：葡萄糖-6-磷酸异构酶
7
（三）F-6-P F-1，6-BP 1.磷酸果糖激酶-1（PFK-1）：主要的关键酶和
调节点 2.消耗1ATP，Mg2+参与 3.不可逆
28
五、巴斯德效应
巴斯德（Pasteur）效应： 在有氧的条件下，糖的有氧氧化抑制无氧酵解的现 象。
Discovered in 1857 by Louis Pasteur 反Pasteur效应（Warburg effect ）： 在某些代
谢旺盛的正常组织或肿瘤细胞中，即使在有氧的条 件下，仍然以糖的无氧酵解为产生ATP的主要方式 的现象。
第二节 糖酵解
一 概述 (一)概念：糖酵解（glycolysis）是通过一系列酶促反应将
葡萄糖降解为丙酮酸的过程。 Glycolysis is the metabolic pathway that converts
glucose into pyruvate。 （二）部位：胞浆 （三）产物：丙酮酸
23
丙酮酸还原为乳酸的意义：使NADH+H+ 重新氧化为NAD +，保证 无氧条件下，糖酵解可以继续进行。
糖在体内的代谢过程
糖在体内的代谢过程糖是一种重要的营养物质，它在体内的代谢过程对于人体的健康有着重要的影响。
现在，我们来详细了解一下糖在体内的代谢过程。
我们需要明确一点，糖主要指的是葡萄糖，它是人体能量的重要来源。
当我们摄入食物中的糖分时，它们会在口腔中被唾液中的酶分解为葡萄糖。
葡萄糖进入胃部后，一小部分会在胃内被胃酸和胃酶分解，但大部分则会进入小肠。
在小肠中，葡萄糖会与胰岛素相互作用，使得葡萄糖能够被肠壁细胞吸收。
吸收后的葡萄糖会进入血液循环系统，通过血液被输送到全身各个组织和器官。
然而，我们的身体不能永远保持血糖水平的稳定，因此需要一种调节机制来维持血糖的平衡。
当血糖水平过高时，胰岛素会被释放出来，促使肝脏、肌肉和脂肪组织吸收葡萄糖，并将其转化为能量或储存为糖原。
而当血糖水平过低时，胰岛素的分泌会减少，胰岛素的对立面——胰高血糖素则会被释放出来，从而刺激肝脏释放存储的糖原，提高血糖水平。
除了提供能量外，糖还有一个重要的代谢途径，即糖原的合成和分解。
糖原是一种多糖，它主要在肝脏和肌肉中储存。
当我们摄入过多的葡萄糖时，它会被肝脏和肌肉转化为糖原并储存起来。
当我们需要能量时，糖原会被分解成葡萄糖，供给身体使用。
糖还可以通过另外一种途径进行代谢，即乳酸发酵。
当我们进行高强度运动时，身体需要大量的能量，但氧气供应不足。
这时，身体就会转而利用乳酸发酵来产生能量。
乳酸发酵会将葡萄糖转化为乳酸，同时释放出少量的能量。
总的来说，糖在体内的代谢过程是一个复杂而精细的调节系统。
通过胰岛素和胰高血糖素的相互作用，我们的身体能够维持血糖的平衡，并在需要时将糖转化为能量或储存起来。
同时，糖还可以通过合成糖原和进行乳酸发酵的方式进行代谢，以满足不同情况下的能量需求。
因此，我们在日常生活中应该合理摄取糖分，避免摄入过多的糖分造成血糖的剧烈波动。
保持血糖的稳定对于维持身体的健康和正常代谢非常重要。
同时，适当的运动也有助于提高身体对糖的代谢能力，促进能量的消耗和糖的利用。
第22章糖酵解
（十）磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸并产生 一个ATP分子
高能磷酸键
丙酮酸激酶
丙酮酸激酶是由4个亚基构成的四聚体，是酵解途径中的一个 重要的变构酶，其催化活性需要2价阳离子参与，如Mg2+、 Mn2+；果糖-1,6-二磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸对该酶有激活作 用；而ATP、长链脂肪酸、乙酰-CoA、丙氨酸对该酶有抑制作 用。
催化该反应的酶为磷酸甘油酸激酶（PGK），其催化机制类似
己糖激酶，Mg2+需与ADP形成Mg2+-ADP复合物才能被酶催化。
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)—将底物 的高能磷酸基直接转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)。这种 ADP（或GDP）的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反 应过程，称为底物水平磷酸化。
1940年被阐明。(研究历史) Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多， 故糖酵解过程一也叫Embdem-MeyerhofParnas途径，简称EMP途径。
在细胞质中进行
糖酵解的研究历史：
应追溯到4000年前的制酒工业。（发酵过程）
1854-1864年，Louis Paster的观点占统治地位：认
6-磷酸果糖激酶
这一步反应是酵解中的关键反应步骤。酵解的速度 决定于此酶的活性，因此它是一个限速酶。
磷酸果糖激酶是分子量为340000的四聚体。它是一 个别构酶，ATP是该酶的变构抑制剂，对此酶有抑制效 应，在有柠檬酸、脂肪酸时对加强抑制效应。AMP或无 机磷酸可消除抑制，增加酶的活性。高H+浓度（即pH 值低）抑制该酶活性（生物学意义是，可阻止酵解途径 继续进行，防止乳酸生成；又可防止血液pH下降，避免 酸中毒）。
糖酵解过程每步骤化学式
糖酵解过程每步骤化学式
糖酵解是一种无氧生物降解过程，将葡萄糖分解为两个丙酮酸分子，同时产生少量ATP。
以下是糖酵解过程的每个步骤及其化学式：1. 葡萄糖磷酸化：
葡萄糖+ ATP →葡萄糖-6-磷酸（消耗一个ATP）
2. 葡萄糖-6-磷酸异构化：
葡萄糖-6-磷酸→果糖-6-磷酸（可逆反应）
3. 果糖-6-磷酸磷酸化：
果糖-6-磷酸+ ATP →1,6-二磷酸果糖（消耗一个ATP）
4. 1,6-二磷酸果糖裂解：
1,6-二磷酸果糖→3-磷酸甘油醛+ 磷酸二羟丙酮（消耗一个ATP）5. 3-磷酸甘油醛与磷酸二羟丙酮的相互转换：
磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛（消耗一个ATP）
6. 3-磷酸甘油醛的氧化：
3-磷酸甘油醛+ NAD+ →1,3-二磷酸甘油酸+ NADH（消耗一个NAD+）7. 1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸：
1,3-二磷酸甘油酸+ ADP →3-磷酸甘油酸+ ATP（消耗一个ADP）8. 甘油酸-3-磷酸转变为甘油酸：
3-磷酸甘油酸→甘油酸（消耗一个磷酸）
总之，在这个过程中，每个步骤都会产生少量的ATP能量。
值得注意的是，糖酵解过程中的化学反应速度受到各种酶的催化作用影响，这些酶的活性和表达量受到细胞内外环境的调控。
5__糖代谢复习题
第五章糖代谢复习题一、解释下列名词糖酵解：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。
是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。
三羧酸循环：在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧形成乙酰CoA（三羧酸循环在线粒体基质中进行）。
磷酸戊糖途径：在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；发现了6-P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+；发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径乙醇发酵：由葡萄糖转变为乙醇的过程称为酒精发酵。
乳酸发酵：动物在激烈运动时或由于呼吸、循环系统障碍而发生供氧不足时。
生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌。
葡萄糖+2Pi+2ADP 无氧条件 2乳酸+2ATP+2H2O葡萄糖异生作用：由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变成葡萄糖的过程称为糖异生。
1、克服糖酵解的三步不可逆反应。
2、糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。
糊精：淀粉在唾液α-淀粉酶的催化下生成糊精，葡萄糖和麦芽糖。
极限糊精：极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基激酶与酯酶：R酶：脱支酶D酶:糖苷转移酶Q酶:分支酶α-淀粉酶: α-淀粉酶是淀粉内切酶，作用于淀粉分子内部的任意的α-1，4 糖苷键。
β-淀粉酶:是淀粉外切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉分子非还原端开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。
回补反应:可导致草酰乙酸浓度下降，从而影响三羧酸循环的运转，因此必须不断补充才能维持其正常进行，这种补充称为回补反应.巴斯德效应:底物水平磷酸化:高能磷酸化合物在酶的作用下将高能磷酸基团转移给ADP合成ATP的过程。
二、问答题1．何谓糖酵解？发生部位？什么是三羧酸循环?它对于生物体有何重要意义?为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。
生化名词解释[1]
![生化名词解释[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a5850a8fd0d233d4b14e691c.png)
第一部分：糖酵解（glycolysis，EMP）：是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。
该途径也称作Embden-Meyethof途径。
柠檬酸循环（citric acid cycle，tricarboxylic acid cycle，TCA cycle）：也叫三羧酸循环，又叫做TCA循环，是由于该循环的第一个产物是柠檬酸，它含有三个羧基，故此得名。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成六碳三羧酸即柠檬酸，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。
生物氧化（biological oxidation）：糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化，其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程，所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。
质子梯度（gradients of protons）：化学渗透学说认为，电子传递释放的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度即质子梯度。
这个梯度的电化学势驱动ATP合成。
Fe -S蛋白：(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADH Q还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。
它主要以(2Fe-2S) 或(4Fe-4S) 形式存在。
(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。
铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用。
细胞色素（cytochrome)：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。
因为有红颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。
血红素的主要成份为铁卟啉。
根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中含5种（b、c、c1、a和a3)。
Q循环：是指在线粒体内膜中电子传递链上QH2分别传递一个电子到细胞色素中，即共使2个细胞色素得到电子，从而被氧化。
电子传递链（eclctron transfer chain)：线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O。
生物化学笔记糖酵解
一、定义1.酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。
它是动植物及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。
有氧时丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水，酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。
缺氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。
2.发酵也是葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程，其中有机物既是电子供体，又是电子受体。
根据产物不同，可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。
二、途径共10步，前5步是准备阶段，葡萄糖分解为三碳糖，消耗2分子ATP；后5步是放能阶段，三碳糖生成丙酮酸，共产生4分子ATP。
总过程需10种酶，都在细胞质中，多数需要Mg2+。
酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的，可防止从细胞膜漏出、保存能量，并有利于与酶结合。
1.磷酸化葡萄糖被ATP磷酸化，产生6-磷酸葡萄糖。
反应放能，在生理条件下不可逆（K大于300）。
由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，需要Mg2+或Mn2+。
己糖激酶可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖，是糖酵解过程中的第一个调节酶，受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。
有三种同工酶。
葡萄糖激酶存在于肝脏中，只作用于葡萄糖，不受6-磷酸葡萄糖的别构抑制肌肉的己糖激酶Km=0.1mM，肝脏的葡萄糖激酶Km=10mM，平时细胞中的葡萄糖浓度时5mM，只有进后葡萄糖激酶才活跃，合成糖原，降低血糖浓度，葡萄糖激酶是诱导酶，胰岛素可诱导它的合成。
6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成，由糖原磷酸化酶催化，生成1-磷酸葡萄糖，在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。
此途径少消耗1个ATP。
6-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解，此酶存在于肝脏和肾脏中，肌肉中没有。
2.异构由6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸果糖反应中间物是酶结合的烯醇化合物，反应是可逆的，由浓度控制。
由磷酸葡萄糖异构酶催化，受磷酸戊糖支路的中间物竞争抑制，如6-磷酸葡萄糖酸。
戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化，pH降低使抑制加强，减少酵解，以免组织过酸。
葡萄糖在稀硫酸催化下的降解反应动力学
葡萄糖在稀硫酸催化下的降解反应动力学1彭新文，吕秀阳浙江大学化工系，杭州（310027）E-mail：luxiuyang@摘要：葡萄糖是纤维素的组成单体。
葡萄糖在酸催化下的降解是从生物质资源出发制备乙酰丙酸过程中重要步骤。
从生物质资源出发制备乙酰丙酸通常是采用1.5%以上的硫酸作为催化剂，既造成严重设备腐蚀，又给环境保护带来很大压力。
为了探索在稀硫酸浓度下水解生物质制备乙酰丙酸工艺的可行性，本文系统地测定了压力5MPa，初始浓度5～20 mg·mL-1、温度160～190℃、硫酸浓度0.05%～0.4wt%范围内葡萄糖的降解反应动力学数据，并以带有平行反应的一阶连串反应动力学模型对数据进行了拟合。
拟合结果表明在实验范围内，葡萄糖降解的主、副反应对葡萄糖均为一级反应；葡萄糖降解的主反应对H+为0.716级，反应的活化能129 kJ·mol-1；副反应对H+为1.06级，反应的活化能为154 kJ·mol-1。
通过对动力学方程进行分析，发现在硫酸浓度到达一定量后（0.3wt%左右），若再增加硫酸浓度，对乙酰丙酸收率影响较少。
因此在综合考虑收率、硫酸用量以及污染等因素的前提下，稀浓度硫酸(0.3%左右)催化降解生物质制备乙酰丙酸工艺是有发展前景的。
关键词：葡萄糖；乙酰丙酸；稀硫酸；降解；动力学中图分类号：TQ 032；O 643.121．引言纤维素含量约占50%的生物质资源，是一种有广阔应用前景的可再生资源，它是由许多D-吡喃葡萄糖彼此以β-1-4糖苷键连接起来的线性高分子化合物，葡萄糖是其组成单体。
乙酰丙酸（levulinic acid，LA）是一种能从纤维素出发，低成本、大规模制备的新平台化合物[1-2]。
从纤维素出发制备LA一般采用1.5～30wt%硫酸做催化剂[3-5]。
但是以高浓度硫酸作催化剂，对反应设备有很大的腐蚀性，且反应后会产生大量的酸性废渣和废液，给环境保护带来严重的问题。
HMP
第六步：转酮醇反应
转酮酶
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
3-磷酸甘油醛 7-磷酸景天庚酮糖
一. HMP途径的过程
分子重组阶段
第七步：转醛醇反应
转醛酶
4-磷酸赤藓糖
一. HMP途径的过程
分子重组阶段
第八步：转酮醇反应
转酮酶
5-磷酸木酮糖
4-磷酸赤藓糖
一. HMP途径的过程
分子重组阶段 第九步：异构化反应
转酮酶
3 - 磷酸甘油醛
2 7 - 磷酸景酮糖
转醛酶
FBP
6 - 磷酸果糖
2
4 - 磷酸赤藓糖 转酮酶
+23 - 磷酸甘油醛 NhomakorabeaDHAP
2 5 - 磷酸木酮糖
二. HMP途径的化学计量
6 G6P 5 G6P 6 CO2 12 NADP＋ 12 NADPHH＋ 1 Pi
7 H2O
12 NADP＋ 12 NADPHH＋
2） 糖的相互转化 6个5-磷酸核酮糖→5个6-磷酸葡萄糖
一. HMP途径的过程
总的结果是：
6 CO2
6 G-6-P
6 Ru-5-P
5 G-6-P
H
净结果：1分子G-6-P被彻底氧化成CO2，将氢原 子交给了辅酶Ⅱ（NADP+)。
一. HMP途径的过程
葡萄糖氧化脱羧
第一步：脱氢
一. HMP途径的过程
第四节 磷酸戊糖途径
HMP途径
葡萄糖的降解除了 EMP、TCA 途径外，还存在着
另一条途径 —— 磷酸戊糖途径。
HMP
Gloucose G-6-P EMP TCA Pyr AcetylCoA
HMP途径
糖酵解途径
糖酵解途径(glycolytic pathway)又称EMP途径，是将葡萄糖和糖原降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是一切生物有机体中普遍存在的葡萄糖降解的途径。糖酵解途径在无氧及有氧条件下都能进行，是葡萄糖进行有氧或者无氧分解的共同代谢途径。
过程：
在细胞液中进行，可分为两个阶段。第一阶段从葡萄糖生成2个磷酸丙糖，第二阶段从磷酸丙糖转化为丙酮酸，是生成ATP的阶段。
⑻3-磷酸甘油酸的变位反应
在磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate mutase)催化下3-磷酸甘油酸C3-位上的磷酸基转变到C2位上生成2-磷酸甘油酸。此反应是可逆的。
⑼2-磷酸甘油酸的脱水反应
由烯醇化酶(enolase)催化，2-磷酸甘油酸脱水的同时，能量重新分配，生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate PEP)。本反应也是可逆的。
在磷酸甘油酸激酶(phosphaglycerate kinase,PGK)催化下，1.3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，同时其C1上的高能磷酸根转移给ADP生成ATP，这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)。此激酶催化的反应是可逆的。
磷酸丙糖异构酶(triose phosphate isomerase)催化磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛，此反应也是可逆的。
到此1分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛，通过两次磷酸化作用消耗2分子ATP。
⒉第二阶段:
⑹3-磷酸甘油醛氧化反应(oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate
此反应是6磷酸果糖第一位上的C进一步磷酸化生成1,6-二磷酸果糖，磷酸根由ATP供给，催化此反应的酶是磷酸果糖激酶1(phosphofructokinase l,PFK1)。
葡萄糖的降解
一、丙酮酸氧化脱羧 在有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA， 后者可进入三羧酸循环彻底氧化。 丙酮酸的氧化脱羧的部位：线粒体
1. 化学反应过程
二、TCA循环
Step 1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
1. 化学反应过程
二、TCA循环
Step 1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
反应的能量由乙酰CoA的高能硫酯键提供，所以 使反应不可逆。此为醇醛缩合反应，先缩合成柠檬 酰CoA，然后水解。
糖酵解途径
EMP
几个概念
NAD*：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 简 称：辅酶Ⅰ； 是一种转递质子（更准 确来说是氢离子）的辅酶。 NADH:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，还原态， 还原型辅酶Ⅰ。
糖酵解
glycolysis
Louis Pasteur in his laboratory
一. 糖酵解的概念 定义
碳 源 乙酰CoA → 2CO2
1GTP → 1ATP
能 量 3NADH → 3ATP×3 = 9ATP 1FADH2 → 2ATP×1 = 2ATP 共 12ATP
由乙酰CoA氧化产生的ATP中，只有1/12来自底
丙酮酸无氧降解
有两种发酵：酒精发酵、乳酸发酵
1、酒精发酵：由葡萄糖 → 乙醇的过程
2、在无氧或相对缺氧时 ——乳酸发酵 乳酸发酵：由葡萄糖 → 乳酸的过程
乳酸脱氢酶在动物体内有5种同工酶： H4、H3M、H2M2、HM3、M4
三羧酸循环
TCA循环
几个概念
FAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸 ,是糖代谢三羧 酸循环中的一种重要黄素辅基 。 FAD是一 种比NAD和NADP更强的氧化剂
指葡萄糖通过一系列步骤，降解成三 碳化合物（丙酮酸）的过程。
糖酵解和糖酵解途径
糖酵解和糖酵解途径
糖酵解指的是葡萄糖在无氧条件下降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程，是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。
而糖酵解途径，简称EMP途径，是糖酵解的具体过程，即由葡萄糖生成丙酮酸，期间每分解一分子葡萄糖产生两分子丙酮酸以及两分子ATP。
糖酵解的生理意义主要在于迅速提供能量，这对肌肉收缩更为重要。
当机体缺氧或剧烈运动肌肉局部血流不足时，能量主要通过乳酸酵解获得。
此外，红细胞没有线粒体，完全依赖乳酸酵解供应能量。
吉林大学食品生物化学 8 糖代谢-1
+2(2H)
-2CO2
2CH3CH(OH)COOH
2CH3CHO
2CH3CH2OH
生醇发酵
Fermentation
有氧呼吸
在有氧条件下，丙酮酸进入柠檬酸循环 途径，在柠檬酸途径中彻底氧化成 CO2 。柠 檬酸途径中产生的NADH进入呼吸电子传递链， 在呼吸电子传递链中产生大量的 ATP ，最终 将NADH中的电子交给O2，生成H2O。所以把糖 酵解途径、柠檬酸循环加上呼吸电子传递链 合称为有氧呼吸途径。
• 葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生 ATP；生成高能分子NADH或FADH2，后者在线粒体呼吸链氧化 并产生ATP。 • 糖酵解：1分子葡萄糖 2分子丙酮酸，共消耗了2个ATP， 产生了4 个ATP，实际上净生成了2个ATP，同时产生2个NADH。
生物学意义
★形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架
•
• 该酶的活性部位的催化残基为赖氨酸和组氨酸， 催化的实质为酸－碱催化机制。 • 磷酸葡萄糖异构酶有绝对的专一性和立体专一 性，6-磷酸葡糖酸等都是它的抑制剂。
（三）果糖-6-磷酸形成果糖-1,6-二磷酸
糖酵解过程的第二个调节酶 也是酵解中的限速酶
磷酸果糖激酶
Mg 2+
果糖-6-磷酸 果糖-1,6-二磷酸
OH
CH2
磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate)
烯醇式丙酮酸
(enolpyruvate)
糖酵解过程的第三个调节酶， 也是第二次底物水平磷酸化反应
COOH C OH CH2
烯醇式丙酮酸 (enolpyruvate)
自发进行
COOH C O CH3
葡萄糖降解产物
葡萄糖降解产物
葡萄糖是一种常见的单糖，也是人体代谢中最为重要的能量来源之一。
当葡萄糖在人体内被降解时，会产生一系列的产物，这些产物对人体的影响是非常重要的。
首先，葡萄糖在人体内被降解成为丙酮酸和乳酸。
这两种产物都是酸性物质，会导致血液酸化，从而对身体造成负面影响。
长期处于酸性环境下，会引起一系列的健康问题，如骨质疏松、肌肉萎缩等。
其次，葡萄糖降解还会产生一些有机酸和氨基酸。
有机酸包括琥珀酸、柠檬酸等，它们对人体的影响较小。
氨基酸是构成蛋白质的基本单元，它们在人体内可以被再次合成为新的蛋白质。
此外，葡萄糖降解还会产生一些重要的中间产物，如丙酮酸、乳酸、甘油醛-3-磷酸、丙酮酸羧化酶等。
这些中间产物在人
体代谢中发挥着重要作用，如丙酮酸可以被转化为乙酰辅酶A，参与三羧酸循环和脂肪酸代谢；乳酸则可以通过肝脏转化为葡萄糖。
最后，葡萄糖降解还会产生能量。
当葡萄糖被降解时，会释放出大量的能量，这些能量可以被身体利用。
在有氧条件下，葡萄糖可以完全被氧化，产生大量ATP分子，从而提供身体所
需的能量。
在无氧条件下，葡萄糖只能部分被氧化，产生少量ATP分子。
总之，葡萄糖降解产物对于人体的代谢和健康都有着重要的影响。
了解这些产物的作用和影响，有助于我们更好地维护身体健康。
糖代谢和核苷酸代谢的联系 -回复
糖代谢和核苷酸代谢的联系-回复糖代谢和核苷酸代谢是两个与生物体能量和生物合成密切相关的重要代谢途径。
糖代谢包括糖的降解和合成过程，而核苷酸代谢涉及核苷酸的合成、降解和利用。
本文将详细讨论糖代谢和核苷酸代谢之间的联系，并逐步回答相关问题。
第一部分：糖代谢糖代谢是生物体中最主要的能量供应途径之一，其包括糖的降解和合成两个过程。
在降解过程中，葡萄糖通过糖解途径产生ATP，释放出能量。
而在合成过程中，生物体通过糖异生途径将非糖前体转化为糖，以供能或用于合成其他生物分子。
问题1：糖的降解途径是什么？它与核苷酸代谢有什么关系？糖的降解途径主要有糖酵解和无氧呼吸或有氧呼吸两个过程。
在糖酵解中，葡萄糖分子经过一系列酶的作用分解为两个分子的丙酮酸，同时产生两分子ATP和两分子NADH。
这些丙酮酸分子可在细胞质中经过柠檬酸循环和线粒体中的逆反应，进一步氧化产生辅酶还原剂NADH和ATP。
而无氧或有氧呼吸则将这些NADH通过细胞色素系统氧化还原反应，生成更多的ATP。
核苷酸代谢与糖的降解有密切联系。
糖酵解过程中产生的NADH进入线粒体内，在线粒体中被氧化成NAD+，为有氧呼吸中细胞色素系统的氧化还原反应提供氢离子和电子。
而这些电子最终将被用来合成ATP。
此外，糖酵解生成的丙酮酸也可以作为柠檬酸循环的初始底物参与核苷酸的合成。
问题2：糖异生途径是什么？它与核苷酸代谢有什么关系？糖异生途径是指生物体通过将非糖前体转化为糖分子的代谢途径。
在这个过程中，生物体从非糖类物质中提取碳源生成糖类分子，以供能或合成其他生物分子。
糖异生途径通过合成核苷酸底物参与了核苷酸的代谢。
在核苷酸合成途径中，生物体利用糖异生途径产生的一系列中间产物，如磷酸核糖、磷酸葡萄糖等，作为合成DNA和RNA的前体分子。
这些核苷酸在细胞内起着重要的生物合成作用，如DNA复制和转录。
第二部分：核苷酸代谢核苷酸代谢是生物体内的一系列化学反应，涉及核苷酸的合成、降解和利用。
有氧呼吸原理应用的实例
有氧呼吸原理应用的实例引言有氧呼吸是指生物利用氧气将有机化合物分解为二氧化碳和水释放能量的过程。
它在许多生物体中都是十分重要的代谢途径，包括人类。
本文将通过介绍几个实例，探讨有氧呼吸原理的应用。
实例一：人体有氧呼吸的机制在人体中，有氧呼吸发生在细胞的线粒体内。
它是一种氧化代谢的过程，通过分解葡萄糖等有机化合物生成能量。
以下是人体有氧呼吸的详细步骤：1.葡萄糖降解：葡萄糖分子进入细胞线粒体内，并经过一系列复杂的化学反应，被分解为丙酮酸。
2.Krebs循环：丙酮酸进一步被氧化为碳酸，同时释放出能量。
3.呼吸链：释放出的能量被用于合成三磷酸腺苷（ATP），提供细胞所需的能源。
以上步骤中，氧气是必不可少的因素。
没有足够的氧气供应，细胞无法进行正常的有氧呼吸过程。
这也是为什么做有氧运动可以增强人体的有氧呼吸能力的原因。
实例二：有氧呼吸对环境的影响除了人体中的应用外，有氧呼吸原理也在环境中发挥着重要作用。
以下是一些有氧呼吸对环境的影响的实例：1.氧化分解有机物：有氧呼吸是自然界中大部分有机物降解的主要路径之一。
通过有氧呼吸，有机物可以被分解为无机物，并释放出二氧化碳和水。
这有助于维持环境的平衡。
2.营养循环：有氧呼吸使得动植物通过摄取氧气和有机物进行呼吸，进一步参与到营养循环中。
这也促进了生物体与环境的相互作用和平衡。
3.能源利用：利用有氧呼吸的原理，可以将有机物转化为能量，用于生产电力或燃料。
这种能源利用方式更加环保和高效。
实例三：工业中的有氧呼吸应用有氧呼吸的原理在工业中也有广泛应用。
以下是一些工业中有氧呼吸的实例：1.污水处理：在污水处理厂中，有氧呼吸被用于处理有机废水。
通过增加氧气供应，可以加速有机物的分解，减少污染物的浓度。
2.煤气转化：有氧呼吸的原理被应用于煤气转化过程中。
通过加热有机物和氧气的混合物，可以生成可用作燃料的气体。
3.发酵工艺：在食品和饮料行业，有氧呼吸被用于发酵过程中，产生二氧化碳和酒精等有用产物。
糖酵解
练习
4、只在线粒体内进行的反应有( A )
A 、氧化磷酸化 B 、脂肪酸合成 C 、糖酵解 D 、蛋白质生物合成 E 、尿素合成
练习
5、有关糖酵解途径的生理意义叙述中错误 的是( B )
A、成熟红细胞ATP是由糖酵解提供 B、缺氧性疾病，由于酵解减少，易产生
代谢性碱中毒 C、神经细胞,骨髓等糖酵解旺盛 D、糖酵解可迅速提供ATP E、肌肉剧烈运动时,其能量由糖酵解供给
糖酵解的概念
In glycolysis (from the Greek glykys, meaning “sweet,” and lysis, meaning “splitting”), a molecule of glucose is degraded in a series of enzyme-catalyzed reactions to yield two molecules of the three-carbon compound pyruvate. derive most of their energy from glycolysis; many anaerobic microorganisms are entirely dependent on glycolysis.
1. 为生物体提供一定的能量 ；
2. 糖酵解的中间物为生物合成提供原料； 如丙酮酸可转变为氨基酸，磷酸二羟丙酮 可合成甘油。
3. 为糖异生作用提供了基本途径。
五、 糖酵解的能量计算
六、糖酵解过程中的要点
1. 全过程：三个阶段，10步反应，需10种酶 2. 三个关键酶？不可逆反应！ 3. 调节位点：已糖激酶 G-6-P；
糖酵解的概念 Glucose is not only an excellent fuel, it is also a remarkably versatile precursor, capable of supplying a huge array of metabolic intermediates for biosynthetic reactions.
葡萄糖的分解代谢
这是糖酵解 中第一次 底物水平 磷酸化反应
O C OH
HC OH HO
H 2C O P O OH
3-磷酸甘油酸
(3-phosphoglycerate)
糖酵解过程:
（8）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 p77
O C OH
HC OH HO
磷酸甘油酸变位酶
H 2C
O
PO
OH
O
C OH HO
H C OO -- P O
优越性：中间产物都不需要离开酶的复合体
若从丙酮酸开始，加上纽带生成的1个NADH，则共产生10+2.
糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。
在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸
化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。
磷酸果糖激酶
醛缩酶
磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸甘油酸激酶 烯醇化酶 磷酸化酶*
磷酸甘油酸变位酶 丙酮酸激酶
磷酸葡萄糖变位酶*
注: 磷酸化酶、磷酸葡萄糖变位酶在糖原分解中存在。
2、糖酵解过程的11步反应：
⑴ 葡萄糖
(已糖激酶/葡萄糖激酶)
→ 6-磷酸葡萄糖
⑵ 6-磷酸葡萄糖 (磷酸已糖异→构酶) 6-磷酸果糖
Km: 0.
葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义： 血糖浓度也是调节胰高血糖素分泌的重要因素。
在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。
英文
hexokinase glucokinase
CO2的生成，循环中有两次脱羧基反应，两次都同时有脱氢作用，
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一、丙酮酸氧化脱羧
在有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA， 后者可进入三羧酸循环彻底氧化。
丙酮酸的氧化脱羧的部位：线粒体
1. 化学反应过程
Step 1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
二、TCA循环
1. 化学反应过程
Step 1. 乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸
二、TCA循环
反应的能量由乙酰CoA的高能硫酯键提供，所以使 反应不可逆。此为醇醛缩合反应，先缩合成柠檬酰 CoA，然后水解。
1. 化学反应过程
Step 6. 琥珀酸氧化成延胡索酸
二、TCA循环
这一阶段的反应为C4的变化； 产生1分子FADH2、1分子NADH。
1. 化学反应过程
二、TCA循环
Step 7.延胡索酸至苹果酸
这阶段需要经历三步反应 —— 脱氢、加水、脱氢
这一阶段的反应为C4的变化； 产生1分子FADH2、1分子NADH。
第三阶段
二. 糖酵解的过程
第七步：3-磷酸甘油酸和ATP的生成（三磷酸甘油激酶）
糖酵解过程中第一次产生 ATP。
第三阶段ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二. 糖酵解的过程
醛氧化成羧酸 NAD+还原成NADH
糖酵解中第一次产生ATP
第四阶段
二. 糖酵解的过程
第八步：3-磷酸甘油酸异构（磷酸甘油酸变位酶）
Mg2+
第四阶段
二. 糖酵解的过程
磷酸果糖激酶(PFK)是EMP途径的关键酶，其活 性大小控制着整个途径的进程。
第一阶段
二. 糖酵解的过程
碳链不变，但两头接上了磷 酸基团，为断裂作好准备。
消耗两个ATP。
第二阶段
二. 糖酵解的过程
第四步：1,6-二磷酸果糖的裂解 （醛缩酶）
1个己糖分裂成2个丙糖 —— 丙酮糖和丙醛糖， 它们为同分异构体。
糖酵解途径
EMP
几个概念
NAD*：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 简 称：辅酶Ⅰ； 是一种转递质子（更准 确来说是氢离子）的辅酶。
NADH:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，还原态， 还原型辅酶Ⅰ。
糖酵解 glycolysis
Louis Pasteur in his laboratory
定义
一. 糖酵解的概念
指葡萄糖通过一系列步骤，降解成三碳 化合物（丙酮酸）的过程。
第九步：PEP的生成（烯醇化酶）
Mg2+
这一步其实是分子内的氧化还原，使分子中的能量 重新分布，使能量集中，第二次产生了高能磷酸键。
第四阶段
第十步：丙酮酸的生成
二. 糖酵解的过程
Mg2+ 或 K+ 糖酵解过程中第二次产生 ATP。
要点：
三. 糖酵解的能量计算
4. 定位：细胞质
5. 意义：产生少许能量，产生一些中简产物如，丙酮酸 和甘油等
1. 化学反应过程
Step 8. 苹果酸至草酰乙酸（再生）
二、TCA循环
Oxaloacetate is regenerated!
2. TCA循环的总反应
二、TCA循环
每经历一次TCA循环 有2个碳原子通过乙酰CoA进入循环，以后有2个
碳原子通过脱羧反应离开循环。 有4对氢原子通过脱氢反应离开循环，其中3对
碳源 能量
乙酰CoA → 2CO2
1GTP → 1ATP
3NADH → 3ATP×3 = 9ATP 1FADH2 → 2ATP×1 = 2ATP
共 12ATP
由乙酰CoA氧化产生的ATP中，只有1/12来自底物 水平的磷酸化，其余都是由氧化磷酸化间接产生
6. 底物水平的磷酸化
丙酮酸无氧降解
有两种发酵：酒精发酵、乳酸发酵
1、酒精发酵：由葡萄糖 → 乙醇的过程
2、在无氧或相对缺氧时 ——乳酸发酵 乳酸发酵：由葡萄糖 → 乳酸的过程
乳酸脱氢酶在动物体内有5种同工酶： H4、H3M、H2M2、HM3、M4
三羧酸循环
TCA循环
几个概念
FAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸 ,是糖代谢三羧 酸循环中的一种重要黄素辅基 。 FAD是一 种比NAD和NADP更强的氧化剂
这步反应由 C4 → C6 。
1. 化学反应过程
Step 2. 柠檬酸异构化成异柠檬酸
二、TCA循环
Iron-sulfur (red), cysteines (yellow) and isocitrate (white)
1. 化学反应过程
Step 3. 异柠檬酸氧化脱羧
二、TCA循环
1. 化学反应过程
所以，TCA循环需要在有氧的条件下进行。否则 NADH和FADH2携带的H无法交给氧，即呼吸链氧 化磷酸化无法进行，NAD+及FAD不能被再生，使 TCA循环中的脱氢反应因缺乏氢的受体而无法进行 。
3.能量的化学计量
二、TCA循环
乙 酰 CoA 通 过 TCA 循 环 脱 下 的 氢 由 NADH 及 FADH2经呼吸链传递给O2，由此而形成大量ATP
Step 4. a-酮戊二酸氧化脱羧
二、TCA循环
a-酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合 体非常相似，也包含三种酶、五六种辅因子。
1. 化学反应过程
Step 5. 由琥珀酰CoA生成高能磷酸键
二、TCA循环
Malonate (丙二酸) is a strong competitive inhibitor 这阶段合成了1分子高能磷酸化合物GTP
由NADH携带，1对由FADH2携带。 产生1分子高能磷酸化合物GTP，通过它可生成1
分子ATP。 消耗2分子水，分别用于合成柠檬酸（水解柠檬
酰CoA）和延胡索酸的加水。
2. TCA循环的总反应
二、TCA循环
产物NADH和FADH2的去路:
由TCA循环产生的NADH和FADH2必须经呼吸 链将电子交给O2，才能回复成氧化态，再去接受 TCA循环脱下的氢。
第二阶段
二. 糖酵解的过程
第五步：磷酸丙糖的同分异构化（磷酸丙糖异构酶）
1分子二磷酸已糖裂解成2分子 3-磷酸甘油醛。
第三阶段
二. 糖酵解的过程
第六步：3-磷酸甘油醛氧化(三磷酸甘油醛脱氢酶)
糖酵解过程中第一次产生高能磷酸键，并且产生了还 原剂 NADH。催化此反应的酶是巯基酶，所以它可被碘乙 酸(ICH2COOH)不可逆地抑制。故碘乙酸能抑制糖酵解。
糖酵解途径又称 EMP途径
(Embden-Meyerhof Parnas pathway)
第一阶段
二. 糖酵解的过程
第一步：葡萄糖的磷酸化（己糖激酶）
二. 糖酵解的过程
第一阶段
二. 糖酵解的过程
第二步：6-磷酸果糖的生成（磷酸己糖异构酶）
第一阶段
二. 糖酵解的过程
第三步：1, 6-二磷酸果糖的生成 磷酸果糖激酶(PFK)