生物化学第六章 糖代谢
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食品营养与检测专业
生物化学
授课教师：叶素梅 副教授
第六章
糖代谢
第一节 概述
• 常见的单糖是什么？ 答：葡萄糖、果糖。
• 常见的多糖是什么？ 答：淀粉、纤维素。
二、糖的生理功能
㈠氧化供能（主）15.7kJ能量/1g葡萄糖氧化
㈡构成组织细胞的基本成分 *核糖 构成核酸 *糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等 *糖脂 生物膜成分
生物氧化与体外氧化的不同点
生物氧化
反应条件
温和
反应过程 逐步进行的酶促反应
能量释放 逐步进行
CO2生成方式 有机酸脱羧
H2O
需要
体外氧化
剧烈 一步完成 瞬间释放 碳和氧结合
不需要
生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油 蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
二、生物体内磷酸化和ATP
（一）ATP与高能磷酸化合物
生物化学中常将水解时释放的能量>30kJ/mol的磷酸键 称为高能磷酸键。
含有高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物。 常见的有：磷酸肌酸、磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰磷酸、ATP、
GTP、乙酰辅酶A等。
（二） ATP循环
生物体内能量的储存
和利用都以ATP为中心。
2.氧化磷酸化
• 氧化磷酸化作用是指有机物包括糖、脂、 氨基酸等在分解过程中的氧化步骤所释放 的能量，驱动ATP合成的过程。
• 在真核细胞中，氧化磷酸化作用在线粒体 中发生，参与氧化及磷酸化的体系以复合 体的形式分布在线粒体的内膜上，构成呼 吸链，也称电子传递链。其功能是进行电 子传递、H+传递及氧的利用，产生H2O和 ATP
㈢转变为体内的其它成分 *转变为脂肪 *转变为非必需氨基酸
三、糖的消化吸收
• 糖的消化（淀粉）
单纯扩散吸收（不耗能） • 糖的吸收 主动吸收（耗能）
• 糖吸收后的去向？
淀粉的消化
部位：*口腔 *小肠
淀粉
麦芽三糖 -葡萄糖苷酶
（唾液腺、胰腺） 唾液淀粉酶
麦芽糖
α-糊精
G
葡萄糖
-糊精酶
糖的吸收---主动吸收
2ATP 2H（NADH--3ATP）
(2+3)*2=10ATP
-2 ATP
（主要方式）
底物水平磷酸化 是底物分子内部能量重新分布，生成高 能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。
1.底物水平磷酸化
底物水平磷酸化仅见于下列三个反应：
磷酸甘油酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸+ADP
3-磷酸甘油酸+ATP
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸+ADP
烯醇式丙酮酸+ATP
琥珀酰CoA+H3PO4+GDP 琥珀酰CoA合成酶琥珀酸+CoA+GTP
H2O
生物氧化的三个阶段
参与生物氧化的酶类
一、氧化酶和需氧脱氢酶
（一） 氧化酶类
特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O
辅基：含Fe 、 Cu 如细胞色素C氧化酶、抗坏血酸还原酶
2H+
RH22e R
2Cu2+ 2Cu+
O2－ 1 O2
H2O
2e 2
（二）不需氧脱氢酶 特点：催化底物脱氢后，不能以O2为直接受氢体
（二）基本反应阶段
1、葡萄糖(G) 2、 丙酮酸
2*丙酮酸（有氧酵解/胞液） 2* 乙酰 CoA （线粒体）
3、乙酰CoA的氧化 ——乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 （线粒体）
（二）基本反应途经
有氧氧化
第一阶段
G（6C） F-1,6-P（6C）
3-P-甘油醛 （2*3C）
6C 产 能
2*3C
第二节 糖的分解代谢
无氧分解（糖酵解） 有氧分解 磷酸戊糖化
一、糖的无氧分解——糖酵解
• 糖酵解的反应过程 • 糖酵解的调节 • 糖酵解的生理意义
（一）、糖酵解的反应过程
• 糖酵解： 体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原生成乳酸
和少量ATP的过程。
无 O2
葡糖糖
胞液
2乳 酸
（二）基本反应阶段
1. G 2. F-1,6-P 3. 3-P-甘 油醛 4. 丙 酮 酸
Na+
G
Na+
特 异
NNaa& ATP ADP+Pi 钠泵
Na
+
G
K+
Na
+
G
葡萄糖的吸收是耗能的过程。
糖吸收后的去向
糖类物质
口腔、小肠 消化
单糖
门静脉
单糖 在肝脏中 进行代谢
肝脏
肝静脉 血液循环
单糖 在肝外组织 进行代谢
四、糖代谢的概况
主
缺氧 糖酵解（乳酸）
食物
供氧充足
血中 有氧氧化（CO2、H2O、ATP）
F-1,6-P 3-P-甘 油 醛
丙酮酸 乳酸
糖酵解的过程
（三）糖酵解意义
1.在无氧条件下迅速提供能量,供机 体需要。如:肌肉收缩、人到高原。
2.是某些细胞（红细胞、白细胞） 等能量来源
3.为糖的有氧氧化提供前期阶段(生 成的乳酸又可进一步氧化供能， 或异生为糖)
4.在病理条件下，若糖酵解过度， 可因乳酸生成过多而导致乳酸酸 中毒。
糖异生
葡 萄
合成
磷酸戊糖途径 （5-磷酸核糖、NADPH） 糖原
糖分
解
五、生物氧化
物质在生物体内进行氧化称生物氧化。 主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放 能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
生物氧化需要解决三个问题
▪ CO2如何生成?-----脱羧 ▪ 水如何生成?-----呼吸链 ▪ 能量如何生成?-----ATP的生成
糖酵解的调节
• 胰岛素可促进糖酵解
• 代谢物的调节 ATP减少或者ADP、AMP增加可促进酵解
二、糖的有氧氧化
(一) 基本概念（四要素）
• 葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底氧化分解生 成CO2和H2O并释放大量能量的过程。
• 有氧氧化是G糖线氧粒O2体化C的O2 主+ H要2O方+ A式TP，绝大多数组织 细胞都通过有氧氧化获得能量。
酶蛋白 组成：结合酶
辅酶：NAD+ 、NADP+
辅助因子 辅基：FMN 、FAD
2H
3-磷酸甘油醛
NAD+
乳酸
1,3-二磷酸甘油酸 NADH+H + 丙酮酸
2H
专业术语：
• NAD+ • NADP+ • NADH • NADPH • FMN • FAD
氧化型辅酶Ⅰ 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅰ 还原型辅酶Ⅱ 黄素单核苷酸 黄素腺嘌呤二核苷酸
ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
ADP
机械能(肌肉收缩)
渗透能(物质主动转运)
~P 化学能(合成代谢) 电能(生物电)
热能(维持体温)
ATP的作用
（１）供给机体内生命活动需要 的能量。 （２）生成三磷酸核苷（NTP） 和磷酸肌酸。
（三） ATP的生成方式
生成方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化
生物化学
授课教师：叶素梅 副教授
第六章
糖代谢
第一节 概述
• 常见的单糖是什么？ 答：葡萄糖、果糖。
• 常见的多糖是什么？ 答：淀粉、纤维素。
二、糖的生理功能
㈠氧化供能（主）15.7kJ能量/1g葡萄糖氧化
㈡构成组织细胞的基本成分 *核糖 构成核酸 *糖蛋白 凝血因子、免疫球蛋白等 *糖脂 生物膜成分
生物氧化与体外氧化的不同点
生物氧化
反应条件
温和
反应过程 逐步进行的酶促反应
能量释放 逐步进行
CO2生成方式 有机酸脱羧
H2O
需要
体外氧化
剧烈 一步完成 瞬间释放 碳和氧结合
不需要
生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油 蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
二、生物体内磷酸化和ATP
（一）ATP与高能磷酸化合物
生物化学中常将水解时释放的能量>30kJ/mol的磷酸键 称为高能磷酸键。
含有高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物。 常见的有：磷酸肌酸、磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰磷酸、ATP、
GTP、乙酰辅酶A等。
（二） ATP循环
生物体内能量的储存
和利用都以ATP为中心。
2.氧化磷酸化
• 氧化磷酸化作用是指有机物包括糖、脂、 氨基酸等在分解过程中的氧化步骤所释放 的能量，驱动ATP合成的过程。
• 在真核细胞中，氧化磷酸化作用在线粒体 中发生，参与氧化及磷酸化的体系以复合 体的形式分布在线粒体的内膜上，构成呼 吸链，也称电子传递链。其功能是进行电 子传递、H+传递及氧的利用，产生H2O和 ATP
㈢转变为体内的其它成分 *转变为脂肪 *转变为非必需氨基酸
三、糖的消化吸收
• 糖的消化（淀粉）
单纯扩散吸收（不耗能） • 糖的吸收 主动吸收（耗能）
• 糖吸收后的去向？
淀粉的消化
部位：*口腔 *小肠
淀粉
麦芽三糖 -葡萄糖苷酶
（唾液腺、胰腺） 唾液淀粉酶
麦芽糖
α-糊精
G
葡萄糖
-糊精酶
糖的吸收---主动吸收
2ATP 2H（NADH--3ATP）
(2+3)*2=10ATP
-2 ATP
（主要方式）
底物水平磷酸化 是底物分子内部能量重新分布，生成高 能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。
1.底物水平磷酸化
底物水平磷酸化仅见于下列三个反应：
磷酸甘油酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸+ADP
3-磷酸甘油酸+ATP
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式丙酮酸+ADP
烯醇式丙酮酸+ATP
琥珀酰CoA+H3PO4+GDP 琥珀酰CoA合成酶琥珀酸+CoA+GTP
H2O
生物氧化的三个阶段
参与生物氧化的酶类
一、氧化酶和需氧脱氢酶
（一） 氧化酶类
特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O
辅基：含Fe 、 Cu 如细胞色素C氧化酶、抗坏血酸还原酶
2H+
RH22e R
2Cu2+ 2Cu+
O2－ 1 O2
H2O
2e 2
（二）不需氧脱氢酶 特点：催化底物脱氢后，不能以O2为直接受氢体
（二）基本反应阶段
1、葡萄糖(G) 2、 丙酮酸
2*丙酮酸（有氧酵解/胞液） 2* 乙酰 CoA （线粒体）
3、乙酰CoA的氧化 ——乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 （线粒体）
（二）基本反应途经
有氧氧化
第一阶段
G（6C） F-1,6-P（6C）
3-P-甘油醛 （2*3C）
6C 产 能
2*3C
第二节 糖的分解代谢
无氧分解（糖酵解） 有氧分解 磷酸戊糖化
一、糖的无氧分解——糖酵解
• 糖酵解的反应过程 • 糖酵解的调节 • 糖酵解的生理意义
（一）、糖酵解的反应过程
• 糖酵解： 体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原生成乳酸
和少量ATP的过程。
无 O2
葡糖糖
胞液
2乳 酸
（二）基本反应阶段
1. G 2. F-1,6-P 3. 3-P-甘 油醛 4. 丙 酮 酸
Na+
G
Na+
特 异
NNaa& ATP ADP+Pi 钠泵
Na
+
G
K+
Na
+
G
葡萄糖的吸收是耗能的过程。
糖吸收后的去向
糖类物质
口腔、小肠 消化
单糖
门静脉
单糖 在肝脏中 进行代谢
肝脏
肝静脉 血液循环
单糖 在肝外组织 进行代谢
四、糖代谢的概况
主
缺氧 糖酵解（乳酸）
食物
供氧充足
血中 有氧氧化（CO2、H2O、ATP）
F-1,6-P 3-P-甘 油 醛
丙酮酸 乳酸
糖酵解的过程
（三）糖酵解意义
1.在无氧条件下迅速提供能量,供机 体需要。如:肌肉收缩、人到高原。
2.是某些细胞（红细胞、白细胞） 等能量来源
3.为糖的有氧氧化提供前期阶段(生 成的乳酸又可进一步氧化供能， 或异生为糖)
4.在病理条件下，若糖酵解过度， 可因乳酸生成过多而导致乳酸酸 中毒。
糖异生
葡 萄
合成
磷酸戊糖途径 （5-磷酸核糖、NADPH） 糖原
糖分
解
五、生物氧化
物质在生物体内进行氧化称生物氧化。 主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放 能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。
生物氧化需要解决三个问题
▪ CO2如何生成?-----脱羧 ▪ 水如何生成?-----呼吸链 ▪ 能量如何生成?-----ATP的生成
糖酵解的调节
• 胰岛素可促进糖酵解
• 代谢物的调节 ATP减少或者ADP、AMP增加可促进酵解
二、糖的有氧氧化
(一) 基本概念（四要素）
• 葡萄糖或糖原在有氧条件下，彻底氧化分解生 成CO2和H2O并释放大量能量的过程。
• 有氧氧化是G糖线氧粒O2体化C的O2 主+ H要2O方+ A式TP，绝大多数组织 细胞都通过有氧氧化获得能量。
酶蛋白 组成：结合酶
辅酶：NAD+ 、NADP+
辅助因子 辅基：FMN 、FAD
2H
3-磷酸甘油醛
NAD+
乳酸
1,3-二磷酸甘油酸 NADH+H + 丙酮酸
2H
专业术语：
• NAD+ • NADP+ • NADH • NADPH • FMN • FAD
氧化型辅酶Ⅰ 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅰ 还原型辅酶Ⅱ 黄素单核苷酸 黄素腺嘌呤二核苷酸
ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
ADP
机械能(肌肉收缩)
渗透能(物质主动转运)
~P 化学能(合成代谢) 电能(生物电)
热能(维持体温)
ATP的作用
（１）供给机体内生命活动需要 的能量。 （２）生成三磷酸核苷（NTP） 和磷酸肌酸。
（三） ATP的生成方式
生成方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化