高中生物竞赛辅导课件-糖代谢

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi
葡萄糖
2C3H6O3 + 2ATP + 2H2O
乳酸
（二）生成乙醇
CO2 NADH+
丙酮酸
乙醛
NAD+
乙醇
1.丙酮酸脱羧形成乙醛（不需氧）
丙酮酸脱羧酶
丙酮酸
(TPP为辅酶)
乙醛
发面，制作面包，酿酒等
2.乙醛还原成乙醇，同时产生氧化型NAD+
NADH
乙醛
有O2
（1、6－二磷酸果糖）
反应不可逆。过程需要Mg2+的参与。
磷酸果糖激酶是变构酶，催化效率很低，整个糖酵解的速率 严格的依赖该酶的活力水平，因此，磷酸果糖激酶是哺乳动物糖 酵解途径中最重要的调控关键酶。
（四）果糖-1,6-二磷酸转变为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸
CH2O P P OCH2 O
OH OH
H
CH2OH
O
OH CH2OH HO HO O OH OH
OH CH2OH HO HO
O
OH
OH
重要的单糖 D－果糖、 D－半乳糖、 L－鼠李糖、 D－甘露糖、L－山梨糖、L－岩藻糖、 L－阿拉伯糖、D－核糖、 D－脱氧核糖、 D－木糖
单糖的重要衍生物： 糖醇：较稳定，有甜味。甘露醇、山梨醇 糖醛酸：由单糖的伯醇基氧化而得。葡萄糖醛 酸、半乳糖醛酸 氨基糖：糖中的羟基为氨基所取代。D-氨基葡 萄糖 糖苷：单糖的半缩醛上羟基与非糖物质（醇、 酚等）的羟基形成的缩醛。洋地黄苷、皂角苷
乙醇脱H酶(无O2)
NAD+
乙醇发酵
乙酸(酿醋工业)
（三）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）
糖酵解过程总结
（一）糖酵解的总反应式:
G+2Pi + 2ADP + 2NAD+
葡萄糖
丙糖磷酸异构酶
CHO CHOH CH2O P
甘油醛-3-磷酸，G-3-P
（六） 甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸
CHO
Glyceraldehyde-phosphate dehydrogenase CO~
O
CHOH +NAD+ + Pi 甘油醛3-磷酸脱氢酶 CH2O P
G-3-P 甘油醛-3-磷酸
糖类
糖的概念
糖类是多羟基的醛或多羟基酮及其缩聚物和
某些衍生物的总称。 最早发现的几种糖可用通式Cn(H2O)m表示， 又被称为碳水化合物。
糖的主要生物学作用
糖是自然界含量最为丰富的的有机物分子，
是重要的生物能源物质，是细胞的结构组分， 作为其它生物分子的前体，参与细胞与细胞 间分子识别和信号传导等。
H H OH H H C C C C C O OH H OH OH
H C O H C OH C OH H
H C OH OH C H CH2OH
CH2OH
单糖的环状结构和异头物
Glc的链状结构
醇羟基很容易与醛或酮形成半缩醛可半缩酮，
形成环状结构。
异头物
C1上的醛基与哪一个C原子上的–OH反应：有两 种形式： 1）C1与C5 连接形成氧桥，与吡喃相似，称吡喃 糖。 2）C1 与C4连接形成氧桥，与呋喃相似，称呋喃 糖。天然Glc多以吡喃型存在，因其更稳定。 C1上新出现的—OH有2种不同的排列方式，为 便于研究，规定： α–型 ：半缩醛（酮）碳上的–OH与决定直链结 构构型（D型或L型）的碳上的–OH处于同一边者。 β –型 ：（与 α–型相反）不在同一边者。
P +NADH+H+ CHOH CH2O P
1,3-BPG 1，3二磷酸甘油酸
需要NAD＋和Pi的参与
（七） 1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸基团形成ATP
O CO~ P CHOH +ADP CH2O P 1,3-BPG
1，3二磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶 Mg 2+
O COH
CHOH +ATP CH2O P
而产物6－磷酸葡萄糖不会反馈抑制葡萄糖激酶的作 用，因此可以避免机体内的葡萄糖过多积累产生的危害。
（二） 葡萄糖-6-磷酸异构化形成果糖-6-磷酸
CH2OH P O HO
Glucose phosphate isomerase 磷酸葡萄糖异构酶
P OCH2
O
OH OH
CH2OH
OH
OH OH
OH OH
C=O
CH2OH P
醛缩酶
DHAP
（二羟丙酮磷酸）
CH2OH
Aldolase
+
1、6－二磷酸果糖
CHO G-3-P CHOH CH2O P （甘油醛-3-磷酸）
（五）二羟丙酮磷酸和甘油醛-3-磷酸的互变异构
CH2O P C=O CH2OH
二羟丙酮磷酸，DAHP
Triosephosphate isomerase
H C OH
CH HC O
CH CH
O
H C OH C
OH H
C H OH C H CH2OH
OH H C H C OH C H C CH2OH OH H O
H2 C HC HC O CH CH
HC OH
Glc这种投影式结构过长的氧桥是不合 理的，因为每个碳原子的键角并非 180°， 1926年英国化学家W.H.Haworth提出透视式 结构： α-D- 吡喃Glc
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(二) 果糖-2,6-二磷酸对酵解的调节作用

F-2,6-BP（果糖-2,6-二磷酸）是1980年由Henri-Gery Hers 和Emile Van Schaftinggen新发现的糖酵解过程调节物，是磷酸 果糖激酶强有力的激活剂。
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磷酸果糖激酶
激活
6-磷酸果糖
激活 抑制
1，6-二磷酸果糖
CH2
PEP
磷酸烯醇式丙酮酸
Pyr
丙酮酸
糖酵解过程中ATP的消耗和生成
消耗ATP的步骤:
G
ATP
6-磷酸G
ATP
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
生成ATP的步骤：
1,3-二磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
ATP
3-磷酸甘油酸
丙酮酸
ATP
糖酵解作用的调节
在代谢途径中，催化基本上不可逆的反应的酶所处部位是控制 代谢反应的有力部位。 在糖酵解途径中，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶所
CH2OH H OH H OH O H OH H OH H
CH2OH HC OH OH H H O H OH OH H
α-D- 呋喃Glc
两条规定：
1 直链式右边的 —OH 写在 Haworth 环下 面，左边—OH写在环上面。 2 未成环的多余碳原子，如氧桥向右， 则写在环之上，反之，则写在环之下。
直 链 淀 粉
支 链 淀 粉
糖原
由1-4糖苷键联接的．糖原分子具有较多的分 支结构。糖原的分支结构则平均以 12 个葡萄 糖残基为其分支的长度。遇碘显红紫色。
由葡萄糖以 （14）糖苷 键连接而成的 直链，天然纤 维素为无臭、 无味的白色丝 状物。纤维素 不溶于水、稀 酸、稀碱和有 机溶剂。不溶 于水。

不对称碳原子（手性C原子）：指4个价键与4 个不同的原子或原子团相连接的碳原子。除二羟丙 酮外，其它单糖至少含有一个手性C原子，因此都具 有旋光异构体。如：
不对称 碳原子

L-甘油醛
D-甘油醛
规定：D型（—OH在右），L—型（—OH 在左） D、L型是两种不同的物质，尽管组成 的元素相同，但空间结构不同，表现出 不同的性质。
G
葡萄糖
G-6-P
葡萄糖-6-磷酸
反应基本不可逆，保证进入细胞的葡萄糖立即被转化
由于己糖激酶的活性受到产物6－磷酸葡萄糖的反馈 抑制，因此，单纯依靠己糖激酶的作用，有时无法全部 消解机体内的多余游离的葡萄糖。
因此，当生物体内尤其是血液和肝脏细胞中的游离 葡萄糖含量过高时，生物体内的葡萄糖激酶会起辅助作 用，将多余的葡萄糖转化为6－磷酸葡萄糖。
单糖的构象
构象：指一个分子中，不改变共价键结构， 仅单链周围的原子旋转所产生的原子空间排列。 构象改变，共价不一定断裂或重新形成， Haworth 设计的Glc环状结构为一个平面，粗 线来表示靠读者的一边，C–O–C键角为 108°28, 但实测为111°，形成两种构象：船 式、椅式。
H HOH2C HO HO H OH H OH H O
COOH H—C—O— P CH2—OH 2-PG2－磷酸甘油酸源自COOHEnolase
烯醇化酶，Mg2+
C—O~ P + H2O CH2 PEP
磷酸烯醇式丙酮酸
（十）磷酸烯醇丙酮酸转变为丙酮酸并产生1个ATP分子
COOH COOH
Pyrkinase
丙酮酸激酶
C—O~ P +ADP
CH2
C—OH+ ATP
葡萄糖-，（12）果糖苷
多糖
多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。 多糖没有还原性和变旋现象，无甜味，大多不 溶于水。 淀粉 直链淀粉由250-260个葡萄糖分子，以（1，4） 糖苷键聚合而成。呈螺旋结构，遇碘显紫蓝色。 支链淀粉中除了（14）糖苷键构成糖链以外， 在支点处存在（16）糖苷键，分子量较高。 遇碘显紫红色。
单糖
最简单的单糖是丙糖，包括甘油醛和二羟丙
酮
H C O H C H2C OH OH
H2C OH C O H 2C OH
其它的单糖可以看作是丙糖衍生而来的糖。
单糖的旋光异构
平面偏振光：普通光通过尼科尔棱镜时由于棱镜的结构， 通过的光只是沿某一平面振动的光波，其它的都被遮断，这 种光称为平面偏振光。当它通过某种具有旋光性的异构物溶 液，偏振面向右或左旋转。 偏振面：与平面偏振光振动的平面相垂直的平面。