基础医学理论综合指导：糖酵解的基本途径和关键酶
糖酵解途径
糖酵解途径(glycolytic pathway)是指细胞在胞浆中分解葡萄糖生成丙酮酸(pyruvate)的过程,此过程中伴有少量ATP的生成.在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸(lactate)称为糖酵解.有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环,生成CO2和H2O.葡萄糖不能直接扩散进入细胞内,其通过两种方式转运入细胞：一种是在前一节提到的与Na+共转运方式,它是一个耗能逆浓度梯度转运,主要发生在小肠粘膜细胞、肾小管上皮细胞等部位；另一种方式是通过细胞膜上特定转运载体将葡萄糖转运入细胞内(图4－1),它是一个不耗能顺浓度梯度的转运过程.目前已知转运载体有5种,其具有组织特异性如转运载体-1(GLUT-1)主要存在于红细胞,而转运载体-4(GLUT-4)主要存在于脂肪组织和肌肉组织.糖酵解过程糖酵解分为两个阶段共10个反应,每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应,消耗2个分子ATP为耗能过程,第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过程.1.第一阶段(1)葡萄糖的磷酸化(phosphorylation of glucose)进入细胞内的葡萄糖首先在第6位碳上被磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(glucose 6 phophate,G－6－P),磷酸根由ATP供给,这一过程不仅活化了葡萄糖,有利于它进一步参与合成与分解代谢,同时还能使进入细胞的葡萄糖不再逸出细胞.催化此反应的酶是己糖激酶(hexokinase,HK).己糖激酶催化的反应不可逆,反应需要消耗能量ATP,Mg2+是反应的激活剂,它能催化葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄糖、果糖进行不可逆的磷酸化反应,生成相应的6-磷酸酯,6－磷酸葡萄糖是HK的反馈抑制物,此酶是糖氧化反应过程的限速酶(rate limiting enzyme)或称关键酶(key enzyme)它有同工酶Ⅰ-Ⅳ型,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型主要存在于肝外组织,其对葡萄糖Km值为10-5～10-6MⅣ型主要存在于肝脏,特称葡萄糖激酶(glucokinase,GK),对葡萄糖的Km值1～10-2M,正常血糖浓度为5mmol/L,当血糖浓度升高时,GK 活性增加,葡萄糖和胰岛素能诱导肝脏合成GK,GK能催化葡萄糖、甘露糖生成其6-磷酸酯,6-磷酸葡萄糖对此酶无抑制作用.(2)6-磷酸葡萄糖的异构反应(isomerization of glucose-6-phosphate)这是由磷酸己糖异构酶(phosphohexose isomerase)催化6-磷酸葡萄糖(醛糖aldose sugar)转变为6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate,F-6-P)的过程,此反应是可逆的.(3)6-磷酸果糖的磷酸化(phosphorylation of fructose－6－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).PFK1催化的反应是不可逆反应,它是糖的有氧氧化过程中最重要的限速酶,它也是变构酶,柠檬酸、ATP等是变构抑制剂,ADP、AMP、Pi、1,6-二磷酸果糖等是变构激活剂,胰岛素可诱导它的生成.(4)1.6 二磷酸果糖裂解反应(cleavage of fructose 1,6 di/bis phosphate)醛缩酶(aldolase)催化1.6-二磷酸果糖生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛,此反应是可逆的.(5)磷酸二羟丙酮的异构反应(isomerization of dihydroxyacetonephosphate)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.2.第二阶段：(6)3-磷酸甘油醛氧化反应(oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate此反应由3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde 3－phosphatedehydrogenase)催化3-磷酸甘油醛氧化脱氢并磷酸化生成含有1个高能磷酸键的1,3－二磷酸甘油酸,本反应脱下的氢和电子转给脱氢酶的辅酶NAD+生成NADH+H+,磷酸根来自无机磷酸.(7)1.3－二磷酸甘油酸的高能磷酸键转移反应在磷酸甘油酸激酶(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.(8)3-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.(9)2-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.(10)磷酸烯醇式丙酮酸的磷酸转移在丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)催化下,磷酸烯醇式丙酮酸上的高能磷酸根转移至ADP生成ATP,这是又一次底物水平上的磷酸化过程.但此反应是不可逆的.丙酮酸激酶是糖的有氧氧化过程中的限速酶,具有变构酶性质,ATP是变构抑制剂,ADP是变构激活剂,Mg2+或K+可激活丙酮酸激酶的活性,胰岛素可诱导PK的生成,烯醇式丙酮酸又可自动转变成丙酮酸.总结糖的无氧酵解在细胞液阶段的过程中,一个分子的葡萄糖或糖原中的一个葡萄糖单位,可氧化分解产生2个分子的丙酮酸,丙酮酸将进入线粒体继续氧化分解,此过程中产生的两对NADH+H+,由递氢体α-磷酸甘油(肌肉和神经组织细胞)或苹果酸(心肌或肝脏细胞)传递进入线粒体,再经线粒体内氧化呼吸链的传递,最后氢与氧结合生成水,在氢的传递过程释放能量,其中一部分以ATP形式贮存.。
糖酵解特点
1.是体内生成NADPH的主要代谢途径：
NADPH在体内可用于：
⑴作为供氢体，参与体内的合成代谢：如参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。
⑵参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。
⑶使氧化型谷胱甘肽还原。⑷维持巯基酶的活性。
⑸维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病，表现为溶血性贫血。
第三个调节点是α-酮戊二酸脱氢酶复合体，该酶调节与丙酮酸脱氢酶复合体类似。
三磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)是指从G-6-P脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。
该旁路途径的起始物是G-6-P，返回的代谢产物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是5-磷酸核糖和NADPH。
整个代谢途径在胞液中进行。关键酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶.
（一）、磷酸戊糖途径的反应过程
磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)的总反应式：
G-6-P + 12NADP+ + 6H2O=6CO2 + 12(NADPH+H+) + H3PO4
即六分子G-6-P可生成6分子CO2，4分子F-6-P，2分子3-磷酸甘油醛和12分子NADPH。
（一）有氧氧化的反应过程
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。
1、葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸：
有氧氧化第一阶段的特点：此阶段在细胞胞液(cytoplasm)中进行，一分子葡萄糖(glucose)分解后净生成2分子丙酮酸(pyruvate)，2分子ATP，和2分子（NADH +H+）。2分子（NADH +H+）在有氧条件下可进入线粒体(mitochondrion)产能，共可得到2×2或者2×3分子ATP。故第一阶段可净生成6或8分子ATP
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。
糖酵解
（八）、丙酮酸的去路
1、无氧条件下，生成乳酸
1）乳酸脱氢酶
2）辅酶 NADH+H+——来自甘油醛3-磷酸脱氢
CH3
乳酸脱氢酶（LDH）
CH3
CHOH
C O
COOH
丙酮酸
（12）
NADH+H+ NAD+
COOH
乳酸
1,3-二磷酸 甘油酸
（ 7）
3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸 甘油醛
2、无氧条件下，生成乙醇 1）丙酮酸脱羧酶、醇脱氢酶 2）NADH+H+——来自甘油醛3-磷酸脱氢
如从糖原开始酵解：
糖原（或淀粉）
磷酸化酶+H3PO4
葡糖磷酸变位酶 催化的变位机制
酶- P
+ 葡糖位酶
酶 +
葡糖-6-磷酸
磷酸己糖异构酶
葡糖-1,6-二磷酸
果糖-6-磷酸
酶- P
+
葡糖-6-磷酸
2. 丙糖磷酸的生成：第四、五步－－果糖-1,6二磷酸分裂为两个丙糖磷酸 CH2-O- P CH2O- P C O C=O HO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2O- P
D-甘油醛-3-磷酸
糖酵解的后续反应
3. 丙酮酸和ATP的生成—生成2个NADH, 4个ATP
NAD+ Pi NADH+H+
ADP ATP
脱氢酶
激酶
变 位 酶
ATP ADP H2O
丙酮酸激酶 丙酮酸
Mg或Mn 烯醇化酶
PEP
第六步：甘油酸-1,3-二磷酸的生成（氧化作用）
高 能 磷 酸 键
⑥
甘油醛-3-磷酸 脱氢酶
糖酵解途径简介
三、糖酵解过程
• 以葡萄糖为例，糖酵解可以分为10步酶促反应 以葡萄糖为例，糖酵解可以分为 步酶促反应
• 前五步为准备阶段，此阶段中，葡萄糖通过磷酸 前五步为准备阶段，此阶段中， 化分解成三碳糖 每分解一个己糖分子消耗2分子 三碳糖， 化分解成三碳糖，每分解一个己糖分子消耗 分子 。 的ATP。
• 第1步：葡萄糖磷酸化 步
①活化
G
HO
葡萄糖
CH2O P O
②异构
P OCH2 O
HO OH
CH2OH
③活化 6-磷酸果糖 磷酸果糖
P OCH2O CH2O P
HO OH
1，6-二磷 ， 二磷 酸果糖
6-磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖
1 6 1
④裂解
P OCH2O CH2O P 5 HO 2 4 3
OH
⑥脱氢
H2C O
P
⑤异构
4
HC H O
CH2
磷酸烯醇 式丙酮酸
1，3-二磷酸 ， 二磷酸 甘油酸
五、糖酵解中关键酶的调节
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要为磷酸果糖激酶、另外己糖激酶、 主要为磷酸果糖激酶、另外己糖激酶、丙酮酸激 酶也有所调节
1.磷酸果糖激酶 磷酸果糖激酶
最重要的调节酶（变构酶） 最重要的调节酶（变构酶） 抑制剂： 抑制剂：ATP、柠檬酸（碳骨架） 、柠檬酸（碳骨架） 激活剂： 激活剂：AMP、ADP 、 2，6-二磷酸果糖 ， 二磷酸果糖 • 它的作用就是通过抑制剂和激活剂的减少或增加 它的作用就是通过抑制剂和激活剂的减少或增加 来调控反应速度
小结
• 1.不需氧的条件下，完成的一条代谢途径。 不需氧的条件下，完成的一条代谢途径。 不需氧的条件下 • 2.以NAD＋作为递 体 以 作为递H体 • 3.放能过程（能量少、获能效率很高） 放能过程（能量少、获能效率很高） 放能过程 • 4.控制酵解过程的三个关键点 控制酵解过程的三个关键点 • 5.酵解的部位（细胞质） 酵解的部位（细胞质） 酵解的部位 • 6.所有的中间物都以磷酸酯形式存在 所有的中间物都以磷酸酯形式存在 所有的中间物都以磷酸酯
糖代谢的概况 (一)分解代谢：主要途径：1 糖酵解(糖的
不活跃的磷酸化的丙酮酸激酶
H2 O
和甘油醛-3-磷酸总是处于平衡状态，但由于甘油醛-3-磷酸在
酵解途径中不断被消耗，因此，反应得以向生成甘油醛-3-磷酸
反向202进1/5/行14 ，实际最后生成两分子甘油醛-3-磷酸。
（六）甘油醛-3-磷酸氧化成1,3-二磷酸甘油酸
生成1分子 NADH+H+
形成1个高能磷 酸键
3-甘油醛磷酸 脱氢酶
O=C—O—As—O–
–
水解
1-砷酸-3-磷酸甘油酸
O=C—OH
+ 3-磷酸甘油酸
–O—As—O–
–
在有砷酸盐存在的情况下，酵解过程可以照样进行下去，但不能形成高能磷酸 键，即20砷21/酸5/14盐起着解偶联作用，解除了氧化和磷酸化的偶联作用。
（七）1,3-二磷酸甘油酸转移高能磷酸键基团 形成ATP
2021/5/14
三、糖酵解的意义
1、糖酵解是存在一切生物体内糖分解代谢的普遍 途径。
2、通过糖酵解使葡萄糖降解生成ATP，为生命活 动提供部分能量，尤其对厌氧生物是获得能量 的主要方式。
3、糖酵解途径的许多中间产物可作为合成其他物 质的原料（提供碳骨架），如磷酸二羟丙酮 甘油。
4、是糖有氧分解的准备阶段。 5、由非糖物质转变为糖的异生途径基本为之逆过
• 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
2021/5/14
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
临床执业医师考试辅导：糖的分解代谢
临床执业医师考试辅导：糖的分解代谢糖是自然界存在的一大类有机化合物，其化学本质为多羟基醛，或多羟基酮及其衍生物或多聚物。
在糖代谢中，葡萄糖代谢居主要地位。
人体内所有组织细胞都可利用葡萄糖，人体50％～70％的能量由糖代谢提供。
葡萄糖可转变为多种非糖物质，某些非糖物质亦可转变为葡萄糖。
糖的生理功能是为机体生命活动提供能量、参与组成人体组织结构，例如糖蛋白和糖脂是细胞膜的童要组成成分等。
糖还可以构成体内多种重要的生物活性物质。
糖的分解代谢糖酵解的基本途径、关键酶和生理意义在缺氧状态下，葡萄糖生成乳酸的过程称为糖的无氧酵解（简称糖酵解）。
糖酵解的代谢过程可分为三个阶段：第一阶段包括葡萄糖转变成3一磷酸甘油醛，此阶段需要ATP；第二阶段为3一磷酸甘油醛转变为丙酮酸，在此阶段中有ATP的生成；第三阶段为丙酮酸还原为乳酸。
糖酵解的全部反应过程均在胞浆中进行。
第一阶段：磷酸丙糖的生成。
1.葡萄糖磷酸化为6一磷酸葡萄糖，催化此反应的酶是己糖激酶（肝内为葡萄糖激酶），由ATP提供磷酸基和能量，这一步是不可逆反应。
2.6一磷酸葡萄糖转变为6一磷酸果糖，反应可逆。
3.6一磷酸果糖转变为1，6一双磷酸果糖，是第二个磷酸化反应，由6一磷酸果糖激酶一1催化，为不可逆反应。
4.6碳的1，6一双磷酸果糖裂解为2分子可以互变的磷酸二羟丙酮和3一磷酸甘油醛，反应可逆。
第二阶段：丙酮酸的生成。
5.3一磷酸甘油醛氧化为l，3一二磷酸甘油酸，生成1分子NADH+H+和含有一个高能磷酸键的1，3一二磷酸甘油酸。
6.1，3一二磷酸甘油酸转变为3—磷酸甘油酸，生成1分子ATP。
这种底物上的高能磷酸键转移给ADP成为ATP的过程称为底物水平的磷酸化作用。
7.3一磷酸甘油酸转变为2一磷酸甘油酸，反应可逆。
8.2一磷酸甘油酸转变为含有高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸，反应可逆。
9.磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸，由丙酮酸激酶催化，有ATP 生成。
反应不可逆。
7.1.1 糖酵解
糖脂氨基多糖及其与蛋白质的结合物核糖及脱氧核糖糖蛋白淀粉α - 淀粉酶胃小肠胰a- 淀粉酶a- 糊精酶糖淀粉酶麦芽糖酶主动吸收或易化扩散葡萄糖无氧酵解有氧氧化糖原合成糖原分解磷酸戊糖途径糖异生血糖部分自由能在糖酵解途径中以ATP & NADH形式被保存丙酮酸GlucoseGlycogen, starch,sucrosePyruvate Ribose 5-phosphate核糖-5-磷酸StorageOxidation via pentose phosphate pathwayOxidation via glycolysisGlucose（10 successive reactions)2 Pyruvate2 Acetyl-CoA4 CO 2 + 4H 2O2 Ethanol + CO 22 Lactate Anaerobic conditions Anaerobic conditions Anaerobic conditions Fermentation to alcohol in yeast Fermentation to lactate in vigorously contracting muscle,erythrocytes,some other cells,and in some microorganisms 2CO 2 Citric acid cycleAnimal,plant,and many概述：准备阶段消耗 ATP 糖酵解分为两大阶段收益阶段获得 ATP 和 NADH （糖）酵解发 酵准备阶段收益阶段关键酶：Glu G-6-P ATPADP- Keeping some energyfrom ATP’s breakdown- Keeping Glc in cell葡萄糖-６-磷酸葡萄糖己糖激酶G-6-P F-6-P ATPADPATPADP葡萄糖-６-磷酸果糖-６-磷酸已糖磷酸异构酶吡喃葡糖开环C 2的H +移除促进顺-烯二醇中间物的形成C 2-OH的H +移除导致形成C=O双键呋喃果糖闭环人的磷酸葡糖异构酶对G6P高度专一，且活性需要Mg 2+C 1形成可攻击磷酰基的–OH 自学G-6-PF-6-P F-1,6-2P ATP ADP二羟丙酮磷酸甘油醛3-磷酸果糖-６-磷酸果糖-１,６-二磷酸磷酸果糖激酶-1激活剂抑制剂醛缩酶C 3–C 4连键裂解F-1,6-2PATPADP二羟丙酮磷酸甘油醛3-磷酸NAD +NADH+H +二羟丙酮磷酸甘油醛3-磷酸NAD+NADH+H+二羟丙酮磷酸甘油醛-3-磷酸丙糖磷酸异构酶aldolase Derived from Glucose carbon 123Glyceraldehyde 3-phosphate Fructose 1,6-bisphosphateDihydroxyacetone phosphate Derived fromGlucose carbon456Derived from Glucose carbon4 or 35 or 26 or 1D-Glyceraldehyde3-phosphate Subsequent reactions of glycolysisF-1,6-2P 1,3-二磷酸甘油酸二羟丙酮磷酸甘油醛3-磷酸NAD +NADH+H +ADPATP甘油醛-3-磷酸无机磷酸１,3磷酸甘油酸甘油醛3磷酸脱氢酶以:H –形式移除并加载于NAD +以H +形式游离于溶液中G3P氧化放能：∆G ’°= -43 kJ/mol 磷酸酐键形成吸能： ∆G ’°= 49.3kJ/mol = 醛脱氢成 混合酸酐1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸NAD +NADH+H +ADP ATP底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。
[基础医学]第20章 糖酵解
![[基础医学]第20章 糖酵解](https://img.taocdn.com/s3/m/7c52761443323968011c92cf.png)
CH2OH
2-磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
⑨
磷酸烯醇式丙酮酸的生成反应
COOH CH O P
H2O Mg2+
烯醇化酶
COOH C O～ P CH2
磷酸烯醇式丙酮酸 (PEP)
CH2OH
2-磷酸甘油酸
（10） 丙酮酸的生成反应
O COH C OPO3H2 CH2 磷酸烯醇式丙酮酸 Mg
2+
O 丙酮酸激酶 ADP Mg
● 葡萄糖为起始物：2(7) + 2(10) - 1(1) - 1(3) = 2ATP. ● 细胞内多糖为起始物： 2(7) + 2(10) - 1(3) = 3ATP. ● 其他单糖通过转化为糖酵解中间产物形式进入糖
酵解过程.
第三部分： 无氧条件下丙酮酸的去路
糖酵解途径
葡萄糖
（有氧或无氧）
（无氧）
④ 1,6-二磷酸果糖的裂解反应
CH2O P
CH2O C HO H H C C C O H OH OH
P
C
O
磷酸二羟丙酮
96%
CH2OH
醛缩酶
H
CHO C OH P
CH2O
P
3-磷酸甘油醛 4%
CH2O
1,6-二磷酸果糖
（5）磷酸丙糖的同分异构化
● 相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛. ● 生理状况下：磷酸甘油醛不断被消耗，磷酸二羟丙酮不断地
● 空腹血糖浓度 < 70mg/dl → 低血糖.
二、血糖的来源：
● 食物：食物中的淀粉等碳水化合物.
● 糖异生作用： 由非糖物质（脂肪或蛋白质代谢的 中间产物）转化而来. ● 糖原的分解.
生物化学课程标准_3
生物化学课程标准所属系部：基础医学部适用专业：护理专业课程类型：专业基础课一、前言（一）课程性质与任务生物化学是研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的科学，它是从分子水平来探讨生命现象的本质。
生物化学既是重要的专业基础课程，又与其它基础医学课程有着广泛而密切的联系。
通过本课程的学习，使学生掌握生化基本理论和基本技能，并能灵活运用生化知识解释疾病的发病机理，并采取相应的护理措施；培养学生科学思维、独立思考、分析问题和解决问题的能力；培养学生相互沟通和团结协作的能力。
（二）设计思路围绕护理专业的培养目标，结合后续课程和岗位实际工作对知识、能力和素质要求，合理取舍生物化学教学内容，确定教学的重难点。
根据教学内容，采用任务驱动、项目导向等教学方法和多媒体等教学手段，将基础理论与护理知识进行对接。
本课程的主要内容有生物大分子的结构功能、物质代谢、基因信息传递三大模块共八个章节。
护理专业在第二学期开课，总学时48学时，其中理论42学时，实验6学时。
二、课程培养目标（一）知识目标1.系统掌握人体的物质组成、正常的物质代谢和基因信息传递的过程、特点及其临床意义。
2.熟悉生物化学的基本概念。
3.了解营养物质的消化吸收。
（二）能力目标1.能运用生化知识在分子水平上探讨病因、阐明发病机理及采取相应的护理措施。
2.能测定常用临床生化项目，并能分析其对疾病诊断的意义，为后期护理专业课的学习及医疗技术的操作奠定良好的基础。
（三）素质目标1.注重职业素质教育，培养学生良好的职业道德，树立全心全意为病人服务的医德医风。
2.提高分析问题和解决问题的能力。
3.培养学生与人沟通、团结协作的整体观念。
三、课程内容、要求及教学设计四、课程实施建议（一）教材选用要选用优秀的教材，尤其要优先选用“面向21世纪课程教材”、“九五”、“十五”国家重点教材、“教学指导委员会推荐的教材”和获省部级以上奖励的教材，提高优秀教材的选用率，在实际教学过程中，可分析各版各教材的特点，从中选取合适的教学内容，取长补短。
糖酵解（葡萄糖无氧分解）
糖酵解（葡萄糖无氧分解）糖酵解:葡萄糖在细胞液中，经无氧分解转变为乳酸并生成少量ATP的过程称之为糖酵解。
糖酵解亦称EMP途径。
糖酵解的反应部位：胞浆激酶：催化ATP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移到底物上的酶称激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子。
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。
肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶。
它的特点是：①对葡萄糖的亲和力很低②受激素调控底物水平磷酸化：代谢物在氧化分解过程中通过脱氢、脱水等作用使底物分子内部能量重新分布，能量集中生成高能键，然后使ADP 磷酸化生成ATP的过程。
变位酶：通常将催化分子内化学集团移位的酶。
糖酵解分为两个阶段：第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸，称之为糖酵解途径1、葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖（己糖激酶）（消耗1molATP，反应不可逆）2、6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖（磷酸葡萄糖异构酶）3、6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖（磷酸果糖激酶）（消耗1molATP，反应不可逆）4、磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖（醛缩酶）5、磷酸丙糖的同分异构化（磷酸丙糖异构酶）6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸（3-磷酸甘油醛脱氢酶）7、1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸激酶）8、3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸（磷酸甘油酸变位（生成2molATP，反应可逆）9、2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸（烯醇化酶）10、磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATP（丙酮酸激酶）（生成2molATP，反应不可逆）第二阶段由丙酮酸转变成乳酸糖酵解的生理意义：①在无氧或相对缺氧的条件下，为机体提供生命活动所必需的能量。
②即使在有氧的条件下，机体有些组织也要由无氧酵解来供能，如成熟的红细胞、视网膜、肾脏髓质等。
糖酵解的特点：⑴反应部位：胞浆，参与糖酵解各反应的酶都存在于细胞浆中。
⑵糖酵解是一个不需氧的产能过程。
糖酵解代谢途径
糖酵解代谢途径糖酵解代谢，也称糖酵解，是一种生物体吸收外界糖类物质，经细胞器分解，向细胞内输送能量的生物代谢过程。
大多数植物细胞、微生物和动物细胞都具有糖酵解代谢途径，其中最重要的是糖酵解的细胞水解阶段。
糖酵解代谢分为两个主要阶段：水解阶段和合成阶段。
水解阶段主要是将糖分解成氢和氧，同时产生ATP，也称为糖醛酸循环，也称为格拉伯肝炎循环。
该阶段也是葡萄糖氧化，在哺乳动物体内，存在大量的葡萄糖，经过过氧化酶转化为葡萄糖6-磷酸（G6P），G6P再进行水解，释放出水和ATP，由葡萄糖6-磷酸转变为2-磷酸乙酰腺苷（PEP），PEP与环磷酰胺FAD结合释放出氧气。
合成阶段也称为碱性磷酸激酶（PFK）代谢途径，其中PFK连接了水解阶段和合成阶段，PFK激酶将2-磷酸乙酰腺苷（PEP）不可逆地转化为丙酮酸（AcCoA），AcCoA再经过乙酰辅酶A（CoA）转化，合成更多的ATP。
除了葡萄糖，糖酵解还可以吸收其他淀粉类物质，包括果糖、蔗糖和番薯等，它们在细胞中的代谢途径相似，主要分为三个步骤：糖酵解、酯酶酸化和丙酮酸合成。
糖酵解是将淀粉类物质水解成果糖、蔗糖和醋酸；酯酶酸化是将果糖和蔗糖酸化成乳酸、乙醇和乙醛；丙酮酸合成是将乳酸丙酮酸合成，结果是生成大量的ATP。
糖酵解代谢的主要生理功能包括供应能量、调节糖的稳态以及参与胺基酸、脂肪酸、脱氢酶和其他酶的合成。
它参与细胞能量代谢，以及调节葡萄糖的血液浓度。
它还可以通过合成大量的ATP，促进细胞的生长、凋亡和分化，从而发挥重要作用。
也有一些证据表明，糖酵解对胚胎发育也有重要作用，调节糖酵解可以影响胚胎发育，因此，调节胚胎发育需要通过调节糖酵解进行。
糖酵解代谢也可以参与多种病理过程，如糖尿病、高血压、炎性反应和各种肿瘤等。
为了更好地控制这些病症，研究人员正在寻找和研究能够改变糖酵解的新方法。
总的来说，糖酵解代谢是一种重要的生物代谢过程，可以参与和调节多种生理功能，还可以参与多种病理过程，为控制疾病提供了基础。
生物化学糖酵解代谢反应途径
目录
• 糖酵解概述 • 糖酵解代谢反应途径 • 糖酵解关键酶及其调控机制 • 糖酵解异常与疾病关系 • 实验方法与技术应用 • 总结与展望
01 糖酵解概述
糖酵解定义与意义
定义
糖酵解是指生物体内葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下，经过一系列酶促反应，最终生成乳酸或乙醇和二氧化碳 ，并释放能量的过程。
气相色谱法
利用气相色谱技术分离和测定糖 酵解过程中产生的各种代谢产物 ，如丙酮酸、乳酸等。
关键技术应用举例
高效液相色谱法（HPLC）
01
用于分离和测定糖酵解过程中产生的各种中间产物和最终产物
，具有高分辨率和高灵敏度的优点。
质谱技术
02
通过质谱分析可以确定糖酵解过程中产生的代谢产物的分子结
构和质量，为深入研究糖酵解途径提供重要信息。
06 总结与展望
糖酵解代谢反应途径研究意义
揭示生命活动基本过程
糖酵解是生物体获取能量的重要途径之一，研究其代谢反应途径有助于揭示生命活动的 基本过程。
理解疾病发生机制
糖酵解代谢异常与多种疾病（如糖尿病、肥胖症等）的发生发展密切相关，深入研究糖 酵解代谢反应途径有助于理解这些疾病的发病机制。
指导药物设计与研发
健康生活方式
保持充足睡眠，减少熬夜、吸烟、饮酒等不 良生活习惯对糖代谢的影响。
05 实验方法与技术 应用
糖酵解实验方法介绍
酶偶联法
利用酶偶联反应测定糖酵解过程 中产生的NADH或NADPH，从而 推算出糖酵解的速率。
放射性同位素示踪法
通过加入放射性同位素标记的葡 萄糖，追踪其在糖酵解过程中的 转化和代谢产物的生成。
意义
糖酵解是生物体获取能量的重要途径之一，尤其在缺氧或无氧环境下，如肌肉剧烈运动时，糖酵解成为主要的能 量来源。此外，糖酵解还与生物体的其他代谢途径密切相关，如糖异生、三羧酸循环等，共同维持生物体的正常 生理功能。
糖酵解途径和糖酵解
糖酵解途径和糖酵解糖酵解途径和糖酵解1. 简介糖酵解是生物体中一种重要的能量代谢途径，广泛存在于细菌、真核生物和植物等生物体中。
它是将葡萄糖等单糖分解为能量和代谢产物的过程，产生的能量供生物体进行细胞活动和生长发育所需。
糖酵解途径对于生物体的正常功能和生存至关重要。
2. 糖酵解途径（1）糖的分解糖酵解途径的第一步是将葡萄糖分解为两分子的丙酮酸。
这一过程称为糖的分解。
在分解过程中，葡萄糖被氧化成两分子的丙酮酸，同时产生了两分子的ATP和一分子的NADH。
（2）丙酮酸的转化转化丙酮酸是糖酵解途径的第二步。
在这一步中，两分子的丙酮酸通过反应与辅酶A结合形成乙酰辅酶A。
这个过程中释放出一分子二氧化碳。
（3）乙酰辅酶A的进一步氧化乙酰辅酶A进一步氧化的产物是乙酰辅酶A、ATP和一分子NADH，乙酰辅酶A进一步氧化有两个途径：氧化磷酸和氧化还原酶。
其中氧化磷酸途径产生的ATP和NADH数量要多于氧化还原酶。
（4）乙酰辅酶A进一步降解乙酰辅酶A在进一步氧化的途径上产生了6个分子的NADH和2个分子的ATP。
在这一步中，乙酰辅酶A分解成乙酸和辅酶A。
3. 糖酵解的重要性糖酵解途径不仅提供了生物体进行细胞活动和生长发育所需的能量，还产生了一系列重要的代谢产物。
其中，能源分子ATP是细胞活动的重要来源，NADH参与了细胞的能量转化和合成反应。
糖酵解途径还生成二氧化碳、酒精等代谢产物，对维持细胞内部环境的稳定起着重要作用。
4. 我的观点和理解糖酵解是生物体中非常重要的能量代谢途径，对于细胞的正常功能和生存至关重要。
我认为研究糖酵解途径可以帮助我们更好地理解生物体的能量代谢机制，并为相关疾病的治疗和预防提供理论基础。
糖酵解途径的研究还有助于深化对生命起源和进化的认识。
希望未来能有更多的研究能够揭示糖酵解途径的更多细节，为生命科学的发展做出更大的贡献。
参考文献：1. J. L. Boquel, "Glycolysis and the structure of glycolytic enzymes," CMLS, Cellular and Molecular Life Sciences, vol. 33, no. 3, pp. 296–308, 1977.2. D. W. Nebert, "Evolution of human cytochromes P450: thalidomide reversibly inhibits holo- and reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase-supported steroid hydroxylation of rabbit microsomes, suggesting a new regulatory mechanism for cytochrome P-450 genetics." Journal of Biological Chemistry, vol. 256, no. 15, pp. 8089-8091, 1981.3. J. A. Engel, "Glycolysis and its Regulation," The Physiologist, vol. 32, no. 4, pp. 277-280, 1989.4. E. J. Palsson and N. P. J. Rabolu, "Control and Regulation," in Glycolysis, Glycogenolysis, and the Pentose Phosphate Pathway, Amsterdam: Academic Press, 2007, pp. 49-68.。
糖代谢概述
糖代谢概述「考纲」1.糖的分解代谢：①糖酵解基本途径、关键酶和生理意义；②有氧氧化基本途径及供能；③三羧酸循环的生理意义。
2.糖原的合成与分解：①肝糖原的合成；②肝糖原的分解。
3.糖异生：①糖异生的基本途径；②糖异生的生理意义；③乳酸循环。
4.磷酸戊糖途径：①磷酸戊糖途径的关键酶和生成物；②磷酸戊搪途径的生理意义。
5.血糖及其调节：①血糖浓度；②胰岛素的调节；③胰高血糖素的调节；④糖皮质激素的调节。
6.糖蛋白及蛋白聚糖：①糖蛋白概念；②蛋白聚糖概念。
「考点」1.限速酶：己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶；净生成ATP；2分子ATP；产物：乳酸2.糖原合成的关键酶是糖原合成酶。
糖原分解的关键酶是磷酸化酶。
3.能进行糖异生的物质主要有：甘油、氨基酸、乳酸、丙酮酸。
糖异生的四个关键酶：丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，果糖二磷酸酶，葡萄糖-6-磷酸酶。
4.磷酸戊糖途径的关键酶，6-磷酸葡萄糖脱氢酶，6-磷酸葡萄糖脱氢酶。
5.血糖浓度：3.9～6.1mmol/L。
6.肾糖域概念及数值。
「试题」1.不能异生为糖的是A.甘油B.氨基酸C.脂肪酸D.乳酸E.丙酮酸答案：C2.1mol丙酮酸在线粒体内彻底氧化生成ATP的mol数量是A.12B.15C.18D.21E.24答案：B（3～7题共用备选答案）A.果糖二磷酸酶-1B.6-磷酸果糖激酶C.HMGCoA还原酶D.磷酸化酶E.HMGCoA合成酶3.糖酵解途径中的关键酶是答案：B4.糖原分解途径中的关键酶是答案：D5.糖异生途径中的关键酶是答案：A6.参与酮体和胆固醇合成的酶是答案：E7.胆固醇合成途径中的关键酶是答案：C8.糖酵解的关键酶是A.3-磷酸甘油醛脱氢酶B.丙酮酸脱氢酶C.磷酸果糖激酶-1D.磷酸甘油酸激酶E.乳酸脱氢酶答案：C（9～12题共用备选答案）A.6-磷酸葡萄糖脱氢酶B.苹果酸脱氢酶C.丙酮酸脱氢酶D.NADH脱氢酶E.葡萄糖-6-磷酸酶价9.呼吸链中的酶是答案：D10.属三羧酸循环中的酶是答案：B11.属磷酸戊糖通路的酶是答案：A12.属糖异生的酶是答案：E13.下列关于己糖激酶叙述正确的是A.己糖激酶又称为葡萄糖激酶B.它催化的反应基本上是可逆的C.使葡萄糖活化以便参加反应D.催化反应生成6-磷酸果酸E.是酵解途径的的关键酶答案：C14.在酵解过程中催化产生NADH和消耗无机磷酸的酶是A.乳酸脱氢酶B.3-磷酸甘油醛脱氢酶C.醛缩酶D.丙酮酸激酶E.烯醇化酶答案：B15.进行底物水平磷酸化的反应是A.葡萄糖→6-磷酸葡萄糖B.6-磷酸果糖→1，6-二磷酸果糖C.3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸D.琥珀酰CoA→琥珀酸E.丙酮酸→乙酰CoA答案：D16.乳酸循环所需的NADH主要来自A.三羧酸循环过程中产生的NADHB.脂酸β-氧化过程中产生的NADHC.糖酵解过程中3-磷酸甘油醛脱氢产生的NADHD.磷酸戊糖途径产生的NADPH经转氢生成的NADHE.谷氨酸脱氢产生的NADH答案：C（17～18题共用备选答案）A.6-磷酸葡萄糖脱氢酶B.苹果酸脱氢酶C.丙酮酸脱氢酶D.NADH脱氢酶E.葡萄糖-6-磷酸酶17.属于磷酸戊糖通路的酶是答案：A18.属于糖异生的酶是答案：E19.糖尿出现时，全血血糖浓度至少为A.83.33mmol/L（1500mg/dl）B.66.67mmol/L（1200mg/dl）C.27.78mmol/L（500mg/dl）D.11.11mmol/L（200mg/dl）E.8.89mmol/L（160mg/dl）答案：E。
07第十章糖酵解
由于磷酸烯醇式丙酮酸是一种超高 能量的磷酸化合物，有很高的磷酸基团 转移势，当它的磷酸基被转移时，足以 推动ATP的合成。这是糖酵解反应顺序中 的第二次底物水平磷酸化。
甘油酸 -2- 磷酸水解时，其标准自由能变化只有 -16.1kJ/mol，远不足以 推动一分子 ATP 的合成 ( △ G0′＝ + 30.5kJ/mol)。但是，在烯醇化酶的催化下， 2-磷酸甘油酸的脱水反应导致超高能量的磷酸烯醇式丙酮酸的生成，后者水解时 释放出–61.9kJ/mol的能量。丙酮酸烯醇式结构在热力学上是很不稳定的，具有 强烈地转变成酮式结构的趋向。因此，当丙酮酸激酶催化磷酸基从磷酸烯醇式丙 酮酸转移至ADP上﹑生成ATP时，所需的相当一部分能量来自烯醇式异构体向酮式 异构体转变时所释放出来的能量。这表明，烯醇式和酮式的互变异构所释放出的 能量远大于磷酸基的转移步骤。
酵解中唯一的脱氢反应，同 时与磷酸化反应相耦联（底 物水平磷酸化）。
7 3-磷酸甘油酸和ATP的生成： 1,3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的催化下， 将它上面的超高能量的磷酸基从羧基转移到ADP，生成 ATP和3-磷酸甘油酸(3PG)。 磷酸甘油酸激酶和甘油醛-3-磷酸脱氢酶所催化 的反应构成一个能量偶联过程。在这两步反应中，1,3二磷酸甘油酸是一个共同的中间物:
甘油醛-3-磷酸 ＋ NAD＋ ＋ Pi ←→ 1,3-二磷酸甘油酸 ＋ NADH ＋ H＋ △Go′＝ + 6.3kJ/mol 1,3-二磷酸甘油酸 ＋ ADP ←→ 3-磷酸甘油酸 △Go′＝ ﹣18.5kJ/mol ＋ ATP
这两步的总反应是： 甘油醛-3-磷酸 ＋ NAD＋ ＋ ADP ＋ Pi ←→ 3-磷酸甘油酸 ＋ ATP ＋ NADH + H＋
生物化学-22章糖酵解作用
三. 糖酵解作用的调节
糖酵解的调节： 磷酸果糖激酶催化的反应是糖酵解的限速步骤，该酶受 ATP和柠檬酸的抑制，受AMP和2，6-二磷酸-果糖激活。如 果磷酸果糖激酶受到抑制，则使6-磷酸-果糖浓度增加，也必 然使6-磷酸-葡萄糖积累。 己糖激酶受6-磷酸-葡萄糖抑制。 丙酮酸激酶受ATP和丙氨酸抑制，受1，6-二磷酸-果糖激活。 该酶的活性受磷酸化的调节，去磷酸化为其活性形式。 在糖酵解的10步反应中，有5步反应的△G0’ ＞ 0，即反应 是吸能的，这5步反应是可逆的（磷酸葡萄糖异构酶、醛缩 酶、磷酸丙糖异构酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、烯醇化酶）； 葡萄糖分子的第3，4位碳原子形成了2分子3-磷酸甘油醛的 醛基碳原子，葡萄糖分子的第1，6位碳原子形成了3-磷酸甘 油醛的第3位碳原子，第2，5位碳原子形成3-磷酸甘油醛的第 2位碳原子。
1,6-二磷磷二二 二
3）3-磷酸甘油醛 → 2-磷酸甘油酸
O COPO 3 H2 CHOH CH 2OPO3 H 2 1,3-二磷磷磷磷磷 二 NADH + H+ NAD
+
O 磷 磷 磷 磷磷 丙 丙 Mg ADP A TP COH CHOH CH2 OPO 3 H2 3-磷磷磷磷磷 磷 磷 磷 磷 磷磷 磷 磷 丙 O COH CHOPO 3 H2 CH 2 OH 2-磷磷磷磷磷 磷
同型乳酸发酵） （1） 乳酸发酵（同型乳酸发酵）lactic fermation
动物 乳酸菌（乳杆菌、乳链球菌） G +2ADP+ 2Pi 2乳酸 ＋2ATP+2水
酒精发酵（酵母的第Ⅰ （2）酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发 酵） alcoholic fermation
甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵） （3）甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）