4、糖的有氧氧化课件
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焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、 COASH、FAD、NAD+、Mg2+
3.三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle) (1)三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸， 故也称为柠檬酸循环 。
由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循 环。
H2O
HSCoA
CH2COOH
乙酰CoA
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个关键酶
柠 檬 酸
（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸
CH2COOH HO——C—COOH
H CHCOOH 柠檬酸
H2O 顺乌头酸酶
CHCOOH C—COOH CHCOOH
顺乌头酸
H2O
顺乌头酸酶
HO
CH2COOH CHHCOOH CH2COOH 异柠檬酸
+ FAD
CHCOOH CHCOOH 延胡索酸
+ FADH2 H2
延 胡 索
（7）苹果酸的生成
CHCOOH CHCOOH 延胡索酸
+ H2O
延胡索酸酶
HO CHCOOH H CHCOOH 苹果酸
苹 果 酸
（8）草酰乙酸的再生
H HOO CCOOH
H CHCOOH 苹果酸
NAD+
NADHH+H+H O C—COOH
所有的反应均在线粒体中进行。 (2)反应过程
NADH+H+
NAD+
⑧
COOH HO-C-H
苹果酸
CH2 COOH
O CH3-C-SCoA COOH
CO CH2 COOH
草酰乙酸
⑦
COOH
H2O
CH
FADH2
HC
⑥ FAD
COOH
延胡索酸
COOH
H2O
CH2
①
CoASH
HO-C-COOH CH2 COOH
基本反应： 糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱 氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。
TPP， FAD， 硫辛酸， Mg2+
细胞呼吸最早释放的CO2
丙酮酸脱氢酶系： 这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。
丙酮酸脱氢酶系
三种酶 六种辅助因子
E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶） E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶 E3-二氢硫辛酸脱氢酶。
②
CH2
H-C-COOH
HO- CH
COOH
异柠檬酸
NAD+
NADH+H+
COOH ③
NAD+
CH2
④ CH2
CO2
CO
COOH
COOH
琥珀酸
CoASH
COOH
琥珀酰CoA
CO2
α－酮戊二酸
CoASH
（1）缩 合 反 应
—C～OSCoA+
CH3
O
C—COOH CH2COOH
柠檬酸合 酶
CH2COOH HO— C—COOH
H2O，并产生大量能量的过程，称为糖的有氧氧化。
（二）反应部位：细胞液、 线粒体
二、糖代谢的概况
糖原
糖原合成
糖原分解
磷酸戊 磷酸核糖 糖途径 NADPH+H+
葡萄糖
酵解途径
有氧氧化
丙 酮 酸
消化吸收
淀粉
糖异生
无氧氧化
乳酸、氨基酸、甘油
H2O及CO2
大量ATP 乳酸少量ATP
糖的有氧氧化
第一阶段：丙酮酸生成
（5）琥珀酸的生成
COOH
CH2 CH2
CO～～SCoA
GDP+Pi+
GTP
CoASH
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酰CoA
GTP + ADP
CH2COOH CH2COOH
琥珀酸
ATP
这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。
琥 珀 酸
（6）延胡索酸的生成
H CHCOOH
H CHCOOH 琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
顺 乌 头 酸
（3）异柠檬酸氧化生成α-酮戊二酸
CH2COOH H CCOOH
HOO CHCOOH H
异柠檬酸
CH2COOH
NAD+
NADHH+H+H
CO22
CHCCOOOOH
异柠檬酸脱氢酶
异柠檬酸脱氢酶
O CHCOOH
O
CH2COOH CH2 CHCOOH
草酰琥珀酸
α-酮戊二酸
这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
第三阶段：三羧酸循环
第四阶段：氧化磷酸化
[O] H2O
ATP
ADP
NADH+H+ FADH2
G(Gn) 丙酮酸 乙酰CoA
TCA循环
胞液
线粒体 CO2
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、其它 单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递（氧 化）
+Pi
e-
三羧酸循环
生物体内能量产生的三个阶段
TG
脂肪酸
胆固醇 亮氨酸、赖氨酸
天冬氨酸
嘌呤嘧 啶 苯丙氨酸酪氨 酸
6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油醛 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
5-磷酸核糖
色氨酸、丝氨酸、 丙氨酸、苏氨酸、 半胱氨酸、甘氨酸
乙酰CoA
酮体
谷氨酰胺
异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。
（4）α-酮戊二酸氧化脱羧反应
CH2COOH
CH2
+
NAD+
NADHH+H+H
CO22
HSCoA
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
O CCCOOOOH H
α-酮戊二酸
COOH
CH2 CH2 CO～SCoA 琥珀酰CoA
这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应， α-酮戊二酸脱氢酶 复合体是第三个限速酶。
柠檬酸
Hale Waihona Puke Baidu①柠檬酸合酶
②顺乌头酸酶 ③异柠檬酸脱氢酶
④α-酮戊二酸脱氢酶复合体 ⑤琥珀酰CoA合成酶
⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶
⑧苹果酸脱氢酶
H2O
②
COOH
CH2
GDP+Pi GTP
CH2
⑤
O C -SCoA
CH2 NADH+H+ CH2
COOH CH2 C-COOH CH COOH
顺乌头酸
H2O
COOH
上节课复习
• 了解糖的生理功能 • 了解糖的代谢 • 掌握葡萄糖的无氧氧化 • （1）概念 • （2）反应特点 • （3） 生理意义
糖的无氧降解及厌氧 发酵总图
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
葡萄糖的有氧氧化
（一）定义： 葡萄糖或糖原在氧供充足的情况下被彻底氧化分解成CO2、
苹果酸脱氢酶
CH2COOH 草酰乙酸
回补反应
• 三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物 合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、 天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸浓 度下降，势必影响三羧酸循环的进行。
糖原
葡萄糖
磷酸二羟基丙酮
α-磷酸甘油
大分子降解成基本 结构单位
小分子化合物分解 成共同的中间产物（ 如丙酮酸、乙酰CoA
等）
共同中间物进入三羧 酸循环,氧化脱下的氢 由电子传递链传递生 成H2O，释放出大量能 量，其中一部分通过 磷酸化储存在ATP中。
第一阶段： 丙酮酸的生成
葡萄糖（或糖原）
糖酵解途径
丙酮酸
第二阶段： 丙酮酸的氧化脱羧—乙酰CoA的生成
3.三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TCA cycle) (1)三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸， 故也称为柠檬酸循环 。
由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循 环。
H2O
HSCoA
CH2COOH
乙酰CoA
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个关键酶
柠 檬 酸
（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸
CH2COOH HO——C—COOH
H CHCOOH 柠檬酸
H2O 顺乌头酸酶
CHCOOH C—COOH CHCOOH
顺乌头酸
H2O
顺乌头酸酶
HO
CH2COOH CHHCOOH CH2COOH 异柠檬酸
+ FAD
CHCOOH CHCOOH 延胡索酸
+ FADH2 H2
延 胡 索
（7）苹果酸的生成
CHCOOH CHCOOH 延胡索酸
+ H2O
延胡索酸酶
HO CHCOOH H CHCOOH 苹果酸
苹 果 酸
（8）草酰乙酸的再生
H HOO CCOOH
H CHCOOH 苹果酸
NAD+
NADHH+H+H O C—COOH
所有的反应均在线粒体中进行。 (2)反应过程
NADH+H+
NAD+
⑧
COOH HO-C-H
苹果酸
CH2 COOH
O CH3-C-SCoA COOH
CO CH2 COOH
草酰乙酸
⑦
COOH
H2O
CH
FADH2
HC
⑥ FAD
COOH
延胡索酸
COOH
H2O
CH2
①
CoASH
HO-C-COOH CH2 COOH
基本反应： 糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱 氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。
TPP， FAD， 硫辛酸， Mg2+
细胞呼吸最早释放的CO2
丙酮酸脱氢酶系： 这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。
丙酮酸脱氢酶系
三种酶 六种辅助因子
E1-丙酮酸脱羧酶（也叫丙酮酸脱氢酶） E2-二氢硫辛酸乙酰基转移酶 E3-二氢硫辛酸脱氢酶。
②
CH2
H-C-COOH
HO- CH
COOH
异柠檬酸
NAD+
NADH+H+
COOH ③
NAD+
CH2
④ CH2
CO2
CO
COOH
COOH
琥珀酸
CoASH
COOH
琥珀酰CoA
CO2
α－酮戊二酸
CoASH
（1）缩 合 反 应
—C～OSCoA+
CH3
O
C—COOH CH2COOH
柠檬酸合 酶
CH2COOH HO— C—COOH
H2O，并产生大量能量的过程，称为糖的有氧氧化。
（二）反应部位：细胞液、 线粒体
二、糖代谢的概况
糖原
糖原合成
糖原分解
磷酸戊 磷酸核糖 糖途径 NADPH+H+
葡萄糖
酵解途径
有氧氧化
丙 酮 酸
消化吸收
淀粉
糖异生
无氧氧化
乳酸、氨基酸、甘油
H2O及CO2
大量ATP 乳酸少量ATP
糖的有氧氧化
第一阶段：丙酮酸生成
（5）琥珀酸的生成
COOH
CH2 CH2
CO～～SCoA
GDP+Pi+
GTP
CoASH
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酰CoA
GTP + ADP
CH2COOH CH2COOH
琥珀酸
ATP
这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。
琥 珀 酸
（6）延胡索酸的生成
H CHCOOH
H CHCOOH 琥珀酸
琥珀酸脱氢酶
顺 乌 头 酸
（3）异柠檬酸氧化生成α-酮戊二酸
CH2COOH H CCOOH
HOO CHCOOH H
异柠檬酸
CH2COOH
NAD+
NADHH+H+H
CO22
CHCCOOOOH
异柠檬酸脱氢酶
异柠檬酸脱氢酶
O CHCOOH
O
CH2COOH CH2 CHCOOH
草酰琥珀酸
α-酮戊二酸
这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
第三阶段：三羧酸循环
第四阶段：氧化磷酸化
[O] H2O
ATP
ADP
NADH+H+ FADH2
G(Gn) 丙酮酸 乙酰CoA
TCA循环
胞液
线粒体 CO2
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、其它 单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递（氧 化）
+Pi
e-
三羧酸循环
生物体内能量产生的三个阶段
TG
脂肪酸
胆固醇 亮氨酸、赖氨酸
天冬氨酸
嘌呤嘧 啶 苯丙氨酸酪氨 酸
6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油醛 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
5-磷酸核糖
色氨酸、丝氨酸、 丙氨酸、苏氨酸、 半胱氨酸、甘氨酸
乙酰CoA
酮体
谷氨酰胺
异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。
（4）α-酮戊二酸氧化脱羧反应
CH2COOH
CH2
+
NAD+
NADHH+H+H
CO22
HSCoA
α-酮戊二酸脱氢酶复合体
O CCCOOOOH H
α-酮戊二酸
COOH
CH2 CH2 CO～SCoA 琥珀酰CoA
这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应， α-酮戊二酸脱氢酶 复合体是第三个限速酶。
柠檬酸
Hale Waihona Puke Baidu①柠檬酸合酶
②顺乌头酸酶 ③异柠檬酸脱氢酶
④α-酮戊二酸脱氢酶复合体 ⑤琥珀酰CoA合成酶
⑥琥珀酸脱氢酶 ⑦延胡索酸酶
⑧苹果酸脱氢酶
H2O
②
COOH
CH2
GDP+Pi GTP
CH2
⑤
O C -SCoA
CH2 NADH+H+ CH2
COOH CH2 C-COOH CH COOH
顺乌头酸
H2O
COOH
上节课复习
• 了解糖的生理功能 • 了解糖的代谢 • 掌握葡萄糖的无氧氧化 • （1）概念 • （2）反应特点 • （3） 生理意义
糖的无氧降解及厌氧 发酵总图
糖的有氧氧化
Aerobic Oxidation of Carbohydrate
葡萄糖的有氧氧化
（一）定义： 葡萄糖或糖原在氧供充足的情况下被彻底氧化分解成CO2、
苹果酸脱氢酶
CH2COOH 草酰乙酸
回补反应
• 三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物 合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、 天冬氨酸是从α-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦草酰乙酸浓 度下降，势必影响三羧酸循环的进行。
糖原
葡萄糖
磷酸二羟基丙酮
α-磷酸甘油
大分子降解成基本 结构单位
小分子化合物分解 成共同的中间产物（ 如丙酮酸、乙酰CoA
等）
共同中间物进入三羧 酸循环,氧化脱下的氢 由电子传递链传递生 成H2O，释放出大量能 量，其中一部分通过 磷酸化储存在ATP中。
第一阶段： 丙酮酸的生成
葡萄糖（或糖原）
糖酵解途径
丙酮酸
第二阶段： 丙酮酸的氧化脱羧—乙酰CoA的生成