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1、糖的无氧降解及厌氧发酵总图第1页/共45页糖的有氧氧化糖的有氧氧化 Aerobic Oxidation of Carbohydrate第2页/共45页葡萄糖的有氧氧化葡萄糖的有氧氧化（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、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 第3页/共45页 二、糖代谢的概况 磷酸核糖磷酸核糖 NADPH+H+葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙丙酮酮酸酸 有氧氧化有氧氧化 无氧氧化无氧氧化 乳酸乳酸 糖异生糖异生乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 糖原分解糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊磷酸戊糖
2、途径糖途径 淀粉淀粉 消化吸收消化吸收 大量ATP 少量ATP H2O及及CO2 第4页/共45页第一阶段：丙酮酸生成第一阶段：丙酮酸生成 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G(Gn)第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TCA循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 糖的有氧氧化 第5页/共45页脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi 小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰C
3、oA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。大分子降解成基本结构单位 生物体内能量产生的三个阶段生物体内能量产生的三个阶段第6页/共45页第一阶段：第一阶段：丙酮酸的生成丙酮酸的生成葡萄糖（葡萄糖（或或糖原）糖原）丙酮酸丙酮酸 糖酵解途径第7页/共45页第二阶段：第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧丙酮酸的氧化脱羧乙酰乙酰CoACoA的生成的生成基本反应：糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒进入线粒体体基质，在基质，在丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙的催化下，生成乙酰辅酶酰辅
4、酶A A。TPP，FAD，硫辛酸，Mg2+细胞呼吸最早释放的细胞呼吸最早释放的CO2CO2第8页/共45页丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系：这一多酶复合体位于线粒体内膜上，原核细胞则在胞液中。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。焦磷酸硫胺素（TPP)、硫辛酸、COASH、FAD、NAD+、Mg2+第9页/共45页 所有的反应均在线粒体中进行。3.三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle,TCA cycle)(1)(1)三羧酸循环三羧酸循环因循
5、环中的第一个中间产物是含三因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸，故也称为个羧基的柠檬酸，故也称为柠檬酸循环柠檬酸循环 。由于由于KrebsKrebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为环又称为KrebsKrebs循环循环。(2)(2)反应过程反应过程第10页/共45页CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶
6、复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOH酮戊二酸酮戊二酸CH2O琥珀酰琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸苹果酸第11页/
7、共45页CH3 CSCoA+OOCCOOHCH2COOH柠檬酸合酶HOCCOOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸HSCoA（1）缩 合 反 应柠檬酸合酶是三羧酸循环的第一个关键酶H2O第12页/共45页柠檬酸第13页/共45页（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸 第14页/共45页顺乌头酸第15页/共45页HOH（3）异柠檬酸氧化生成-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH
8、2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸-酮戊二酸 这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶HH第16页/共45页（4）-酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CCOOHCH2COOHO-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2-酮戊二酸脱氢酶复合体-酮戊二酸脱氢酶复合体 这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应，-酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2H HHH第17页/共4
9、5页（5）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰CoAGDP+Pi+GTPCoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酰CoA合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。GTP +ADPATPGTP第19页/共45页第20页/共45页琥珀酸第21页/共45页HH（6）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOHHHHH+FADH2H2延胡索酸琥珀酸脱氢酶第22页/共45页延胡索第23页/共45页HOHH2O（7）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸+第24页/共45页苹果酸第25页/共
10、45页（8）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸OCCOOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHH H第26页/共45页回补反应回补反应三羧酸循环不仅是产生三羧酸循环不仅是产生ATPATP的途径，它产生的的途径，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要碳原子来自琥珀酰CoACoA，谷氨酸、天冬氨酸，谷氨酸、天冬氨酸是从是从-酮戊二酸、草酰乙酸衍生而成。一旦酮戊二酸、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草酰乙酸浓度下降，势必影响三羧酸循环的进行。行。第27页/共4
11、5页葡萄糖葡萄糖酮体酮体TG-磷酸甘油脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶色氨酸、丝氨酸、色氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、半胱氨酸、甘氨酸甘氨酸嘌呤、嘌呤、血红素血红素糖原糖原谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸嘌呤嘌呤谷氨酰胺谷氨酰胺5-5-磷酸核糖磷酸核糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羟基丙酮磷酸二羟基丙酮磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛丙酮酸丙酮酸氧化磷酸化2H乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸
12、天冬氨酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸胆固醇胆固醇第28页/共45页丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸酸 第29页/共45页三羧循环的化学计量和能量计量三羧循环的化学计量和能量计量 a、总反应式:CHCH3 3COSCoACOSCoA+3NAD+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H+FAD+GDP+Pi+2H2 2O O 2CO 2CO2 2+CoASH+CoASH+3NADH3NADH+3H+3H+FADHFADH2 2+GTPGTP能量“现金”:1 GTP 能量“支票”:3 NADH 1 FADH2兑换率 1：2.57.5ATP兑换率 1：1.
13、51.5ATP1ATP10ATPb、三羧酸循环的能量计量第30页/共45页（四）反应特点1 1、需氧2 2、1 1次底物水平磷酸化 2 2次脱羧 3 3个关键酶 4 4次脱氢 （三次受体是NADNAD，一次是FADFAD）3 3、共产生1010分子ATPATP第31页/共45页 (2)三羧酸循环的特点整个循环反应为不可逆反应。整个循环反应为不可逆反应。关键酶有：关键酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体。酮戊二酸脱氢酶复合体。必须有氧参加。必须有氧参加。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成酸化。生成1
14、1分子分子FADHFADH2 2，3 3分子分子NADH+HNADH+H+，2 2分子分子 COCO2 2，1 1分子分子GTPGTP。三羧酸循环是体内能量生成的主要途径三羧酸循环是体内能量生成的主要途径。一次循环，消耗一分子乙酰一次循环，消耗一分子乙酰CoACoA。生成。生成1010分子分子ATPATP。三羧酸循环的中间产物，如三羧酸循环的中间产物，如草酰乙酸看似在循环中不消耗，其实不然，可转变成其他物质，故需不断补充。第32页/共45页三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义体内营养物质彻底氧化分解的共同通路。体内物质代谢相互联系和转变的枢纽。第33页/共45页葡萄糖葡萄糖酮体酮体TG-磷
15、酸甘油脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶色氨酸、丝氨酸、色氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、半胱氨酸、甘氨酸甘氨酸嘌呤、嘌呤、血红素血红素糖原糖原谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸嘌呤嘌呤谷氨酰胺谷氨酰胺5-5-磷酸核糖磷酸核糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸二羟基丙酮磷酸二羟基丙酮磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛丙酮酸丙酮酸氧化磷酸化2H乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸天冬氨酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸亮
16、氨酸、赖氨酸胆固醇胆固醇第34页/共45页糖有氧氧化的生理意义糖有氧氧化的生理意义机体获能的主要方式。1分子葡萄糖经有氧氧化可净生成30或32分子ATP。第35页/共45页1.5*4.葡萄糖有氧氧化的ATP生成反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+22.5或或2 21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸2 乙酰
17、乙酰CoA2 2.5 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸2 -酮戊二酸酮戊二酸2 2.5 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 2.5 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 1.5 2苹果酸苹果酸2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 2.5 净生成净生成32(或30)ATP NAD+NAD+NAD+第36页/共45页无氧氧化无氧氧化有氧氧化有氧氧化 起起 始始 物物 终终 产产 物物 对对OO2 2 的需求的需求 细细 胞胞 部部 位位 产产 能能 数数 量量 产产 能能 方方 式式 G G G G 乳乳 酸酸 CO CO2 2 、H
18、H2 2 O O 无无OO2 2 有有OO2 2 胞胞 浆浆 胞浆和线胞浆和线 粒粒 体体少少 (2)(2)多多 (32/30)(32/30)底物水平磷酸化底物水平磷酸化 氧化磷酸化、底物水平磷酸化氧化磷酸化、底物水平磷酸化有氧氧化和无氧氧化的比较有氧氧化和无氧氧化的比较返返 回回首首 页页主菜单主菜单第37页/共45页练习1.生物体内ATP最主要的来源是：A糖酵解 B糖的有氧氧化 C磷酸戊糖途径 D糖异生作用 2、在三羧循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化：A柠檬酸酮戊二酸 B酮戊二酸琥珀酸辅酶AC琥珀酰辅酶A琥珀酸 D延胡索酸苹果酸 第38页/共45页练习3.下列化合物中哪一种是琥珀
19、酸脱氢酶的辅酶？AFMN BFAD CNADP+DNAD+4、丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下2H的辅酶是AFMN BFAD CNADP+DNAD+第39页/共45页练习5、有关三羧酸循环的论述,不正确的是：A是糖.脂肪.蛋白质三大物质代谢的共同通路 B每次循环有四次脱氢和两次脱羧C每循环一次通过底物水平磷酸化生成10分子ATP D三羧酸循环的过程是不可逆反应.6.关于糖的有氧氧化的叙述哪项是错误的：A糖有氧氧化的产物是CO2和H2O B糖有氧氧化是细胞获得能量的主要方式C糖有氧氧化可生成32或30分子ATPD糖有氧氧化的整个反应过程在胞浆中进行第40页/共45页练习7、1分子乙酰辅酶A进
20、入三羧酸循环氧化时，可生成ATP的数：A12 B15 C 18 D108.1分子丙酮酸氧化时，可生成ATP的数：A12.5 B15.5 C11.5 D21第41页/共45页练习9、关于三羧酸循环下列的叙述哪项不正确：A产生NADH+H+和 FA DH2 B可产生CO2C有G TP的生成（底物水平磷酸化）D在无氧条件下也能运转第42页/共45页多选题1、糖的有氧氧化主要在哪些部位进行：A.线粒体 B.胞浆 C.溶酶体 D.高尔基体填空：1、三羧酸循环过程中有_次脱氢和_次脱羧反应_次底物水平磷酸化。第43页/共45页。名词解释 1、糖的有氧氧化 2、三羧酸循环简答题 1、三羧酸循环的生理意义是什么？2、比较糖酵解与糖的有氧氧化有何不同？第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页