生物化学-糖代谢

大纲要求：

1.糖的分解代谢

（1）糖酵解基本途径、关键酶和生理意义

（2）糖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）糖异生的基本途径和关键酶

（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重要的产物

（2）磷酸戊糖途径的生理意义

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

重点：

1.糖的分解代谢的基本途径、关键酶和生理意义

2.糖异生基本途径和关键酶

3.磷酸戊糖途径关键酶、重要的产物和生理意义

难点：

1.糖的分解代谢基本途径、关键酶及供能

2.磷酸戊糖途径关键酶和重要的产物

 

讲义内容：

知识点一：糖分解代谢（非常重要）

糖类是自然界一类重要的含碳化合物

⑴生物学意义（①生物代谢中提供能源和碳源②组织和细胞结构的重要组成成分）

⑵葡萄糖进入细胞（依赖载体、主动转运、耗能）

5种葡萄糖转运体（如亚型1存在于红细胞，亚型4存在于脂肪和肌组织）

葡萄糖在氧的供应充足时，进行有氧氧化，彻底氧化成co₂和水；在缺氧的情况下则进行酵解，生成乳酸（注意：有氧和缺氧情况下糖代谢的2种方式：有氧氧化和酵解）

一、糖酵解基本途径、关键酶和生理意义

部位：胞浆

⒈基本途径：包括两个阶段（具体过程略）

第一阶段：葡萄糖在酶的催化作用下经十步反应分解成丙酮酸

注意：①己糖转变为磷酸丙糖消耗atp②3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸则产生atp

第二阶段：丙酮酸在乳酸脱氢酶作用下转变成乳酸

⒉关键酶：按照重要性排序：6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶、己糖激酶或葡萄糖激酶

⑴6-磷酸果糖激酶-1：①变构抑制剂：atp和柠檬酸②变构激活剂：amp、adp、1，6-二磷酸果糖和2，6-二磷酸果糖③活性最强：2，6-二磷酸果糖④正反馈：1，6-二磷酸果糖

⑵丙酮酸激酶：①变构激活剂：1，6-二磷酸果糖②变构抑制剂：atp

⑶己糖激酶：生物体存在四种同工酶，肝细胞中存在的是iv型，称为葡萄糖激酶（特点①对葡萄糖亲和力较其它酶类低②受激素调控）己糖激酶受6-磷酸葡萄糖反馈调节，而葡萄糖激酶则不受影响

⒊产能：1分子葡萄糖净生成2分子atp

⒋生理意义：①迅速提供能量②红细胞中供能

二、糖有氧氧化基本途径及供能

葡萄糖氧化供能的主要方式

部位：胞浆和线粒体

⒈基本途径：分为三个阶段（具体过程略）

第一阶段同糖酵解途径分解成丙酮酸

第二阶段为丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶a（注意：部位、特点）

第三阶段三羧酸循环和氧化磷酸化（重点掌握）

起始物（草酰乙酸、乙酰辅酶a）（区分：三碳途径）

⒉三羧酸循环关键酶：异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、柠檬酸合酶（催化的反应均不可逆）

⒊三羧酸循环生理意义：①三大营养物质的最终代谢通路（注意：循环本身不产生atp）②三大营养物质代谢的联系枢纽（糖转变为脂肪）③为其他合成代谢提供前体物质

⒋供能：三羧酸循环①原料：1分子乙酰辅酶a②产物：2分子co₂、3分子nadh＋h^＋和1分子fadh₂及一次底物水平磷酸化，总计产生12分子atp

1分子葡萄糖有氧氧化产能36或38分子atp

知识点二：糖原的合成与分解（较少考到）

⒈糖原：①机体内糖的主要储存方式

②生物学意义：迅速被动用以供急需

③储存糖原器官：肝和肌。肌糖原（供肌收缩急需）、肝糖原（血糖的主要来源）

⒉糖原合成：葡萄糖与尿甘三磷酸（utp）生成尿甘二磷酸葡萄糖（udpg），糖原合酶催化udpg葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成α-1，4糖苷键（注意，糖原引物是细胞内原有的较小糖原分子而非游离葡萄糖）

⒊糖原分解：糖原经糖原磷酸化酶催化为1-磷酸葡萄糖，转变为6-磷酸葡萄糖后经葡萄糖-6-磷酸酶（主要存在于肝和肾）水解成葡萄糖

⒋关键酶：糖原合酶和磷酸化酶（①二者均受共价修饰和变构调节②二者活性变化决定糖原代谢途径的方向和速率）

知识点三：糖异生（重要考点）

原料：乳酸、氨基酸和甘油（区分：①主要原料为氨基酸②饥饿时原料为氨基酸和甘油）

器官：肝和肾

⒈基本途径：糖异生途径（丙酮酸生成葡萄糖的具体途径）和糖酵解途径的多数反应是共有的可逆反应

⒉关键酶：⑴丙酮酸羧化酶、果糖双磷酸酶-1和葡萄糖-6-磷酸酶

⑵底物循环：①6-磷酸果糖和1，6-二磷酸果糖②磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸

⒊生理意义：①维持血糖浓度恒定②是肝补充和恢复糖原储备的重要途径③长期饥饿时肾糖异生增强，有利于维持酸碱平衡

⒋乳酸循环：①原因：肌组织不含葡萄糖-6-磷酸酶

②意义：可以避免损失乳酸及乳酸堆积引起酸中毒

知识点四：磷酸戊糖途径（非常重要）

部位：胞浆

⒈基本途径：分为两个阶段

第一阶段：6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下生成磷酸戊糖

第二阶段：基团转移反应。总的结果为3分子磷酸戊糖转变为2分子磷酸己糖和1分子磷酸丙糖

⒉关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶

⒊生理学意义：①为核酸的生物合成提供核糖②提供nadph作为供氢体参与多种代谢反应（如参与体内羟化反应和维持谷胱甘肽的还原状态）

知识点五：血糖及其调节（较少考到）

⒈血糖是指血液中的糖，正常值3.89-6.11mmol/l之间

①血糖来源（肠道吸收、肝糖原分解或肝内糖异生）和去路（周围组织以及肝的摄取利用）平衡②糖、脂肪、氨基酸代谢协调③肝、肌、脂肪组织等各器官代谢协调

⒉血糖调节：胰岛素，胰高血糖素，糖皮质激素，肾上腺素

⑴胰岛素： ①体内唯一降低血糖的激素②唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素③分泌受到血糖控制

⑵胰高血糖素： ①作用：升血糖②分泌条件：血糖降低或者血内氨基酸升高

⑶糖皮质激素和肾上腺素作用均为升血糖

例题：⒈三羧酸循环中有底物水平磷酸化的反应是

a．柠檬酸→α-酮戊二酸b．α-酮戊二酸→琥珀酸

c．琥珀酸→延胡索酸d．延胡索酸→苹果酸

e．苹果酸→草酰乙酸

解析：该题属识记型，三羧酸循环的底物水平磷酸化发生在α-酮戊二酸转变为琥珀酸的过程中，所以选b

⒉不能作为糖异生原料的物质是

a．甘油b．氨基酸

c．脂肪酸d．乳酸

e．丙酮酸

解析：该题采用排除法，因为糖异生的原料是甘油、氨基酸、乳酸和丙酮酸，所以选c