第七章糖类代谢 【目的与要求】 1、掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义。 2、掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义。 3、掌握磷酸戊糖途径的特点和意义。 4、掌握糖原合成和分解的过程和关键酶。 5、掌握糖异生的过程、部位、关键酶和意义。 6、了解血糖的来源、去路及其调节。 【教学内容】 1、糖的概述。 2、糖的分解代谢：糖酵解，糖的有氧氧化，磷酸戊糖途径。 3、糖异生。 4、糖原的合成与分解。 4、血糖及其调节。 【重点与难点】 1、糖酵解。 2、糖的有氧氧化。 3、糖异生。 【教学方法】 多媒体授课。 【教学时数】 8学时
第七章 糖类代谢 【目的与要求】 1、掌握糖酵解的过程、部位、关键酶和意义。 2、掌握糖有氧氧化的过程、部位、关键酶和意义。 3、掌握磷酸戊糖途径的特点和意义。 4、掌握糖原合成和分解的过程和关键酶。 5、掌握糖异生的过程、部位、关键酶和意义。 6、了解血糖的来源、去路及其调节。 【教学内容】 1、糖的概述。 2、糖的分解代谢：糖酵解，糖的有氧氧化，磷酸戊糖途径。 3、糖异生。 4、糖原的合成与分解。 4、血糖及其调节。 【重点与难点】 1、糖酵解。 2、糖的有氧氧化。 3、糖异生。 【教学方法】 多媒体授课。 【教学时数】 8 学时
第一节重要糖类结构和双糖、多糖的降解 一、新陈代谢的概念 新陈代谢是所有生物维持其生命活动的最基本的特性，是生物体内有机物合成和分 解作用，包括物质转变和能量转化。 合成代谢物质上一小分子一大分子 (同化作用)能量上积能过程 生物体新陈代谢 分解代谢物质上大分子小分子 (异化作用)能量上放能过程 新陈代谢就是在合成和分解过程中不断就得平衡。若合成大于分解，生命体旺盛： 反之，则衰老。 新陈代谢就是与糖类的分解有密切的联系，因为糖类的分解对生物体来讲，具重要 的意义。 二、糖的概念 糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚 物。 三、糖的分类及其结构 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。单糖(monosacchride)、寡糖 (oligosacchride)以、多糖(polysacchride)、结合糖(glycoconjugate). 1、单糖 单糖(monosaccharide)是指最简单的糖，即在温和条件下不能再分解成更小的不能再 水解的糖，如葡萄糖、果糖等。按碳原子的数目单糖又可分为三碳（丙）糖、四碳（丁） 糖、五碳（戊）糖、六碳（已）糖、七碳（庚）糖等。 >葡萄糖(glucose) 一己醛糖 >果糖(ructose))一已酮糖 >半乳糖(galactose)一己醛糖 >核糖(ribose)一戊醛糖 2、寡糖 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。常见的几种重要 二糖有： >麦芽糖(maltose:葡萄糖一葡萄糖(a葡萄糖(1→4)葡萄糖苷) >蔗糖(sucrose:)葡萄糖一果糖(a-葡萄糖(1→2)B-果糖苷) >乳糖(lactose):葡萄糖一半乳糖（半乳糖-B-l,4-葡萄糖） 3、多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：
第一节 重要糖类结构和双糖、多糖的降解 一、新陈代谢的概念 新陈代谢是所有生物维持其生命活动的最基本的特性，是生物体内有机物合成和分 解作用，包括物质转变和能量转化。 合成代谢 物质上---小分子---大分子 （同化作用）能量上---积能过程 生物体新陈代谢 分解代谢 物质上---大分子---小分子 （异化作用）能量上---放能过程 新陈代谢就是在合成和分解过程中不断就得平衡。若合成大于分解，生命体旺盛； 反之，则衰老。 新陈代谢就是与糖类的分解有密切的联系，因为糖类的分解对生物体来讲，具重要 的意义。 二、糖的概念 糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚 物。 三、糖的分类及其结构 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类。单糖 (monosacchride)、寡糖 (oligosacchride)、多糖 (polysacchride)、结合糖 (glycoconjugate)。 1、单糖 单糖（monosaccharide）是指最简单的糖，即在温和条件下不能再分解成更小的不能再 水解的糖，如葡萄糖、果糖等。按碳原子的数目单糖又可分为三碳（丙）糖、四碳（丁） 糖、五碳（戊）糖、六碳（已）糖、七碳（庚）糖等。 ➢葡萄糖(glucose) ——已醛糖 ➢果糖(fructose)——已酮糖 ➢半乳糖(galactose) ——己醛糖 ➢核糖(ribose) ——戊醛糖 2、寡糖 能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。常见的几种重要 二糖有： ➢麦芽糖 (maltose)： 葡萄糖 — 葡萄糖（α-葡萄糖（1→4）葡萄糖苷） ➢蔗糖 (sucrose)： 葡萄糖 — 果糖（α-葡萄糖（1→2）β-果糖苷） ➢乳糖 (lactose)：葡萄糖 — 半乳糖（半乳糖--1, 4-葡萄糖） 3、多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。常见的多糖有：
>淀粉(starch)是植物中养分的储存形式 直链：a-1,4-糖苷键分支点：a-1,6-糖苷键 >糖原(glycogen)是动物体内葡萄糖的储存形式 >纤维素(cellulose)作为植物的骨架(B-1,4糖苷键 4、结合糖 糖与非糖物质的结合物。常见的结合糖有： >糖脂(glycolipid):是糖与脂类的结合物。 >糖蛋白(glycoprotein):是糖与蛋白质的结合物 四、糖的生理功能 1.糖类作为能源物质 生物细胞的各种代谢活动，包括物质的分解和合成都需要有足够的能量，其中AT平 是糖类降解时通过氧化磷酸化作用而形成的最重要的能量载体物质。生物细胞只能利用 高能化合物（主要是ATP)水解时释放的化学能来做功，以满足生长发育等所需要的能 量消耗。 2.作为合成生物体内重要代谢物质的碳架和前体 葡萄糖、果糖等在降解过程中除了能提供大量能量外，其分解过程中还能形成许多 中间产物或前体，生物细胞通过这些前体产物再去合成一系列其它重要的物质，包括： ()乙酰辅酶A、氨基酸、核苷酸等，它们分别是合成脂肪、蛋白质和核酸等大分子 物质的前体。 (2)生物体内许多重要的次生代谢物、抗性物质，如生物碱、黄酮类等物质，它们对 提高植物的抗逆性起着重要的作用。 3.细胞中结构物质 细胞中的结构物质如植物细胞壁等是由纤维素、半纤维素、果胶质等物质组成：甲 壳质或几丁质为N乙酰葡萄糖胺的同聚物，是组成虾、蟹、昆虫等外骨骼的结构物质。 这些物质都是由糖类转化物聚合而成。 4.参与分子和细胞特异性识别 由寡糖或多糖组成的糖链常存在于细胞表面，形成糖脂和糖蛋白，参与分子或细胞 间的特异性识别和结合，如抗体和抗原、激素和受体、病原体和宿主细胞、蛋白质和抑 制剂等常通过糖链识别后再进行结合。 五、淀粉的降解 淀粉分解有两条途径：水解一产生葡萄糖；磷酸解→产生磷酸葡萄糖 1.淀粉的水解 参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、麦芽糖酶 (1)淀粉酶：淀粉酶是指参与淀粉1,4-糖苷键水解的酶。有a淀粉酶和b-淀粉酶两 种。 a-淀粉酶：(a-1,4-葡聚糖水解酶) 可水解任何部位的a1,4糖苷键，所以又称为内切淀粉酶
➢淀粉 (starch) 是植物中养分的储存形式 直链：a-1,4-糖苷键 分支点：a-1,6-糖苷键 ➢糖原 (glycogen) 是动物体内葡萄糖的储存形式 ➢纤维素 (cellulose) 作为植物的骨架（β-1,4-糖苷键） 4、结合糖 糖与非糖物质的结合物。常见的结合糖有： ➢糖脂 (glycolipid)：是糖与脂类的结合物。 ➢糖蛋白 (glycoprotein)：是糖与蛋白质的结合物。 四、 糖的生理功能 1. 糖类作为能源物质 生物细胞的各种代谢活动，包括物质的分解和合成都需要有足够的能量，其中 ATP 是糖类降解时通过氧化磷酸化作用而形成的最重要的能量载体物质。生物细胞只能利用 高能化合物（主要是 ATP）水解时释放的化学能来做功，以满足生长发育等所需要的能 量消耗。 2.作为合成生物体内重要代谢物质的碳架和前体 葡萄糖、果糖等在降解过程中除了能提供大量能量外，其分解过程中还能形成许多 中间产物或前体，生物细胞通过这些前体产物再去合成一系列其它重要的物质，包括： (1) 乙酰辅酶 A、氨基酸、核苷酸等，它们分别是合成脂肪、蛋白质和核酸等大分子 物质的前体。 (2) 生物体内许多重要的次生代谢物、抗性物质，如生物碱、黄酮类等物质，它们对 提高植物的抗逆性起着重要的作用。 3. 细胞中结构物质 细胞中的结构物质如植物细胞壁等是由纤维素、半纤维素、果胶质等物质组成；甲 壳质或几丁质为 N-乙酰葡萄糖胺的同聚物，是组成虾、蟹、昆虫等外骨骼的结构物质。 这些物质都是由糖类转化物聚合而成。 4. 参与分子和细胞特异性识别 由寡糖或多糖组成的糖链常存在于细胞表面，形成糖脂和糖蛋白，参与分子或细胞 间的特异性识别和结合，如抗体和抗原、激素和受体、病原体和宿主细胞、蛋白质和抑 制剂等常通过糖链识别后再进行结合。 五、淀粉的降解 淀粉分解有两条途径： 水解 → 产生葡萄糖 ；磷酸解 → 产生磷酸葡萄糖 1. 淀粉的水解 参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、麦芽糖酶 (1)淀粉酶：淀粉酶是指参与淀粉 a-1,4-糖苷键水解的酶。有 a-淀粉酶和 b-淀粉酶两 种。 a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶） 可水解任何部位的 a-1,4-糖苷键，所以又称为内切淀粉酶
该酶对非还原末端的5个葡萄糖基不发生作用。C+需要。 其产物为： 若直链淀粉→葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+低聚糖 若支链淀粉→葡萄糖+麦芽糖+麦芽三糖+极限糊精 B淀粉酶：也水解-1,4糖苷键，但须从非还原末端开始切，每次切下两个葡萄糖 基。又称为外切淀粉酶。 其产物为： 若直链淀粉→麦芽糖 若支链淀粉→麦芽糖+极限糊精 (2)脱支酶R酶)：(a-1,6-葡萄糖苷酶)水解a-1,6-糖苷键，但只能作用于外围的这 种键，而不能水解内部的分支。 (3)凌芽糖酶 植物体内的麦芽糖酶通常与淀粉酶同时存在，并配合使用，从而使淀粉彻底水解成葡萄 糖。 2.淀粉的磷酸解 其中，淀粉磷酸化酶又叫P酶。此反应为可逆反应，但在植物体内，由于 (1)P很高（如施肥） (2)[G-1-P]低（因不断被利用） 所以，反应向正方向进行。 淀粉磷酸化酶从淀粉的非还原端开始，一个一个地磷酸解a1,4糖苷键，直到距分支 点4个萄萄糖基为止。 所以，如果是支链淀粉，还需要另外两个酶的参与，即转移酶和脱支酶。淀粉的磷 酸解与水解相比，其优越性有 1.耗能少 2.产物不易扩散到胞外，而水解产物葡萄糖会因扩散而流失。 七、蔗糖的降解 1.蔗糖的水解 由蔗糖酶催化： 由于底物和产物的旋光方向发生了改变，所以蔗糖酶又称为转化酶。产物也因此就 做转化糖 2.形成糖核苷酸 由蔗糖合酶催化： 蔗糖+NDP→NDPG+果糖 NDP主要是ADP和UDP,其产物分别为ADPG(腺苷二磷酸葡萄糖)和UDPG(尿苷 二磷酸葡萄糖)。 UDPG和ADPG是葡萄糖的活化形式，在合成寡糖和多糖时作为葡萄糖基的供体。 这比将蔗糖水解要经济，因为从水解产物葡萄糖合成NDPG需要消耗能量
该酶对非还原末端的 5 个葡萄糖基不发生作用。Ca2+需要。 其产物为： 若直链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 低聚糖 若支链淀粉 → 葡萄糖 + 麦芽糖 + 麦芽三糖 + 极限糊精 β-淀粉酶：也水解 a-1,4-糖苷键，但须从非还原末端开始切，每次切下两个葡萄糖 基。又称为外切淀粉酶。 其产物为： 若直链淀粉 → 麦芽糖 若支链淀粉 → 麦芽糖 + 极限糊精 (2)脱支酶(R-酶)：（a-1,6-葡萄糖苷酶） 水解 a-1,6-糖苷键，但只能作用于外围的这 种键，而不能水解内部的分支。 (3)麦芽糖酶： 植物体内的麦芽糖酶通常与淀粉酶同时存在，并配合使用，从而使淀粉彻底水解成葡萄 糖。 2. 淀粉的磷酸解 其中，淀粉磷酸化酶又叫 P-酶。此反应为可逆反应，但在植物体内，由于 （1）[Pi]很高（如施肥） （2）[G-1-P]低（因不断被利用） 所以，反应向正方向进行。 淀粉磷酸化酶从淀粉的非还原端开始，一个一个地磷酸解 a-1,4-糖苷键，直到距分支 点 4 个葡萄糖基为止。 所以，如果是支链淀粉，还需要另外两个酶的参与，即转移酶和脱支酶。淀粉的磷 酸解与水解相比，其优越性有： 1. 耗能少 2. 产物不易扩散到胞外，而水解产物葡萄糖会因扩散而流失。 七、蔗糖的降解 1. 蔗糖的水解 由蔗糖酶催化： 由于底物和产物的旋光方向发生了改变，所以蔗糖酶又称为转化酶。产物也因此就 做转化糖。 2. 形成糖核苷酸 由蔗糖合酶催化： 蔗糖＋NDP → NDPG ＋果糖 NDP 主要是 ADP 和 UDP，其产物分别为 ADPG(腺苷二磷酸葡萄糖)和 UDPG(尿苷 二磷酸葡萄糖)。 UDPG 和 ADPG 是葡萄糖的活化形式，在合成寡糖和多糖时作为葡萄糖基的供体。 这比将蔗糖水解要经济，因为从水解产物葡萄糖合成 NDPG 需要消耗能量
蔗糖的这种降解方式在高等植物中普遍存在。 例如，在正在发育的谷类作物的籽粒能够将输入的蔗糖分解为ADPG,然后用以合 成淀粉。 八、糖代谢的概况 糖代谢包括： 「分解代谢：糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用 第二节葡萄糖的分解代谢 糖在体内要经过多步化学反应来完成氧化供能。其在体内分解有三种途径： 1.在无氧条件下进行糖酵解： 2.在有氧条件下进行有氧分解，通过三羧酸循环，完全氧化： 3.通过磷酸戊糖途径进行代谢 一、葡萄糖的无氧分解（糖酵解） (一)糖酵解(glycolysis)的定义 糖酵解途径是指细胞在胞浆中分解萄萄糖生成丙酮酸(Pyruvate)的过程，此过程中件 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C0A进入三羧酸循环，生成CO2和O。糖酵解是动 物、植物、微生物细胞中Gc分解产生能量的共同代谢途径。糖酵解的反应部位：胞浆 (二)糖移解时程： 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)葡萄糖磷酸化为6磷酸葡萄糖（己糖激酶、萄糖激酶（肝）) 0 HO-CH ATE
蔗糖的这种降解方式在高等植物中普遍存在。 例如，在正在发育的谷类作物的籽粒能够将输入的蔗糖分解为 ADPG，然后用以合 成淀粉。 八、糖代谢的概况 糖代谢包括： 分解代谢：糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用 第二节 葡萄糖的分解代谢 糖在体内要经过多步化学反应来完成氧化供能。其在体内分解有三种途径： 1. 在无氧条件下进行糖酵解； 2. 在有氧条件下进行有氧分解，通过三羧酸循环，完全氧化； 3. 通过磷酸戊糖途径进行代谢 一、葡萄糖的无氧分解（糖酵解） （一）糖酵解(glycolysis)的定义： 糖酵解途径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。糖酵解是动 物、植物、微生物细胞中 Glc 分解产生能量的共同代谢途径。糖酵解的反应部位：胞浆 （二）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)葡萄糖磷酸化为 6-磷酸葡萄糖（己糖激酶、萄糖激酶（肝））