导图社区 生物化学-糖代谢
生物化学第二版第四章糖代谢知识点思维导图，包括概述、糖类的分解代谢、糖原的合成与分解、血糖及其调节、糖异生。
生物化学第二版第五章脂代谢知识总结，包括脂质在体内的分布及生理功能、脂质的消化与吸收、甘油三酯代谢、血浆脂蛋白代谢、胆固醇代谢、磷脂代谢等。
生物化学与分子生物学第五章糖代谢知识点总结，包括糖的摄取与利用、糖的无氧氧化、糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原的合成与分解等内容。
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糖代谢
概述
糖
概念
碳水化合物
分类
单糖：不能再水解的糖
寡糖：2～10个单糖分子缩合成的低聚糖，蔗糖、乳糖、麦芽糖
多糖：能水解成多个单糖分子，各单糖分子之间通过糖苷键聚合而成高分子聚合物，淀粉、糖原、纤维素
结合糖：糖与非糖物质的结合物，糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂
生理功能
氧化供能
构成生物体的重要组成成分
可转变为体内其它含碳化合物
其他功能
糖类的消化与吸收
淀粉的消化
1、从口腔开始，淀粉的消化部位主要在小肠 2、小肠中含有胰腺分泌的α-淀粉酶，催化淀粉水解成寡糖、麦芽糖、麦芽三糖、含分支的异麦芽糖、α-极限糊精。 3、糖类被消化成单糖主要在小肠上段被吸收（伴有Na+的转运Na+依赖性葡萄糖转运体SGLT）间接耗能的主动吸收4、转移：进入血液后，依赖葡萄糖转运体GLUT的作用进入细胞
代谢概况
糖类的分解代谢
无氧氧化
无氧氧化反应过程
葡萄糖分解生成丙酮酸的糖酵解过程（进而还原成乳酸）
第一阶段
部位：胞浆
糖酵解过程
（1）葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖，反应不可逆，己糖激酶，需要Mg离子。消耗一分子ATP
（2）6-磷酸葡糖糖转化为6-磷酸果糖。（3）6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖，不可逆。（2、3） 消耗一分子ATP
(4、5）磷酸己糖裂解为2分子磷酸丙糖
（6）3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸，脱氢氧化，糖酵解过程中唯一一次氧化反应，NADH2
（7）1，3二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸，第一次底物水平磷酸化
（8，9）3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸、磷酸烯醇 式丙酮酸
（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，不可逆，第二次底物水平磷酸化ADP→ATP
第二 阶段
（11）丙酮酸转变成乳酸（在缺氧的条件下）乳酸脱氢酶 NADH2来自于第六步反应3-磷酸甘油醛脱下的氢
生理意义
1、糖无氧氧化是机体在缺氧情况下供应能量的重要方式
2、糖无氧氧化是红细胞供能的主要方式
3、某些组织细胞如视网膜、睾丸、白细胞等，即使在有 氧条件下仍以糖无氧氧化为其主要供能方式
有氧氧化
有氧的情况下，葡萄糖分解成CO2和H2O，同时释放大量ATP的过程，是糖氧化的主要方式
反应过程
第一阶段：酵解途径（胞浆）
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（线粒体）
丙酮酸脱氢酶复合体
（TPP）：维生素B1的活性形式 生化作用：是α-酮酸氧化脱羧酶(CO2)、转酮酶的辅酶 在神经传导中起作用，抑制胆碱酯酶的活性，脚气病
第三阶段：三羧酸循环及氧化磷酸
三羧酸循环
指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反 复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程
部位
线粒体
(1）乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，关键酶：柠檬酸合酶，不可逆
（2）柠檬酸经顺乌头酸生成异柠檬酸
（3）异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸H+,CO2，关键酶：异柠檬酸脱氢酶，不可逆
（4）α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA，H+,CO2关键酶：α-酮戊二酸脱氢酶复合体，不可逆
（5）琥珀酰CoA转变为琥珀酸，底物水平磷酸化
（6）琥珀酸脱氢氧化转变为延胡索酸H+
（7）延胡索酸转变为苹果酸
（8）苹果酸脱氢生成草酰乙酸H+
总反应式
CH3CO~SCoA + 3NAD+ + FAD + GDP+ Pi + 2H2O→ → HSCoA + 2CO2 + 3(NADH+H+) + FADH2 + GTP
要点
整个循环反应为不可逆反应。 1: 消耗1分子乙酰CoA，发生1次底物水平磷酸化,生成1 分子GTP 2: 经历2次脱羧，生成2分子CO2 3: 有3个关键酶：柠檬酸合酶，α-酮戊二酸脱氢酶复合体，异柠檬酸脱氢酶 4: 经4次脱氢,生成1分子FADH2，3分子NADH+H+
1）三羧酸循环是糖类、脂质、蛋白质三大物质代谢最终代谢的共同通路
2）三羧酸循环是糖类、脂质、蛋白质三大物质代谢相互联系的枢纽
第四阶段：前三阶段脱下的氢经呼吸链 传递给氧，生成水释放能量
1、是机体获得能量的主要途径
2、是物质代谢的联系枢纽
3、中间代谢物是体内某些化合物合成的原料。
由一个葡萄糖获得30或32个ATP
巴斯德效应
指有氧氧化抑制糖酵解的现象，指由葡萄糖转化成磷酸戊糖及NADPH
机制
有氧时，NADH+H+进入线粒体内氧化，丙酮 酸进入线粒体进一步氧化而不生成乳酸
糖有氧氧化的调节
机体可根据能量需要调解糖有氧氧化各阶段的关键酶
通过共同的代谢物别构调节各阶段的关键酶
磷酸戊糖途径
指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，磷酸戊糖再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。
细胞质
第一阶段：不可逆的氧化反应阶段，生成磷酸戊糖、NADPH+H+和CO2
第二阶段：可逆的非氧化反应阶段，生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛，包括一系列基团转移
特点
➢脱氢反应以NADP+ 为受氢体，生成NADPH+H+ ➢反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖。 ➢一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二 ➢反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应， 经过了5、3、7、4、6碳糖的演变过程。 次脱氢反应，生成1分子CO2 和2分子NADPH+H+
1．为核酸的生物合成提供5-磷酸核糖 2．提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 （2）NADPH参与体内羟化反应； （1）NADPH是体内许多合成代谢的供氢体； （3）NADPH还用于维持谷胱甘肽(GSH)的还原状态。
糖原的合成与分解
糖原合成
概念：由单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程，由葡萄糖连接成大分子多糖的过程
部位：肝细胞，肌细胞的细胞质
•不能从头开始 •需糖原引物 •活化的葡萄糖形式：UDPG •从非还原端加入
过程
葡萄糖分子活化，葡萄糖激酶，己糖激酶
延长，糖原合酶
分支
糖原每延长一个葡萄糖基，消耗两个ATP分子
糖原分解
概念：习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。
（一）糖原分解为1-磷酸葡萄糖
（二）1-磷酸葡萄糖在变位酶作用下转变为6-磷酸葡萄糖
（三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
糖原合成与分解的调节
子主题糖原合成分解代谢快速调节有共价修饰和变构调节二种方式。别构酶：糖原合酶，糖原磷酸化酶
激素反向调节糖原的合成与分解
血糖及其调节
血糖及血糖水平的概念
血糖指血液中的葡萄糖。 血糖水平，即血糖浓度 正常血糖浓度：3.9~6.0mmol/L
血糖水平恒定的生理意义
➢脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能； ➢红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能； ➢骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能。
血糖的来源和去路
血糖的来源
①食物中的糖是血糖的主要来源 ②肝糖原分解是空腹时血糖的直接来源 ③非糖物质（如甘油、乳糖和生糖氨基酸）通过糖异生作用生成葡萄糖，在长期饥饿时作为血糖的来源
血糖的去路
①在各组织中氧化分解提供能量是血糖的主要去路 ②在肝、肌肉等组织进行糖原合成 ③通过磷酸戊糖途径等转变为其他糖类及其衍生物如核糖、糖醛酸等 ④转变为非糖物质如脂肪、非必需氨基酸等
血糖水平的调节
1、神经系统调节作用 2、激素的调节（主要） 3、肝的调节
糖代谢异常
低血糖 低于2.8
原因 ①胰性(胰岛β-细胞机能亢进、胰岛α-细胞机能低下等）； ②肝性（肝癌、糖原累积病等）； ③内分泌异常（垂体机能低下、肾上腺皮质机能低下等） ④肿瘤（胃癌等） ⑤饥饿或不能进食者等。
高血糖 高于7
原因： ①糖尿病； ③某些慢性肾炎、肾病综合症等； ②遗传性胰岛素受体缺陷； ④生理性高血糖和糖尿-交感神经兴奋。
糖尿病
Ⅰ型（胰岛素依赖型）：胰岛素分泌不足 Ⅱ型（非胰岛素依赖型） 糖尿病是一种因部分或完全胰岛素缺失、或细 它是除了肥胖症之外人类最常见的内分泌紊乱性疾 胞胰岛素受体减少、或受体敏感性降低导致的疾病， 病。
糖异生
糖异生是指从非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸、丙酮酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程。
主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。
原料
乳酸、甘油、丙酮酸、生糖氨基酸
糖异生途径基本上是糖酵解的逆过程
（一）丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 耗能
①丙酮酸经羧化生成草酰乙酸，丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素
②草酰乙酸经脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP 由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化，GTP提供能量
（二）1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖 调节酶：果糖二磷酸酶-1
（三）6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖 调节酶：葡萄糖-6-磷酸酶
糖异生的调节
底物循环
无效循环
非糖物质进入糖异生的途径
糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为 葡萄糖或糖原。
①在空腹或饥饿状态下维持血糖浓度的相对恒定
②补充肝糖原
③肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡
④乳糖再利用
乳酸循环（Cori循环）
肌收缩→乳酸（糖酵解）→血液→入肝→葡萄糖（糖异生）→释入血液→被肌摄取
2分子乳酸异生为1分子葡萄糖需6分子ATP。耗能
生理意义 乳酸再利用，避免了乳酸的损失。 防止乳酸的堆积引起酸中毒。
草酰乙酸进入线粒体内膜方式： ①草酰乙酸由苹果酸脱氢酶（需NADH+H+）催化转变为苹果酸 ②借助天冬氨酸转氨酶AST所催化的转氨基反应
关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶 主要影响因素：NADPH/NADP+比值，NADPH 对该酶有强烈抑制作用。 磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH 的需求。
乙酰CoA的主要来源： ◆合成胆固醇和脂肪酸 ◆脂肪酸和氨基酸→ → →乙酰CoA 乙酰辅酶A的主要去路： ◆进入三羧酸循环→氧化磷酸化生成CO2、H2O和ATP ◆糖→→产丙酮酸→→→乙酰CoA ◆在肝脏中乙酰辅酶A还可所合成酮体。
酶受调节的方式： 别构调节、化学修饰调节
共生成4分子ATP，方式：底物水平磷酸化，净生成2分子
第三个关键酶：丙酮酸激酶
底物水平磷酸化：ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用与底物的 脱氢作用直接相偶联的反应过程。是机体产生ATP的方式之一
第二个关键酶：磷酸果糖激酶-1
关键酶：己糖激酶：IV型己糖激酶存在于肝组织中，称葡萄糖激酶，专一性较高。 ①对葡萄糖的亲和力很低②受激素调控
消化部位：主要在小肠 形式：单糖
