动植物食品原料中组织代谢活动的特点.

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第八章物质代谢【学习目标】1~3糖酵解、糖的有氧氧化:了解:基本反应过程、ATP的生成、生理意义及调节。重点:重要代谢产物的生成及其条件。(1)无氧:乳酸;乙醇。(2)有氧:乙酸;柠檬酸、-酮戊二酸(→谷氨酸)一.糖的分解代谢糖氧化分解的途径有三条:(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)(二)糖的有氧分解(EMP-TCA)(三)磷酸戊糖途径无氧运动有氧运动(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)无氧或氧供不足的条件下,葡萄糖或糖原的单位葡萄糖丙酮酸乳酸(1)剧烈运动(2)循环机能障碍、大失血等(3)从平原到高原初期22葡萄糖丙酮酸乳酸糖酵解(糖的无氧分解)酵解途径乙醛→乙醇(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)酒精发酵22221.葡萄糖的酵解葡萄糖丙酮酸1,6-二磷酸果糖磷酸丙糖22反应场所:细胞液(1)磷酸化葡萄糖己糖激酶,Mg2+6-磷酸葡萄糖ATPADP123456CH2OHOHHOOHOHO己糖激酶ATPADP123456CH2OOHHOOHOHOP(1)磷酸化葡萄糖己糖激酶,Mg2+6-磷酸葡萄糖ATPADP①磷酸化,耗能②己糖激酶为糖酵解途径的第一个限速酶(2)异构123456CH2OOHHOOHOHOP123456HOOHCH2OHOOH2COHP6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸己糖异构酶Mg2+异构酶(3)第二次磷酸化6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶,Mg2+ATPADP123456HOOHCH2OHOOH2COHP激酶123456HOOHCH2OOOH2COHPPATPADP(3)第二次磷酸化6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶,Mg2+ATPADP①第二次磷酸化,耗能③磷酸果糖激酶是糖酵解中最重要的限速酶(4)裂解1葡萄糖→2×磷酸丙糖1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛醛缩酶Zn2+(4)裂解123456HOOHCH2OOOH2COHPP醛缩酶,Zn2+1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮CH2O-C=OCH2OHP123CHOCHOHCH2O-P456(5)异构CH2O-C=OCH2OHPCHOCHOHCH2O-P磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶(4)(5)→2ד3-磷酸甘油醛”1葡萄糖→2×磷酸丙糖1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛醛缩酶Zn2+异构酶(6)脱2H1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛+H3PO43-磷酸甘油醛脱氢酶NAD+NADH+H+COO~CHOHCH2O-P3-磷酸甘油醛+Pi1,3-二磷酸甘油酸脱氢酶NAD+NADH+H+P脱氢:醛被氧化为羧酸(7)底物水平磷酸化,生成ATP1,3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶,Mg2+3-磷酸甘油酸ADPATP①脱磷酸化,产生1ATP②第一次底物水平磷酸化1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADPATP激酶COO~CHOHCH2O-PP磷酸甘油酸激酶COOHCHOHCH2O-PADPATP底物分子中的高能磷酸根转移给ADP生成ATP的过程。(8)变位3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸COOHCHOHCH2O-P磷酸甘油酸变位酶Mg2+COOHCHO-CH2OHP(9)脱水,形成高能磷酸键2-磷酸甘油酸烯醇化酶,Mg2+磷酸烯醇式丙酮酸H2OCOOHCHO-CH2OHPCOOHCO~CH2P分子内部能量重排,形成1个高能磷酸键(10)第二次底物水平磷酸化,生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸COOHCO~CH2P丙酮酸激酶,Mg2+,K+COOHC-OHCH2烯醇式丙酮酸ADPATP①第二次底物水平磷酸化②糖酵解途径中的第三个限速酶(10)磷酸烯醇式丙酮酸COOHCO~CH2P丙酮酸激酶,Mg2+,K+COOHC-OHCH2烯醇式丙酮酸ADPATPCOOHC=OCH3丙酮酸葡萄糖丙酮酸乳酸糖酵解(糖的无氧分解)酵解途径乙醛→乙醇(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)酒精发酵222210步反应葡萄糖丙酮酸乳酸糖酵解(糖的无氧分解)酵解途径乙醛→乙醇丙酮酸的无氧降解酒精发酵22221)乳酸发酵2)酒精发酵人体:无氧或缺氧条件下,糖分解代谢的产物必然是乳酸。葡萄糖3-磷酸甘油醛丙酮酸221,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H+222()乳酸21)乳酸发酵(11)COOHC=OCH3丙酮酸L-乳酸脱氢酶COOHC-HCH3HO-L-乳酸NAD+NADH+H+乳酸菌、人和动物体内2)酒精发酵酵母菌(11)COOHC=OCH3丙酮酸HC=OCH3乙醛CO2(12)乙醇脱氢酶NAD+NADH+H+丙酮酸脱羧酶CH2OHCH3乙醇(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)无氧或氧供不足的条件下,葡萄糖或糖原的单位葡萄糖丙酮酸乳酸22糖酵解的特点:以下1、2、3、41.人体:无氧或缺氧条件下,糖分解代谢的产物必然是乳酸。丙酮酸L-乳酸NAD+NADH+H+乳酸脱氢酶有氧条件下:NAD+NADH+H+2HO221H2O丙酮酸乳酸脱氢酶L-乳酸NAD+NADH+H+无氧条件下:NAD+NADH+H+2H丙酮酸L-乳酸1.人体:无氧或缺氧条件下,糖分解代谢的产物必然是乳酸。无氧条件下:NAD+NADH+H+2H丙酮酸L-乳酸有氧条件下:NAD+NADH+H+2HO221H2O1.人体:无氧或缺氧条件下,糖分解代谢的产物必然是乳酸。乳酸糖酵解一次脱氢①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾-2ATP二次底物水平磷酸化2ATP2×2.糖酵解的能量计算:(1)葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-1(3)6-磷酸葡萄糖→1,6-二磷酸果糖-1(7)1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸+1×2(10)磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸+1×2反应ATP的增减总计+2∴ATP的净产量:1葡萄糖→2乳酸+2ATP3.糖酵解对人的生理意义(1)应激状态下迅速供能,尤其对骨骼肌。它是无氧或缺氧状态下供能的主要方式。4.糖酵解对酿造食品的意义(1)酵母菌:酿酒,生产乙醇。(2)乳酸菌:酸奶、泡菜等,生产乳酸。磷酸果糖激酶,Mg2+6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖ATPADPATPH+柠檬酸ADPAMP4.糖酵解的调节H+:抑制糖酵解剧烈运动→乳酸↑→H+↑→体液pH降低抑制糖酵解→减少乳酸的产生→避免酸中毒抑制ATP的产生→精疲力竭柠檬酸:抑制糖酵解饥饿(血糖水平低)→脂肪分解↑乙酰CoA↑→柠檬酸↑抑制糖酵解→减少血糖的消耗一.糖的分解代谢糖氧化分解的途径有三条:(一)糖酵解(EMP,糖的无氧分解)(二)糖的有氧分解(EMP-TCA)(三)磷酸戊糖途径无氧运动有氧运动(二)糖的有氧分解(1)糖的有氧分解:葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为CO2和H2O的过程。(2)终产物:CO2和H2O(3)场所:细胞液和线粒体2.糖的有氧分解的反应过程(1)细胞液:葡萄糖→丙酮酸(2)线粒体:丙酮酸→乙酰CoA(3)线粒体:乙酰CoA→CO2+H2O2.糖的有氧分解的反应过程(1)糖的酵解途径(2)丙酮酸氧化脱羧丙酮酸进入线粒体:线粒体内膜上特异载体转运线粒体:丙酮酸→乙酰CoA细胞液:葡萄糖→丙酮酸(2)丙酮酸氧化脱羧COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸氧化脱羧酶系NAD+NADH+H+CO2HSCoACH3C~SCoAO乙酰CoAHSHS(CH2)4COOH丙酮酸COOHC=OCH3③TPPCO2TPPC=OCH3CH3-COHS-S(CH2)4COOHSS(CH2)4COOHFADFADH2NAD+NADH+H+~SCoAHSCoACH3-CO①②乙酰CoA①丙酮酸脱羧酶②硫辛酸乙酰移换酶③二氢硫辛酸脱氢酶丙酮酸脱羧酶系葡萄糖G-6-P丙酮酸丙酮酸乙酰CoACO2H2O胞液线粒体H++eO2O2O2TAC糖的有氧氧化概况(3)三羧酸循环(TAC循环)基本反应过程:C2C4C6CO2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CO2GTPFADFADH2NAD+NADH+H+C5C4(3)三羧酸循环(TAC循环)CH3CO~SCoA乙酰CoA+O=C-COOHCH2-COOH草酰乙酸C2C4①①CH3CO~SCoA乙酰CoA+O=C-COOHCH2-COOH草酰乙酸HO-C-COOHCH2-COOHCH2COOH柠檬酸柠檬酸合成酶H2OHSCoA第一个限速酶②HO-C-COOHCH2-COOHCH2COOH柠檬酸C-COOHCH2-COOHCHCOOH顺乌头酸CH-COOHCH2-COOHHO-CHCOOH异柠檬酸酶酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶H2OH2OH2OH2O③第一次氧化脱羧异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶CH2CH2C=OCOOHCOOH-酮戊二酸NAD+NADH+H+第一次脱羧,CH-COOHCH2-COOHHO-CHCOOHCO2第一次脱氢,2H交给NAD+C6C5第二个限速酶④第二次氧化脱羧-酮戊二酸脱羧酶系NAD+NADH+H+CO2HSCoACH2CH2C~SCoACOOHO琥珀酰CoACH2CH2C=OCOOHCOOH-酮戊二酸C5C4④第二次氧化脱羧-酮戊二酸-酮戊二酸脱羧酶系NAD+NADH+H+CO2HSCoA琥珀酰CoA第二次脱羧,C5C4第二次脱氢,2H交给NAD+琥珀酰CoA含高能硫酯键CH2-COOHCH2-C~SCoAO琥珀酰CoA第三个限速酶⑤唯一的底物水平磷酸化,生成GTP琥珀酰CoACH2-C~SCoACH2-COOHO+PCH2-COOHCH2-COOH琥珀酸琥珀酸硫激酶,Mg2+GDPGTPHSCoA⑥CH2-COOHCH2-COOH琥珀酸琥珀酸脱氢酶延胡索酸CH-COOHCH-COOHFADFADH2第三次脱氢,2H交给FAD⑦延胡索酸CH-COOHCH-COOH延胡索酸酶苹果酸HO-CH-COOHCH2-COOHH2O⑧第四次脱氢,2H交给NAD+生成草酰乙酸苹果酸脱氢酶NAD+NADH+H+苹果酸HO-CH-COOHCH2-COOHO=C-COOHCH2-COOH草酰乙酸(3)三羧酸循环(TAC循环)基本反应过程:C2C4C6CO2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+CO2GTPFADFADH2NAD+NADH+H+C5C4O=C-COOHHC-COOHH3C–C~SCoAOH2OHSCoA①缩合2CHOCOOHCHCOOHHCHCOOHH2O②脱水2CCOOHCHCOOHCHCOOHH2O③加水CH2COOHCHCOOHCHCOOHOHNAD+NADH+H+CO2④氧化脱羧CH2COOHCHHCCOOHOCH2COOHCHHCSCoAO~NAD+NADH+H+CO2HSCoA⑤氧化脱羧FADFADH2⑦脱氢CCOOHCCOOHHHCCOOHCHCOOHHHHOH2O⑧加水γβαCHCOOHCHCOHOHHGDPGTP⑥HSCoAPiNADH+H+⑨再脱氢NAD+柠檬酸草酰乙酸顺乌头酸异柠檬酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸苹果酸琥珀酰CoA乙酰CoA3.三羧酸循环小结:(1)条件:有氧(2)场所:线粒体(3)反应:两次脱羧,4次脱氢,1次底物水平磷酸化NADH+H+FADH23GTP有氧条件下:NAD+NADH+H+2HO221H2O有氧条件下:FADFADH22HO221H2O3.三羧酸循环小结:(1)条件:有氧(2)场所:线粒体(3)反应:两次脱羧,4次脱氢,1次底物水平磷酸化(4)终产物:CO2、H2O1乙酰CoA→2CO2+4H2O-2H2O氧化磷酸化:有氧条件下:NAD+NADH+H+2HO221H2O有氧条件下:FADFADH22HO221H2O3ATP2ATP3.三羧酸循环小结:(5)产能:1乙酰CoA→CO2+H2O能产生____ATP?NADH+H+FADH23GTP3ATP2ATP3×ATP122.糖的有氧分解的反应过程(1)糖的酵解途径(2)丙酮酸氧化脱羧线粒体:丙酮酸→乙酰CoA细胞液:葡萄糖→丙酮酸(3)三羧酸循环线粒体:乙酰CoA→CO2+H2O产生能量最多的阶段8(6)ATP6ATP24ATP38(36)ATP③为体
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