4、糖的有氧氧化

上节课复习•了解糖的生理功能•了解糖的代谢•掌握葡萄糖的无氧氧化•（1）概念•（2）反应特点•（3）生理意义糖的无氧降解及厌氧发酵总图糖的有氧氧化AerobicOxidationofCarbohydrate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、线粒体二、糖代谢的概况磷酸核糖NADPH+H+葡萄糖酵解途径丙酮酸有氧氧化无氧氧化乳酸糖异生乳酸、氨基酸、甘油糖原糖原分解糖原合成磷酸戊糖途径淀粉消化吸收大量ATP少量ATPH2O及CO2第一阶段：丙酮酸生成第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第三阶段：三羧酸循环G(Gn)第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTCA循环胞液线粒体糖的有氧氧化脂肪葡萄糖、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CoA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第一阶段：丙酮酸的生成葡萄糖（或糖原）丙酮酸糖酵解途径第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧—乙酰CoA的生成基本反应：糖酵解生成的丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。TPP，FAD，硫辛酸，Mg2+细胞呼吸最早释放的CO2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。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+所有的反应均在线粒体中进行。3.三羧酸循环(TricarboxylicacidCycle,TCAcycle)(1)三羧酸循环因循环中的第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸，故也称为柠檬酸循环。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环。(2)反应过程CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOHα－酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸CH3—C～SCoA+OOC—COOHCH2COOH柠檬酸合酶HO—C—COOHCH2COOHCH2COOHHSCoAH2O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目录柠檬酸（2）柠檬酸异构化为异柠檬酸HO——C—COOHCHCOOHCH2COOHHC—COOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOHHOH2OH2O顺乌头酸酶顺乌头酸酶HOHH2OHOHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸目录顺乌头酸HOH（3）异柠檬酸氧化生成α-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶CO2CO2草酰琥珀酸α-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（4）α-酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CCOOHCH2COOHOα-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACO～SCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+CO2α-酮戊二酸脱氢酶复合体α-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，α-酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。COOCO2HHHH（5）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCO～SCoA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目录目录琥珀酸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目录延胡索HOHH2O（7）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOHHOH延胡索酸酶苹果酸+目录苹果酸（8）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸OC—COOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHOH苹果酸脱氢酶HOHHH回补反应三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它产生的中间产物也是生物合成的前体。例如卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，谷氨酸、天冬氨酸是从α-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行。葡萄糖酮体TGα-磷酸甘油脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸酪氨酸嘌呤嘧啶色氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甘氨酸嘌呤、血红素糖原谷氨酸精氨酸脯氨酸组氨酸嘌呤谷氨酰胺5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖磷酸二羟基丙酮磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛丙酮酸氧化磷酸化2H乙酰CoA草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸胆固醇丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下形成草酰乙酸三羧循环的化学计量和能量计量a、总反应式:CH3COSCoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H++FADH2+GTP能量“现金”:1GTP能量“支票”:3NADH1FADH2兑换率1：2.57.5ATP兑换率1：1.51.5ATP1ATP10ATPb、三羧酸循环的能量计量（四）反应特点1、需氧2、1次底物水平磷酸化2次脱羧3个关键酶4次脱氢（三次受体是NAD，一次是FAD）3、共产生10分子ATP(2)三羧酸循环的特点①整个循环反应为不可逆反应。关键酶有：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体。②必须有氧参加。经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP。③三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CoA。生成10分子ATP。④三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。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。葡萄糖酮体TGα-磷酸甘油脂肪酸苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸苯丙氨酸酪氨酸嘌呤嘧啶色氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甘氨酸嘌呤、血红素糖原谷氨酸精氨酸脯氨酸组氨酸嘌呤谷氨酰胺5-磷酸核糖6-磷酸葡萄糖磷酸二羟基丙酮磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油醛丙酮酸氧化磷酸化2H乙酰CoA草酰乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸天冬氨酸亮氨酸、赖氨酸胆固醇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。1.5*4.葡萄糖有氧氧化的ATP生成反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×2.5或2×2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2×1第二阶段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×2.5第三阶段2×异柠檬酸→2×α-酮戊二酸2×2.52×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×2.52×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×1.52×苹果酸→2×草酰乙酸NAD+2×2.5净生成32(或30)ATPNAD+NAD+NAD+无氧氧化有氧氧化起始物终产物对O2的需求细胞部位产能数量产能方式GG乳酸CO2、H2O无O2有O2胞浆胞浆和线粒体少(2)多(32/30)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返回首页主菜单练习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→α－酮戊二酸B．α－酮戊二酸→琥珀酸辅酶AC．琥珀酰辅酶A→琥珀酸D．延胡索酸→苹果酸练习3.下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶？A．FMNB．FADC．NADP+D．NAD+4、丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下2H的辅酶是A．FMNB．FADC．NADP+D．NAD+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ATPD．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H2OB．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练习7、1分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环氧化时，可生成ATP的数：A．12B．15C．18D．108.1分子丙酮酸氧化时，可生成ATP的数：A．12.5B．15.5C．11.5D．21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FADH2B．可产生CO2C．有GTP的生成（底物水平磷酸化）D．在无氧条件下也能运转多选题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。。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？