人體的物質基礎專家講座

第三章

人體物質基礎

人體的物質基礎第1頁人體物質基本代謝與調整第三節(jié)生化教研室李曙體的物質基礎第2頁物質代謝物質在體內消化、吸收、轉運、分解等與生理相關化學過程稱為物質代謝。合成代謝分解代謝人體的物質基礎第3頁糖生理功效；糖各條代謝路徑。學習目標一、糖代謝及其調整人體的物質基礎第4頁糖由C、H、O元素組成，其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其聚合物和衍生物總稱。糖概念淀粉（一）糖代謝概述人體的物質基礎第5頁糖種類：單糖、二糖、多糖、結合糖食物中糖以哪種形式為主？人體的物質基礎第6頁1.糖消化和吸收（1）糖消化多糖（淀粉、糖原），消化成為單糖。消化部位：

主要在小腸，少許在口腔。人體的物質基礎第7頁消化酶：唾液淀粉酶、胰淀粉酶；α-葡萄糖苷酶、α-糊精酶、

麥芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶。人體內缺乏β-糖苷酶，故不能消化纖維素。人體的物質基礎第8頁淀粉麥芽糖+麥芽三糖（40%）（25%）α-臨界糊精+異麥芽糖（30%）（5%）葡萄糖唾液淀粉酶α-葡萄糖苷酶α-糊精酶消化過程：

腸粘膜上皮細胞刷狀緣口腔腸腔胰淀粉酶人體的物質基礎第9頁（2）糖吸收吸收部位：小腸上段

吸收形式：單糖（葡萄糖）

吸收機制：在腸道依賴SGLT在組織細胞依賴GLUT1-5人體的物質基礎第10頁ADP+PiATPGNa+K+Na+泵小腸粘膜細胞腸腔門靜脈轉運載體(SGLT1)對葡萄糖轉運吸收Na+依賴型葡萄糖轉運體刷狀緣細胞內膜人體的物質基礎第11頁2.糖生理功效體內主要能量起源（供能）；是組織細胞主要組分。為其它物質合成提供碳源；人體的物質基礎第12頁3.糖代謝概況血糖隨血液流動被細胞攝取進行代謝利用。分解代謝糖酵解有氧氧化磷酸戊糖路徑糖原合成（糖原分解）糖異生合成代謝人體的物質基礎第13頁1.糖無氧分解代謝部位（細胞定位）？代謝關鍵酶？（催化單方向反應）產(chǎn)生能量方式？數(shù)量？糖酵解（無氧氧化）目標（意義）？自主學習（二）糖分解代謝人體的物質基礎第14頁糖酵解概念：葡萄糖在無氧條件下生成乳酸、ATP過程。反應部位：細胞胞漿。人體的物質基礎第15頁（1）糖酵解反應過程糖酵解分為兩個階段：葡萄糖丙酮酸乳酸第一階段第二階段人體的物質基礎第16頁E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸

糖酵解代謝路徑GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP

ADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+

ADPATP

ADPATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+

乳酸脫氫酶人體的物質基礎第17頁（2）糖酵解反應特點

不需氧參加，反應在胞液，終產(chǎn)物是乳酸，并有能量（ATP）產(chǎn)生；

有兩次磷酸化反應，消耗了2分子ATP；

六碳糖（C6），經(jīng)裂解成為2分子丙糖（C3）

經(jīng)兩次底物水平磷酸化產(chǎn)生能量（1葡萄糖=4ATP，凈生成2ATP）；

有3個關鍵酶。人體的物質基礎第18頁葡萄糖二次磷酸化生成1,6-二磷酸果糖ATPADPATPADP已糖激酶6-磷酸果糖激酶-1異構酶①②③第①③步為不可逆反應（關鍵酶）；各消耗1分子ATP。葡萄糖激酶人體的物質基礎第19頁己糖裂解（C6→C3）醛縮酶異構酶④⑤6碳糖變?yōu)?分子3碳糖人體的物質基礎第20頁第一次生成ATPNAD+

NADH+H+

PiADP

ATP脫氫酶激酶⑥⑦ATP生成方式：底物水平磷酸化人體的物質基礎第21頁第二次ATP生成丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）H2O烯醇化酶⑨丙酮酸激酶⑩ADPATP～PO32-人體的物質基礎第22頁（3）糖酵解生理意義機體缺氧時供能主要方式；是紅細胞獲能唯一路徑；機體氧充分時仍是一些組織獲能路徑。人體的物質基礎第23頁總結：糖酵解概念；終產(chǎn)物（乳酸、ATP）反應部位（細胞定位）關鍵酶（HK、PFK-1、PK）生理意義ATP生成方式——底物水平磷酸化人體的物質基礎第24頁高原環(huán)境，人以何種糖代謝路徑獲取能量？

慢性肺心病人為何易出現(xiàn)酸中毒？問題討論糖酵解糖酵解增強，乳酸增多人體的物質基礎第25頁代謝部位（細胞定位）？代謝關鍵酶？三羧酸循環(huán)特點？產(chǎn)生能量方式？數(shù)量？糖有氧氧化目標（意義）？自主學習2.糖有氧氧化人體的物質基礎第26頁概念：指在機體氧供充分時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量（ATP）過程，稱之。部位：胞液、線粒體人體的物質基礎第27頁第一階段：糖酵解路徑第二階段：丙酮酸氧化脫羧第三階段：三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化（1）有氧氧化反應過程人體的物質基礎第28頁反應過程氧化磷酸化G（Gn）丙酮酸

乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATP

ADPTCA胞液線粒體人體的物質基礎第29頁丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復合體

丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA這一階段有脫氫（氧化），脫羧（脫CO2）有ATP產(chǎn)生。關鍵酶人體的物質基礎第30頁丙酮酸脫氫酶復合體組成E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶HSCoANAD+TPP

硫辛酸、輔酶A（HSCoA）FAD,NAD+酶（3種）輔輔助因子（5種）人體的物質基礎第31頁三羧酸循環(huán)（TCA）反應部位：線粒體反應特點，關鍵酶TCA意義人體的物質基礎第32頁CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH檸檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH順烏頭酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH異檸檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOHα－酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHHCCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH蘋果酸①TCA反應過程（共8步反應）人體的物質基礎第33頁循環(huán)一次，有2次脫羧，4次脫氫，1次底物水平磷酸，消耗1分子乙酰CoA；整個循環(huán)反應為不可逆性，有三個關鍵酶；②三羧酸循環(huán)特點：循環(huán)中間產(chǎn)物需補充。人體的物質基礎第34頁糖有氧氧化關鍵酶關鍵酶①

酵解路徑：②丙酮酸氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復合體③

三羧酸循環(huán)：己糖激酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體異檸檬酸脫氫酶人體的物質基礎第35頁

補充草酰乙酸可使三羧酸循環(huán)繼續(xù)進行。TCA為何要補充中間物質？人體的物質基礎第36頁③TCA生理意義TCA循環(huán)是三大營養(yǎng)物質在體內氧化供能共同通路。TCA循環(huán)是三大營養(yǎng)物質相互轉化樞紐。TCA為ATP生成提供還原當量，中間產(chǎn)物可參加其它物質合成。人體的物質基礎第37頁1.三羧酸循環(huán)，只有1次底物水平磷酸，產(chǎn)生1分子ATP；2.整個循環(huán)反應目標是氧化（脫氫），脫下氫經(jīng)氧化磷酸化反應，最終與氧結合，生成H2O和ATP。這是ATP生成主要路徑。三羧酸循環(huán)與氧化磷酸化人體的物質基礎第38頁④氧化磷酸化氧化磷酸化概念，呼吸鏈概念；呼吸鏈組成、排列；ATP生成方式自主學習人體的物質基礎第39頁氧化磷酸化

指代謝物脫下氫，經(jīng)呼吸鏈傳遞過程中釋放能量，偶聯(lián)ADP磷酸化生成ATP過程，故又稱為偶聯(lián)磷酸化。人體的物質基礎第40頁在線粒體內膜上存在各種酶和輔酶組成遞氫和遞電子反應鏈，能將代謝物脫下氫（2H）傳遞給氧，生成H2O并釋放能量，這一傳遞鏈稱為呼吸鏈。呼吸鏈組成作用人體的物質基礎第41頁呼吸鏈組成成份（1）NAD+（4）泛醌（CoQ）（3）Fe-S（鐵硫蛋白）（5）細胞色素類（Cyta、a3、b、c1、c

）（2）FMN、FAD人體的物質基礎第42頁人體的物質基礎第43頁NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→Cytaa3O2NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈復合體Ⅰ復合體Ⅱ復合體Ⅲ復合體ⅣCytc兩條主要呼吸鏈排列人體的物質基礎第44頁ATPATP

ATP氧化磷酸化偶聯(lián)部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCytaa3O2人體的物質基礎第45頁ATP計算：NADH+H+H2O、2.5ATP[O]H2O、1.5ATPFADH2[O]（2）糖有氧氧化生理意義氧化供能，是機體獲取能量主要路徑。人體的物質基礎第46頁反應輔酶最終取得ATP第一階段（胞漿）葡糖糖→6-磷酸葡糖糖-16-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸2NADH3或5*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸22×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸2第二階段（線粒體基質）2×丙酮酸→2×乙酰CoA2NADH5第三階段（線粒體基質）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×琥珀酸→2×延胡索酸2×蘋果酸→2×草酰乙酸2NADH2NADH2FADH2

2NADH55235由一個葡糖糖總共取得30或32人體的物質基礎第47頁2.糖酵解與糖有氧氧化產(chǎn)能方式一樣嗎？各以什么方式為主？問題探究1.正常情況下機體主要以何種路徑從糖獲取能量？3.1分子葡萄糖經(jīng)糖酵解或有氧氧化不一樣路徑產(chǎn)生ATP數(shù)是多少？4.在什么情況下糖酵解有主要意義？人體的物質基礎第48頁比較糖酵解與有氧氧化產(chǎn)能量方式？糖酵解：底物水平磷酸化產(chǎn)生ATP；糖有氧氧化：底物水平磷酸化氧化磷酸化產(chǎn)生ATP（主要）。人體的物質基礎第49頁為何有氧氧化產(chǎn)生ATP數(shù)有30或者32？胞液中氫（NADH）跟O2結合生成H2O，需要進入呼吸鏈傳遞；因為線粒體內膜對NADH不能自由經(jīng)過，需經(jīng)兩個穿梭作用才能進入；兩個穿梭系統(tǒng)最終分別與兩條呼吸鏈相接，故產(chǎn)生ATP數(shù)目不一。人體的物質基礎第50頁此路徑主要產(chǎn)生什么主要物質？產(chǎn)生主要物質有什么主要意義？此路徑關鍵酶在臨床有何意義？自主學習問題：3.磷酸戊糖路徑人體的物質基礎第51頁（1）磷酸戊糖路徑反應過程5-磷酸核酮糖5果糖-6-P5葡萄糖-6-P①氧化脫羧階段G-6-P5-磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2Mg2+6-磷酸葡萄糖脫氫酶②非氧化階段關鍵酶人體的物質基礎第52頁磷酸戊糖路徑第一階段第二階段5-磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛C34-磷酸赤蘚糖C46-磷酸果糖C66-磷酸果糖C63-磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸內酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖(C5)×35-磷酸核糖C53NADP+3NADP+3H+

6-磷酸葡萄糖脫氫酶3NADP+3NADP+3H+

6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶CO2人體的物質基礎第53頁生物化學總反應式:3×6-磷酸葡萄糖+6NADP+2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2人體的物質基礎第54頁（2）磷酸戊糖路徑生理意義NADPH參加各種代謝反應、羥化反應及生物轉化。5-磷酸核糖是合成核苷酸、核酸原料。人體的物質基礎第55頁磷酸戊糖路徑特點經(jīng)兩次脫氫，產(chǎn)生NADPH，關鍵酶是：6-磷酸葡萄糖脫氫酶；1次脫羧，產(chǎn)生5-磷酸核糖。經(jīng)基團轉移，5-磷酸核酮糖轉變?yōu)?-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛進入糖酵解路徑。人體的物質基礎第56頁為何缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶會引發(fā)蠶豆??？人體的物質基礎第57頁蠶豆病病因：G6PD缺點NADPH產(chǎn)生降低，難以維持GSH還原性，使紅細胞膜穩(wěn)定性降低；新鮮蠶豆是很強氧化劑，GSH降低不能反抗它，誘發(fā)了紅細胞膜被氧化，產(chǎn)生溶血反應。人體的物質基礎第58頁自主學習糖原合成與分解目標是什么？糖原合成部位、關鍵酶？葡萄糖供體？糖原分解關鍵酶？肌糖原能否補充血糖？為何？（三）糖其它代謝1.糖原合成與糖原分解人體的物質基礎第59頁

糖原是動物組織儲存多糖形式肌肉：肌糖原，180~300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70~100g，維持血糖水平糖原儲存主要器官：人體的物質基礎第60頁葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDPG糖原n+16-磷酸葡萄糖糖原引物UDP已糖激酶糖原合成酶UDPG是活性葡萄糖供體（1）糖原合成人體的物質基礎第61頁糖原1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖糖原磷酸化酶變位酶葡萄糖-6-磷酸酶（2）糖原分解人體的物質基礎第62頁糖原合成與分解總圖G-1-PUDPG糖原n+1

UDPG-6-PG

糖原合酶

變位酶己糖激酶糖原引物磷酸化酶

葡萄糖-6-磷酸酶（肝）肌肉糖酵解人體的物質基礎第63頁葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進行糖酵解或有氧氧化。為何肌糖原分解不能生成葡萄糖？人體的物質基礎第64頁糖異生概念、原料、部位；2.糖異生反應過程；糖異生生理意義。自主學習人體的物質基礎第65頁問題探究非糖物質種類？糖酵解路徑與糖異生路徑關系？怎樣越過糖酵解三個不可逆反應？糖異生目標（意義）？糖異生部位？人體的物質基礎第66頁糖異生路徑——糖酵解逆反應。不過糖酵解三個不可逆反應，需要由不一樣酶催化，繞過其反應。（1）糖異生路徑人體的物質基礎第67頁過程：酵解路徑中有3個由關鍵酶催化不可逆反應。在糖異生時，須由另外反應和酶代替。糖異生路徑與酵解路徑大多數(shù)反應是共有、可逆；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+

NADH+H+

ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生路徑(gluconeogenicpathway)指從丙酮酸生成葡萄糖詳細反應過程。（1）糖異生路徑人體的物質基礎第68頁糖異生三個關鍵反應

①丙酮酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸②1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖③6-磷酸葡萄糖葡萄糖人體的物質基礎第69頁①

丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸

PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2人體的物質基礎第70頁丙酮酸丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi蘋果酸NADH+H+NAD+天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸

PEP磷酸烯醇型