高中生物奥赛-生化-细胞代谢.ppt
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竞赛要求
(一)糖、脂肪和蛋白质的代谢(异化)
(二)光合作用的光反应与暗反应(三)蛋白质的生物合成,生物氧化与细胞代谢高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座,第一部分生物氧化,糖、脂肪和蛋白质等营养物质通过氧化反应进行分解,生成H2O和CO2,同时伴有ATP的生成。
这类反应进行的过程中细胞要消耗摄入的O2并释放出CO2,故又称之为细胞呼吸或组织呼吸。
一、生物氧化的概念,本质:
生物氧化是发生在生物体内的由一系列氧化-还原酶催化下分步进行的氧化还原反应,因而生物氧化的本质是电子的得失,失电子者为还原剂,是电子供体,得电子者为氧化剂,是电子受体。
方式:
加氧、脱氢、电子得失,二、生物氧化的本质、方式与特点,释放的能量转化成ATP被利用转换为光和热,散失,特点:
生物氧化和有机物在体外氧化(燃烧)的实质相同,都是脱氢、失电子或与氧结合,消耗氧气,都生成CO2和H2O,所释放的能量也相同。
但二者进行的方式和历程却不同:
生物氧化体外燃烧,细胞内温和条件高温或高压、干燥条件(常温、常压、中性pH、水溶液),一系列酶促反应无机催化剂逐步氧化放能,能量利用率高能量爆发释放,三、参与生物氧化的酶类,1、氧化酶类2、脱氢酶类(最普遍,最主要)1)需氧脱氢酶类2)不需氧脱氢酶类3、其他氧化还原酶类:
加单氧酶、加双氧酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等。
(1)细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的碳变成CO2CO2如何形成?
(2)在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化合物中的H氧化成H2OH2O如何形成?
(3)当有机物被氧化成CO2和H2O时,释放的能量怎样转化成ATP能量如何产生?
三、生物氧化主要探讨三个问题:
(一)生物氧化中CO2的生成,脱羧类型:
糖、脂、蛋白质等有机物经一系列脱氢、加水反应,转变成含羧基的中间化合物,然后在酶的催化下脱羧而生成CO2。
1、直接脱羧作用,-直接脱羧:
如氨基酸脱羧RCHNH2COOHRCH2NH2CO2氨基酸胺-直接脱羧:
如草酰乙酸脱羧,2、氧化脱羧作用,-氧化脱羧:
如丙酮酸的氧化脱羧:
-氧化脱羧:
如苹果酸的氧化脱羧:
2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),烯醇化酶,1、底物直接脱水,
(二)生物氧化中水的生成,2、通过电子传递链/呼吸链生成水,代谢物经脱氢酶的催化而脱下的氢由相应的氢载体(NAD+、NADP+、FAD、FMN等)所接受,再通过一系列递氢体或递电子体传递给吸进的O2结合而生成H2O。
在多种脱氢反应中产生的氢质子和电子,最后都是以这种形式进行氧化的。
生物氧化过程中水的生成,四、电子传递链,需氧细胞内糖、脂肪、蛋白质等有机物通过各自的分解途径所形成的还原性辅酶(NADH和FADH2)通过电子传递途径被重新氧化的过程。
在生物氧化过程中,还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下,其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移,最后转移给分子氧并生成水,这个电子传递体系称为电子传递链。
由于消耗氧,故也叫呼吸链。
电子传递链在原核生物存在于质膜上,在真核细胞存在于线粒体内膜上。
呼吸链的组分,NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶黄素及与黄素偶联的脱氢酶辅酶Q:
流动的电子传递体铁硫蛋白细胞色素:
流动的电子传递体,1、以NAD+及NAD+为辅酶的脱氢酶类利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢,还原形成的NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。
递氢体NAD(P)+2HNAD(P)H+H+,NADH和NADPH只接受了底物脱下的一个氢原子和一个电子(一个质子,两个电子),另一个质子留在介质中。
2、黄素及与黄素偶联的脱氢酶类辅基:
黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)递氢体FMN+2HFMNH2FAD+2HFADH2,3、辅酶Q(CoQ、泛醌)呼吸链中唯一的脂溶性醌类化合物,其分子中的苯醌结构能进行可逆的加氢反应。
递氢体CoQ+2HCoQH2,辅酶Q的功能,CoQ(醌型结构)很容易接受电子和质子,还原成CoQH2(还原型);CoQH2给出电子和质子还原成CoQ。
因此,在线粒体呼吸链中是电子和质子的传递体。
不能从底物接受氢,4、铁硫蛋白(铁硫中心)分子中常含2或4个Fe(称非血红素铁)和2或4个对酸不稳定的硫,其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。
在HADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的铁硫蛋白,它们可将电子由FMNH2(或FADH2)转移到泛醌上。
Fe2+Fe3+e递电子体,三类铁硫蛋白,(五)细胞色素类,细胞色素属于电子传递体,其传递电子的方式如下:
2CytFe3+2e2CytFe2+,细胞色素:
属于色蛋白类的结合蛋白质,辅基是铁卟啉的衍生物,因其有颜色又普遍存在于细胞内,故称为细胞色素。
细胞色素c的结构示意图,血红素铁,根据结构与吸收光谱的不同可将细胞色素分为a、b和c三类。
acCytaCytbCytca3c1电子传递顺序:
bc1caa3递电子体,是电子传递链中一个独立的水溶性蛋白质电子载体,位于线粒体内膜外表,属于膜周蛋白。
与Cytc1含有相同的辅基,但蛋白组成不同。
cyt.c通过Fe3+Fe2+的互变起电子传递中间体作用。
细胞色素c(Cyt.c),即复合物IV,是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物,由13个多肽亚基组成,核心是3个最大的疏水性亚基。
活性部分主要包括Cyta和a3,以及两个Cu离子。
细胞色素c氧化酶(Cytc氧化酶),cyta和a3组成一个复合体,除了含有铁卟啉外,还含有铜原子。
cytaa3可以直接以O2为电子受体。
在电子传递过程中,分子中的铜离子可以发生Cu+Cu2+的互变,将cytc所携带的电子传递给O2。
线粒体呼吸链的组成,NADH-CoQ还原酶(complexI)琥珀酸-CoQ还原酶(complex)细胞色素C还原酶(complex)细胞色素C氧化酶(complex)泛醌(CoQ)细胞色素C,各传递体与多种蛋白质组成复合体的形式分布在线粒体内膜,复合体I、II、III和IV的结构和性质,复合体I:
NADH-CoQ还原酶,NADH脱氢酶是主要成分NADHFMNFe-SCoQ4个质子泵入线粒体膜间隙,复合物II:
琥珀酸-CoQ氧化还原酶,琥珀酸脱氢酶是主要成分琥珀酸FADFe-S蛋白CytbCoQ无质子泵出,复合体III:
CoQ-细胞色素c还原酶,CoQCytbFe-S蛋白Cytc1Cytc4个质子泵出,(2个来自UQH2,2个来自基质),4H+,复合体IV:
细胞色素c氧化酶,CytcCuACytaCuB-a3O22个质子泵出,NADH呼吸链,FADH2呼吸链,线粒体中某些重要底物氧化时的呼吸链,(五)生物氧化中能量的生成,生物氧化不仅消耗氧,产生二氧化碳和水,更重要的是有能量的生成和释放。
生物氧化中释放的能量大约有40%以化学能的形式储存于ATP和其它高能化合物中,其中ATP是体内各种生命活动及代谢过程中主要供能的高能化合物。
1、高能化合物,将水解时能够释放21kJ/mol(5kCal/mol)以上自由能(G-21kJ/mol)的化合物称为高能化合物。
水解时释放的能量大于21KJ/mol的化学键,常表示为。
2、高能键,硫酯键化合物S甲硫键化合物CH3S+-C-C,O,2、高能化合物的种类,磷氧型-OP,磷氮型HN=C-NP(O),磷酸化合物,非磷酸化合物,烯醇磷酸化合物,酰基磷酸化合物,焦磷酸化合物(ATP),磷酸肌酸与磷酸精氨酸,3、生物体ATP的生成方式,底物水平磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化,底物水平磷酸化指ATP的形成直接与一个代谢中间物(PEP)上的磷酸基团转移相偶联的作用。
特点:
ATP的形成直接与中间代谢物进行的反应相偶联;在有O2或无O2条件下均可发生底物水平的磷酸化。
(1)底物水平磷酸化,特点:
是捕获能量的一种方式,在发酵作用(无氧呼吸)中是进行生物氧化取得能量的唯一方式。
和氧的存在与否无关,在ATP生成中没有氧分子参与,也不经过电传递链传递电子。
(2)氧化磷酸化,概念:
是指代谢物脱下的氢(H+e)经呼吸链传递给氧生成水的同时,伴有ADP磷酸化生成ATP的过程,因氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联发生,又称为偶联磷酸化。
底物,产物,FADFADH2NADNADH,H2O,能量,需氧生物获得ATP的一种主要方式,是生物体内能量转移的主要环节,需要氧的参与。
真核生物氧化磷酸化过程在线粒体内膜进行,原核生物在细胞质膜上进行。
特点:
氧化磷酸化的偶联部位与P/O比值偶联部位:
呼吸链上既发生氧化反应又发生磷酸化反应的部位P/O比值:
氧化磷酸化中,每消耗1摩尔氧时所消耗的无机磷的摩尔数。
或氧化磷酸化中,每消耗1摩尔氧时所消耗的ADP的摩尔数。
或氧化磷酸化中,每消耗1摩尔氧时所生成的ATP的摩尔数。
P/O比值实际上相当于一对电子通过呼吸链传递至O2所产生的ATP的分子数。
由P/O的比值可推测出ATP的生成数目,底物-羟丁酸,呼吸链的组成NAD+复合体CoQ复合体,P/O比值2.42.8,(3),Cytc复合体O2,琥珀酸,复合体CoQ复合体,1.7,
(2),Cytc复合体O2,抗坏血酸,Cytc复合体O2,0.88,1,可能生成的ATP数,1.5,线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值,2.5,ATP,NADH呼吸链生成ATP的部位:
1.NADH至辅酶Q2.细胞色素b至细胞色素c3.细胞色素aa3至O2,ATP,(3)氧化磷酸化偶联部位:
复合体、,ATP,FADH2呼吸链生成ATP的部位:
1.细胞色素b至细胞色素c2.细胞色素aa3至O2,电子流过复合体、,分别产生4个H+、,4个H+和2个H+梯度。
在电子传递过程中,除了电子流过复合体时不产生质子的梯度外,复合体、都能产生跨膜的质子梯度。
1对电子经过NADH呼吸链和FADH2呼吸链传给O2,可分别产生10个H+和6个H+。
4个H+产生1个ATP,两个呼吸链分别产生2.5个ATP和1.5个ATP。
化学偶联假说,构象偶联假说,化学渗透假说,(4)氧化磷酸化作用机制,氧化作用(电子传递)与磷酸化作用相偶联已经不存在任何疑问,但对二者究竟如何偶联,尚有许多未完全阐明的问题。
目前,共存在三种假说:
1961年英国生物化学家PeterMitchell首先提出,1978年获诺贝尔化学奖。
基本要点:
电子经呼吸链传递时释放出的自由能,可将质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜外侧,产生膜内外质子电化学梯度(H+浓度梯度和跨膜电位差),以此储存能量。
当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
化学渗透假说(chemiosmotichypothesis),+,-,H+,H2OO2,H+,e-,ADP+Pi,ATP,化学渗透假说简单示意图线粒体膜线粒体基质,NADH呼吸链中的三个复合物、起着质子泵的作用,将H+从线粒体基质跨过内膜进入膜间隙。
H+不断从内膜内侧泵至内膜外侧,而又不能自由返回内膜内侧,从而在内膜两侧建立起质子浓度梯度和电位梯度即电化学梯度,又称为质子动力。
当存在足够的跨膜电化学梯度时,强大的质子流通过嵌在线粒体内膜的F0F1-ATP合酶返回基质,质子电化学梯度蕴藏的自由能释放,推动ATP的合成。
线粒体(mitochondria),外膜(outermembrane),内膜(innermembrane),嵴(sterility),ATP生成的细胞结构基础,ATP合酶,内、外膜间隔,ATP的合成机制FOF1-ATP合酶,线粒体内膜的表面有一层规则地间隔排列着的球状颗粒,称为FOF1-ATP合酶,也叫ATP合酶复合体或ATP合酶。
它由FO、F1两部分组成,其中FO由4种6条不同的肽链组成,是复合体的柄(含质子通道),镶嵌到内膜中。
F1由5种9条肽链组成,呈球状,是复合体的头,与FO结合后这个头伸向膜内基质。
FO是膜外质子返回膜内的通道,F1是催化ATP合成的部位,当膜外的质子经FO质子通道到达F1时便推动ATP的合成。
当H+顺浓度递度经F0中a亚基和c亚基之间回流时,F1中的亚基发生旋转,3个亚基的构象发生改变。
ATP合酶的工作机制,ATP在没有质子动力的情况下,可催化ADP和Pi合成ATP,但合成的ATP不能离开催化部位,PaulBoyer提出,质子梯度的作用不是合成ATP,而是使ATP从酶分子上解脱下来。
旋转催化机制,ATP4-,ADP3-,H2PO4-,每分子ATP在线粒体中生成并转运到胞浆需4个H回流进入线粒体基质中,三、ATP的储存和利用,ATP是生物界普遍的供能物质,体内的分解代谢和合成代谢的偶联都以ATP为偶联剂。
ATP分子含有两个高能磷酸键,在体外标准条件下测定,每个高能磷酸键水解时释放约7.3kcalmol-1的能量。
在细胞内如脊椎动物肌肉和神经组织的磷酸肌酸和无脊椎动物的磷酸精氨酸是真正的能量储存物质,又称为磷酸原。
当机体消耗ATP过多致使ADP增多时,磷酸肌酸可将其高能键转给ADP生成ATP,以供生理活动之用。
催化这一反应的酶是肌酸磷酸激酶(CPK)。
磷酸肌酸激酶(creatinephosphate,CP),肌酸,磷酸肌酸,当机体代谢中需要ATP提供能量时,ATP可以多种形式实行能量的转移和释放:
葡萄糖ATP6磷酸葡萄糖ADP5磷酸核糖ATP5磷酸核糖1焦磷酸AMP氨基酸ATP氨酰-AMPPPi蛋氨酸ATPS腺苷蛋氨酸PPi+Pi,体内能量的转移、储存和利用,体内能量的直接供应者:
ATP特殊之处:
糖原合成的能量供应:
UTP磷脂合成的能量供应:
CTP蛋白质合成的能量供应:
GTP体内能量的储存者:
CP,关于生物体的能量代谢叙述正确的是()A、营养物质氧化过程中释放的能量全部变成ATPB、体内各种生理活动和蛋白质、糖原、磷脂等合成过程中必须由ATP直接供能C、氧化磷酸化是ATP生成的唯一方式D、含有高能键的化合物必然是有机磷酸化合物E、供给机体生命活动的能量来自营养分子中蕴藏的化学能,E,氧化过程主要发生在什么细胞器中?
A核糖体B线粒体C高尔基体D中心体各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是:
Aaa3bC11/2O2BbC1Caa31/2O2Ca1bcaa31/2O2Daa3bc1a31/2O2Ecc1baa31/2O2,合成磷脂时需消耗()A、ADPB、TTPC、CTPD、UTPE、GTP在离体的完整线粒体中,有可氧化底物存在时,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气的摄入量?
ATCA循环的酶BADPCFADH2DNADH,C,B,4、“高能磷酸键”中的“高能”是指该键()A键能高B活化能高C水解释放的自由能高DA、B、C都是,5、氧化磷酸化过程中电子传递的主要作用是()A.形成质子梯度B.将电子传给氧分子C.转运磷酸根D.排出二氧化碳,A,C,ATP生成的主要方式是()A、肌酸磷酸化B、氧化磷酸化C、糖的磷酸化D、底物水平磷酸化E、有机酸脱羧让一只鼠含有放射性的氧(18O2),该鼠体内最先出现标记氧原子的物质是:
A.丙酮酸B.乙酰辅酶AC.二氧化碳D.水,B,D,有关生物氧化的叙述哪项是错误的()A、在生物体内发生的氧化反应B、是一系列酶促反应C、氧化过程中能量逐步释放D、线粒体中的生物氧化可伴有ATP生成E、与体外氧化结果相同,但释放的能量不同电子传递链中的哪种组分是脂溶性的A辅酶QB黄素蛋白C.细胞色素DFADH2,E,A,以下哪一个关于化学渗透学说的描述是正确的()A.OH-聚集在线粒体内膜外,而H+聚集在膜内B.H+聚集在线粒体内膜外,而OH-聚集在膜内C.OH-及H+都聚集在线粒体内膜内D.OH-及H+都聚集在线粒体内膜外下列哪种底物脱下的一对氢经呼吸链传递氧化生成水,其P/O约为3()A、琥珀酸B、脂酰CoAC、-磷酸甘油D、丙酮酸E、以上均不是,B,D,生物体是和外界环境紧密联系的开放系统,第二部分细胞代谢,
(一)新陈代谢的概念,新陈代谢是生命最基本的特征之一,泛指生物体与周围环境进行物质交换、能量交换以及信息交换的过程。
生物体一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质,通过一系列的生化反应转变成自身组织成分,即所谓合成代谢;另一方面,生物体将原有的组成成分经过一系列的生化反应分解为简单成分,重新利用或排出体外,即所谓分解代谢,通过上述过程不断地进行自我更新。
特点:
特异,有序,高度适应性和灵敏调节、代谢途径逐步进行,
(二)新陈代谢的内涵,(三)细胞能量的流通货币ATP,1.ATP的结构,2.ATP为高能化合物,细胞中多数反应都与ATP相关联,(四)细胞通过氧化还原反应进行能的转移,细胞中常见的氧化-还原反应除包含电子的传递转移外,还包含氢的传递和转移,它与电子的转移是伴随发生的。
细胞中氢及其电子从一个化合物转移给另一个化合物时,所携带的能量也同时转移给电子和氢的受体,如NAD+、NADP+、FMN和FAD等。
三、细胞呼吸,细胞呼吸(cellrespiration):
细胞氧化葡萄糖、脂肪、蛋白质或其它有机物以获取能量并产生CO2的过程。
细胞呼吸是一个复杂的、有多种酶参与的多步骤过程。
有机化合物+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能,
(一)概念,细胞呼吸是生物体获得能量的主要代谢途径“燃料”主要是糖类物质C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量(ATP+热量)细胞呼吸主要在线粒体中进行,温和条件以及酶的参与调控细胞呼吸是异化作用,
(二)特点,细胞呼吸是由一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程每一步化学反应都需要特定的酶参与才能完成细胞呼吸的3个阶段:
糖酵解、三羧酸循环以及氧化磷酸化,(三)细胞呼吸的化学过程,概述,糖酵解,第一阶段:
磷酸已糖的生成(活化),三个阶段,第二阶段:
磷酸丙糖的生成(裂解),第三阶段:
3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸并释放能量(氧化、转能),10个酶催化的11步反应,葡萄糖,6-磷酸-葡萄糖,6-磷酸-果糖,1,6-二磷酸-果糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸-甘油醛,第一阶段,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,第二阶段,己糖激酶,醛缩酶,磷酸丙糖异构酶,磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,磷酸甘油酸变位酶,烯醇化酶,丙酮酸激酶,第三阶段,糖酵解途径,+ADP,葡萄糖(G),葡糖-6-磷酸(G-6-P),
(1)葡萄糖磷酸化生成葡萄糖6-磷酸,+ATP,葡萄糖激酶/己糖激酶,这是酵解过程中的第一个关键酶,Mg2+,使葡萄糖的稳定状态变为活跃状态,葡萄糖在细胞内磷酸化以后不能再离开细胞,葡萄糖磷酸化生成葡萄糖6-磷酸的意义:
1.葡萄糖磷酸化后容易参与反应,2.磷酸化后的葡萄糖带负电荷,不能透过细胞质膜,因此是细胞的一种保糖机制。
哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶,分别称为至型。
肝细胞中存在的是型,称为葡萄糖激酶(glucokinase)。
它的特点是:
特异性高(只作用于葡萄糖)对葡萄糖的亲和力很低(当葡萄糖浓度很高时才发挥其催化作用),(3)果糖6-磷酸再磷酸化生成果糖1,6-二磷酸,果糖-6-磷酸(F-6-P),果糖-1,6-二磷酸(F-1,6-BP),果糖磷酸激酶-1,糖酵解过程的第二个关键酶,也是酵解中的限速酶,Mg2+,两次磷酸化使G转化为反应活性更高的F-1,6-BP,有利于随后的分解反应,限速酶/关键酶,1.催化不可逆反应,特点,2.催化效率低,3.受激素或代谢物的调节,4.通常是在整条途径中催化初始反应的酶,5.活性的改变可影响整个反应体系的速度和方向,EMP途径的限速酶:
果糖磷酸激酶,果糖磷酸激酶-1,变构抑制剂:
ATP、柠檬酸、长链脂肪酸,AMP、ADP,磷酸二羟丙酮,3-磷酸-甘油醛,磷酸二羟丙酮,3-磷酸-甘油醛,(6)甘油醛-3-磷酸氧化为甘油酸-1,3-二磷酸,甘油醛-3-磷酸脱氢酶,甘油醛-3-磷酸,糖酵解中唯一的脱氢反应,甘油酸-1,3-二磷酸,P,NADH3PO4,NADH+H+,(7)甘油酸-1,3-二磷酸转变为甘油酸-3-磷酸,甘油酸-3-磷酸激酶,这是糖酵解中第一次底物水平磷酸化反应,ADP,ATP,甘油酸-1,3-二磷酸,P,(9)甘油酸-2-磷酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,甘油酸-2-磷酸,氟化物能与Mg2+络合而抑制该酶的活性,P,H2O,丙酮酸激酶PK,糖酵解过程的第三个关键酶,也是第二次底物水平磷酸化反应,Mg2+或Mn2+,P,(10)烯醇丙酮酸磷酸转变为烯醇式丙酮酸,(11)烯醇丙酮酸转变为丙酮酸,烯醇式丙酮酸,下列哪种不是高能化合物()A、GTPB、ATPC、CP(磷酸肌酸)D、3-磷酸甘油醛E、1,3-二磷酸甘油酸若葡萄糖的1,4位用14C标记,经酵解转变为2分子乳酸时,乳酸中被标记的碳原子是哪些()?
A、只有羧基碳被标记B、只有羟基碳被标记C、羧基碳和羟基碳都被标记D、一分子乳酸的羧基碳被标记,另一分子的甲基碳被标记,D,D,总反应式:
C6H12O62NAD2ADP2Pi2CH3COCOOH2NADH2H2ATP,参与化合物:
葡萄糖,ADP和磷酸,NAD+。
起始阶段还需要消耗2分子ATP来启动,但后期共产出4分子ATP,还形成高能化合物NADH。
最终产物是丙酮酸。
糖酵解将六碳的葡萄糖分解成2个三碳的丙酮酸,净产生2个ATP,生成2分子NADH;糖酵解不需要氧参与,糖酵解的调控,细胞对糖酵解速度的调控是为了满足细胞对能量及碳骨架的需求。
在代谢途径中,催化不可逆反应的酶所处的部位是控制代谢反应的有力部位。
糖酵解中有三步反应不可逆,分别由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化,因此这三种酶对酵解速度起调节作用。
除葡萄糖外,其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。
丙酮酸的去路,A.酵母、植物在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和CO2,H+,CO2,丙酮酸脱羧酶TPP,NADH+H+,NAD+,乙醇脱氢酶,丙酮酸,乙醛,乙醇,由葡萄糖转变为乙醇的过程称为酒精发酵:
葡萄糖+2Pi+2ADP+2H+2乙醇+2CO2+2ATP+2H2O,OHHCO-COHCOHCOCH3CH3CH3,动物细胞中不存在丙酮酸脱羧酶,反应中的NADH+H+来自于第6步反应中的3-磷酸甘油醛脱氢反应,葡萄糖,葡萄糖转变为乙醇,2乙醛,丙酮酸脱羧酶,2乙醇,2CO2,2甘油酸-2-磷酸,OOCO-+NADH+H+CO-+NAD+COHOCHCH3CH3,丙酮酸,L-乳酸,乳酸脱氢酶,葡萄糖+2Pi+2ADP2乳酸+2ATP+2H2O,B.动物在激烈运动时或由于呼吸、循环系统障碍而发生供氧不足时,以及生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌,丙酮酸转化为乳酸。
反应中的NADH+H+来自于第6步反应中的3-磷酸甘油醛脱氢反应,葡萄糖,2甘油酸-2-磷酸,果糖1,6-二磷酸,ADP,ATP,2甘油醛-1,3-二磷酸,2Pi,2NADH+2H+,2NAD+,2乳酸,葡萄糖转变为乳酸,C.在有氧条件下,丙酮酸进入线粒体生成乙酰CoA,参加TCA循环(柠檬酸循环),被彻底氧化成CO2和H2O。
D.转化为脂肪酸或酮体。
当细胞ATP水平较高时,柠檬酸循环的速率下降,乙酰CoA开始积累,可用于脂肪或酮体的合成。
丙酮酸的去路,(有氧),(无氧),葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,乳酸,乙醇+CO2,乙酰CoA,丙酮酸,乳酸,乙酰CoA,糖酵解途径,(有氧或无氧),糖酵解过程中ATP的生成,2,葡萄糖葡萄糖-6-磷酸,果糖-6-磷酸果糖-1,6-二磷酸,甘油酸-1,3-二磷酸甘油酸-3-磷酸,磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸,-1,1,-1,2,1,1mol葡萄糖2mol乳酸+?
molATP,2molATP,1.在无氧条件下迅速提供能量,供机体需要。
如:
剧烈运动、人到高原,2.是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。
3.是某些病理情况下机体获得能量的方式。
糖酵解的生理意
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