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大学生物化学课件糖代谢

糖代谢概述

糖的消化吸收与运输

糖的无氧氧化与有氧氧化

糖异生与糖原合成

血糖平衡与糖尿病

实验方法与技术在糖代谢研究中的应用

糖代谢概述

意义

糖是生物体主要的能源物质，通过糖代谢，生物体可以获得进行各种生命活动所需的能量。

定义

糖代谢是指生物体内葡萄糖、果糖等单糖分子在酶的作用下进行的一系列生物化学反应。

能量供应

通过糖酵解和三羧酸循环等过程，将糖分子转化为ATP，为细胞提供能量。

碳源供应

糖代谢产生的中间产物可以作为合成其他生物分子的碳源，如脂肪酸、氨基酸等。

维持血糖水平

通过糖异生和糖原合成等过程，维持血液中葡萄糖浓度的相对稳定。

03

02

01

糖尿病

由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗等原因，导致血糖升高，长期高血糖会损害身体各个器官。

肥胖症

摄入过多的糖会导致脂肪堆积，引发肥胖症，进而增加心血管疾病等风险。

代谢综合征

糖代谢异常常常伴随着脂代谢异常和高血压等症状，共同构成代谢综合征，增加心血管疾病和糖尿病的患病风险。

糖的消化吸收与运输

食物中的多糖在消化道内被分解为单糖，主要通过唾液、胃液和胰液中的消化酶进行水解。

单糖被小肠黏膜细胞吸收，通过主动转运或易化扩散进入血液循环。

糖的消化

糖的吸收

血液运输

单糖被吸收后，通过门静脉进入肝脏，再经肝静脉进入体循环，随血液运输到全身各组织器官。

淋巴运输

部分单糖和经消化后的双糖可通过淋巴系统运输，最终汇入血液循环。

特点

糖的运输具有快速、高效、可调节的特点，确保机体各组织器官的能量供应。

胰岛素和胰高血糖素的调节

01

胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，降低血糖浓度；胰高血糖素则促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖浓度。

02

肝脏的调节作用

肝脏通过糖原的合成与分解、糖异生等途径调节血糖浓度，维持血糖水平的相对稳定。

03

神经调节

中枢神经系统通过感受血糖浓度的变化，调节相关激素的分泌和靶器官对激素的敏感性，从而维持血糖浓度的稳定。

糖的无氧氧化与有氧氧化

在无氧条件下，葡萄糖通过一系列酶促反应被分解为丙酮酸，进而生成乳酸或乙醇等产物。

葡萄糖在磷酸戊糖途径中经过氧化、脱羧等反应生成磷酸戊糖及NADPH，该途径与糖酵解相互补充。

糖酵解途径

磷酸戊糖途径

糖的有氧氧化

在有氧条件下，葡萄糖经过糖酵解途径生成的丙酮酸进入线粒体，经过一系列氧化脱羧反应生成乙酰CoA，进而进入三羧酸循环彻底氧化分解为CO2和H2O。

能量产生

在三羧酸循环中，每分子葡萄糖彻底氧化分解可产生30或32分子ATP，为细胞提供大量能量。

肌肉细胞

在肌肉细胞中，葡萄糖主要经过糖酵解途径进行无氧氧化，生成乳酸并释放能量供肌肉收缩使用。

肝细胞

肝细胞中的葡萄糖可进行有氧氧化和无氧氧化。在无氧条件下，葡萄糖可转化为乳酸或乙醇；在有氧条件下，葡萄糖可彻底氧化分解为CO2和H2O，并产生大量ATP。

神经细胞

神经细胞主要依赖葡萄糖的有氧氧化提供能量。葡萄糖在神经细胞中经过糖酵解和三羧酸循环彻底氧化分解为CO2和H2O，并产生ATP供神经细胞使用。

糖异生与糖原合成

概念

糖异生是指生物体将非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。

维持血糖水平稳定

在长时间饥饿或低血糖状态下，糖异生能够维持血糖在正常水平，保证大脑等重要器官的能量供应。

补充肝糖原

糖异生是肝糖原合成的主要途径，有助于维持肝脏的正常生理功能。

调节酸碱平衡

糖异生过程中产生的某些中间产物可以参与酸碱平衡的调节。

葡萄糖在己糖激酶的作用下磷酸化为葡萄糖-6-磷酸。

葡萄糖的活化

在磷酸葡萄糖变位酶的作用下，葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖-1-磷酸。

葡萄糖-6-磷酸转变为葡萄糖-1-磷酸

糖原合酶的活性受到共价修饰的调节，如磷酸化和去磷酸化。

共价修饰调节

某些代谢物可以与糖原合酶结合，改变其构象从而影响其活性。

变构调节

胰岛素可以促进糖原的合成，而胰高血糖素和肾上腺素则可以抑制糖原的合成。

激素调节

两者都是葡萄糖代谢的重要途径。

相同点

两者都受到多种因素的调节，如激素和代谢物等。

方向不同

糖异生是将非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程，而糖原合成则是将葡萄糖合成糖原的过程。

发生部位不同

糖异生主要发生在肝脏和肾脏，而糖原合成则主要发生在肝脏和肌肉。

生理意义不同

糖异生主要维持血糖水平稳定和补充肝糖原等，而糖原合成则主要作为能量储存和调节血糖等。

血糖平衡与糖尿病

胰岛素的调节作用

01

胰岛素是降低血糖浓度的主要激素，通过促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，以及加速葡萄糖合成糖原储存于肝脏和肌肉中，从而维持血糖平衡。

胰高血糖素的调节作用

02

胰高血糖素是升高血糖浓度的激素，通过促进肝糖原分解和糖异生作用，使血糖水平升高。

神经调节

03

中枢神经系统通过交感神经和副交感神经对