中国农业大学考博生化教案(二)

发布时间:2010-12-02   来源:文档文库   
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课程名称:教材名称:授课对象:开课时间:开课地点:讲课学时:主讲教师:工作单位:编写时间:
生物化学 王镜岩主编《生物化学》 生物学专业本科生 级( 人) 20051-17周,第 西校区新教2123 50学时 李赞东
生物学院生物化学与分子生物学系 2003~2004


教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
10
第十一章 糖类代谢
第一节 糖的生理功能,糖原合成与分解 掌握糖的生理功能,糖原合成与分解 讲授,多媒体 ,板书 糖在体内的运转
糖原合成与分解的关键酶
教学过程 备注
糖类物质是生物界中分布极广,含量较多的一类有机物质,板书,几乎存在于所有的生命机体中,其中以存在于植物界为最多,约多媒体 占干重的80%。人和动物的脏器,组织中含糖量不超过其干重的20%微生物含糖量占菌体干重的10%~30%它们以糖或与蛋白质、脂类结合成糖的形式存在。
糖类物质的主要生物学作用是作为能源和碳源物质。部分糖类物质参与细胞结构的组成。
糖蛋白是一类由糖类同多肽或蛋白质以共价键连接而成的结合蛋白。这类分子发挥着酶催化作用、激素控制、免疫防护与调节、细胞识别、血液凝固、细胞黏附、细胞间反应以及润滑作用等。因此,糖蛋白的研究也是现代生物化学研究热门课程之一。 消化吸收和糖异生是动物体内糖的来源,合成糖原是糖在体内的贮存方式,氧化分解是糖供给机体能量的代谢途径,血糖是糖在体内的运转形式,此外糖可在体内转变成其他物质。


举例 板书,
导言 2
正题 35 一.糖的生理功能
举例,1. 构成组织细胞成分:如核糖DNARNA的成分;粘多糖是结出示表缔组织基质的主要成分。 图(多2. 氧化功能:1g葡萄糖在体内完全氧化能放出约4000cal的热能。媒体)大脑、胎儿及乳糖合成需要葡萄糖。 板书

二.糖的来源与去路
1. 来源:消化道吸收和非糖物质的转变(举例不同动物的消化类型)
2. 去路:合成糖原,氧化功能,补充血糖及转变成其他物质

三.多糖的代谢 1. 直(支)链淀粉 2. 纤维素 3. 葡聚糖 4. 几丁质 5. 乳糖

总结 5
本节我们重点讨论了糖的生理功能及几种多糖。同学们应该掌握糖的生理功能,及糖在体内的运转。

明确提出基本概念


1
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第二节 糖原的合成与分解 掌握糖原的合成与分解途径 讲授,多媒体 ,板书 糖原的合成与分解的关键步骤 糖原的合成与分解的关键酶
教学过程
上节课学习了糖在体内的运转。消化吸收和糖异生是动物体内糖的来源,合成糖原是糖在体内的贮存方式,氧化分解是糖供给机体能量的代谢途径,血糖是糖在体内的运转形式,此外糖可在体内转变成其他物质。

动物肌肉和肝脏中的糖原合成与植物淀粉合成的机制相似。但动物有自身特殊的酶类原合成酶;另外葡萄糖供体为UDPG。动物糖原分支要比植物多得多。
合成糖原储存于肝脏,只需消耗很少的能量,因此糖原是葡萄糖的有效储存形式。
备注
利用提问的方法复习
导言 2

板书
糖原合成 正题 40 .
葡萄糖首先转变成6-磷酸葡萄糖,再经几步反应转变成UDP-葡萄糖,在少量葡萄糖残基存在下,n个葡萄糖残基转变成n+1个葡萄糖残基。当1,4糖苷键延长6个残基以上时,分支酶催化一部分残基脱落,α-1,6糖苷键与原分子中的另一个残基相连,形成分支。然后再延长,再分支,形成具有很多分支的糖原。
. 糖原分解
糖原分解的关键酶是磷酸化酶。该酶与糖原分子非还原性末端结合,形成1-磷酸葡萄糖。然后转变成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖在酶的作用下生成葡萄糖。此酶只在肝,肾中存在。然后转移酶的作用使分支减少,分支点α-1,6糖苷键由去分支酶分解。转移酶和去分支酶是一个酶的不同部分。

. 由遗传决定的糖原贮藏病
举例: 1. 6-磷酸葡萄糖酶病例 2. 无脱支酶病例



举例

出示表 图和多媒体

板书
总结 3
本节我们重点讨论了糖原的生成与分解。同学们应该掌握糖的 合成与分解的关键酶和关键反应。

2
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第三节 糖酵解 掌握糖酵解的主要反应 讲授,多媒体 ,板书 糖酵解反应的关键步骤 底物磷酸化,脱氢反应
教学过程
上节课重点讨论了糖原的生成与分解。用多媒体复习全部反应。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
葡萄糖可被需氧和厌氧的两类有机体利用,起始阶段的代谢 途径是相同的:无氧条件下发酵,使葡萄糖降解为小分子化合物
供应机体能量,小分子化合物成了代谢废物,到生物由厌氧进化板书 到需氧有机体后才将小分子化合物彻底氧化成CO2H2O,获得更多的能量。需氧生物是厌氧生物之后出现的。
无氧的葡萄糖降解过程称为糖酵解,严格的说是1摩尔葡萄糖产生2摩尔乳酸,无氧酵解12部反应,分四大阶段。
16二磷酸果糖生成: 磷酸丙糖生成过程:
丙酮酸生成过程:有一步脱氢反应是唯一的。 乳酸的生成:NADH+H+ 转变为NAD+(提供3-P甘油醛脱氢反应用
无氧条件下NADH NAD+是靠丙酮酸还原为乳酸来实现.
. 葡萄糖的激活( 16二磷酸果糖生成)

. 磷酸丙糖的生成

. 丙酮酸合成(有一步脱氢反应是唯一的)

+ +. 乳酸的合成(NADH+H转变为NAD

. 无氧条件下丙酮酸还原成乳酸的唯一目的是将NADH转变成NAD+,使糖酵解反应继续

. 糖酵解过程中ATP的生成

七.糖酵解的生理意义

八,丙酮酸可以生成乳酸、乙酰CoA和乙醇

以上我们讲了糖酵解的12步反应,12步反应分为4个大部 分,每个部分的主要反应要及时复习。


举例

出示表图和多媒体

板书
正题 40 糖酵解分为四大步,12步反应
总结 3


3
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第四节 糖有氧氧化 掌握糖有氧氧化主要过程 讲授,多媒体 ,板书 三羧酸循环 丙酮酸脱氢酶系
教学过程 备注
上节课学习了糖酵解的12步反应。能量的计算等。用多媒体利用提复习全部反应。提问;糖酵解的12步反应中有几步第底物磷酸化问的方反应,几部脱氢反应? 法复习



板书 多媒体
导言 2
正题
糖有氧氧化中葡萄糖生成丙酮酸(胞质中)与糖酵解过程基本相似。丙酮酸合成乙酰CoA(线粒体中)3种酶,6种因子参与的流水作业。乙酰CoA生成CO2和水的三羧酸循环特别重要。
三羧酸循环中
1 少数不可逆,按上述单方向进行。 2 整个反应生成2分子CO24对氢原子经呼吸链产生4分子水,但循环中消耗2分子水(柠檬酸合成,苹果酸合成各消耗1分子水)净剩2分子水。柠檬酸循环净反应为 乙酰
+CoA+3 NAD+FAD+GDP+Pi+2 H2O 2 CO2+3 +NADH+FADH+GTP+2 H+CoA-SH 3 一个分子乙酰CoA在三羧酸循环中生成12分子ATP 4
该循环不仅是糖彻底氧化分解的途径,也是脂肪,氨基酸及其他物质彻底氧化的必经途径。此循环产生ATP很多,在提供机体能量方面起着重要的作用。 循环中各成员从理论上是不消耗的,但是它们参与其他反应,也是不断消耗和产生的。

40 . 葡萄糖生成丙酮酸(胞质中)
与糖酵解过程基本相似。有氧氧化中3-磷酸甘油醛脱下的氢进入生物氧化链生成ATP,因为有氧时丙酮酸不去生成乳酸

. 丙酮酸合成乙酰CoA(线粒体中)
3种酶,6种因子参与的流水作业。此过程种,一分子的丙酮酸生成一分子的乙酰CoA,脱下的氢进入生物氧化链生成ATP
. 乙酰CoA生成CO2、水和ATP 环式代谢途径。第一步反应由乙酰CoA和草酰乙酸生成柠檬酸开始,有四步脱氢反应,两步脱羧反应,生成12ATP
. 柠檬酸的补救途径

. 糖有氧氧化过程中ATP的生成

. 糖有氧氧化总结及生理意义



举例

出示表 图多媒体,板

4
类别 时间

教学过程 备注
适当举

出示图

板书

出示表图及动

板书 结合图表简单讲解
正题

总结 3
以上我们学习了糖有氧氧化的全部反应。三羧酸循环在以后的学习中非常重要。希望重点复习。



5
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第五节 磷酸戊糖途径 掌握磷酸戊糖途径主要反应 讲授,多媒体 ,板书 不可逆的氧化部分 该途径与糖酵解的关系
教学过程
上一节讲了糖有氧氧化途径及能量的计算。提问;有氧和无氧条件下3-磷酸甘油醛脱下的氢的去向及其意义?
备注
利用提问的方法复习
导言 2
该途径由实验中发现,用碘乙酸和氟化物抑制3-磷酸甘油醛
生成1,3-二磷酸甘油醛的反应,但葡萄糖仍能分解成CO2和水。板书 说明还有其他途径的存在。这条途径就是磷酸戊糖途径。

正题 40 . 不可逆的氧化部分(磷酸戊糖生成)

6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶的作用下,经一步脱羧,二 步脱氢反应生成5-磷酸核糖和2分子NADPH的过程。该酶是关 键酶,辅酶是NADP+而不是NAD+ 举例 . 可逆的非氧化部分(磷酸己糖再生) 转酮醇酶和转醛醇酶通过三个反应创造了磷酸戊糖途径和糖酵解 的可逆纽带。
出示图3 C52 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛
表,板
. 磷酸戊糖途径的生理意义

. 6-磷酸葡萄糖的去向取决于体内NADH5-磷酸核糖及ATP的需要量。

总结 3
以上我们学习了磷酸戊糖途径,该节要掌握该途径与糖酵解途径的关系。



6
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第六节 糖异生 掌握糖异生的主要过程 讲授,多媒体 ,板书 丙酮酸转变成糖的途径
葡萄糖与丙酮酸相互转换时的能量计算
教学过程
上一节的内容包括不可逆的氧化部分及可逆的非氧化部分。请问;体内需要5-磷酸核糖,NADPH, ATP的量不同时6-磷酸葡萄糖的去向?
备注
利用提问的方法复习
导言 2
糖异生在肝,肾中进行,原料为氨基酸、丙酮酸、甘油、乳酸等。主要讲丙酮酸转变成葡萄糖的过程。丙酮酸生成葡萄糖的过程并非糖酵解,但关系非常密切。有三步反应不可逆,其他过程相似。



板书
正题 40 . 丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸在丙酮酸羧化酶的作用下生成草酰乙酸(线粒体内)草酰乙酸转变成苹果酸,转移至细胞质中再转变成草酰乙酸。草酰乙酸再转变成磷酸烯醇式丙酮酸。此过程消耗2分子的ATP
. 磷酸烯醇式丙酮酸生成1,6-二磷酸果糖
此过程的几步反应基本上与糖酵解相似。但是,糖酵解的1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸时底物磷酸化生成ATP。而3-磷酸甘油酸转变成1,3-二磷酸甘油醛时消耗ATP

. 1,6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖
此反应由葡萄糖6-磷酸酯酶催化,而糖酵解时是6-磷酸果糖激酶催化。

. 6-磷酸果糖生成葡萄糖
此反应由6-磷酸葡萄糖酶催化。而糖酵解时是己糖激酶催化。

. 从丙酮酸生成葡萄糖消耗6个高能磷酸键

. 糖异生的生理意义



举例

出示表 和图,多媒体

板书

7
类别 时间 教学过程
1 非糖物质为机体提供糖
a. 牛羊等动物体内糖主要靠糖异生作用
b. 马驴兔等体内糖相当大的程度上靠糖异生作用
c.
所有家畜饥饿或糖摄入不足时,靠糖异生作用获得葡萄糖,首先用于维持血糖浓度恒定。

2 清除家畜重役后产生的大量乳酸
——防止酸中毒,同时还可使不能直接补充血糖的肌糖原能够转变成血糖。典型成年人脑日需120g糖而整个躯体160g糖。

备注
适当举

出示图

板书

出示表图及动

板书

结合图表简单讲解
正题

总结 3
以上我们学习了糖异生途径,该节主要是了解糖异生途径与糖酵解途径的异同点。



8
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第七节 血糖及其调控 掌握血糖及其调控机理 讲授,多媒体 ,板书 血糖的调控机理 激素的调节
教学过程
上一节学习了糖异生。请问;糖异生的生理意义?

备注
利用提问的方法复习
导言 2
血糖指的是存在于血液中的葡萄糖的含量。血糖浓度的恒定对生命活动是至关重要的。

板书
正题 40 . 血糖来源与去路
血糖的三个来源是消化道吸收,肝糖原分解及糖异生。而血糖的两个去路是组织细胞利用和肝糖原合成。

. 血糖浓度是恒定的
进食时血糖浓度上升,糖原合成加快,糖贮存;饥饿时,血糖浓度下降,糖原分解加快,补充血糖;体内缺糖时,肝中糖异生加快,补充血糖。

. 激素的调控
1.
胰岛素:促血糖进入组织细胞;促糖的氧化分解;促糖原合成;抑制糖原分解;抑制糖异生,从而使血糖下降。
2.
肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、生长激素等起抗胰岛素的作用,促血糖升高。 3. 交感神经兴奋可促血糖升高



举例

出示表 和图,多媒体

板书
总结 3
以上我们学习了血糖,该节主要是了解血糖恒定的调节机理和重要性。



9
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十一章 糖类代谢 第八节 糖代谢调控 掌握糖代谢调控 讲授,多媒体 ,板书 几种途径之间的联系及影响 细胞内能量水平的调控
教学过程 备注
上一节讲了有关血糖的基本知识。请问血糖的恒定的重要利用提性?
问的方法复习
导言 2
前几节中讲了糖代谢的各个途径。在生物体内,各个途径是相互联系,相互影响的。


板书
正题 40 . 糖代谢的三个交汇点
6-磷酸葡萄糖、3-磷酸甘油醛、丙酮酸

. 细胞内能量水平的调控
ATP抑制磷酸化酶(糖原分解关键酶)磷酸果糖激酶(糖酵解的关键酶)和有氧氧化的关键酶,如丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶
ADP激活上述酶的活性

. 各代谢途径之间的相互调节

. 总结



举例

出示表 和图,多媒体

板书
总结 3
以上我们学习了糖代谢几种途径之间的联系及影响,该节主要培养全方位思考糖的代谢,而不是某一代谢途径。




10
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢
第一节 脂类的生理功能及脂肪分解 掌握脂类的生理功能及脂肪分解途径 讲授,多媒体 ,板书 脂类的生理功能 甘油的代谢
教学过程
上一节我们学习了糖代谢几种途径之间的联系及影响, 该节的重点是全方位思考糖的代谢,而不是某一代谢途径。
备注
利用提问的方法复习

板书
导言 2
脂类分为脂肪和类脂。动物体内脂类包括贮脂和构成细胞成分,前者受营养水平影响而后者不受营养水平的影响。

正题 40 . 脂类的生理功能
总结 3

1g脂肪在体内彻底氧化时放出9.1千卡的能量,是葡萄糖的2
倍以上,加之1g脂肪的体积是1g葡萄糖的1/4左右。所以同 等大小体积的脂肪的能量是葡萄糖的89 举例 脂类是细胞膜的成分 合成胆汁酸、维生素D及类固醇类激素 保持固定内脏,维持体温等。 . 脂类的运转 出示表 1. 游离脂肪酸与血液中清蛋白结合运输 和图,2. 脂类一般以四种脂蛋白的形式在血液中运输 多媒体 3. 乳糜微粒(CM、极低密度脂蛋白(VLDL、低密度脂蛋白
LDL)及高密度脂蛋白(HDL,运输的脂类及运输方向不 . 脂肪的分解

脂肪在激素敏感的脂酶作用下水解成甘油和3个长链脂肪酸 板书 . 甘油的代谢
甘油在甘油激酶和磷酸甘油脱氢酶的作用下转变成磷酸二羧丙酮,它可沿糖的异生途径合成葡萄糖和糖原,也可以沿着糖酵解途径转变成乙酰CoA,然后进入TCA循环氧化成CO2和水,并释放出能量。计算一分子甘油彻底氧化时的ATP的生成。

以上我们学习了脂类的生理功能及脂肪分解,同学们要及时 复习,掌握主要内容。


11
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢 第二节 脂肪酸的分解 掌握脂肪酸的分解的代谢途径 讲授,多媒体 ,板书 脂肪酸的分解 脂肪酸的ß氧化
教学过程
提问;一分子甘油生成多少ATP? 甘油能异生成糖吗? 备注
利用提问的方法复习

板书
导言 2
1904Knoop用实验证明了脂肪酸在体内降解时是以每次断掉两个碳原子的方式进行的。Knoop将奇数和偶数碳原子脂肪酸的甲基末端用在体内不被降解的苯基标记后喂给狗,然后,检测尿中的最终产物。结果表明,用苯标记的含奇数碳原子的脂肪酸都生成尿酸排出,而将含偶数碳原子的脂肪酸喂狗时,则随尿排出苯乙尿酸。他的工作很出色,已为现代科学所完全证实,并得到了新的发展。

正题 40 . 脂肪酸的β-氧化
总结 3
1. 脂肪酸的活化(胞液中)
2. 肉碱携带脂酰基,由胞液转运至线粒体内
3. β-氧化:β-氧化经脱氢、水化、脱氢、硫解过程,每一轮都产生乙酰CoANADHFADH2和减少2个碳原子的脂酰CoA

. 16碳的棕榈酸彻底氧化时生成129个分子的ATP
. 奇数碳原子脂肪酸的氧化
动物体内虽然绝大多数都是含有偶数碳原子的脂肪酸,但含有奇数碳原子的脂肪酸的代谢也很重要。例如,反刍动物瘤胃中发酵产生的低级脂肪酸,主要是乙酸(70%),丙酸(20%)和丁10%)长链奇数碳原子的脂肪酸在开始分解时也和偶数碳原子脂肪酸一样,每经过一次β氧化过程去掉两个碳原子。当只剩下末端三个碳原子生成丙酰CoA时不再进行β氧化。
丙酸在硫激酶的作用下生成丙酰CoA,在经几步反应生成琥珀酰CoA琥珀酰CoA是三羧酸循环中的一个成员,它可通过草酰乙酸而变成烯醇式丙酮酸,并经糖异生作用合成葡萄糖或糖原。也可彻底氧化为CO2和水,提供能量。

以上我们学习了脂肪酸的β-化和奇数碳原子脂肪酸的氧化 该节主要是了解奇数碳原子脂肪酸的氧化及脂肪酸的β-氧化时能量的计算。



举例

出示表 和图,多媒体

板书


12
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢 第三节 脂肪酸的合成 掌握脂肪酸合成的主要过程 讲授,多媒体 ,板书 脂肪酸的合成与糖代谢的关系 糖代谢可为脂肪酸合成提供全部原料
教学过程 备注
上一节我们学习了脂肪酸的β-氧化和奇数碳原子脂肪酸的利用提氧化途径。请计算17C的脂肪酸和20C的脂肪酸彻底氧化时产生问的方ATP 法复习
导言 2
脂肪酸合成需要乙酰CoANADPHATP。乙酰CoA由线 粒体转运至胞液,乙酰 CoA和丙二酰单酰CoA 分别转变成乙酰
-ACP和丙二酰单酰-ACP。在脂肪酸合成酶的作用下每一轮反应板书 增加两个碳原子的方式进行合成至16碳脂肪酸进一步延长和双链的插入是由别的酶系完成的


板书 . 乙酰CoA经过羧化作用生成丙二酰单酰CoA . 乙酰CoA与酰基载体蛋白(ACP)作用生成乙酰-ACP, 丙二
酰单酰CoAACP生成丙二酰单酰-ACP 举例 . 乙酰-ACP与丙二酰单酰-ACP缩合,再经还原,脱水,还原,
水解四步反应生成丁酰-ACP


出示表
. 丁酰-ACP又与丙二酰单酰-ACP缩合,再经还原,脱水,还和图,原,水解四步反应生成己酰-ACP。以后重复此过程,每重复多媒体
一次,增加两个碳原子,经过7次重复,直至生成16C的棕
榈酰-ACP为止。



. 棕榈酰-ACP水解生成游离的棕榈酸和ACP 板书

. 脂肪酸合成的调控 1. 快速调控 2. 慢速调控

以上我们学习了脂肪酸的合成,该节主要是了解脂肪合成原料的来源,糖与脂肪酸的关系。
正题 40 . 乙酰CoA由线粒体转运至胞液中
总结 3



13
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢
第四节 三酰甘油的合成及其酮体 掌握三酰甘油的合成及其酮体 讲授,多媒体 ,板书 酮体
脂肪酸代谢与酮体的关系
教学过程
上一节我们学习了脂肪酸的合成。请问;高糖饲料育肥动物的原理?
备注
利用提问的方法复习
导言 2
哺乳动物的肝脏和脂肪组织是合成三酰甘油最活跃的组织。在胞液中合成的软脂酸以及摄入体内的脂肪酸,均可进一步合成三酰甘油。高等动物合成脂肪酸所需前体是α-磷酸甘油和脂酰CoAα-磷酸甘油来自 ①由磷酸二羟丙酮还原生成 ②甘油激酶催化下由甘油和ATP生成。



板书
正题 40 一.脂肪合成

1. 第一途径(甘油磷酸二酯途径) 举例
合成三酰甘油的主要途径其速度很快。脂肪酸先合成脂酰出示表 CoA,然后与α-磷酸甘油合成磷脂酸。磷脂酸与脂肪酸合成二酰和土,甘油。二酰甘油与脂肪酸合成三酰甘油。 多媒体
2. 第二途径(一酰甘油途径)

在肠粘膜上皮细胞内,经消化吸收的一酰甘油可作为合成三 酰甘油的前体,它可与脂酰CoA生成三酰甘油。 二.酮体 板书
正常情况下,脂肪酸在心脏、肾脏、骨骼肌等组织中彻底氧化生成CO2H2O,但在肝细胞中的氧化则不很完全,经常出现脂肪酸氧化的中间产物,即乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮,统称为酮体。
肝生成的酮体要运到肝外组织中去利用,所以在正常的血液中含有少量酮体。

三.酮体的生成
酮体主要在肝脏中生成,肾脏也能生成少量酮体,酮体生成的全套酶系位于线粒体的内膜或基质中,其中β--β-甲基戊二酸单酰CoAHMG-CoA合成酶是此途径的限速酶。 二分子乙酰CoA在硫解酶的催化作用下,缩合成乙酰乙酰CoA,它再与一分子乙CoAHMG-CoA合成酶的催化下合成β--β-甲基戊二酸单CoA,然后在裂解酶的作用下,裂解成乙酰乙酸。乙酰乙酸在肝脏线粒体β-羟基丁酸脱氢酶催化下又可生成β-羟基丁酸;酮则由乙酰乙酸脱羧而生成。



14
类别 时间 教学过程
四.酮体的利用
心肌、骨骼肌及大脑等肝外组织中有活性很强的利用酮体的酶,能够氧化酮体供能。β-羟基丁酸由β-羟基丁酸脱氢酶作用下生成乙酰乙酸。乙酰乙酸再在乙酰乙酸-琥珀酰CoA转移酶的作用下,生成乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA在硫解酶的作用下生成2分子乙酰CoA,然后进入TCA循环,彻底氧化成二氧化碳和水,并释放能量。肝中无乙酰乙酸-琥珀酰CoA转移酶,所以肝本身不能利用酮体,而肝外组织中脂肪酸氧化不产生酮体,但能氧化由肝脏生成的酮体。

五、酮体生成的生理意义:
酮体是比脂肪酸更为有效的代替葡萄糖的燃料。因为①饥饿时血浆中的脂肪酸浓度仅增高5倍,而酮体可增高20倍。②酮体溶于水,易于扩散入肌细胞,而脂肪酸则不溶水。③大脑不能利用脂肪酸,却能利用酮体。饥饿时可利用酮体代替其所需葡萄糖量的25%左右(极度饥饿时可达75%)
备注
适当举

出示图及动画

板书 结合图表简单讲解举

出示表 和图,多媒体

板书

正题

总结 3
以上我们学习了脂肪合成及酮体的合成,该节主要是了解酮体的合成及其生理意义。




15
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢 第五节 脂肪酸代谢的调控 掌握脂肪酸代谢的调控机理 讲授,多媒体 ,板书 脂肪组织中的调控
脂肪酸代谢与生理条件的关系
教学过程
上一节我们学习了脂肪合成及酮体的合成,酮体的合成及其生理意义非常重要。请问;为什么酮体是脂肪酸代替葡萄糖的更有效的燃料物质?

哺乳动物是以三酰甘油的形式把供能物质储存于脂肪组织中,需要时三酰甘油水解成甘油和脂肪酸,再穿过细胞膜释放入血浆。该过程受多种调控。
备注
利用提问的方法复习 板书

导言 2
正题 40 一.脂肪酸通过不同途径合成和降解脂肪酸合成途径的主要特
征:
1 合成在细胞质中(降解在线粒体间质)
2 脂肪酸合成的中间产物与酰基载体蛋白(ACP)的硫氢基形成共价键,而降解的中间产物与CoA形成键。
3 高等生物的合成酶组成多酶复合体叫脂肪合成酶。降解的酶与此相反,不是结合在一起的。 4 生长中的脂肪酸链的加长是逐步加入来自乙酰CoA的二碳单位。延长步骤中活化的二碳单位供体是丙二酰-ACP延长反应是由CO2的释放推动的。
5 脂肪酸合成的还原剂是NADPH
6 脂肪酸合成酶复合物所引起的延长终止于软脂酸(C16进一步延长和双链的插入是由别的酶系完成的

. 脂肪组织中的调控
哺乳动物是以三酰甘油的形式把供能物质储存于脂肪组织中,需要时三酰甘油水解成甘油和脂肪酸,再穿过细胞膜释放入血浆。由于脂肪组织中没有甘油激酶,它不能利用游离甘油与脂肪酸进行酯化,而只能利用糖酵解途径产生的磷酸二羟丙酮生成α-磷酸甘油。用同时发生的酯化作用和脂解作用来调控脂肪酸的储存和/或动员具有重要意义。即在没有任何激素的调控下,可自动控制血浆中葡萄糖和脂肪酸的含量。例如葡萄糖摄入不足或血糖降低时,则葡萄糖能进入脂肪细胞的速度便降低,α-磷酸甘油产生的速度变慢,酯化作用速度降低。由于脂解速度未变,脂肪酸进入血液的含量升高,为其它组织供能。反之,当摄入的葡萄糖较多而血糖升高时,进入脂肪细胞的葡萄糖较多,酵解产生的α-磷酸甘油较多,酯化作用加快,因而促脂肪的沉积,降低了血浆中脂肪酸的含量。

. 肌肉中糖与脂肪分解代谢的相互调控
在应激,饥饿或长时间运动等生理条件下,即当机体的能量消耗增强或糖摄入不足时,脂肪组织脂肪酸动员增强,当血浆中脂肪酸的浓度升高时,各组织首先是肌肉对它的利用都加快,当


举例

出示表

板书

16
类别 时间 教学过程
细胞脂肪酸的氧化加强时葡萄糖的分解便减慢,从而节约了糖。

四.肝脏的调控作用
在脂肪代谢中,脂肪组织是储存脂肪的地方,当需要时,脂肪以脂肪酸形式动员出来。然后在肝脏中决定其去向,即或者把它变成酮体以提高其氧化的速度,或者把它再酯化为三酰甘油并VLDL的形式释放入血液抑制其氧化。释放入血液的三酰甘油,或者再送回脂肪组织储存,或者为其它组织所利用。

五.糖与脂肪代谢紊乱
举例1. 反刍动物酮病 举例2. 脂肪肝
简述上述两种病的生化机制。

备注
适当举

出示表图及动

结合演示讲解
正题

总结 3
以上我们学习了脂肪代谢调控,该节主要是了解,脂肪酸合成和降解的异同点及不同组织中的调控方式。



17
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十二章 脂类代谢 第六节 类脂代谢 掌握类脂代谢的主要途径 讲授,多媒体 ,板书 磷脂和胆固醇 胆固醇的合成与分解
教学过程
上一节我们学习了脂肪酸合成和降解的异同点及不同组织中的调控方式。请问;脂肪组织的调控方式及其意义?

这里着重讨论磷脂和胆固醇。

备注
利用提问的方法复习

板书

导言 2
正题 40 一.磷脂的生物合成
机体内各组织都能合成或分解磷脂。但其更新频率却各不相同。肝脏最快,胰脏、肾上腺和肺次之,肌肉最慢。
合成原料是甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱或胆胺等。 1 胆碱途径

2 磷脂酰乙醇胺途径

二.磷脂的降解
以卵磷脂为例。卵磷脂在卵磷脂酶A的作用下,分解出1子脂肪酸而形成溶血卵磷脂。溶血卵磷脂具有溶血作用,它在卵磷脂酶AB的作用下又水解出1分子脂肪酸,生成甘油磷酸胆碱。后者在胆碱磷酸酶的作用下,水解生成α-磷酸甘油和胆碱。

三.胆固醇的生物合成
胆固醇存在于动物所有组织中,而以神经组织含量最多,动物内脏中含量也较高。动物血液中胆固醇以两种形式存在。游离型占1/3,酯化型占2/3。血液胆固醇主要来自外源性吸收的和内源性合成的。合成原料为乙酰CoA合成机制较复杂。2C的乙酰CoA合成5Cβ--β-甲基戊二酸单酰CoA再经若干反应生30C的鲨烯,再经两步反应生成27C的胆固醇。
血液中胆固醇的一部分到组织中构成细胞结构成分,另一部分转变为类固醇激素(肾上腺皮质激素、性激素)和维生素D3等。
总结 3
以上我们学习了类脂的代谢,该节主要是了解类脂与细胞膜, 胆固醇与类固醇激素的关系。


18
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢 第一节 蛋白质的营养作用 掌握蛋白质的生理功能, 讲授,多媒体 ,板书 氮平衡,蛋白质的最低需要量 蛋白质的最低需要量的计算
教学过程
上一节我们学习了类脂的代谢,主要是了解类脂与细胞膜,固醇与类固醇激素的关系。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
动物为了维持其正常生存和生长,都必须由饲料不断地摄入蛋白质。
蛋白质以氨基酸形式吸收进入体内后,最重要的功能是合成自身所特有的蛋白质和其它活性物质(如激素、嘌呤、嘧啶、血红素、胆汁酸等)。此外蛋白质在体内可以分解供能(每克约为4千卡)或转变为糖和脂肪等。



板书
正题 40 一.蛋白质的生理功能
1蛋白质以氨基酸形式吸收进入体内后,最重要的功能是合成自身所特有的蛋白质和其它活性物质。 2.此外蛋白质在体内可以分解供能。 3.转变为糖和脂肪等。

二.氮平衡
一定时间内由饲料摄入的氮量和排出的氮量相等。一般蛋白质含氮量均在16%左右。
1 氮的总平衡 即摄入的氮量与排出的氮量相等。 2 氮的正平衡 即摄入的氮量多于排出的氮量。 3 氮的负平衡 即摄入的氮量少于排出的氮量。

三.蛋白质的生理价值,最低需要量及必需氨基酸
1. 对成年动物来说在糖和脂肪充分供应的条件下,为了维持其氮的总平衡,至少必需摄入的蛋白质的量称为蛋白质的最低需要量。
2. 蛋白质的生理价值是指饲料蛋白质被动物体合成组织蛋白质的利用率。摄入生理价值较高的蛋白质时,其最低需要量便小,反之亦然。


19

举例

出示表

多媒体

类别 时间 教学过程
3. 必需氨基酸
已知动物在合成其体蛋白时,所有20种氨基酸都是不可缺少的。但是,有些氨基酸,只要体内有氮源,动物即可由其他原料(主要是糖)合成,这些氨基酸称为非必需氨基酸。而另一些则在动物体内不能合成,或合成速度较慢,不能满足动物体的需要,故必需由饲料中供应,这些氨基酸称为必需氨基酸。正在生长的动物,已证明10种氨基酸是必需的,即:赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸和精氨酸。

备注
适当举

出示图

板书

结合图表简单讲解
正题

总结 3
以上我们学习了蛋白质的生理功能,氮平衡,蛋白质的最低需要量及必须氨基酸。基本概念要掌握。



20
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢 第二节 氨基酸的分解代谢 掌握氨基酸的分解代谢途径 讲授,多媒体 ,板书 氨基酸的联合脱氨基 脱氨基的方式
教学过程
上一节我们学习了蛋白质的生理功能,氮平衡,蛋白质的最低需要量及必须氨基酸。请问;为什么蛋白质的生理价值越高蛋白质的最低需要量就越低?

动物体内氨基酸来源①由消化道吸收的占1/3(外源性氨基酸)②体内蛋白质经组织蛋白酶催化分解产生的和由其他物质合成的占2/3(内源性氨基酸)。内源性和外源性氨基酸共同组成氨基酸池,一起进行代谢。
大多数情况下,氨基酸的分解是首先脱去氨基生成氨和α-酮酸。生成的氨小部分用于 合成某些含氮物质(包括氨基酸)大部分转变为代谢废物或直接排出体外。生成的α-酮酸或是最终分解为CO2和水,并释放能量,或是转变为糖或脂肪。有些可以再氨基化为氨基酸。

备注
利用提问的方法复习
导言 2


板书
正题 40 . 氨基酸的脱氨基作用(三种方式)
1. 氧化脱氨基
氨基酸在酶的作用下,先脱去两个氢原子形成亚氨基酸,亚氨基酸再自动与水反应生成α-酮酸和氨的过程,称氨基酸的氧化脱氨基作用。催化氨基酸氧化脱氨基作用的酶有三种,其中L-氨酸脱氢酶活性最强,在动物体内分布很广,其辅酶是NAD+

2. 转氨基作用
在酶的催化下,一个氨基酸分子上的α-氨基,转移到一个α-酮酸分子上,使原来的氨基酸变成α-酮酸,而原来的α-酮酸变成相应的氨基酸,这个过程称转氨基作用。催化此种反应的酶称为转氨酶。大多数转氨酶以α-酮戊二酸为氨基的受体。最重要的转氨酶是谷草转氨酶,谷丙转氨酶。

3. 联合脱氨基
转氨基作用虽然在体内普遍进行,但仅仅是氨基的转移,而未彻底除去。氧化脱氨基虽然能把氨基酸的氨基真正移去,但又只有谷氨酸脱氢酶活跃。因此,体内大多数氨基酸的脱氨基是通过转氨作用和氧化脱氨基作用两种方式联合起来进行的,称为联合脱氨基。即各种氨基酸先与α-酮戊二酸进行转氨基作用,将其氨基转给α-酮戊二酸,本身变成相应的α-酮酸,α-酮戊二酸则接收氨基变成谷氨酸。然后在L-谷氨酸脱氢酶的催化下进行氧化脱氨基,生成氨和α-酮戊二酸。

. 氨基酸的脱羧基作用


21
类别 时间 教学过程
氨基酸脱羧基作用在氨基酸分解代谢里不是主要的途径,在动物体内只有很少量的氨基酸经过脱羧基作用产生CO2和胺。

例如:组氨酸→组胺
色氨酸→5-羟色胺 酪氨酸→儿茶酚胺类

正常时,胺类作为中枢神经或外周神经的递素,具有较强的生理作用。胺类发挥其生理作用之后,迅速氧化成相应的醛和氨,醛再进一步氧化成酸,而最后彻底分解。
备注
适当举

出示图

板书

出示表

出示图及动画

结合演示讲解
正题

总结 3
以上我们学习了氨基酸的脱氨基,脱羧的途径。该节主要是了解和掌握联合脱氨基途径和脱羧形成的胺类的特性。



22
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢 第三节 氨的代谢 掌握氨的代谢途径 讲授,多媒体 ,板书 尿素合成
不同种生物排氨的方式
教学过程 备注
上一节我们学习了氨基酸的脱氨基,脱羧的途径。重点是了利用提解和掌握联合脱氨基途径和脱羧形成的胺类的特性(举例多巴问的方胺) 法复习
导言 2
动物体内的氨是有用物质,氨可通过脱氨基作用的逆反应与 α-酮酸生成氨基酸,而且在生成重要的含氮化合物中也需要氨。 但是,氨在体内又是有剧毒的,多余的氨必须及时清除。 板书


正题 40 . 谷氨酰胺的生成
总结 3
在谷氨酰胺合成酶催化下,氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺。谷氨酰胺没有毒性,随血液运至其他组织进一步代谢。如:在肝中合成尿素,运至肾中氨释放出,而直接随尿排出,以及在各种组织中用于合成氨基酸和其他含氮物质。
肾小管上皮细胞中有谷氨酰胺酶,此酶水解谷氨酰胺,生成谷氨酸和氨。

. 尿素生成
哺乳动物体内氨的主要去路是合成尿素排出体外。此过程主要在肝中进行,是一个循环性反应,称为鸟氨酸循环。
在肝细胞的线粒体中,氨、CO2ATP在氨甲酰磷酸合成酶的催化下合成氨甲酰磷酸。然后在氨甲酰基转移酶催化下,氨甲酰磷酸将氨甲酰基转移给鸟氨酸,生成瓜氨酸。瓜氨酸转移至胞液中,经两步反应生成精氨酸,其中氨基化所需的氨基来自天冬氨酸。精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸。尿素无毒,随血液运至肾,随尿排出体外。而鸟氨酸则又进入线粒体再与氨甲酰磷酸合成 瓜氨酸,重复上述循环过程。
鸟氨酸循环每经过一次循环,即由两个氨基和1分子CO21分子尿素。每生成1分子尿素需消化4个高能磷酸键。

以上我们学习了氨的代谢,该节主要掌握尿素合成主要过程 和关键酶。


23
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢 第四节 α-酮酸的代谢 掌握α-酮酸的代谢途径 讲授,多媒体 ,板书 α-酮酸的几种代谢途径 α-酮酸的氧化途径
教学过程 备注
上一节我们学习了氨的代谢,重点是尿素合成主要过程和关键利用提酶,不同种生物的不同排氨方式。请问;尿素合成的原料是什么? 问的方法复习 20种氨基酸脱氨后余下的碳架,分别进一步转化形成7种主 要代谢中间产物:丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoAα-酮戊二
酸、琥珀酰CoA、延胡索酸和草酰乙酸。降解为乙酰CoA或乙酰板书 乙酰CoA的氨基酸称为生酮氨基酸。因为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA于某些情况下(如饥饿、糖尿病等)在动物体内可转变为酮体。其余的氨基酸降解形成的是柠檬酸循环的中间产物和丙酮酸,它们能转变成磷酸烯醇式丙酮酸,然后在转变成葡萄糖,所以被称为生糖氨基酸。
导言 2
正题 40 . α-酮酸的氨基化
由于转氨基作用和联合脱氨基作用都是可逆的,因而所有的α-酮酸都可通过脱氨基作用的逆反应,接收氨基,生成相应的氨基酸。

. 转变成糖和脂肪
当将氨基酸饲给人工糖尿病(切除胰腺或投给根皮苷)动物时,大多数氨基酸引起其尿中葡萄糖量增加,说明这些氨基酸在体内能转变成为葡萄糖,故这些氨基酸为生糖氨基酸(16种)有少数氨基酸使糖尿病动物尿中葡萄糖和酮体同时增加,即它们在体内可同时生成糖和酮体,这些氨基酸称为生糖兼生酮氨基酸4种)只有亮氨酸在动物体内仅能转变成酮体,而不能生成糖,故称为生酮氨基酸。

. 氧化分解
α-酮酸先转变成丙酮酸,乙酰CoA乙酰乙酰CoAα-酮戊二酸,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸等七种物质进入三羧酸循环,彻底氧化供能。



板书并结合图表讲解
总结 3
以上我们学习了α-酮酸的代谢,该节主要是了解和掌握α- 酮酸进入氧化途径的几个关口,以及转变成糖和脂肪的主要途径。


24
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢
第五节 非必需氨基酸的生物合成 掌握非必需氨基酸的生物合成途径 讲授,多媒体 ,板书 三种合成途径
非必需氨基酸与必须氨基酸的关系
教学过程
上一节我们学习了α-酮酸的代谢,了解和掌握了α-酮酸进入氧化途径的几个关口,以及转变成糖和脂肪的主要途径。

备注
利用提问的方法复习
导言 2
非必需氨基酸的生物合成有如下3个途径合成。


板书
正题 40 . α-酮酸氨基化生成。
α-酮戊二酸氨基化生成谷氨酸。

. 由某些非必需氨基酸转变而来。
鸟氨酸可以生成精氨酸。

.
由某些必需氨基酸(或必需氨基酸与非必需氨基酸共同)转变而来。 举例:
1
酪氨酸(非必需)由苯丙氨酸(必需)经过羟化作用转变而来。
2 半胱氨酸(非必需)由甲硫氨酸(必需)和丝氨酸(非必需)合成。



板书结合图表讲解

总结 3
以上我们学习了非必需氨基酸的生物合成,同学们要及时复习。




25
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢 第六节 某些个别氨基酸的代谢 掌握某些个别氨基酸的代谢途径 讲授,多媒体 ,板书 苯丙氨酸的代谢
苯丙氨酸与酪氨酸的代谢
教学过程
上一节我们学习了非必需氨基酸的生物合成,重点是非必需氨基酸与必需氨基酸的关系。
备注
利用提问的方法复习

板书
导言 2
氨基酸除了上述共同性的代谢途径外,每个氨基酸还有其特殊的代谢途径。下面仅介绍几种。

正题 40 . 甘氨酸和丝氨酸
甘氨酸和丝氨酸是许多重要化合物的合成原料。两者在体内可以相互转变。催化甘氨酸和丝氨酸相互转变的酶称为转羟甲基酶,此酶的辅酶为四氢叶酸(FH4

. 一碳单位的代谢
在代谢过程中,某些化合物可以分解成为含一个碳原子的基团,这些基团称为“一碳单位”或“一碳基团”。它们的转移和代谢过程,统称为一碳单位的代谢。但一碳单位代谢不包括CO2代谢。在一碳单位转移过程中,四氢叶酸起着辅酶的作用,四氢叶酸分子中,第5和第10位氮原子是携带一碳单位的位置。

. 苯丙氨酸和酪氨酸
在正常情况下,苯丙氨酸在苯丙氨酸羟化酶作用下生成酪氨酸,然后通过酪氨酸代谢途径进行代谢。当体内缺乏苯丙氨酸羟化酶时,它脱氨基产生苯丙酮酸。后者再还原形成苯乳酸。这是一种先天性代谢病。苯丙氨酸转变成酪氨酸的反应是不可逆的。
酪氨酸经羟化作用生成多巴,多巴再脱羧生成儿茶酚胺类。多巴还可以合成黑色素。黑色素是体内某些组织的色素,若体内 缺乏催化多巴生成黑色素的酪氨酸酶,则黑色素生成发生障碍,引起白化病。
酪氨酸还是体内合成甲状腺激素的原料。
酪氨酸转氨基生成对-羟苯丙酮酸,再继续氧化,脱羧,生成黑尿酸。黑尿酸氧化分解为延胡索酸和乙酰乙酸。延胡索酸可转变成葡萄糖,乙酰乙酸是酮体,因此,苯丙氨酸和酪氨酸是生糖兼生酮氨基酸。

. 色氨酸、含硫氨基酸及亮氨酸 1. 色氨酸
色氨酸经过羧化作用和脱羧作用后转变成5-羟色胺。色氨酸通过脱氨和脱羧作用生成吲哚乙酸,从尿中排出。色氨酸还可以生成尼克酸。


26


类别 时间 教学过程
2.含硫氨基酸(半胱氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸)
胱氨酸和半胱氨酸可被氧化成牛磺酸,牛磺酸是胆汁酸盐的组成成分。胱氨酸和半胱氨酸可以通过氧化还原反应互相转变。甲硫氨酸在动物体内是一种甲基供体。

3.亮氨酸
亮氨酸是必需氨基酸,它在体内经过一系列反应转变成为酮体。
备注
适当举

出示图

板书

出示表

出示图及动画

板书 结合图表简单讲解

正题

总结 3
以上我们学习了几种氨基酸的特殊代谢方式。该节主要掌握重要氨基酸的代谢。



27
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十三章 蛋白质的代谢
第七节 糖、脂肪和蛋白质代谢的联系 掌握糖、脂肪和蛋白质代谢的联系 讲授,多媒体 ,板书 三大营养物的相互影响 三大营养物的相互转换
教学过程
上一节我们学习了几种氨基酸的特殊代谢方式。该节主要掌握重要氨基酸的代谢,尤其是苯丙氨酸的代谢。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
在前面几章中分别论述了糖、脂类和蛋白质等有机物的代谢, 但是动物是一个整体,各种物质的代谢不但是在同一机体中同时 进行的,而且彼此之间是密切相关的。各种物质代谢之间的关系,板书 主要表现在他们之间的相互转变和相互影响上。

正题 40 一.蛋白质和糖的相互转变
1
在有氨基来源的情况下,糖可以转变为组成蛋白质的许多非必需氨基酸。
2 组成蛋白质的20中氨基酸中除亮氨酸以外,其余都可以转变为糖。因此饥饿时氨基酸是体内糖的主要来源。

二.糖和脂类之间的转变
1
糖分解代谢的中间产物磷酸二羟丙酮可以生成磷酸甘油。另一中间产物乙酰CoA生成长链脂酰CoA。此过程需要的NADPH可由磷酸戊糖途径提供。
2
脂肪中的甘油可以通过磷酸二羟丙酮转变成糖。但脂肪酸不能合成糖,其关键问题是丙酮酸生成乙酰CoA的反应不可逆。脂肪酸β-氧化,生成的乙酰CoA不能转变为丙酮酸以合成糖。

三.蛋白质和脂类之间的互变
1.组成蛋白质的所有氨基酸在体外可以转变成脂肪。
2.脂肪中的甘油可以转变成为丙酮酸和其他一些α-酮酸,因而它和糖一样可以转变成许多种非必需氨基酸。

四.相互影响
三大营养物代谢之间的相互影响是多方面的,而突出地表现在能量供应上。动物的饲料中(除水分外)糖是数量最多的营养物质,它占饲料的80%或更多。因此一般情况下动物各种生理活动所需能量主要是由糖供给。若糖的供应超过机体的需要,由于糖原储存的量一般不到体重的1%,而过量的糖则转变为脂肪。此种情况下脂肪合成代谢增强。反之当饲料中糖类供应不足或饥饿时,体内糖原很快消耗减少,一方面糖的异生作用加强,即动



28
类别 时间 教学过程
用体内蛋白转变为糖,以维持血糖浓度的恒定。另一方面则用体内储存的脂肪分解供能,以减少糖的分解。若长期饥饿,体内脂肪分解大大加快,甚至出现酮血症。
备注
适当举

板书

出示图表及动

板书 结合图表简单讲解

正题

总结 3
以上我们学习三大营养物的相互转换该节重点是脂肪分解的甘油和脂肪酸的转换。



29
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十四章 核酸代谢 第一节 核酸的化学组成 掌握核酸的化学组成 讲授,多媒体 ,板书 核酸的生物学功能 DNARNA的不同点
教学过程
上一节我们学习三大营养物的相互转换,该节重点是脂肪分解的甘油和脂肪酸的转换。要注意的是脂肪酸单独不能合成糖和氨基酸。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
核酸是重要的生物大分子,从高等的动、植物到简单的病毒都含有核酸。核酸是在18681869年间由F.Miescher发现的。


板书
正题 40 一.核酸的分布

核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大 类。一般都和蛋白质相结合,以核蛋白的形式存在。真核生物中
DNA主要存在于细胞核内,而细胞核内的DNA又几乎只分布于适当举染色体中,并与组蛋白结合,是染色体的主要成分,只有少量的 DNA存在于核外的线粒体中。RNA主要存在于细胞质中,微粒 体含量最多,线粒体含量少。在细胞核中也含有少量的RNA,集 中于核仁。而对于病毒来说,只含DNARNA中的一种,所以 有的是DNA病毒,有的是RNA病毒。

二.核酸的生物学功能

最为重要的是在生物遗传中的作用。 出示图 1. DNA分子能够自我复制,即一个DNA分子复制成两个和原
来完全相同的分子。通过DNA的复制,生命将全部遗传信息 传递给子代。 2. 转录,即以DNA的某些片断为模板合成与之相应的各种
RNA通过转录把信息转抄到某些RNA分子上。然后以RNA板书 为模板,指导合成相应的各种蛋白质,这个过程称为翻译。

以上我们学习了核酸的组成及核酸的生理功能,该节的重点是核酸的生理功能。

总结 3


30
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十四章 核酸代谢 第二节 核酸的酶促降解 掌握核酸的酶促降解的主要过程 讲授,多媒体 ,板书 核酸的酶促降解 核酸的酶促降解
教学过程
以上我们学习了核酸的组成及核酸的生理功能,该节的重点是核酸的生理功能。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
构成核酸的基本单位是核苷酸。核酸是由几十个至几千万个核苷酸聚合而成的长链,即分子量大小不等的多聚核苷酸。而核苷酸则是由碱基、戊糖和磷酸所组成。因此DNARNA完全水解后都可产生碱基、戊糖和磷酸三类化合物。



板书
正题 40
核酸的水解过程如下: 戊糖 核酸 低聚核苷酸 核苷酸 磷酸+核苷

碱基 DNA中的戊糖是D2-脱氧核糖; RNA中的戊糖是D-核糖。 DNA中的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶; RNA中的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。



总结 3
以上我们学习了核酸的酶促降解,该节主要是了解大分子核酸的降解过程以及两种核酸分子的不同组成。



31
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十四章 核酸代谢 第三节 核苷酸降解 掌握核苷酸降解的主要过程 讲授,多媒体 ,板书 嘌呤的降解 嘌呤降解的终产物
教学过程
上一节我们学习了核酸的酶促降解,该节主要是了解大分子核酸的降解过程以及两种核酸分子的不同组成。
备注
利用提问的方法复习
导言 2
在动物体内有多种水解核酸的酶称为核酸酶。它们分别将 RNADNA水解为单核苷酸。另外依据其作用于核酸的位置不
同可分为内切核酸酶(从分子内部切断)和外切核酸酶(由核酸板书 的末端一个一个的切下单核苷酸)经核酸酶水解产生的单核苷酸受核苷酸酶的水解生成核苷和磷酸。核苷在核苷酶的作用下进一步分解。核苷酶种类很多。

正题 40 一、嘌呤的分解
嘌呤在不同种类的动物中分解的最终产物不同。在人和灵长类、鸟类、爬虫类及大部分昆虫中,嘌呤分解产物中尿酸。灵长类以外的哺乳动物都分泌尿囊素(尿酸氧化形成)某些硬骨鱼类排出尿囊酸(尿囊素经水合作用形成)两栖类和大多数鱼类进一步分解为尿素和乙醛酸。某些海生无脊椎动物中尿素再分解成NH3CO2。进化过程中人和灵长类失去了继续分解尿酸的酶。

二、嘧啶的分解
胞嘧啶经水解脱氨转化为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶首先被还原为相应的二氢衍生物,然后开始生成β-氨基酸,NH3CO2β-氨基酸可进一步进行代谢,也有小部分直接随尿排出体外。



总结 3
以上我们学习了嘌呤和嘧啶的分解。重点是嘌呤在不同种类的动物中分解的最终产物不同。



32
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习 5
第十四章 核酸代谢 第四节 核苷酸的生物合成 掌握核苷酸的生物合成的主要途径 讲授,多媒体 ,板书 从头合成途径
核苷酸生物合成的反馈调节
教学过程
上一节我们学习了嘌呤和嘧啶的分解。重点是嘌呤在不同种类的动物中分解的最终产物不同。请问,鸟类为什么排尿酸而不是尿素?
备注
利用提问的方法复习
导言 2
在动物体内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸有从头合成和补救途径两种合成途径,但以前者为主,后者意义不大。


板书,多媒体

适当举

出示图

板书

正题 40 一、嘌呤核苷酸的生物合成
1.从头合成途径:
示踪原子法证明,嘌呤核苷酸中的嘌呤环是由多种小分子化合物逐步组装而成的。
a. 嘌呤核苷酸不是先合成嘌呤碱再与戊糖,磷酸结合,而是5-磷酸核糖合成5-磷酸核糖焦磷酸PRPP开始,先逐步合成为次黄嘌呤(IMP,然后再由IMP合成腺嘌呤核苷酸(AMP和鸟嘌呤核苷酸(GMP。催化这些反应的酶均存在于胞液中。
b. AMPGMP是嘌呤核苷酸生物合成的反馈抑制剂。 c. AMPGMP可分别转变为相应的二磷酸核苷和三磷酸核苷。
2.补救途径
腺嘌呤核糖磷酸转移酶和次黄嘌呤—鸟嘌呤核糖转移酶催化下腺嘌呤和鸟嘌呤(次黄嘌嘌呤)分别生成AMPGMPIMP

二、嘧啶核苷酸的生物合成
1.从头合成途径:
同位素标记实验证明,嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天门冬氨酸合成。嘧啶核苷酸的合成与嘌呤核苷酸合成不同,它是先装配好嘧啶环,而后再与磷酸核糖基团结合,形成乳清酸核苷酸。再 转化为其他嘧啶核苷酸。
a. 在动物体内合成嘧啶时,氨甲酰磷酸合成是在胞液中(尿素合成中是在线粒体内)进行的而且谷氨酰胺是氨基供体,反应消耗2分子ATP,由氨甲酰合成酶催化。氨甲酰磷酸与天门冬氨酸反应生成氨甲酰天门冬氨酸,然后脱水闭环形成二氢乳酸,随后脱氢转变为乳清酸,再从PRPP中得到磷酸核糖基团生成乳清酸核苷酸,它经脱羧形成UMP
b. UMP可以生成UDPUTP
c. UTP经氨基化生成三磷酸胞苷(CTP d. CTP可以生成CDPCMP

2.补救途径

33
类别 时间 教学过程
a. 在尿苷磷酸化酶催化下尿嘧啶和1-磷酸核糖。生成尿苷,然后尿苷在尿苷激酶的作用下生成UMP(较为重要)
b. UMP磷酸核糖转移酶催化下,尿嘧啶和5-磷酸核糖焦磷酸生成UMP

三、脱氧核糖核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸主要是由二磷酸核苷还原所生成。哺乳动物中已分离出核糖核苷酸还原酶,它包括二磷酸核苷还原酶,硫氧还蛋白(具有氧化型和还原型)和硫氧还蛋白还原酶。
a. 在二磷酸核苷还原酶催化下,将二磷酸核苷还原为二磷酸脱氧核苷,而硫氧还蛋白提供两个氢原子后由还原型转变为氧化型。氧化型硫氧还蛋白在硫氧还蛋白还原酶的催化下转变为还原型硫氧还蛋白。此反应的氢是由NADPH提供的。
b. 二磷酸核苷还原酶特异性不高可催化 四种二磷酸核苷NDP转变为四种脱氧二磷酸核苷dNDP c. dNDP可以生成dNTPdNMP d. 胸苷酸合成
尿嘧啶脱氧核苷酸(dUMP)甲基化生成dTMPdTMP可以生成dTDPdTTP
备注
适当举

出示图

板书

出示图及动画

板书并结合图讲解

正题



总结 3
以上我们学习了两种核苷酸的合成途径,该节主要是了解, PRPP. IMP ,乳清酸及脱氧核糖核苷酸的合成。



34
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合
第一节 代谢的战略:扼要重述 掌握代谢的战略 讲授,多媒体
ATP、还原能力及生物合成用的构造单元。 还原能力
教学过程 备注
10 上一节我们学习了两种核苷酸合成途径。该节主要掌握PRPP板书 IMP,乳清酸以及脱氧核苷酸的合成。 多媒体
导言 2
代谢的基本战略是形成ATP、还原能力及生物合成用的构造单元。 板书

正题 33
1ATP是普遍通用的能量货币 ATP的磷酰基转移势高,使它可以在肌肉收缩、主动运输、信号放大和生物合成中充当能源。一个ATP分子水解可以使偶联反应里产物与反应物的平衡比值改变约108倍。因此,一个在热力学上不利的反应顺序如果与足够数量的ATP分子的水解作用相偶联,就可以变成高度有利。例如,在甲羟戊酸转变为异戊烯焦磷酸时,就有三个ATP分子被消耗。异戊烯焦磷酸是胆固醇合成中活化的五碳单位。
2ATP是由燃料分子如葡萄糖、脂肪酸和氨基酸经氧化作用而产生的 在多数这些氧化作用中,共同的中间产物是乙酰CoA柠檬酸循环将乙酰单位完全地氧化成CO2,同时形成NADHFADH2然后这些电子载体再将它们的高电势电子转移给呼吸链。随后电子流向O2,推动质子穿过线粒体内膜。这个质子梯度再用于合成ATP。糖酵解是另一个产生ATP的过程,但是它比氧化磷酸化所形成ATP的数量少得多。葡萄糖氧化成丙酮酸只产生两个ATP分子,而当葡萄糖完全氧化至CO2时,有三十六个ATP分子形成。但是,糖酵解可以在厌氧条件下迅速进行一短段时间;与此相反,氧化磷酸化需要连续不断地供给O2

3.在还原性生物合成中,NADPH是主要的电子供体 在多数的生物合成中,产物都比前体更还原,因此除需要ATP以外,还需要有还原能力存在。驱动这些反应所需要的高电势电子通常NADPH提供。例如,在脂肪酸生物合成中,加入的二碳单位的酮基被还原成亚甲基,这是由两分子NADPH输入四个电子实现的。在羟基化反应中,O2被双功能加氧酶活化,这也可以说明NADPH作为还原剂的普遍作用。戊糖磷酸途径提供大部分必要NADPH。在脂肪酸合成中,当乙酰CoA从线粒体转移到胞液时,苹果酸酶也可以大量形成NADPH这个电子载体。

4生物分子是从比较小的一套构造单元构成的 形形色色的生命分子是从数量少得多的前体合成的。产生ATPNADPH代谢途径也为更复杂分子的生物合成提供构造单元。例如,糖酵解形成的二羟丙酮磷酸产生磷脂酰胆碱和其它磷酸甘油酯的甘油
出示表(多媒体)

35
类别 正题
时间

教学过程
骨架。磷酸烯醇式丙酮酸是糖酵解的另一个中间产物,它提供芳香氨基酸的部分碳骨架。乙酰CoA是多数燃料降解的共同中间产物,它在多种生物合成中提供一个二碳单位。在柠檬酸循环中形成的琥珀CoA是卟啉的前体之一。戊糖磷酸途径除形成NADPH外,还形成核糖5-磷酸,它是核苷酸的糖单位的来源。许多生物合成也需要一碳单位。四氢叶酸是这些单位在若干氧化水平上的来源。这些衍生物及S-腺苷甲硫氨酸的形成都与氨基酸代谢紧密结合,S-腺苷甲硫氨酸是主要的甲基供体。因此,中心的代谢途径既有合成代谢的作用,也有分解代谢的作用。
5生物合成的途径和降解的途径几乎总是不同的 例如,肪酸合成的途径与其降解途径不同。同样地,糖原合成和降解也是通过各不相同的两套反应。这样的区别使生物合成途径和降解途径在热力学上随时都是有利的。一条生物合成的途径与足够数量的ATP分子的水解相偶联,就会变成放能反应。例如,在萄糖异生作用中,把丙酮酸转变为葡萄糖时,容易消耗~P而消耗~P的数量比在糖酵解中,将葡萄糖转变为丙酮酸时所获得的多四个。这四个额外的~P将保证葡糖异生和糖酵解一样,在一切细胞条件下,都是高度放能的反应。最本质的要点是,代谢途径的速度受关键酶的活力所控制,而不是由质量作用控制。生物合成途径与降解途径区分,对有效的代谢控制贡献很大。

备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图并简单讲解
总结 5
本节综合了前几章的内容,从整体水平去理解ATP、还原能力及生物合成用的构造单元。同学们应该用战略的眼光重新统合理解上述问题。 明确提出基本概念


36
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合
第二节 代谢调节中重复出现的基本图案 掌握代谢调节中重复出现的基本图案 讲授,多媒体
代谢调节中重复出现的基本图案 区域化,变构效应
教学过程 备注
10 上一节的内容是综合了前几章的内容,从整体水平去理解板书,ATP、还原能力及生物合成用的构造单元。同学们应该用战略的多媒体 眼光重新统合理解上述问题。

导言 2
细胞内各种反应的复杂网络是精确调节和协调的。代谢通过以下几种方式来控制。 板书

正题 33
1变构相互作用 在多数代谢途径中,分子的流动主要决定于某些酶的数量和活力,而不是主要决定于有可供利用的底物。基本上不可逆反应是可能的控制部位。途径中的第一个不可逆反应(即关键步骤)通常是重要的控制要素。催化关键步骤的酶是变构调节的,糖酵解中的磷酸果糖激酶和脂肪酸合成中的乙酰CoA羧化酶就是例证。途径中随后的不可逆反应也是可以控制的。变构相互作用使这些酶能够察觉形形色色信号,并且整合这种信息。
2共价修饰 有些调节酶除受变构相互作用的控制外,还为共价修饰所控制。例如,磷酸化作用使糖原磷酸化酶的催化活力加强,而使糖原合成酶的催化活力降低。这些共价修饰是由专一的酶所催化的。另一个例子是谷酰胺合成酶,它通过共价地插入一个AMP单位而变得活力降低。这个修饰基团的加入或除去也是由专一性酶所催化的。为什么在非共价的变构控制之外,还要使用共价修饰的方式呢?代谢作用中关键酶的共价修饰是放大级联的最终阶段。因此,代谢途径可以由非常小的触发信号所启动或关闭,例如肾上腺素在刺激糖原分解方面的作用可以表明这一点。
3酶的水平 酶的数量及其活力也是受控制的。有些调节酶的合成速度和降解速度受激素因子的控制。
4区域化 区域的存在显著地影响真核细胞的代谢情况。糖酵解、戊糖磷酸途径和脂肪酸合成在胞液中进行;而脂肪酸氧化,柠檬酸循环和氧化磷酸化在线粒体内实现。有些过程如葡糖异生和尿素合成则依赖于在两个区域中都发生的反应的相互作用。有些分子的命运决定于它们是在胞液内,还是在线粒体内,因此它们流过线粒体内膜常是受调节的。例如,运入线粒体的脂肪酸迅速降解;与此相反,胞液内的脂肪酸则被酯化或运出。请回忆,长链脂肪酸是以肉碱酯的形式运入线粒体间质的,肉碱是一个载体,它使这些分子能够穿过线粒体内膜。
5器官的代谢特性 具不同代谢功能的器官的存在,使高等
出示表(多媒体)


37
类别 正题
时间

教学过程
真核生物中的调节作用受到深刻的影响和加强。

备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图并简单讲解
总结 5
本节我们重点讨论了细胞内各种反应的复杂网络的精确调节和协调。代谢通过多种方式来控制。 明确提出基本概念


38
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
10
第十五章 代谢的整合
第三节 主要的代谢途径和控制部位 了解主要的代谢途径和控制部位 讲授,多媒体
主要的代谢途径和控制部位 控制部位
教学过程
上一节我们重点讨论了细胞内各种反应的复杂网络的精确调节和协调。代谢通过多种方式来控制。

备注
板书,多媒体
导言 2
糖酵解的速度依赖于对ATP的需要,以柠檬酸的水平为其信 号。柠檬酸循环这是燃料分子—糖类,氨基酸和脂肪酸的最终共 同的氧化途径,它在线粒体内进行。戊糖磷酸途径在胞液中发生,板书 为还原性生物合成产生NADPH,和为核苷酸合成形成核糖5-酸。葡糖异生作用 肝和肾可以从非糖类的前体如乳酸、甘油和氨基酸合成葡萄糖。还有糖原合成和分解,脂肪的合成和分解都有。 严格的控制部位

1糖酵解 胞液内的这一系列的反应把葡萄糖转变为两个丙酮酸分子,同时产生两个ATP和两个NADH为了使糖酵解能继+续进行,在甘油醛-3-磷酸脱氢酶所催化的反应内消耗的NAD须再生。在厌氧条件下,正如在高度活动的骨骼肌中的情况一样,这个反应是通过丙酮酸还原为乳酸来完成的。或者通过另一种方式,如在有氧条件下,电子运输链把电子从NADH转移到O2从而使NAD+获得再生。糖酵解服务于两个主要目的:它把葡萄糖降解,以产生ATP;并且为生物合成提供碳骨架。调节葡萄糖转变为丙酮酸的速度,就可以满足这种双重的需要。磷酸果糖激酶催化糖酵解的关键步骤,它是最重要的控制部位。高水平的ATP抑制磷酸果糖激酶。这个抑制效应可为柠檬酸所加强,而被AMP逆转。因此,糖酵解的速度依赖于对ATP的需要,以ATP/AMP比值为其信号,也依赖于对构造单元的需要,以柠檬酸的水平为其信号。
2柠檬酸循环 这是燃料分子——糖类,氨基酸和脂肪酸——的最终共同的氧化途径,它在线粒体内进行。多数燃料以乙酰CoA的形式进入循环。一个乙酰单位的完全氧化产生一个GTP三个NADH和一个FADH2。然后四对电子通过电子运输链转移O2,其结果是形成一个质子梯度,以驱动十一个ATP分子的 合成。只当ADP同时被磷酸化成ATP时,NADHFADH2才被氧化。这种紧密的偶联称为呼吸控制,它可保证柠檬酸循环的速度与对ATP的需要相匹配。充裕的ATP也使循环中三个酶的活力降低——柠檬酸合成酶,异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶。3戊糖磷酸途径 这一系列的反应在胞液中发生,它们有两个目的:为还原性生物合成产生NADPH,和为核苷酸合成形成核糖5-磷酸。葡糖6-磷酸转变为核糖5-磷酸时产生两个NADPH。在这个途径中,葡糖6-磷酸脱氢是关键步骤。这个反应由NADP+ 出示表(多媒体)
正题 33


39
类别 正题
时间

教学过程
的水平控制,NADP+是电子受体。NADPH中额外的磷酰基是一个标签,使它区别于NADH
4葡糖异生作用 肝和肾可以从非糖类的前体如乳酸、甘油和氨基酸合成葡萄糖。进入这个途径的主要起点是丙酮酸;在线粒体内,丙酮酸羧化成草酰乙酸。然后草酰乙酸在胞液里脱羧和磷酸化,形成磷酸烯醇式丙酮酸。葡糖异生的其它突出反应是两步水解,它们绕过糖酵解的不可逆反应。葡糖异生和糖酵解的调节常常是互相对立的,从而当一个途径静止时,另一个途径则高度活跃。
5糖原的合成和降解 糖原是一种很容易动员起来的贮存燃料,它是有分枝的葡萄糖残基的多聚物。UDP-葡萄糖是糖原合成中的活化中间产物。它是从葡糖1-磷酸和UTP形成的,糖原合成酶催化葡萄糖从UDP-葡萄糖转移到一条正在延长的糖原链上末端羟残基。糖原降解是通过一条与此不同的途径。磷酸化酶催化正磷酸切断糖原,产生葡糖1-磷酸。糖原合成和降解由激素触发的放大级联反应所协调控制,以使在磷酸化酶活跃时,合成酶不活跃,并且反之亦然。
6脂肪酸的合成和降解 脂肪酸在胞液内合成,是通过二碳单位加入到在酰基载体蛋白上的正在延长的链内。丙二酸单酸CoA是活化的中间产物,它是由乙酰CoA羧化形成的。柠檬酸把乙酰基从线粒体带到胞液。为了把加入的乙酰单位还原。需要NADPH,柠檬酸这个运转工具可以提供部分需要的NADPH,其余部分来自戊糖磷酸途径。柠檬酸刺激乙酰CoA羧化酶,这个酶催化关键步骤。脂肪酸降解在另一个不同的区域,通过另一条不同的途径进行。它们在线粒体间质内通化β-氧化作用降解为乙酰CoA。在β-氧化途径内形成的FADH2NADH通过电子运输链把它们的电子转移给O2脂肪酸降解的速度也是与对ATP的需要相偶联的。
备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图并简单讲解
总结 5
本节我们重点讨论了主要代谢途径的作用,及其控制的主要部位。同学们应该掌握上述关键部位,加深对前几章的理解。 明确提出基本概念


40
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合
第四节 关键性的交叉点:葡糖6-磷酸、丙酮酸和乙酰CoA 掌握关键性的交叉点:葡糖6-磷酸、丙酮酸和乙酰CoA 讲授,多媒体 关键性的交叉点: 葡糖6-磷酸
教学过程 备注
10 上一节我们重点讨论了主要代谢途径的作用,及其控制的主要板书,部位。同学们应该掌握上述关键部位,加深对前几章的理解。 多媒体
导言 2
葡萄糖6-磷酸 进入细胞的葡萄糖很快地磷酸化成葡糖6- 酸,后者可以糖原的形式贮存,通过丙酮酸而降解,或转变为核 5-磷酸。丙酮酸主要是从葡糖6-磷酸,乳酸和丙氨酸演变来的。板书 乙酰CoA的命运相当局限,这与代谢中的许多分子不同。
正题 33
1.葡萄糖6-磷酸 进入细胞的葡萄糖很快地磷酸化成葡糖6-磷酸,后者可以糖原的形式贮存,通过丙酮酸而降解,或转变为核糖5-磷酸。当葡糖6-磷酸和ATP充裕时,就形成糖原。与此相反,当生物合成需要ATP或碳骨架时,葡糖6-磷酸就流入糖酵解途径。因此,葡糖6-磷酸转变为丙酮酸可以是合成代谢性的,也可以是分解代谢性的。葡糖6-磷酸的第三条主要命运是流经戊糖磷酸途径,这为还原性的生物合成提供NADPH,也为核苷酸合成提供核糖5-磷酸。葡糖6-磷酸可以通过动员糖原而形成,或者也可以通过葡糖异生的途径,从丙酮酸及其它非糖类前体而合成。肝和肾是与众不同的器官,它们具有葡糖6-磷酸酯酶,该酶可以使葡萄糖被释放入血液。血液里葡萄糖水平低同时刺激肝和肾内的糖原分解作用和葡糖异生作用。

2.丙酮酸 这个三碳的α-酮酸是另一个主要的代谢交叉点。丙酮酸主要是从葡糖6-磷酸,乳酸和丙氨酸演变来的。乳酸就是丙酮酸的还原形式。由乳酸脱氢酶催化的丙酮酸还原很容易实现,+它可使NAD再生,这保证了糖酵解可以在厌氧条件下短暂地进行。乳酸在诸如正在收缩的肌肉等活动的组织中形成,随后又被氧化回去成丙酮酸,这主要是在肝内进行。这种相互转变的本质是它争取了时间,并且把运动着的肌肉的代谢负担部分地转转移给肝。胞液内另一个很容易逆转的反应是丙酮酸的转氨作用,丙酮酸是一个α-酮酸,经转氨作用成相应的氨基酸丙氨酸。有几种氨基酸都可以按照这种方式进入中心代谢途径。与此相反,也可以通过这条路线从糖类前体合成好几种氨基酸。因此,转氨作用是氨基酸和糖类代谢之间的主要联系环节。丙酮酸的第三条命运是在线粒体内羧化成草酰乙酸。这个反应以及草酰乙酸随后转变为磷酸烯醇式丙酮酸的反应越过糖酵解的一个不可逆步骤,并从而使葡萄糖可以从丙酮酸合成。对于补充柠檬酸循环的中间产物
出示表(多媒体)

41
类别 正题
时间

教学过程
来说,丙酮酸的羧化作用也很重要。当柠檬酸循环由于缺乏草酰乙酸这个中间产物而变得速度减慢时,乙酰CoA使丙酮酸羧化酶活化,并加强草酰乙酸的合成。而在另一方面,当柠檬酸循环由ATP充裕而受抑制时,从丙酮酸合成的草酰乙酸流入葡糖异生途径。丙酮酸的第四条主要命运是它经氧化脱羧作用而成乙酰CoA。这个线粒体内的不可逆反应是代谢作用中的决定性反应:它规定糖类和氨基酸的碳原子经柠檬酸循环被氧化,或是用于脂类的合成。丙酮酸脱氢酶复合物催化这条不可逆的通道,经多重的变构相互作用和共价修饰严格地调节这个酶复合物的活力。只有当需要ATP时,或脂类合成需要二碳片段时,丙酮酸才迅速地转变成乙酰CoA

3乙酰CoA 这个活化的二碳单位的主要来源是丙酮酸的氧化脱羧和脂肪酸的β-氧化。乙酰CoA也可以从生酮氨基酸演变而来。乙酰CoA的命运相当局限,这与代谢中的许多分子不同。乙酰单位可以被柠檬酸循环完全氧化为CO2。或者,三个乙酰CoA分子可通过其它途径形成3-羟基-3-甲基戊二酰CoA这个六碳单位是胆固醇和酮体的前体。乙酰CoA的第三条主要命运是以柠檬酸的形式向外运输到胞液内,用于脂肪酸的合成。再次强调在哺乳类体内,乙酰CoA不能转变为丙酮酸,这是很重要的。因此,哺乳类也不能把脂类转变为糖类。

备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图并简单讲解
总结 5
本节我们重点讨论了葡糖6-磷酸、丙酮酸和乙酰CoA,进一步加深理解三大营养物在体内的相互关系及其相互转化的关键部位。 明确提出基本概念


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教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合 第五节 主要器官的代谢轮廓 掌握主要器官的代谢轮廓 讲授,多媒体
肝,大脑,肌肉,脂肪组织 肝的核心作用
教学过程 备注
板书,多媒体
10 上一节我们重点讨论了葡糖6-磷酸、丙酮酸和乙酰CoA,进一步加深理解三大营养物在体内的相互关系及其相互转化的关键部位。
导言 2
葡萄糖实际上是人脑的唯一燃料,只是在长期饥饿的情况下才有例外。肌肉的主要燃料是葡萄糖、脂肪酸和酮体。贮存在脂肪组织里的三酰基甘油是一个巨型的代谢燃料库。肝在为脑、肌肉及其它外周器官提供燃料方面,肝的代谢活动是必要的。在调节脂肪代谢方面,肝也起重要的核心作用。


板书
正题 33
1 葡萄糖实际上是人脑的唯一燃料,只是在长期饥饿的情况下才有例外。脑没有燃料贮存,因而需要有连续不断的葡萄糖供应,葡萄糖在一切时刻都可以自由地入脑。在饥饿时,酮体(乙酰乙酸及其还原的相应化合物3-羟基丁酸)代替葡萄糖充当脑的燃料。通过CoA从琥珀酰CoA转移使乙酰乙酸活化,产生乙酰乙酸CoA然后硫解酶使乙酰乙酰CoA断裂,产生两个乙酰CoA分子,后者进入柠檬酸循环。脂肪酸不能充当脑的燃料,因为它们与白蛋白结合,所以不能越过脑血屏障。从本质上看,酮体是可以运输的脂肪酸等效物。

2肌肉 肌肉的主要燃料是葡萄糖、脂肪酸和酮体。肌肉与脑不同,它有大量的糖原贮存(1,200kcal。事实上,人体内全部糖原约有四分之三贮存于肌肉。这种糖原可以很快地转变为葡糖6-磷酸,供肌肉细胞内使用。肌肉和脑一样地缺乏葡糖6-磷酸酯酶,因而它不向外运输葡萄糖。在活跃地收缩着的骨骼肌内,糖酵解的速度远远超过柠檬酸循环的速度。在这种条件下形成的丙酮酸大部分被还原成乳酸,后者流入肝,并在肝内转变成葡萄糖。这些相互转变称为科里(Cori)循环,可以把肌肉的部分代谢负担转嫁给肝。此外,有大量丙氨酸通过丙酮酸的转氨作用在活跃的肌肉内形成。丙氨酸和乳酸一样,可以被肝转转变为葡萄糖。静止肌肉的代谢情况则很不相同。在静止肌肉内,脂肪酸是主要燃料。酮体也可以充当心肌的燃料。事实上,心肌优先消耗乙酰乙酸,其次才是葡萄糖。
3脂肪组织 贮存在脂肪组织里的三酰基甘油是一个巨型的代谢燃料库。脂肪组织是特化的,专门使脂肪酸酯化并从三酰基甘油释放。肝是人体内脂肪酸合成的主要部位,因此脂肪组织的主要生物合成任务是把这些脂肪酸活化,并将由此形成的CoA
出示表(多媒体)

43
类别 正题
时间

教学过程
生物转移给甘油。甘油3-磷酸是这个生物合成中的关键性中间产物,它来自二羟丙酮磷酸的还原。二羟丙酮磷酸是在糖酵解途径中由葡萄糖形成的。脂肪细胞不能使内源的甘油磷酸化,因为它们缺少激酶。因此,为了合成三酰基甘油,脂肪细胞需要葡萄糖。脂酶把三酰基甘油水解成脂肪酸和甘油。从三酰基甘油上释放出第一个脂肪酸是限制速度的步骤,它由一个对激素敏感的脂酶催化,而这个脂酶可以可逆地磷酸化。环AMP是这个由激素触发的放大级联反应里的中间产物。在脂肪细胞里,三酰基甘油水解所产生的甘油被输出到肝。如果有充裕的甘油3-磷酸存在,水解所产生的脂肪酸大部分重新酯化。与此相反,如果由于葡萄糖贫乏而使甘油3-磷酸不足,这些脂肪酸就被释放入血浆。因此,脂肪细胞内的葡萄糖水平是一个重要的因素。它可以决定脂肪酸是否释放入血液。

4 在为脑、肌肉及其它外周器官提供燃料方面,肝的代谢活动是必要的。肝可以摄取大量的葡萄糖,并将它转变为糖原,也可以将自己贮存的糖原分解,并且实行葡糖异生作用,从而将葡萄糖释放进入血液。葡萄糖的主要前体是来自肌肉的乳酸和丙氨酸,来自脂肪组织的甘油和来自饮食的可生成葡萄糖的氨基酸。在调节脂肪代谢方面,肝也起重要的核心作用。当燃料充裕的时候,脂肪酸由肝合成、酯化,并且以极低密度脂蛋白(VLDL的形式分泌入血液。这种血浆脂蛋白是脂肪组织合成三酰基甘油所用的主要脂肪酸来源。在禁食状态下,肝脏把脂肪酸转变为酮体。只有当长链的脂肪酸与肉碱酯化时,脂肪酸才能穿过线粒体内膜。在这种膜的外侧催化酰基肉碱形成的酶受丙二酸单酰CoA抑制。在脂肪酸合成中,丙二酸单酰CoA是关键性的中间产物。因此,当长链脂肪酸正在合成的时候,它们不能进入线粒体间质,此间质是β-氧化作用和酮体形成的区域。而是这些脂肪酸被掺入三酰基甘油和磷脂类中。当燃料稀缺时,丙二酸单酰CoA的水平很低。在这些情况下,从脂肪组织释放出来的脂肪酸进入线粒体间质,以供转变成酮体。
备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图表,简单讲解
总结 5
本节我们重点讨论了主要器官的代谢轮廓,要理解每个脏器的共性和特殊性。 明确提出基本概念


44
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合
第六节 燃料代谢的激素调节剂 掌握燃料代谢的激素调节剂 讲授,多媒体 激素调节剂 激素的作用机理
教学过程 备注
10 上一节我们重点讨论了主要器官的代谢轮廓,要理解每个脏器板书,的共性和特殊性。 多媒体

胰岛素的作用是降低血糖,而胰高血糖素,肾上腺素和去甲肾上腺素得作用是升高血糖。

板书
导言 2
正题 33
1胰岛素 这个蛋白质激素由胰脏的β-细胞分泌,分子量为5.8kdal,是燃料代谢的最重要的调节剂。从本质上说,胰岛素是饱食状态的信号:它以多种方式促进燃料的贮存和蛋白质合成。肌肉和肝脏内的糖原合成都得到促进,而肝的葡糖异生作用则受到抑制。胰岛素加速肝内的糖酵解作用,这又进而增加脂肪酸的合成。胰岛素也促进葡萄糖进入肌肉和脂肪细胞。胰岛素还能促使肌肉摄取支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)这有利于增多肌肉蛋白,并抑制细胞内的蛋白质降解作用。
2胰高血糖素 低血糖水平使胰脏的α-细胞分泌这个分子量3.5kda的多肽激素。胰高血糖素的主要靶器官是肝脏。胰高血糠素通过触发由环AMP调节的级联反应来促进糖原降解和抑制糖原合成,这些级联反应导致磷酸化酶和糖原合成酶发生磷酸化作用。胰高血糖素也通过减少丙酮酸合成和降低乙酰CoA羧化酶活力来抑制脂肪酸合成。此外,胰高血糖素还使葡糖异生作用增强。这些作用的总效果是使肝脏释放葡萄糖的数量显著增加。另外,胰高血糖素还提高脂肪细胞里环AMP的水平,从而促进三酰基甘油的分解。
3肾上腺素和去甲肾上腺素 低血糖水平引起肾上腺髓质和交感神经末稍分泌这些儿茶酚胺激素。它们和胰高血糖素一样,通过触发由环AMP调节的级联反应,来促进糖原和三酰基甘油的动员。但是它们的糖原分解作用在肌肉中比在肝脏中强,这是它们与胰高血糖素的不同之处。儿茶酚胺的另一个作用是抑制肌肉对葡萄糖的摄取。替代的办法是把脂肪组织释放的脂肪酸用做燃料。肾上腺素也刺激胰高血糖素的分泌,而抑制胰岛素的分泌。因此,儿茶酚胺增加肝向血液中释放葡萄糖的数量,而降低肌肉对葡萄糖的利用。
本节我们重点讨论了燃料代谢的激素调节剂,其中胰岛素的作用特别重要。因为生物体内降低血糖的激素只有胰岛素。
出示表(多媒体)
总结 5
明确提出基本概念


45
教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
10
第十五章 代谢的整合
第七节 血液葡萄糖的水平由肝缓冲 掌握血液葡萄糖的水平由肝缓冲机理 讲授,多媒体
血液葡萄糖的水平与肝的缓冲功能 肝的缓冲功能
教学过程
上一节我们重点讨论了燃料代谢的激素调节剂,其中胰岛素的作用特别重要,因为生物体内降低血糖的激素只有胰岛素。请问胰岛素是如何降低血糖的?
备注
板书,多媒体
导言 2
血糖水平的恒定对生命活动至关重要。血糖水平相对恒定,主要是由肝的活动控制的,肝可以针对激素信号及葡萄糖本身的水平而摄取或释放大量的葡萄糖。
80mg/100ml4.4mol/L。血糖水平在一天之内的正常变化范围约为进食前的80mg/100ml到进食后的120mg/100ml尽管葡萄糖的输入量和消耗量变化很大,但血糖水平却相对恒定,主要是由肝的活动控制的,肝可以针对激素信号及葡萄糖本身的水平而摄取或释放大量的葡萄糖。在吃过一顿含糖类的饮食之后,血液中葡萄糖浓度升高,造成肝脏内葡糖6-磷酸的水平也升高,只有在这种情况下,葡糖激酶的催化部位才变成充满葡萄糖。葡糖激酶和己糖激酶不同,它对葡萄糖的KM值很高(~10m mol/L,比禁食时的血糖水4.4mmol/L高)并且不受葡糖6-磷酸抑制。结果,当血糖水平升高时,肝脏形成葡糖6-磷酸的速度加快。然后葡糖6-磷酸的命运主要受胰高血糖素和胰岛素控制,二者作用相反。胰高血糖素触发环AMP调节的级联反应,造成糖原分解,而胰岛素的作用与此拮抗。高血糖水平造成胰脏分泌胰高血糖素的量减少,而胰岛素量增加。因此,血糖水平高时,糖原迅速合成。激素对于糖原合成和贮存的这些影响,又由于葡萄糖本身的直接作用而得到加强。同时,磷酸化酶a除了是分解糖原的酶以外,还是葡萄糖的感受器。当葡萄糖的水平高时,葡萄糖与磷酸化酶a结合,使它对磷酸酯酶的作用敏感,被转变为不能降解糖原的磷酸化酶b这种转变也释放磷酸酯酶,从而使它能激活糖原合成酶。因此,葡萄糖通过变构作用使糖原系统从降解型转变为合成型。
饱食状态下的高胰岛素水平也促进葡萄糖进入肌肉和脂肪组织。肌肉以及肝脏合成糖原的作用都受胰岛素的刺激。事实上,由于肌肉质量大,它能贮存糖原的数量约相当于肝的三倍。葡萄糖进入脂肪组织,为三酰基甘油的合成提供了甘油3-磷酸。
进餐后经过数小时,血糖水平就开始降低,这使胰岛素的分泌量减少,而胰高血糖素的分泌量增多。这时上述的作用逆转。由环-AMP调节的级联反应被激活,造成磷酸化酶a的水平升高,而糖原合成酶a的水平降低。激素对这套级联反应的影响还由于葡萄糖与磷酸化酶a结合的减少而得到加强,这使磷酸化酶a磷酸酯酶水解作用的敏感性降低。相反,磷酸酯酶保持与磷酸化

板书
正题 33
出示表(多媒体)



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类别 正题
时间

教学过程
a相结合,所以合成酶继续以不活跃的磷酸化的形式存在。结果,糖原被迅速动员。来自糖原的葡萄糖6-磷酸经水解作用形成大量葡萄糖,然后从肝脏释放入血。肌肉和脂肪组织减少葡萄糖的消耗,也有助于维持血糖水平。由于胰岛素水平低,葡萄糖进入肌肉和脂肪组织减少。当血糖水平降低时,肌肉和肝都把脂肪酸用作燃料。因此,有三种主要的因素把血糖保持在约高于80mg/100ml的水平上:肝脏动员糖原和释放葡萄糖,脂肪组织释放脂肪酸以及肌肉和肝脏所使用的燃料从葡萄糖改变为脂肪酸。
备注
做适当的解释

板书 设问

板书

出示图表,并简单讲
总结 5
本节我们讨论的重点是血糖水平的恒定对生命活动至关重明确提要。
出基本概念


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教学目的 教学手段 教学重点 教学难点 类别 时间 复习
第十五章 代谢的整合
第八节 长期饥饿下的代谢性适应使蛋白质降解减到最少 了解长期饥饿下的代谢性适应使蛋白质降解减到最少 讲授,多媒体
长期饥饿下的代谢性适应 脑的特殊需求
教学过程 备注
板书,多媒体

板书 出示表(多媒体)
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上一节我们讨论的重点是血糖水平的恒定对生命活动至关重要。
脑不能忍受低的葡萄糖水平,即便是短时间也不行。因此,当饥饿时,在代谢方面首先要考虑的问题,是为脑和其它组织(如红血细胞)提供足够量的葡萄糖。在代谢方面第二个问题是保存蛋白质。这可以通过把消耗的燃料从葡萄糖改变为脂肪酸和酮体来实现。持续饥饿而不丧失生命,主要决定于三酰基甘油贮存量的多少。
一个典型的体重为70公斤的男人在开始饥饿之前所具有的燃料贮备约为:糖原1,600kcal,可动员的蛋白质24,000kcal和三酰基甘油135,000kcal。一个24小时周期的能量需要范围约为基态的1,600kcal6,000kcal视活动量而定。因此,贮备的燃料足以应付饥饿一至三个月的热量需要。但是,糖类的贮备仅在一天之内即已耗竭。虽然是在这种情况下,血糖水平仍然维持在50mg/100ml以上。因为有些组织如脑不能忍受更低的葡萄糖水平,即便是短时间也不行。因此,当饥饿时,在代谢方面首先要考虑的问题,是为脑和其它组织(如红血细胞)提供足够量的葡萄糖。但是,葡萄糖的前体并非十分丰富。大部分的能量都贮存在三酰基甘油的脂肪酰基部分。脂肪酸是不能转变为葡萄糖的,因为乙酰CoA不能转变为丙酮酸。三酰基甘油的甘油部分可以转变成葡萄糖,但是可供利用的数量有限。唯一可能的葡萄糖的其它来源是由蛋白质分解产生的氨基酸。在饥饿时,肌肉是最大的氨基酸的可能来源。但是,多数人的存活要依靠有行动的能力,而这就需要有大量的肌肉。因此,当饥饿时,在代谢方面第二个问题是保存蛋白质。这可以通过把消耗的燃料从葡萄糖改变为脂肪酸和酮体来实现。
第一天饥饿的代谢改变和禁食过夜时情况相同。低血糖引起胰岛素分泌量减少,而胰高血糖素的分泌量增加。占主导地位的 代谢过程是脂肪组织中三酰基甘油的动员和肝的葡糖异生作用。肝把脂肪组织所释放的脂肪酸氧化,从而获得它本身所需要的能量。结果乙酰CoA和柠檬酸的浓度升高,这使糖酵解作用停止。由于胰岛素的浓度水平低,肌肉吸收葡萄糖的数量显著减少,而脂肪酸可以自由地进入。因此肌肉也把燃料从葡萄糖改变为脂肪酸。肌肉对脂肪酸的β-氧化使丙酮酸转变为乙酰CoA的作用中断。因此,丙酮酸、乳酸和丙氨酸被输出到肝,以供转变成葡萄糖。肌肉蛋白质的蛋白水解可以提供一部分这些葡萄糖的三碳前体。三酰基甘油分解所产生的甘油是肝脏合成葡萄糖的另一原料。
经过约三天饥饿之后,最重要的变化是肝形成大量的乙酰乙酸和3-羟基丁酸(酮体)。它们来自乙酰CoA的合成显著增加,因为柠檬酸循环不能把由脂肪酸降解所产生的乙酰单位全部氧
48 导言 2
正题 33


类别 正题
时间

教学过程 备注
化。葡糖异生使草酰乙酸供应耗尽,而后者是乙酰CoA进入柠檬做适当酸循环所必需的。结果,肝制造大量酮体,并将它们释放入血。的解释 这时,脑开始消耗相当多的乙酰乙酸,以代替葡萄糖。在饥饿三 天之后,脑的能量需要约有三分之一由酮体来满足。心脏也利用 酮体作燃料。在燃料使用方面的这些变化被称为酮病。

饥饿几个星期之后,酮体变成脑的主要燃料。这时脑每天只 需要40克葡萄糖,而在饥饿的第一天时,约需要120克。肝有效
地把脂肪酸转变为酮体,以及脑对酮体的使用,显著地降低了对板书 葡萄糖的需要量。因此,这时肌肉的降解量比开始饥饿的前几天设问 内减少。只需20克的肌肉降解,而开始饥饿时为75克,这对存 活来说是至关重要的。

持续饥饿而不丧失生命,主要决定于三酰基甘油贮存量的多 少。候鸟提供了另一个突出的例子,说明三酰基甘油的生物学意 义。有些陆生小鸟在秋天从它们在新英格兰的繁殖地飞往西印度
群岛的越冬地,然后在春天再重新飞回来,它们不停顿地飞越海板书 洋的距离约为2400公里。这些鸟维持每小时40公里的速度,连 60小时。这个了不起的业绩之所以成为可能,是由于有极大量 脂肪贮备的存在,它们在这个长距离飞行的过程中可以被有效地 动员。短距离迁飞的鸟或完全不迁飞的鸟都很瘦。它们的脂肪率 约为0.3脂肪率的定义是体重中脂肪总干重与非脂肪部分的总干 重之比。与此相反,长距离迁飞的鸟在准备大陆上空旅行之前, 就变得比较肥胖。然后在它们开始飞越海洋的前夕,变得非常肥
胖。实际上这时它们的脂肪率已经接近于3。红喉蜂鸟在一天之出示图内每增加1克体重,就积累0.15克三酰基甘油。与人相比,相应并简单的增量是每天10公斤。候鸟积累的脂肪都贮存在皮下、腹腔、讲解 肉和肝内。在跨越水域的长距离飞行中,这种贮存的脂肪约有三分之二被消耗。燃料改为利用脂肪酸和酮体的转变必是很快的,因为在这60小时的飞行中,几乎没有蛋白质降解。脂肪氧化也为这些鸟提供了必要的水分,以弥补通过呼吸道丢失的水。三酰基甘油充当燃料贮备的效率很高,由于三酰基甘油是无水的,而且是高度还原的状态,它所储存的能量为糖原的六倍。如果一只候鸟携带同等数量的糖原形式的燃料,那么它将永远不能离地起飞。

总结 5
本节我们重点讨论了了解长期饥饿下的代谢性适应使蛋白质降解减到最少。维持血糖浓度的恒定及保存蛋白质对大脑的正常功能和生命活动是至关重要的。代谢性适应主要是达到上述两个目的。
明确提出基本概念


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本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/3baa1f8984868762caaed5d1.html

《中国农业大学考博生化教案(二).doc》
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