第五章糖代谢
（一）教学要求
在知识传授方面，通过本章节的学习，使学生掌握糖酵解、糖的无氧氧化的概念、糖酵解途径的基本反应过程、关键酶、ATP生成、作用部位及生理意义；掌握糖的有氧氧化概念，糖的有氧氧化途径中丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环的基本反应过程、关键酶、ATP生成、作用部位及生理意义；掌握磷酸戊糖途径的生理意义，NADPH的功能；掌握肝糖原合成与分解的关键酶及其催化的反应；掌握糖异生的概念、限速酶及其催化的反应和生理意义；掌握血糖的来源和去路。熟悉糖酵解、糖的有氧氧化的调节；熟悉磷酸戊糖途径的主要反应过程和调节；熟悉肝糖原合成、分解与糖异生途径的调节；熟悉巴斯德效应、Warburg效应的概念和乳酸循环及其生理意义。了解糖的重要功能及其在体内的消化、吸收；了解糖代谢的概况；了解肌糖原合成与分解的调节及糖原累积症；了解糖醛酸和多元醇途径及其他单糖的代谢；了解高血糖与低血糖等糖代谢失常疾病。
在能力培养方面，培养学生运用所学知识解释临床上遇到相关病例的能力；让学生了解临床上与糖代谢相关检验的原理；树立学生对物质代谢整体观；培养自主学习能力。
在核心素养方面，对学生进行实事求是，尊重科学，依靠科学的教育；引导学生形成从现象到本质，简单到复杂，感性到理性的认识方法；通过知识结合临床案例让学生认识到合理膳食的重要性，提高健康意识；知识结合临床案例让学生初步养成热爱自己、热爱生命、关爱病人的职业素养；结合知识培养学生的奉献精神。
（二）知识点提示
糖类是自然界一类重要的含碳化合物。其主要生物学功能是提供能源和碳源，也是组织和细胞结构的重要组成成分。
食物中可被消化的糖主要是淀粉，它经过消化道中一系列酶的消化作用，最终生成葡萄糖，在小肠被吸收。葡萄糖的吸收是依赖特定载体转运的主动耗能的过程。
糖代谢主要指葡萄糖在体内的复杂代谢过程，包括分解代谢和合成代谢。其分解代谢途径主要有糖酵解，糖的有氧氧化及磷酸戊糖途径等。
糖的无氧氧化是在不需氧的情况下，葡萄糖生成乳酸的过程。其代谢反应可分为两个阶段：第一阶段是由葡萄糖分解为丙酮酸的反应过程，称糖酵解。在此阶段中，由己糖转变为磷酸丙糖的反应过程需消耗ATP ，而由3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸的反应过程则生成ATP。第二阶段为丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下加氢还原为乳酸。糖酵解在胞浆中进行。糖酵解过程的关键酶是6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶、己糖激酶（或葡糖糖激酶）。糖酵解的生理意义在于迅速提供能量，1分子葡萄糖经糖酵解可净生成2分子ATP。
糖的有氧氧化是指葡糖糖在有氧的情况下彻底氧化生成水和CO2的反应过程，是糖氧化供能的主要形式。其反应过程分为三个阶段：第一阶段为葡萄糖循酵解途径分解为丙酮酸；第二阶段为丙酮酸进入线粒体在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰CoA、NADH＋H＋、CO2；第三阶段为三羧酸循环和氧化磷酸化。三羧酸循环是以草酰乙酸和乙酰CoA缩合生成柠檬酸开始，经脱氢脱羧等一系列反应又生成草酰乙酸的循环过程。此循环中由三个关键酶（异柠檬酸酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系、柠檬酸合酶）催化的反应是不可逆的。三羧酸循环的生理意义在于它是三大营养物质的最终代谢通路；也是三大营养素相互转变的联系枢纽；还为其他合成代谢提供前提物质。三羧酸循环运转一周的净结果是消耗了1分子乙酰CoA，生成2分子CO2、3分子NADH＋H＋、1分子FADH2及1次底物水平磷酸化。NADH+H＋和FADH2经氧化磷酸化生成ATP及水。因此1分子乙酰CoA经三羧酸循环完全氧化共生成10分子ATP。调节糖有氧氧化的关键酶有6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶、己糖激酶或葡糖糖激酶、丙酮酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶和柠檬酸合酶。
葡萄糖通过磷酸戊糖途径代谢可产生磷酸核糖和NADPH。磷酸核糖是合成核苷酸的重要原料。NADPH作为供氢体参与多种代谢反应。磷酸戊糖途径在细胞浆中进行，其关键酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶。
糖原是体内糖的储存形式。肝和肌肉是储存糖原的主要组织。肝糖原的合成是由葡萄糖经UDPG合成糖原。肝糖原分解习惯上是指肝糖原分解成为葡萄糖，这是血糖的重要来源。由于肌肉组织中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，肌糖原不能分解为葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。糖原合成与分解的关键酶分别为糖原合酶及磷酸化酶，二者均受到共价修饰和变构调节，这两种酶活性的变化决定糖原代谢途径的方向和速率。
糖异生是指由乳酸、甘油和生糖氨基酸等非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。进行糖异生的主要器官是肝，其次为肾。糖异生途径与糖酵解途径的多数反应是共有的可逆反应，但酵解途径中3个关键酶所催化的反应是不可逆的，在糖异生途径中需由丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖双磷酸酶-1和葡萄糖-6-磷酸酶催化。酵解途径和糖异生途径是方向相反的两条代谢途径，通过3个底物循环进行有效的协调。糖异生的生理意义在于维持血糖水平的恒定；也是肝补充或恢复糖原储备的重要途径；长期饥饿时，肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡。
血糖是指血中的葡萄糖，其正常水平相对恒定在3.89-6.11mmol/L之间，这是血糖的来源和去路相对平衡的结果。血糖水平主要受多种激素的调控。胰岛素具有降低血糖的作用；而胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素有升高血糖的作用。当人体糖代谢发生障碍时可引起血糖水平的紊乱，常见的临床症状有高血糖及低血糖。糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病。
（三）教学内容
第一节糖的摄取与利用 糖的生理功用，糖的消化吸收，糖的代谢概况。
第二节糖的无氧氧化 糖的无氧氧化的反应过程，基本途径，关键酶；糖的无氧氧化的调节，糖的无氧氧化生理意义，果糖、半乳糖和甘露糖的代谢途径。
第三节糖的有氧氧化 糖有氧氧化的反应过程，基本途径，关键酶，三羧酸循环的生理意义；糖有氧氧化生成ATP，有氧氧化的调节，巴斯德效应，Warburg效应。
第四节磷酸戊糖途径 磷酸戊糖途径的反应过程，基本途径，关键酶，磷酸戊糖途径的调节及生理意义。
第五节糖原的合成与分解 糖原合成的反应过程，基本途径，关键酶；糖原分解的反应过程，基本途径，关键酶；糖原合成与分解的调节；糖原累积症。
第六节糖异生 糖异生的概念、途径和关键酶；糖异生的调节，糖异生的生理意义，乳酸循环。
第七节葡萄糖的其他代谢途径糖醛酸途径和多元醇途径。
第八节血糖及调节 血糖的来源和去路，血糖水平的调节；胰岛素、胰高血糖素，糖皮质激素等对血糖的调节作用及机制；血糖水平异常。
实验：血糖含量的测定，糖原的提取、鉴定与定量
（四）思考题
1. 糖的无氧氧化的生理意义。
2. 名词解释：糖酵解、糖异生。
3. 磷酸戊糖途径的生理意义。
4. 血糖的来源及去路和胰岛素的作用。
5. 试述糖酵解途径过程中的三个限速酶催化的反应及相关酶。
6. 丙酮酸脱氢酶复合体的组成。
7. 三羧酸循环的特点和生理意义。