第9章-物質代謝的聯系與調節(jié)13頁

1、第9章 物質代謝的聯系與調節(jié)學習要求1掌握細胞內酶的隔離分布，代謝調節(jié)變構調節(jié)的定義，化學修飾調節(jié)的定義、類型及意義；三級水平代謝調節(jié)的基本方式及意義，細胞水平的調節(jié)。2熟悉激素水平的調節(jié)機制，膜受體激素和胞內受體激素有哪些？酶含量的調節(jié)；物質代謝的相互聯系。3了解整體水平的調節(jié)，各組織器官的代謝特點及聯系?；局R點 一、物質代謝的特點及聯系 體內各種物質代謝相互聯系并相互制約。體內物質代謝的特點：整體性；在精細調節(jié)下進行；各組織器官物質代謝各具特征；代謝物具共同的代謝池；能量生成和消耗以ATP為中心；NADPH提供代謝所需的還原當量。各代謝途徑之間可通過共同樞紐性中間產物互相聯系和轉變。糖

2、、脂肪、蛋白質等作為能源物質在供應能量上可互相代替，互相制約，但不能完全互相轉變。各組織、器官有獨特的代謝方式以完成特定功能。肝是各種物質代謝的中心和樞紐。二、代謝調節(jié)方式機體存在三級水平的代謝調節(jié)，包括細胞水平調節(jié)、激素水平調節(jié)和以中樞神經系統(tǒng)為主導的整體水平調節(jié)。（一）細胞水平調節(jié)主要通過調節(jié)關鍵酶的活性實現，其中通過改變現有酶分子的結構調節(jié)酶活性的方式，發(fā)生較快。也可通過改變酶的含量影響酶活性，此調節(jié)緩慢而持久。對酶結構調節(jié)包括酶的變構調節(jié)及酶蛋白的化學修飾調。對物質代謝和某些關鍵酶，兩種調節(jié)各有作用，相輔相成。（二）激素水平調節(jié)中，激素與靶細胞受體特異結合，將代謝信號轉化為細胞內一系列

3、信號轉導級聯過程，最終表現出激素的生物學效應。激素可分為膜受體激素及胞內受體激素。前者為蛋白質、多肽及兒茶酚胺類激素，具親水性，需結合膜身體才能將信號跨膜傳遞入細胞內。后者為疏水性激素，可透過細胞膜與胞內受體（大多在核內）結合，形成二聚體，作為轉錄因子與DNA上的特定激素反應元件（HRE）結合，以調控該元件調控的特定基因的表達。（三）整體水平調節(jié)是指神經系統(tǒng)通過內分泌腺間接調節(jié)代謝和直接影響組織、器官以調節(jié)代謝的方式，使機體代謝相對穩(wěn)定，適應環(huán)境改變。饑餓及應急時通過改變多種激素分泌，整體調節(jié)引起體內物質代謝的改變。正常食欲、進食和能量消耗的平衡受到神經、內分泌系統(tǒng)復雜調節(jié)，肥胖的代謝改變是多

4、種因素引起的整體代謝調節(jié)紊亂的病理狀態(tài)。胰島素和脂肪細胞分泌的瘦蛋白是調節(jié)體內脂肪儲存量的兩種最主要的信號分子。（四）代謝組學是一門較新的組學領域，通過對某一生物或細胞所有低分子質量代謝產物進行定性和定量分析，檢測活細胞中整體性代謝物變化。以高通量的檢測實驗和大規(guī)模的計算為特征，代謝組學在疾病診斷和新藥開發(fā)等方面具有應用潛力。自 測 練 習 題一、選擇題（一）A型題1關于三大營養(yǎng)物質代謝相互聯系錯誤的是: A乙酰輔酶A是共同中間代謝物 BTCA循環(huán)是氧化分解成H2O和CO2的必經之路 C糖可以轉變?yōu)橹?D脂肪可以轉變?yōu)樘?E蛋白質可以代替糖和脂肪供能2胞漿中不能進行的反應過程是 A糖原合成和

5、分解 B磷酸戊糖途徑 C脂肪酸的-氧化 D脂肪酸的合成 E糖酵解途徑3關于機體物質代謝特點的敘述，錯誤的是 A內源或外源代謝物共同參與物質代謝 B物質代謝不斷被調節(jié)以適應外界環(huán)境 C合成代謝與分解代謝相互協(xié)調而統(tǒng)一 D各組織器官有不同的功能及代謝特點 E各種合成代謝所需還原當量是NADH4在胞質內進行的代謝途徑有 A三羧酸循環(huán) B脂肪酸合成 C丙酮酸羧化 D氧化磷酸化 E脂肪酸的-氧化5關于糖、脂類代謝中間聯系的敘述，錯誤的是 A糖、脂肪分解都生成乙酰輔酶A B攝入的過多脂肪可轉化為糖原儲存 C脂肪氧化增加可減少糖類的氧化消耗 D糖、脂肪不能轉化成蛋白質 E糖和脂肪是正常體內重要能源物質6關于

6、肝臟代謝特點的敘述，錯誤的是 A能將氨基酸脫下的氨合成尿素 B將糖原最終分解成葡萄糖 C糖原合成及儲存數量最多 D是脂肪酸氧化的重要部位 E是體內唯一進行糖異生的器官7乙酰輔酶A羧化酶的變構激活劑是 A軟脂酰輔酶A及其他長鏈脂酰輔酶A B乙酰輔酶A C檸檬酸及異檸檬酸 D丙二酰輔酶A E酮體8在生理情況下幾乎以葡萄糖為唯一能源，但長期饑餓時則主要以酮體供能的組織 是 A腦 B紅細胞 C肝臟 D肌肉 E腎臟9關于變構調節(jié)敘述有誤的是 A變構效應劑與酶共價結合 B變構效應劑與酶活性中心外特定部位結合 C代謝終產物往往是關鍵酶的變構抑制劑 D變構調節(jié)屬細胞水平快速調節(jié) E變構調節(jié)機制是變構效應劑引起

7、酶分子構象發(fā)生改變10關于酶化學修飾調節(jié)敘述不正確的是 A酶一般都有低(無)活性或高(有)活性兩種形式 B就是指磷酸化或脫磷酸 C酶的這兩種活性形式需不同酶催化才能互變 D一般有級聯放大效應 E催化上述互變反應的酶本身還受激素等因素的調節(jié)11經磷酸化后其活性升高的酶是 A糖原合酶 B丙酮酸脫氫酶 C乙酰輔酶A羧化酶 D丙酮酸脫羧酶 E糖原磷酸化酶b激酶12糖與甘油代謝之間的交叉點是A3-磷酸甘油醛 B丙酮酸 C磷酸二羥丙酮 D乙酰輔酶A E草酰乙酸13既在胞漿又在線粒體進行的代謝途徑是 A糖酵解 B糖原合成 C氧化磷酸化 D磷脂合成 E尿素合成14下列屬于膜受體激素的是 A甲狀腺素 B類固醇激

8、素 C甲狀旁腺素 D1,25-(OH)2-D3 E視黃醇15作用于細胞內受體的激素是A兒茶酚胺類激素 B生長激素 C胰島素 D類固醇激素 E多肽類激素16關于糖、脂代謝聯系的敘述，錯誤的是 A脂肪酸合成原料主要來自糖 B脂肪酸不能異生成糖 C糖不能為膽固醇合成提供原料 D甘油可異生成糖 E作為營養(yǎng)素糖是不能完全取代脂肪的17糖異生、酮體生成及尿素合成都可發(fā)生于 A腎 B肝 C肌肉 D腦 E心臟18饑餓時代謝或生成減弱的是A肝臟糖異生 B脂肪組織動員 C肌肉蛋白降解 D胰高血糖素分泌 E胰島素分泌19情緒激動時，機體會出現 A血糖降低 B血糖升高 C蛋白質分解減少 D脂肪動員減少 E血中脂肪酸減

9、少20葡萄糖在體內代謝時，通常不會轉變生成的化合物是 A丙氨酸 B乙酰乙酸 C膽固醇 D核糖 E脂肪酸21關于酶含量調節(jié)的敘述，錯誤的是A屬于酶活性的快速調節(jié) B屬于細胞水平的代謝調節(jié)C底物?？烧T導酶的合成 D產物常可阻遏酶的合成 E屬于酶活性的遲緩調節(jié)22底物對酶含量的影響 ，通常的方式是A促進酶蛋白降解 B誘導酶蛋白合成 C阻遏酶蛋白合成 D抑制酶蛋白降解 E使酶蛋白磷酸化23不受酶變構作用影響的是A酶促反應速度 B酶促反應平衡點 CKm值D酶與底物的親和力 E酶的催化活性24使糖酵解減弱或糖異生增強的主要調節(jié)因素是AATP/ADP比值減少 BATP/ADP比值增高 C6-磷酸果糖濃度增高

10、 D檸檬酸濃度降低 E乙酰輔酶A水平下降25為成熟的紅細胞提供能量的主要途徑是 A三羧酸循環(huán) B糖酵解 C磷酸戊糖途徑 D有氧氧化 E脂肪酸-氧化26酶的磷酸化修飾多發(fā)生于下列哪種氨基酸的-R基團A半胱氨酸的巰基 B組氨酸咪唑基 C谷氨酸的羧基 D賴氨酸的氨基 E絲氨酸的羥基27糖與脂肪及氨基酸三者代謝的交叉點是 A丙酮酸 B琥珀酸 C延胡索酸 D乙酰輔酶A E磷酸烯醇式丙酮酸（二）B型題 AATP /ADP 比值增加 BATP /ADP 比值降低 CUTP 濃度增加 D乙酰CoA/CoA比值增大 E乙酰CoA/CoA比值減小1使丙酮酸羧化酶活性降低 2促進氧化磷酸化 3使糖的有氧氧化減弱 4

11、丙酮酸脫氫酶活性降低 A膽固醇合成 B核酸合成 C尿素合成 D糖酵解 E脂肪酸-氧化5在線粒體進行 6在細胞液和線粒體進行 7在細胞核進行 8在細胞液進行 A6-磷酸葡萄糖 BN-乙酰谷氨酸 C檸檬酸 DPRPP E乙酰CoA9丙酮酸羧化酶的變構激活劑 10磷酸果糖激酶-1的變構抑制劑 11氨基甲酰磷酸合成酶的變構激活劑 12糖原合酶的變構激活劑 A乙酰CoA BAMP CADP DG-6-P E檸檬酸13檸檬酸合酶的變構激活劑 14丙酮酸羧化酶的變構激活劑 15糖原合成酶的變構激活劑 16乙酰CoA羧化酶的變構激活劑 A糖皮質激素 B前列腺素 C生長激素 D胰島素 E腎上腺素 17可以降低血

12、糖濃度 18氨基酸衍生物 19以激素-受體復合物在胞核作用 20花生四烯酸衍生物 （三）X型題1關于酶變構調節(jié)的敘述正確的是 A酶大多有調節(jié)亞基和催化亞基 B體內代謝物可作為變構效應劑 C酶變構調節(jié)都能使酶活性降低 D酶變構調節(jié)都能使酶活性增高 E通過改變酶蛋白構象而改變酶的活性2酶的變構調節(jié) A有構型變化 B有構象變化 C作用物或代謝物常是變構劑 D無共價鍵變化 E酶動力學遵守米氏方程3酶化學修飾的特點是 A調節(jié)過程有放大效應 B修飾變化是一種酶促反應 C調節(jié)時酶蛋白發(fā)生共價變化 D需要ATP參與，所以耗能多 E酶有低活性和高活性兩種形式4屬于細胞酶活性的代謝調節(jié)方式有 A酶的共價修飾調節(jié)

13、B酶的變構調節(jié) C誘導酶的合成 D通過膜受體調節(jié) E調節(jié)細胞內酶含量5可以誘導酶合成的是 A酶反應途徑的產物 B酶反應途徑的底物 C某些激素 D某些藥物 E酶反應途徑的中間產物6作為糖和脂肪代謝交叉點的物質有 A乙酰CoA B6-磷酸果糖 C磷酸二羥丙酮 D3-磷酸甘油醛 E草酰乙酸二、是非題 1凡能使酶分子發(fā)生變構作用的物質都能使酶活性增加。 2激素受體是細胞膜上的結構成分，一般為糖蛋白。 3磷酸化是最常見的酶促化學修飾反應，它的特點是將無機磷酸鹽的磷酸基加到酶蛋白分子上，改變酶的活性。 4饑餓2-3天，血糖主要靠肝糖原分解來維持。 5ATP是磷酸果糖激酶-1的變構抑制劑。因此ATP 能抑制

14、糖酵解，而促進糖的有氧氧化。 6在代謝途徑中，關鍵酶催化的反應速度最慢，通常催化單向反應或非平衡反應，因此它的活性改變不僅影響整條代謝途徑的總速度，而且可以決定整個代謝途徑的方向。 7類固醇激素的受體存在于靶細胞內，激素與受體結合后引起受體構象改變，然后激素受體復合物形成二聚體，再與DNA的激素反應元件（HRE）結合，從而對細胞代謝進行調節(jié)。 8糖原磷酸化酶是常見的化學修飾酶，它的活性型是脫磷酸的形式。 9當腎上腺素分泌增加時，它可進入細胞內:促進糖原合酶磷酸化而失去活性。共價修飾磷酸化酶，使其磷酸化，活性增加。 10被化學修飾的酶在細胞內有兩種形式，這兩種形式的轉變也是通過酶促反應進行的。

15、11在糖酵解過程中，6-磷酸果糖經磷酸果糖激酶-1催化轉變?yōu)?，6-二磷酸果糖，后者又是丙酮酸激酶的變構激活劑，這種調節(jié)也稱反饋調節(jié)。 12高等生物三級水平代謝調節(jié)中，激素和神經對代謝的調節(jié)都是通過細胞水平的代謝調節(jié)實現的，因此，細胞水平代謝調節(jié)是基礎。 13長期饑餓后，糖原合成增加，脂肪動員進一步加強，酮體的生成和利用增加，蛋白質分解持續(xù)增加，負氮平衡加重。 14動物應激時，交感神經興奮，糖、脂肪分解代謝增強，蛋白質合成增加，以適應應激需要。 15代謝組學是對某一生物或細胞所有代謝產物進行定性和定量檢測，分析活細胞中代謝物譜變化的研究領域。三、填空題 1對于高等生物而言,物質代謝調節(jié)可分為三

16、級水平,包括_、_及整體水平的調節(jié)。 2細胞水平的快速調節(jié)指_，遲緩調節(jié)指_。 3酶的結構調節(jié)包括酶的_和_兩種方式。 4酶含量的調節(jié)通過改變酶的_或 _速率，從而調節(jié)代謝的速率和強度。 5酶的化學修飾常見的方式有_與_，_與_。 6在酶的化學修飾調節(jié)中，被修飾酶的_與 _兩種形式的轉變是通過_ 作用來實現的。 7細胞水平代謝調節(jié)通過調節(jié)關鍵酶的_與_從而調節(jié)代謝的速度和強度。 8關鍵酶所催化的反應具有下列特點：催化反應的速度_，因此又稱為限速酶，催化_，因此它的活性決定整個代謝途徑的方向，這類酶常受多種效應劑的調節(jié)。 9按激素受體在細胞的部位不同，可將激素分為_激素和_激素兩大類。 10糖轉

17、化為脂肪時，葡萄糖分解產生的_可作為脂肪酸合成的原料，而還原當量_則由磷酸戊糖途徑產生。 11在生理情況下，大腦主要以_為能源；短期饑餓時，機體的主要能量來源是_和_；而長期饑餓時，機體轉向以保存_為主，大腦則以_為能源物質。12饑餓可使肝內糖代謝的_ 途徑減弱；而_和_途徑增強，13肝幾乎是體內合成_和_的唯一器官，肝通常氧化_供能，因此 肝是通過糖-脂代謝與肝外組織聯系最密切的核心器官。14細胞內蛋白質的降解有兩條途徑，分別是：_和 _。15應激時，糖、脂類和蛋白質的代謝特點是_增強，_受到抑制。四、名詞解釋1細胞水平的代謝調節(jié)2激素水平的代謝調節(jié)3整體水平的代謝調節(jié)4key enzyme

18、s5rate-limiting enzymes6allosteric regulation7allosteric enzymes8allosteric effector9chemicai modification10inducer11repressor五、問答題1比較酶的變構調節(jié)和化學修飾調節(jié)有何異同。2人體處于長期饑餓時，物質代謝有何變化？3糖、脂、蛋白質三者在體內是否能相互轉變？簡要說明轉變的途徑及不能轉變的原因。4試述谷氨酸的代謝途徑及計算ATP的生產量。5計算1mol丙氨酸在體內徹底氧化分解成CO2和H2O可生成多少molATP?6體內脂肪酸可否轉變?yōu)槠咸烟牵?試述乙酰CoA 在物質代

19、謝中的作用。8簡述物質代謝的三個水平調節(jié)及相互關系，并比較變構調節(jié)和化學修飾調節(jié)。參 考 答 案一、選擇題（一）A型題 1D 2C 3E 4 B 5B 6E 7C 8A 9A 10B 11E 12C 13E 14 C 15D 16C 17B 18E 19B 20B 21A 22B 23B 24B 25B 26E 27D（二）B型題 1E 2B 3D 4D 5E 6C 7B 8D 9E 10C 11B 12A 13C 14A 15D 16E 17D 18E 19A 20B（三）X型題 1ABE 2BCD 3ABCE 4ABCE 5BCD 6AC二、是非題 1B 2A 3B 4B 5B 6A 7A

20、 8B 9B 10A 11B 12A 13B 14B 15B三、填空題 1細胞水平代謝調節(jié) 激素水平代謝調節(jié) 2酶結構調節(jié) 酶含量調節(jié) 3變構調節(jié) 化學修飾 4合成 降解 5磷酸化 去磷酸化 乙?；?去乙?；?6有活性（高活性） 無活性（低活性） 酶催化 7活性 含量 8最慢 單向反應或非平衡反應 9膜受體 胞內受體 10乙酰輔酶A NADPH+H+ 11葡萄糖 蛋白質 脂肪 組織蛋白 酮體 12糖原合成 糖原分解 糖異生 13酮體 尿素 脂酸 14非特異性降解蛋白的溶酶體途徑 特異性降解蛋白的依賴ATP的泛素蛋白酶體途徑。 15分解代謝 合成代謝 四、名詞解釋1細胞水平代謝調節(jié)，單細胞生物主

21、要通過細胞內代謝物濃度的變化對酶的活性及含量進行調節(jié)，這種調節(jié)稱為原始調節(jié)或細胞水平代謝調節(jié)。2激素水平代謝調節(jié)，從單細胞生物進化至高等生物，細胞水平的代謝調節(jié)發(fā)展得更為精細復雜，同時出現了專司調節(jié)功能的內分泌細胞及內分泌器官，這些器官及細胞分泌的激素可對其他細胞發(fā)揮代謝調節(jié)作用，這種調節(jié)稱為激素水平代謝調節(jié)。3整體水平代謝調節(jié)，在中樞神經系統(tǒng)的控制下，或通過神經纖維及神經遞質對靶細胞直接發(fā)生影響，或通過某些激素的分泌來調節(jié)某些細胞的代謝及功能，并通過各種激素的互相協(xié)調而對機體代謝進行綜合調節(jié)，這種調節(jié)稱為整體水平代謝調節(jié)。4關鍵酶，代謝途徑由一系列酶催化的化學反應所組成，其速率和方向是由其中

22、一個或幾個具有調節(jié)作用的酶的活性所決定的，這些能調節(jié)代謝的酶稱為調節(jié)酶或關鍵酶。5限速酶，在由一系列酶促化學反應所組成的代謝途徑中，有的酶所催化的反應速度最慢，它的活性決定整個代謝途徑的地總速度，因此稱為限速酶。其調節(jié)酶或關鍵酶常常是限速酶。6變構調節(jié)，指內源或外源性小分子化合物作為變構效應劑可與酶蛋白分子活性中心以外的某一部位特異結合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改變酶的活性，這種調節(jié)稱為酶的變構調節(jié)。7變構酶，代謝途徑中受變構效應劑調節(jié)的酶稱為變構酶或別構酶。，其往往是代謝途徑的關鍵酶。8變構（效應）劑，使酶發(fā)生變構效應的小分子化合物，稱為變構（效應）劑。 9化學修飾，指酶蛋白肽鏈上某些殘

23、基在不同的催化單向反應的酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾，從而引起酶活性改變。這種調節(jié)稱為酶的化學修飾。 10誘導劑，指能增加酶合成的化合物。 11阻遏劑，指能減少酶合成的化合物。五、問答題1比較酶的變構調節(jié)和化學修飾調節(jié)有何異同。答：變構調節(jié)指小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位以非共價特異結合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改變酶的活性?；瘜W修飾調節(jié)指酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾，從而引起酶活性改變?；瘜W修飾的主要方式有磷酸化-去磷酸、乙酰化-脫乙酰、甲基化-去甲基、腺苷化-脫腺苷、-SH與-S-S-互變，磷酸化-去磷酸是最常見的方式。相同點：均屬于細胞水平調節(jié)。 均

24、是快速調節(jié)，即調節(jié)作用都較快，在數秒或數分鐘之內即可發(fā)生。都是通過改變酶的分子結構，從而改變細胞已有酶的活性。受調節(jié)的酶都為代謝途徑中的關鍵酶或限速酶。不同點：比較項目變構調節(jié)化學修飾調節(jié)結合成分小分子化合物化學基團結合方式非共價鍵共價鍵其它酶催化不需要需要ATP消耗不需要需要結構改變一級結構不變，構象改變 共價鍵改變放大效應無有被調節(jié)酶有一種形式有高活性和低活性兩種形式生理意義主要的基本調節(jié)方式應激情況下的主要調節(jié)方式2人體處于長期饑餓時，物質代謝有何變化？ 答：長期饑餓時物質代謝的變化為： （1）肝臟糖異生作用加強，乳酸和甘油成為肝糖異生的主要原料； （2）脂肪動員進一步加強，大量酮體生成

25、，腦組織利用酮體增加，超過葡萄糖的利用，肌肉主要以脂酸供能； （3）肌肉蛋白質分解減少，負氮平衡有所改善。3糖、脂、蛋白質三者在體內是否能相互轉變？簡要說明轉變的途徑及不能轉變的原因。 答：（1）糖與脂：糖容易轉變?yōu)橹悾橇姿岫u丙酮-磷酸甘油；糖乙酰CoA脂肪酸、膽固醇；-磷酸甘油+脂肪酸/膽固醇甘油三酯/膽固醇酯。 （2）脂類變糖可能性小，僅甘油、丙酮、丙酰CoA可異生成糖，但其量甚微。 （3）蛋白質與糖、脂：蛋白質可轉變成糖、脂，但數量較少。生糖氨基酸糖；生糖兼生酮氨基酸糖或脂類。糖、脂不能轉變?yōu)榈鞍踪|，糖、脂不能轉變?yōu)楸匦璋被?，雖可提供非必需氨基酸的碳鏈骨架，但缺乏氮源。4計算1m

26、ol丙氨酸在體內徹底氧化分解成CO2和H2O可生成多少molATP? 答：丙氨酸 丙酮酸乙酰CoATCA NH3 1NADH+H+ 3NADH+H+ 1FADH2 2.5ATP 10ATP1mol丙氨酸在體內徹底氧化分解成CO2和H2O可生成12.5molATP?5體內脂肪酸可否轉變?yōu)槠咸烟?？為什么？答：在體內脂肪酸絕大部分不能轉變成葡萄糖。脂肪酸分解生成的乙酰CoA不能轉變成丙酮酸，因此不能異生成葡萄糖。乙酰CoA可在肝合成酮體，包括乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮，然后被肝外組織攝取利用。前兩者均生成乙酰CoA而進入三羧酸循環(huán)徹底氧化，不能轉變?yōu)槠咸烟?，但丙酮可在一系列酶的作用下轉變?yōu)楸峄蛉樗幔M而異生成糖，這是脂肪酸的碳原子轉變成葡萄糖的一條途徑。另外，人體內和膳食中含極少量的奇數碳原子脂肪酸，經過氧化除生成乙酰CoA外，還生成一分子丙二酰CoA ，丙二酰CoA經過羧化反應和分子內重排，可轉變生成琥珀酰CoA，可進一步氧化分解，也可經草酰乙酸異生成葡萄糖。但轉變成糖的量和脂肪酸分解生成的乙酰CoA相比是非常少的，因此說，脂肪酸大部分不能轉變成糖。6試述乙酰CoA 在物質代謝中的作用。答：乙酰CoA是糖、脂類、氨基酸代謝共有的重要中間代謝物，也是