第9章物质代谢的联系与调节

第9章物质代谢的联系与调节学习要求1．掌握细胞内酶的隔离分布，代谢调节变构调节的定义，化学修饰调节的定义、类型及意义；三级水平代谢调节的基本方式及意义，细胞水平的调节。2．熟悉激素水平的调节机制，膜受体激素和胞内受体激素有哪些？酶含量的调节；物质代谢的相互联系。3．了解整体水平的调节，各组织器官的代谢特点及联系。基本知识点一、物质代谢的特点及联系体内各种物质代谢相互联系并相互制约。体内物质代谢的特点：①整体性；②在精细调节下进行；③各组织器官物质代谢各具特征；④代谢物具共同的代谢池；⑤能量生成和消耗以ATP为中心；⑥NADPH提供代谢所需的还原当量。各代谢途径之间可通过共同枢纽性中间产物互相联系和转变。糖、脂肪、蛋白质等作为能源物质在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变。各组织、器官有独特的代谢方式以完成特定功能。肝是各种物质代谢的中心和枢纽。二、代谢调节方式机体存在三级水平的代谢调节，包括细胞水平调节、激素水平调节和以中枢神经系统为主导的整体水平调节。（一）细胞水平调节主要通过调节关键酶的活性实现，其中通过改变现有酶分子的结构调节酶活性的方式，发生较快。也可通过改变酶的含量影响酶活性，此调节缓慢而持久。对酶结构调节包括酶的变构调节及酶蛋白的化学修饰调。对物质代谢和某些关键酶，两种调节各有作用，相辅相成。（二）激素水平调节中，激素与靶细胞受体特异结合，将代谢信号转化为细胞内一系列信号转导级联过程，最终表现出激素的生物学效应。激素可分为膜受体激素及胞内受体激素。前者为蛋白质、多肽及儿茶酚胺类激素，具亲水性，需结合膜身体才能将信号跨膜传递入细胞内。后者为疏水性激素，可透过细胞膜与胞内受体（大多在核内）结合，形成二聚体，作为转录因子与DNA上的特定激素反应元件（HRE）结合，以调控该元件调控的特定基因的表达。（三）整体水平调节是指神经系统通过内分泌腺间接调节代谢和直接影响组织、器官以调节代谢的方式，使机体代谢相对稳定，适应环境改变。饥饿及应急时通过改变多种激素分泌，整体调节引起体内物质代谢的改变。正常食欲、进食和能量消耗的平衡受到神经、内分泌系统复杂调节，肥胖的代谢改变是多种因素引起的整体代谢调节紊乱的病理状态。胰岛素和脂肪细胞分泌的瘦蛋白是调节体内脂肪储存量的两种最主要的信号分子。（四）代谢组学是一门较新的组学领域，通过对某一生物或细胞所有低分子质量代谢产物进行定性和定量分析，检测活细胞中整体性代谢物变化。以高通量的检测实验和大规模的计算为特征，代谢组学在疾病诊断和新药开发等方面具有应用潜力。自测练习题一、选择题（一）A型题1．关于三大营养物质代谢相互联系错误的是:A．乙酰辅酶A是共同中间代谢物B．TCA循环是氧化分解成H2O和CO2的必经之路C．糖可以转变为脂肪D．脂肪可以转变为糖E．蛋白质可以代替糖和脂肪供能2．胞浆中不能进行的反应过程是A．糖原合成和分解B．磷酸戊糖途径C．脂肪酸的β-氧化D．脂肪酸的合成E．糖酵解途径3．关于机体物质代谢特点的叙述，错误的是A．内源或外源代谢物共同参与物质代谢B．物质代谢不断被调节以适应外界环境C．合成代谢与分解代谢相互协调而统一D．各组织器官有不同的功能及代谢特点E．各种合成代谢所需还原当量是NADH4．在胞质内进行的代谢途径有A．三羧酸循环B．脂肪酸合成C．丙酮酸羧化D．氧化磷酸化E．脂肪酸的β-氧化5．关于糖、脂类代谢中间联系的叙述，错误的是A．糖、脂肪分解都生成乙酰辅酶AB．摄入的过多脂肪可转化为糖原储存C．脂肪氧化增加可减少糖类的氧化消耗D．糖、脂肪不能转化成蛋白质E．糖和脂肪是正常体内重要能源物质6．关于肝脏代谢特点的叙述，错误的是A．能将氨基酸脱下的氨合成尿素B．将糖原最终分解成葡萄糖C．糖原合成及储存数量最多D．是脂肪酸氧化的重要部位E．是体内唯一进行糖异生的器官7．乙酰辅酶A羧化酶的变构激活剂是A．软脂酰辅酶A及其他长链脂酰辅酶AB．乙酰辅酶AC．柠檬酸及异柠檬酸D．丙二酰辅酶AE．酮体8．在生理情况下几乎以葡萄糖为唯一能源，但长期饥饿时则主要以酮体供能的组织是A．脑B．红细胞C．肝脏D．肌肉E．肾脏9．关于变构调节叙述有误的是A．变构效应剂与酶共价结合B．变构效应剂与酶活性中心外特定部位结合C．代谢终产物往往是关键酶的变构抑制剂D．变构调节属细胞水平快速调节E．变构调节机制是变构效应剂引起酶分子构象发生改变10．关于酶化学修饰调节叙述不正确的是A．酶一般都有低(无)活性或高(有)活性两种形式B．就是指磷酸化或脱磷酸C．酶的这两种活性形式需不同酶催化才能互变D．一般有级联放大效应E．催化上述互变反应的酶本身还受激素等因素的调节11．经磷酸化后其活性升高的酶是A．糖原合酶B．丙酮酸脱氢酶C．乙酰辅酶A羧化酶D．丙酮酸脱羧酶E．糖原磷酸化酶b激酶12．糖与甘油代谢之间的交叉点是A．3-磷酸甘油醛B．丙酮酸C．磷酸二羟丙酮D．乙酰辅酶AE．草酰乙酸13．既在胞浆又在线粒体进行的代谢途径是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．下列属于膜受体激素的是A．甲状腺素B．类固醇激素C．甲状旁腺素D．1,25-(OH)2-D3E．视黄醇15．作用于细胞内受体的激素是A．儿茶酚胺类激素B．生长激素C．胰岛素D．类固醇激素E．多肽类激素16．关于糖、脂代谢联系的叙述，错误的是A．脂肪酸合成原料主要来自糖B．脂肪酸不能异生成糖C．糖不能为胆固醇合成提供原料D．甘油可异生成糖E．作为营养素糖是不能完全取代脂肪的17．糖异生、酮体生成及尿素合成都可发生于A．肾B．肝C．肌肉D．脑E．心脏18．饥饿时代谢或生成减弱的是A．肝脏糖异生B．脂肪组织动员C．肌肉蛋白降解D．胰高血糖素分泌E．胰岛素分泌19．情绪激动时，机体会出现A．血糖降低B．血糖升高C．蛋白质分解减少D．脂肪动员减少E．血中脂肪酸减少20．葡萄糖在体内代谢时，通常不会转变生成的化合物是A．丙氨酸B．乙酰乙酸C．胆固醇D．核糖E．脂肪酸21．关于酶含量调节的叙述，错误的是A．属于酶活性的快速调节B．属于细胞水平的代谢调节C．底物常可诱导酶的合成D．产物常可阻遏酶的合成E．属于酶活性的迟缓调节22．底物对酶含量的影响，通常的方式是A．促进酶蛋白降解B．诱导酶蛋白合成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．不受酶变构作用影响的是A．酶促反应速度B．酶促反应平衡点C．Km值D．酶与底物的亲和力E．酶的催化活性24．使糖酵解减弱或糖异生增强的主要调节因素是A．ATP/ADP比值减少B．ATP/ADP比值增高C．6-磷酸果糖浓度增高D．柠檬酸浓度降低E．乙酰辅酶A水平下降25．为成熟的红细胞提供能量的主要途径是A．三羧酸循环B．糖酵解C．磷酸戊糖途径D．有氧氧化E．脂肪酸β-氧化26．酶的磷酸化修饰多发生于下列哪种氨基酸的-R基团A．半胱氨酸的巯基B．组氨酸咪唑基C．谷氨酸的羧基D．赖氨酸的氨基E．丝氨酸的羟基27．糖与脂肪及氨基酸三者代谢的交叉点是A．丙酮酸B．琥珀酸C．延胡索酸D．乙酰辅酶AE．磷酸烯醇式丙酮酸（二）B型题A．ATP/ADP比值增加B．ATP/ADP比值降低C．UTP浓度增加D．乙酰CoA/CoA比值增大E．乙酰CoA/CoA比值减小1．使丙酮酸羧化酶活性降低2．促进氧化磷酸化3．使糖的有氧氧化减弱4．丙酮酸脱氢酶活性降低A．胆固醇合成B．核酸合成C．尿素合成D．糖酵解E．脂肪酸β-氧化5．在线粒体进行6．在细胞液和线粒体进行7．在细胞核进行8．在细胞液进行A．6-磷酸葡萄糖B．N-乙酰谷氨酸C．柠檬酸D．PRPPE．乙酰CoA9．丙酮酸羧化酶的变构激活剂10．磷酸果糖激酶-1的变构抑制剂11．氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ的变构激活剂12．糖原合酶的变构激活剂A．乙酰CoAB．AMPC．ADPD．G-6-PE．柠檬酸13．柠檬酸合酶的变构激活剂14．丙酮酸羧化酶的变构激活剂15．糖原合成酶的变构激活剂16．乙酰CoA羧化酶的变构激活剂A．糖皮质激素B．前列腺素C．生长激素D．胰岛素E．肾上腺素17．可以降低血糖浓度18．氨基酸衍生物19．以激素-受体复合物在胞核作用20．花生四烯酸衍生物（三）X型题1．关于酶变构调节的叙述正确的是A．酶大多有调节亚基和催化亚基B．体内代谢物可作为变构效应剂C．酶变构调节都能使酶活性降低D．酶变构调节都能使酶活性增高E．通过改变酶蛋白构象而改变酶的活性2．酶的变构调节A．有构型变化B．有构象变化C．作用物或代谢物常是变构剂D．无共价键变化E．酶动力学遵守米氏方程3．酶化学修饰的特点是A．调节过程有放大效应B．修饰变化是一种酶促反应C．调节时酶蛋白发生共价变化D．需要ATP参与，所以耗能多E．酶有低活性和高活性两种形式4．属于细胞酶活性的代谢调节方式有A．酶的共价修饰调节B．酶的变构调节C．诱导酶的合成D．通过膜受体调节E．调节细胞内酶含量5．可以诱导酶合成的是A．酶反应途径的产物B．酶反应途径的底物C．某些激素D．某些药物E．酶反应途径的中间产物6．作为糖和脂肪代谢交叉点的物质有A．乙酰CoAB．6-磷酸果糖C．磷酸二羟丙酮D．3-磷酸甘油醛E．草酰乙酸二、是非题1．凡能使酶分子发生变构作用的物质都能使酶活性增加。2．激素受体是细胞膜上的结构成分，一般为糖蛋白。3．磷酸化是最常见的酶促化学修饰反应，它的特点是将无机磷酸盐的磷酸基加到酶蛋白分子上，改变酶的活性。4．饥饿2-3天，血糖主要靠肝糖原分解来维持。5．ATP是磷酸果糖激酶-1的变构抑制剂。因此ATP能抑制糖酵解，而促进糖的有氧氧化。6．在代谢途径中，关键酶催化的反应速度最慢，通常催化单向反应或非平衡反应，因此它的活性改变不仅影响整条代谢途径的总速度，而且可以决定整个代谢途径的方向。7．类固醇激素的受体存在于靶细胞内，激素与受体结合后引起受体构象改变，然后激素受体复合物形成二聚体，再与DNA的激素反应元件（HRE）结合，从而对细胞代谢进行调节。8．糖原磷酸化酶是常见的化学修饰酶，它的活性型是脱磷酸的形式。9．当肾上腺素分泌增加时，它可进入细胞内:①促进糖原合酶磷酸化而失去活性。②共价修饰磷酸化酶，使其磷酸化，活性增加。10．被化学修饰的酶在细胞内有两种形式，这两种形式的转变也是通过酶促反应进行的。11．在糖酵解过程中，6-磷酸果糖经磷酸果糖激酶-1催化转变为1，6-二磷酸果糖，后者又是丙酮酸激酶的变构激活剂，这种调节也称反馈调节。12．高等生物三级水平代谢调节中，激素和神经对代谢的调节都是通过细胞水平的代谢调节实现的，因此，细胞水平代谢调节是基础。13．长期饥饿后，糖原合成增加，脂肪动员进一步加强，酮体的生成和利用增加，蛋白质分解持续增加，负氮平衡加重。14．动物应激时，交感神经兴奋，糖、脂肪分解代谢增强，蛋白质合成增加，以适应应激需要。15．代谢组学是对某一生物或细胞所有代谢产物进行定性和定量检测，分析活细胞中代谢物谱变化的研究领域。三、填空题1．对于高等生物而言,物质代谢调节可分为三级水平,包括_____、_____及整体水平的调节。2．细胞水平的快速调节指_____，迟缓调节指_____。3．酶的结构调节包括酶的_____和_____两种方式。4．酶含量的调节通过改变酶的_____或_____速率，从而调节代谢的速率和强度。5．酶的化学修饰常见的方式有_____与_____，_____与_____。6．在酶的化学修饰调节中，被修饰酶的_____与_____两种形式的转变是通过_____作用来实现的。7．细胞水平代谢调节通过调节关键酶的______与______从而调节代谢的速度和强度。8．关键酶所催化的反应具有下列特点：催化反应的速度_____，因此又称为限速酶，催化_____，因此它的活性决定整个代谢途径的方向，这类酶常受多种效应剂的调节。9．按激素受体在细胞的部位不同，可将激素分为_____激素和_____激素两大类。10．糖转化为脂肪时，葡萄糖分解产生的_____可作为脂肪酸合成的原料，而还原当量_____则由磷酸戊糖途径产生。11．在生理情况下，大脑主要以___