9 物质代谢和调节

第九章物质代谢的联系与调节

内容提要

物质代谢是生命的本质特征，是生命活动的物质基础。体内各种物质代谢是相互联系、相互制约的。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色；④具有共同的代谢池；⑤ATP是共同能量形式；⑥NADPH是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、蛋白质等营养素在供应能量上可互相代替，互相制约，但不能完全互相转变，因为有些代谢反应是不可逆的。各组织、器官有独特的代谢方式。肝是物质代谢的中心。从肠道吸收进入人体的营养素，几乎都是经肝的处理和中转；各器官所需的营养素大多也通过肝的加工或转变，有的代谢终产物还需通过肝解毒和排出。

代谢调节可分为三级水平：一是细胞水平调节，主要通过改变关键酶的活性来实现。酶活性调节有两种方式：酶的变构调节和酶蛋白的化学修饰调节。变构调节系变构剂与酶的调节亚基结合引起酶分子构象改变，导致其催化活性改变，不涉及共价键与组成的变化。而酶的化学修饰调节是酶催化的化学反应，涉及酶蛋白的化学结构共价键与组成的变化；有磷酸化、甲基化、乙酰化等方式，以磷酸化为主；化学修饰调节具有放大效应；以调节代谢强度为主。变构调节与化学修饰调节两者相辅相成，均为快调节。二是激素水平调节，通过激素与靶细胞受体特异结合，将激素信号转化为细胞内一系列化学反应，最终表现出激素的生物学效应。根据受体在细胞内的部位不同，激素可分为膜受体激素（蛋白质、肽类及儿茶酚胺类激素），通过与膜受体结合可将信号跨膜传递入细胞内，胞内受体激素（类固醇激素、甲状腺素），可通过细胞膜进入细胞内与胞内受体（大多在核内）结合，形成二聚体，作为转录因子与DNA上特定核苷酸序列即激素反应元件（HRE）结合，以调控该元件所辖特定基因的表达。三是神经系统可通过内分泌腺间接调节代谢，也可直接对组织、器官直接施加影响，进行整体调节，从而使机体代谢处于相对稳定状态。饥饿及应激时物质代谢的改变是整体代谢调节的结果。

一、选择题

【A型题】

1．变构剂与酶结合的部位是（）

A．活性中心的底物结合部位 B．活性中心催化基团 C．酶的—SH基团

D．活性中心以外特殊部位 E．活性中心以外任何部位

2．关于关键酶，叙述正确的是（）

A．关键酶常位于代谢途径的起始反应 B．关键酶多为变构酶

C．若某代谢物有几条代谢途径，则分叉点的第一个反应也常是关键酶所在

D．代谢途径中关键酶的相对活性最高 E．催化的反应可逆进行

3．关于酶的化学修饰叙述错误的是（）

A．酶以有活性(高活性)和无活性(低活性)两种形式存在

B．变构调节是快速调节，化学修饰不是快速调节

C．两种形式的转变由酶催化 D．两种形式的转变有共价键变化 E．有放大效应

4．关于变构调节叙述正确的是（）

A．所有变构酶都有一个调节亚基，一个催化亚基

B．变构酶的动力学特点是酶促反应与底物浓度的关系呈S形而非矩形双曲线

C．变构激活与酶被离子和激活剂激活的机制相同

D．变构抑制与非竞争性抑制相同

E．变构抑制与竞争性抑制相同

5．长期饥饿时大脑的能量来源主要是（）

A．葡萄糖 B．氨基酸 C．甘油 D．酮体 E．糖原

6．在胞浆内进行的代谢过程是（）

A．三羧酸循环 B．氧化磷酸化 C．丙酮酸羧化 D．脂酸β氧化 E．脂肪酸合成

7．饥饿时体内的代谢变化哪一项是错误的（）

A．胰岛素分泌增加 B．胰高血糖素分泌增加

C．脂肪动员加强 D．酮体生成增加 E．糖异生加强

8．关于关键酶的叙述哪一项是错误的（）

A．关键酶常位于代谢途径的第一步反应

B．关键酶常是变构酶

C．关键酶在代谢途径中活性最高，所以才对整个代谢途径的流程起决定作用

D．受激素调节的酶常是关键酶

E．关键酶常催化单向反应或非平衡反应

9．下列关于糖脂代谢的叙述哪一项是错误的（）

A．糖分解产生的乙酰CoA可作为脂肪酸合成的原料

B．脂酸合成所需的NADPH主要来自磷酸戊糖途径

C．脂酸分解产生的乙酰CoA可经三羧酸循环异生成糖

D．甘油可异生成糖

E．脂肪分解代谢的顺利进行有赖于糖代谢的正常进行

10．在线粒体内所进行的代谢过程是（）

A．软脂酸的合成 B．蛋白质的合成 C．糖异生 D．糖原的合成 E．脂酸β氧化

11．关于物质代谢的特点，描述错误的是（）

A．各种物质代谢之间互相有联系，相互依存 B．体内各种物质的分解、合成和转变维持动态平衡C．物质代谢的方向和速度与生理状态相适应 D．各组织、器官的代谢途径及功能基本相同E．NADPH是合成代谢所需的还原当量

12．下列有关糖、脂及氨基酸代谢不正确的是（）

A．当摄入的糖量超过体内能量消耗时，多余的糖可转变生成脂肪

B．体内蛋白质中的20种氨基酸除Leu和Lys外均可转变为糖

C．蛋白质可转变成脂肪，脂类能转变为氨基酸

D．氨基酸是体内合成嘌呤、嘧啶的原料

E．三羧酸循环是糖、脂、蛋白质的代谢枢纽

13．细胞水平调节细胞内酶活性最迅速有效的是（）

A．酶合成的诱导 B．酶蛋白的降解速度 C．酶的变构抑制或激活

D．酶原的激活 E．酶的竞争性抑制

14．酶化学修饰调节的主要方式是（）

A．甲基化与去甲基化 B．乙酰化与去乙酰化 C．磷酸化与去磷酸化

D．聚合与解聚 E．酶蛋白的合成与降解

15．酶的磷酸化修饰常发生在（）

A．赖氨酸的ε－氨基 B．含羧基的氨基酸残基 C．组氨酸的咪唑基

D．含羟基的氨基酸残基 E．半胱氨酸的巯基

【X型题】

1．关于酶的变构调节叙述正确的是（）

A．无共价键变化 B．有构型变化 C．作用物或代谢物常是变构剂

D．酶动力学遵守米氏方程 E．以上都对

2．饥饿时体内的代谢可能发生下列变化（）

A．糖异生↑ B．脂肪分解↑ C．血酮体↑ D．血中游离脂肪酸↑ E．糖酵解↑

3．关于变构酶叙述正确的是（）

A．变构酶催化的反应都是可逆的 B．变构酶与变构剂的结合是可逆的

C．所有变构酶都有催化亚基和调节亚基 D．变构酶变构时常伴有亚基的聚合或解聚

E．有的变构酶的调节部位和催化部位在同一亚基上

4．细胞水平的调节方式有（）

A．酶蛋白合成的诱导与阻遏 B．酶的化学修饰 C．酶的变构调节

D．酶蛋白的降解 E．同工酶调节

5．关于组织、器官的代谢特点哪些是正确的（）

A．肌糖原不能降解成葡萄糖

B．肾脏可进行糖异生和生成酮体

C．葡萄糖－6－磷酸酶是肝脏特有的酶

D．RBC能量主要来自糖酵解

E．心脏可以酮体、乳酸、自由脂肪酸及葡萄糖为能源物质

二、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．细胞水平的调节主要通过改变关键酶______和______以影响酶的活性，从而对物质代谢进行调控。3．改变酶结构的快速调节，主要包括______、______。

4．化学修饰调节最常见的方式是磷酸化，磷酸化可使糖原合成酶活性______，磷酸化酶活性______。5．脑是机体耗能的主要器官之一，正常情况下，主要以______作为供能物质，长期饥饿时，则主要以______作为能源。

三、名词解释

1．变构酶（allosteric enzyme）

2．变构调节（allosteric regulation）

3．酶的化学修饰（chemical modification）

四、简答题

体内糖、脂及氨基酸的代谢可通过哪些物质相互联系沟通（举两例说明）。

五、论述题

试述机体在短期饥饿情况下，发生哪些代谢变化。