第十三章代谢调节
第十三章-电解质代谢紊乱
水和钠等比例丧失 而未予补充
细胞外液等渗,后 高渗,细胞内外液均有 丧失
脱水体征、休克、 口渴、尿少、脱水
脑细胞水肿
体征、休克
130以下
130~150
补充生理盐水或
补充偏低渗的氯化
3%氯化钠溶液
钠溶液
第二节 钾代谢紊乱
一、低钾血症 二、高钾血症
第二节 钾代谢紊乱
正常成年人含钾量为 31~57mmol/kg。 体钾的70%在肌肉,10% 在皮肤,其余在 红细胞、脑和内脏中。细胞外液钾占体钾 的2% ,血清 K+ 为 3.5~5.5 mmol/L;细胞 内液钾占98% ,浓度约为150mmol/L。
第十三章 电解质代谢紊乱
1. 理解水钠代谢紊乱:脱水概念、三种 脱水区别;
2. 认识钾代谢紊乱:概念、对心脏的影 响。
王某,男,15个月,因腹泻、呕吐4天入院。发病 以来,每天腹泻6~8次,水样便,呕吐4次,不能进 食,每日补5%葡萄糖溶液1000ml,尿量减少,腹胀。 体检:精神委靡,体温37.5℃(肛),脉搏速弱,150 次/min,呼吸浅快,55次/min,血压86/50mmHg,皮 肤弹性减退,两眼凹陷,前囟下陷,腹胀,肠鸣音减 弱,腹壁反射消失,膝反射迟钝,四肢凉。实验室检 查:血清Na+125mmol/L,血清K+3.2mmol/L。
图13-4 细胞外液减少机制图
二、低渗性脱水 (hypotonic dehydration)
2. 明显的失水体征。 3. 细胞内液的变化:细胞外液移向 细胞内(图13-4);严重致细胞水肿特 别是脑水肿,可引起神经功能障碍。 4. 尿变化。
二、低渗性脱水 (hypotonic dehydration)
生物化学 第13章 代谢调节
第十三章代谢调节一、填空题:1.生物体内的代谢调节在三种不同的水平上进行,即、和。
2.代谢途径的终产物浓度可以控制自身形成的速度,这种现象被称为。
3.酶对细胞代谢的调节是最基本的代谢调节,主要有二种方式:和。
构通糖、脂代谢的关键化合物是。
4.不同代谢途径可以通过交叉点代谢中间物进行转化,在糖、脂、蛋白质及核酸的相互转化过程中三个最关键的代谢中间物是、和。
5.1961年,法国生物学家Monod和Jacob提出了关于原核生物基因结构及表达调控的学说。
6.正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式,其中原核细胞常用调控,而真核细胞常用调控模式。
7.乳糖操纵子的天然诱导物是,实验室里常用作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。
8.许多代谢途径的第一个酶是限速酶,终产物多是它的,对它进行,底物多为其。
9.原核细胞酶的合成速率主要在水平进行调节。
10.乳糖操纵子的诱导物是,色氨酸操纵子的辅阻遏物是。
二、选择题(只有一个最佳答案):1.下列与能量代谢有关的过程除哪个外都发生在线粒体中?()A、糖酵解B、三羧酸循环C、脂肪酸的β-氧化D、氧化磷酸化2.IPTG可以诱导乳糖操纵子(lacOperon)的表达,这是因为:()A、IPTG与乳糖操作子(lacoperator)结合,诱导转录B、IPTG与LACI基因产物结合,并抑制其活性C、抑制β-半乳糖苷酶的活性D、促进Lac阻遏物的活性E、IPTG与LACI基因产物结合,并激活其活性3.在什么情况下,乳糖操纵子的转录活性最高?()A、高乳糖,低葡萄糖B、高乳糖,高葡萄糖C、低乳糖,低葡萄糖D、低乳糖,高葡萄糖4.真核细胞参与基因表达调节的调控区比原核细胞复杂是因为()A、真核细胞的细胞核具有双层膜B、原核细胞的基因总是以操纵子的形式存在C、原核细胞调节基因表达主要是在翻译水平D、真核细胞需要控制细胞特异性的基因表达E、真核细胞基因组含有太多的重复序列5.调节物质代谢体内最基础的层次是()A、细胞水平B、激素水平C、神经调节D、整体水平E、器官水平6.磷酸果糖激酶是什么代谢途径中的别构调节酶()A、三羧酸循环B、糖异生C、葡萄糖分解D、糖原合成E、糖原分解7.三羧酸循环中的别构调节酶是()A、柠檬酸合成酶B、α-酮戊二酸脱氢酶C、琥珀酸脱氢酶D、延胡索酸酶E、苹果酸脱氢酶8.催化糖酵解与磷酸戊糖途径的酶主要分布在细胞中什么部位()A、核B、胞质C、线粒体D、微粒体E、质膜9.催化三羧酸循环与脂肪酸β-氧化的酶分布在细胞内的什么部位()A、胞质B、胞膜C、胞核D、内质网E、线粒体10.氨基酸分解代谢调节的别构酶是()A、转氨酶B、脱羧酶C、转甲基酶D、己糖激酶E、谷氨酸脱氨酶11.糖异生限速酶的别构调节激活剂是()A、A TPB、ADPC、AMPD、dA TPE、cAMP 12.各种分解途径中,放能最多的途径是:()A、糖酵解B、三羧酸循环C、 -氧化D、氧化脱氨基13.操纵子调节系统属于哪一种水平的调节?()A、复制水平的调节B、转录水平的调节C、转录后加工的调节D、翻译水平的调节14.下列关于操纵基因的论述哪个是正确的?()A、能专一性地与阻遏蛋白结合B、是RNA聚合酶识别和结合的部位C、是诱导物和辅阻遏物的结合部位D、能于结构基因一起转录但未被翻译15.以下有关阻遏蛋白的论述哪个是正确的?()A、阻遏蛋白是调节基因表达的产物B、阻遏蛋白妨碍RNA聚合酶与启动子结合C、阻遏蛋白RNA聚合酶结合而抑制转录D、阻遏蛋白与启动子结合而阻碍转录的启动16.糖酵解中,下列哪一个催化的反应不是限速反应?()A、丙酮酸激酶B、磷酸果糖激酶C、己糖激酶D、磷酸丙糖异构酶17.磷酸化酶通过接受或脱去磷酸基而调节活性,因此它属于:()A、别(变)构调节酶B、共价调节酶C、诱导酶D、同工酶18.下列与能量代谢有关的途径不在线粒体内进行的是:()A、三羧酸循环B、脂肪酸β氧化C、氧化磷酸化D、糖酵解作用19.关于共价修饰调节酶,下列哪种说法是错误的?()A、这类酶一般存在活性和无活性两种形式,B、酶的这两种形式通过酶促的共价修饰相互转变C、伴有级联放大作用D、是高等生物独有的代谢调节方式20.阻遏蛋白结合的位点是:()A、调节基因B、启动因子C、操纵基因D、结构基因21.下面哪一项代谢是在细胞质内进行的:()A、脂肪酸的β-氧化B、氧化磷酸化C、脂肪酸的合成D、TCA22.在乳糖操纵子模型中,操纵基因专门控制是否转录与翻译。
生物化学:第十三章 代谢调节
• 代谢调节普遍存在于生物界
单细胞生物
通过细胞内代谢物浓度的变 化,影响酶活性及含量,从而调 节代谢
——原始调节/细胞水平调节
高 等 生 细胞水平代谢调节 物
激素水平代谢调节
整体水平代谢调节
细胞水平代谢调节
细胞的膜结构及酶分布 在代谢的调节作用
酶活性的调节
多酶体系的 区域化分布
同工酶在调 节中的作用
GTP
已糖激酶
6-P-G
磷酸果糖激酶
6-P-F
磷酸果糖激酶1
6-磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖
各种腺苷酸对磷酸果糖激酶的变构调节
变构调节的机制和特点
➢多数变构酶由多亚基构成,所以存在四级结构。 它们的变构调节一般体现在亚基的解聚和聚合上。 ➢多数变构酶由两种亚基组成:催化亚基和调节亚 基。 ➢变构酶有两种构象。 ➢变构剂与调节亚基以非共价键结合,两者的结合 程度取决于变构剂的浓度。 ➢变构调节快速短暂,一般在数分钟内完成。
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 但不能说,脂类可转变为氨基酸
• 氨基酸可以转变为脂类
氨基酸
乙酰CoA
脂肪
• 氨基酸可作为合成磷脂的原料
丝氨酸
丝氨酸磷脂
胆胺
脑磷脂
胆碱
卵磷脂
4. 核酸与糖、蛋白质
代谢的相互联系
• 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
甘氨酸
天冬氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
酶结构 的调节
酶数量 的调节
一、代谢途径的区域化分布 1、代谢途径有关酶类常组成酶体系,分布
于细胞的某一区域或亚细胞结构中。
普通生物化学习题集
普通生物化学习题集第九章:糖代谢一、填充题1、糖原合成的关键酶是();糖原分解的关键是()。
2、糖酵解中催化底物水平磷酸化的两个酶是()和()。
3、糖酵解途径的关键酶是()、()和丙酮酸激酶。
4、丙酮酸脱氢酶系由丙酮酸脱氢酶、()和()组成。
5、三羧酸循环过程中有()次脱氢和()次脱羧反应。
6、()是糖异生中最主要器官,()也具有糖异生的能力。
7、三羧酸循环过程主要的关键酶是()、()和()8、葡萄糖有氧氧化中,通过底物水平磷酸化直接生成的高能化合物有()和()9、乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是()和()。
10、丙二酸是琥珀酸脱氢酶的()抑制剂。
二、是非题1、每分子葡萄糖经三羧酸循环产生的ATP分子数比糖酵解时产生的ATP多一倍。
()2、哺乳动物无氧下不能存活,因为葡萄糖酵解不能合成ATP。
()3、6—磷酸葡萄糖转变为1,6-二磷酸果糖,需要磷酸己糖异构酶及磷酸果糖激酶催化。
()4、葡萄糖是生命活动的主要能源之一,酵解途径和三羧酸循环都是在线粒体内进行的。
()5、糖酵解反应有氧无氧均能进行。
()6、在缺氧的情况下,丙酮酸还原成乳酸的意义是使NAD+再生。
()7、三羧酸循环被认为是需氧途径,因为还原型的辅助因子通过电子传递链而被氧化,以使循环所需的载氢体再生。
()8、动物体内合成糖原时需要ADPG提供葡萄糖基,植物体内合成淀粉时需要UDPG提供葡萄糖基。
()9、如果2,6-二磷酸果糖含量低,则糖异生比糖酵解占优势。
()10、丙酮酸脱氢酶复合体与α-酮戊二酸脱氢酶复合体有相同的辅因子。
()三、选择题1、在厌氧条件下,下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累?()A丙酮酸B乙醇C乳酸DCO22、磷酸戊糖途径的真正意义在于产生()的同时产生许多中间物如核糖等。
ANADPH+H+BNAD+CADPDCoASH3、磷酸戊糖途径中需要的酶有()A异柠檬酸脱氢酶B6-磷酸果糖激酶C6-磷酸葡萄糖脱氢酶D转氨酶A糖酵解BTCA循环C磷酸戊糖途径D氧化磷酸化作用6、在TCA循环中,下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化?()A柠檬酸→α-酮戊二酸Bα-酮戊二酸→琥珀酸C琥珀酸→延胡索酸D延胡索酸→苹果酸7、丙酮酸脱氢酶系需要下列哪些因子作为辅酶?()ANAD+BNADP+CFMNDCoA8、下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶?()A生物素BFADCNADP+DNAD+9、在三羧酸循环中,由α-酮戊二酸脱氢酶系所催化的反应需要()ANAD+BNADP+CCoASHDATP10、草酰乙酸经转氨酶催化可转变成为()A苯丙氨酸B天门冬氨酸C谷氨酸D丙氨酸11、糖酵解是在细胞的什么部位进行的。
生物化学教程 张洪渊TEL (0813 )
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3 .生化与其他学科关系
经典生物学
生物化学
化学,物理
遗传学,微生物学
分子生物学
生物工程
基因工程 酶工程 蛋白质工程 细胞工程15 发酵工程
多学科合作研究:物理、化学、遗传、仪器等 专家的合作研究,如蛋白质X-射线晶体衍射
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测定蛋白质结构,DNA测序等。
我国的现代生物化学研究起步较晚,由留美、德、法、 英等学者开始主要有吴宪教授,王英睐,曹天钦,邹 承鲁等教授。
1965年上海有机化学研究所汪猷、北京大学邢其毅 教授用化学法人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛 素。
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生物化学的发展前景
• 借助于现代科技成果,高速发展生化理论与技术,促进生物学理论技术及生物工程学 的发展。
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5 .学习生化的方法
A. 教材作用(借鉴、利用- 学习生化科学的知识体系)
a. 主要参考体系,其他资料利用
b. 合理取舍( 知识系统-- 时间、专业 ):
讲课:重点(核心)与线条结合;
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十九世纪末随着医学、发酵工业的发展而逐渐形成的一门独立的学科,与化 学、有机化学的发展密切相关,涉及农业、工业、医药、国防等各个方面。
早期的生物化学:十八世纪 拉瓦锡 (Attoine-Laurent Lavoisier, 1743-1794,法国) 研究燃烧和呼吸现 象,推翻”燃素学说” 舍 勒 (Carl Wilhelm Scheele, 瑞典)与Joseph Priestly
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信息代谢:代谢调控
1.2.3 生命物质的结构、功能与生命现象 的关系(功能或机能生化)
高中生物选择性必修一第二章代谢调节知识梳理
高中生物选择性必修一第二章代谢调节知
识梳理
代谢调节的基本概念
- 代谢调节是指在稳定环境条件中,生物体能够通过调节代谢
过程保持一定的内部稳定状态。
- 生物体内代谢调节的作用体现在物质合成和降解的平衡上,
从而影响生物体内能源的储备和利用。
代谢调节的方式
- 代谢调节可以通过神经体液调节和内分泌调节两种方式实现。
神经体液调节
- 神经体液调节主要是指人体通过神经系统和体液调节机制来
达到代谢平衡的方式。
- 在神经体液调节中,神经元通过将信息传递到靶细胞上,从
而影响靶细胞的代谢状态。
内分泌调节
- 内分泌调节是指通过内分泌腺体分泌激素来调节代谢平衡的方式。
- 内分泌腺体分泌的激素经过血液循环到达靶细胞,影响其代谢状态。
代谢调节的实例
- 食物摄入量:人体通过调节进食量来达到对营养成分的摄入平衡。
- 血糖调节:胰岛素和胰高血糖素的分泌调节是人体维持血糖平衡的关键。
- 体温调节:人体通过调节代谢过程以及出汗等方式来维持体温平衡。
第十三章 脂类代谢1
(三)转运:甘油三酯和胆固醇酯由脂蛋白转运。在脂蛋白中,疏水脂类构成核心,外面围绕着极性脂和载脂蛋白,以增加溶解度。载脂蛋白主要有7种,由肝脏和小肠合成,可使疏水脂类溶解,定向转运到特异组织。
6. 再还原:烯脂酰ACP还原酶用NADPH还原为丁酰ACP。β-氧化时生成FADH2,此时是为了加速反应。
7. 第二次循环从丁酰基转移到β-酮脂酰ACP合成酶上开始。7次循环后生成软脂酰ACP,可被硫酯酶水解,或转移到辅酶A上,或直接形成磷脂酸。β-酮脂酰ACP合成酶只能接受14碳酰基,并受软脂酰辅酶A反馈抑制,所以只能合成软脂酸。
2. 乙酰乙酰辅酶A与一分子乙酰辅酶A生成β-羟基-β-甲基戊二酰辅酶A,由HMG辅酶A合成酶催化。
3. HMG辅酶A裂解酶将其裂解为乙酰乙酸和乙酰辅酶A。
4. D-β-羟丁酸脱氢酶催化,用NADH还原生成β羟丁酸,反应可逆,不催化L-型底物。
5. 乙酰乙酸自发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧,生成丙酮。
二、甘油代谢
脂肪细胞没有甘油激酶,所以甘油被运到肝脏,由甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油,再由磷酸甘油脱氢酶催化为磷酸二羟丙酮,进入酵解或异生,并生成NADH。
三、脂肪酸的氧化
(一)饱和偶数碳脂肪酸的氧化
1. 脂肪酸的活化:脂肪酸先生成脂酰辅酶A才能进行氧化,称为活化。由脂酰辅酶A合成酶(硫激酶)催化,线粒体中的酶作用于4-10个碳的脂肪酸,内质网中的酶作用于12个碳以上的长链脂肪酸。生成脂酰AMP中间物。乙酰acetyl;脂酰acyl
生化习题集第十三章 水和电解质代谢
第十三章水和电解质代谢一、名词解释1.体液 2.细胞内液3.细胞外液 4.代谢水5.结合水 6.非显性出汗7.可扩散钙 8.非扩散钙9.钙磷乘积 10.溶骨作用11.活性维生素D3 12.微量元素二、填空题1.正常成人的体液总量约占自身体重的_________%,其中细胞内液为_________,血浆为_________,细胞间液为_________。
2.以细胞膜为界体液可分为_________和_________。
3.人体体液的含量因_________,_________和胖瘦程度有关。
4.细胞内液的电解质总量较细胞外液_________,但细胞内液与细胞外液的_________仍相等。
5.人体与外界物质交换包括两大过程一是_________,二是_________这两个过程的完成是依靠体液在_________,_________,及________三者之间的交换来实现的。
6.有效滤过压等于_________与细胞间液的_________之和减去_________与_________之和。
7.细胞间液与细胞内液的交换是通过_________来实现的。
8.决定细胞内液渗透压的主要是_________, 决定细胞外液渗透压的主要是_________。
9.体内的水按照其自由状态的不同可分为自由水和结合水,后者主要是指体内大部分水与_________,_________,和_________等物质结合而存在心肌主要含________故能维持一定的形态,而血液中主要含 _________,故呈流体。
10.正常成人每日水的进出量大致相等,约为________毫升, 每日尿量约为_________ 毫升,最低尿量不能低于_________毫升, 否则视为少尿,造成尿毒症。
11.每克糖完全氧化时产生水_________ml, 每克脂肪完全氧化时产生水_________ml, 每克蛋白质彻底氧化产生水_________ml,混合膳食情况下,成人每日“代谢水”的产量约为_________ml。
王镜岩生物化学下册名词解释总结
第十章DNA 的复制和修复DNA 半保留复制(semiconservative replication): DNA复制时双链解开,根据碱基互补原则,分别按照每条单链的核苷酸顺序合成新链,以组成新的DNA分子。
这样每个子代DNA分子中的一条链来自亲代DNA,另一条链是新合成的,这种复制方式称为半保留复制。
DNA 半不连续复制(semidiscotinuous replication): 新合成的两条DNA子链中,一条链是按5'→3'方向连续合成的,称为前导链;另一条链的合成是不连续的,先按5'→3'方向合成若干短片断(冈崎片断),再通过连接酶将这些短片段连在一起,构成第二条子链,称为滞后链,这种复制过程称半不连续复制。
复制子(replicon):指基因组上能独立进行复制的单位。
含有复制的起点,并可能含有复制的终点。
复制体(replisome):在DNA合成的生长点上,即复制叉上,分布着各种各样与复制有关的酶和蛋白质因子,它们构成的复合物称复制体。
冈崎片段(Okazaki fragment):新合成的两条DNA子链中,一条链是按5'→3'方向连续合成的,称为前导链;另一条链的合成是不连续的,先按5'→3'方向合成若干短片断(冈崎片断)端粒(telomere):真核生物线性染色体末端的特殊结构,由许多成串短的重复顺序组成,具有稳定染色体末端结构的功能。
端粒酶(telomerase):含有RNA链的逆转录酶,可以所含RNA为模板来合成DNA端粒结构。
错配修复(mismatch repair):复制后的DNA在短时间内GATC序列是半甲基化的,一旦发现错配碱基,包括错配碱基在内的未甲基化的新链可被切除,并以甲基化的链为模板进行修复合成。
光复活(photoreactivation repair):可见光激活光复活酶,其可以分解由于紫外线照射形成的嘧啶二聚体,恢复DNA的正常结构。
13_异亮氨酸
第十三章异亮氨酸、亮氨酸与缬氨酸发酵第一节分支链氨基酸的生物合成途径和代谢调节机制在L型异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)和缬氨酸(Val)的分子中,都具有由甲基侧链形成的分枝结构(见表13-1),故称上述三种氨基酸为分枝链氨基酸(branched chain amino acids)。
分枝链氨基酸是合成蛋白质的素材,可以作为生物体的能源,也作为生物体成分的前体。
但是,高等动物不能合成这三种氨基酸,故Ile、Leu、Val称为必需氨基酸。
目前,分枝链氨基酸主要用作氨基酸输液的原料。
表13-1 分枝链氨基酸的结构名称结构式分子式分子量异亮氨酸(Ile)C6H13O2N 131.18亮氨酸(Leu)C6H13O2N 131.18缬氨酸(Val)C5H11O2N 117.15Ile分子内有两个不对称碳原子,因而,Ile存在着D、L、D别、L别四种光异构体(表13-2)。
很难用化学合成法,或用化学合成法与酶法相组合的方法,廉价制造纯度高的L型Ile。
Leu与Val分别只有两个光学异构体,能够用化工合成、酶法分割的方法,较廉价地制造。
要廉价生产高纯度的L型Ile,只有采用发酵法,因此,Ile发酵就成了分枝链氨基酸发酵的中心问题。
然而,从自然界中,只找到了分泌Leu或Val的菌株,却找不到分泌Ile的菌株。
直到20世纪60年代后半期,随着氨基酸生物合成系反馈调节机制的全部搞清,可以通过选育目的氨基酸代谢拮抗物抗性株的方法,从遗传上解除原菌株的反馈调节机制,从而可以利用这种抗性菌株,由糖直接发酵生产Ile(Leu或Val)。
表13-2 Ile的四种光学异构体L-Ile D-Ile D-别Ile L-别Ile 1960年,经过用粗糙链孢霉、大肠杆菌的营养缺陷型突变株,及用放射性同位素标记的前体,进行研究的结果,确定了Ile、Leu及Val的生物合成途径(图13-1)。
出于V aI和Leu的所有碳原子,都来自于丙酮酸,所以,V al及Leu亦称丙酮酸族氨基酸。
第十三章基因表达调控
第十三章基因表达调控第十三章基因表达调控第一节基因表达调控基本概念与原理一、基因表达的概念(掌握)1、基因:负载特定遗传信息的DNA片段,包括由编码序列、非编码序列和内含子组成的DNA区域。
2、基因组:指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。
在真核生物体,基因组是指一套完整的单倍体的染色体DNA和线粒体DNA的全部序列。
3、基因表达:基因所携带的遗传信息,经过转录、翻译等,产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。
但对于rRNA、tRNA编码基因,表达仅是转录成RNA的过程。
4、基因表达调控:基因表达是在一定调节机制控制下进行的,生物体随时调整不同基因的表达状态,以适应环境、维持生长和发育的需要。
人类基因组含3~4万个基因。
在某一特定时期,基因组中只有一部分基因处于表达状态。
在一定调节机制控制下,大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程,产生具有特定生物学功能的蛋白质分子,赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。
但并非所有基因表达过程都产生蛋白质。
rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。
二、基因表达的特异性(了解)无论是病毒、细菌,还是多细胞生物,乃至高等哺乳类动物及人,基因表达表现为严格的规律性,即时间、空间特异性。
生物物种愈高级,基因表达规律愈复杂、愈精细,这是生物进化的需要及适应。
基因表达的时间、空间特异性由特异基因的启动子(序列)和(或)增强子与调节蛋白相互作用决定。
(一)时间特异性概念:指按功能需要,某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。
又称阶段特异性。
在多细胞生物从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段,相应基因严格按一定时间顺序开启或关闭,表现为与分化、发育阶段一致的时间性。
(二)空间特异性概念:在个体生长全过程,某种基因产物在个体按不同组织空间或顺序出现。
基因表达伴随时间或阶段顺序所表现出的这种空间分布差异,实际上是由细胞在器官的分布决定的,又称细胞特异性或组织特异性。
十三章 能量代谢和体温调节
第二节 体温及正常波动
体温:是指身体深部的平均温度
第二节 体温及正常波动
二、三种测量体温的方法,及各自的正常值范围来自方式体温正常范围
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直肠
36.9-37.9
口腔
36.7-37.7
腋窝
36.0-37.4
测量时间 3min 3min 10min
第二节 体温及正常波动
常用的测体温的方式
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第二节 体温及正常波动
点击输入文字
③食物的特殊动力效应:蛋白质可达 30%。 ④环境温度 20-30°时最稳定
第一节 能量代谢
三、基础代谢
基础代谢:指人在基础状况下的代谢。 基础状态:指人在清点击输晨入文、字 静卧、空腹、室温20-25°C 、体温 正常及无精神紧张的状态。 基础代谢率意昧着在单位时间内维持清醒状态,生命活动所 需要的最低能量消耗。
仁心仁术 大爱无疆
第二节 体温及正常波动
辐射散热:体热以红外线的形式传给外界温度较低物体。
散热 传导散热:机体的热量直接传给同它接触的较冷物体。
方式
点击输入文字
对流散热:与体表接触的气体或液体流动来交换和散发热量。
蒸发散热:体表水分蒸发。
在气温接近或超过体温时,蒸发散热成为唯一有效的散热方式
第二节 体温及正常波动
第一节 能量代谢
四、老年人能量代谢的特点
(1)基础代谢能量消耗减少
第十三章 糖原代谢和糖的异生作用
第十三章糖原代谢和糖的异生作用内容提要当动物食入丰富的含糖物质后,过量的葡萄糖便以糖原的形式储存起来。
但是,当饥饿时,储存的糖原降解以满足机体组织对葡萄糖的需要。
糖原的降解涉及糖原磷酸化酶。
该酶在不消耗ATP的情况下催化糖原的磷酸解,产生的葡萄糖-1-磷酸在磷酸葡萄糖变位酶催化下转变成葡萄糖-6-磷酸,后者或是进入糖酵解反应顺序或是在葡萄糖磷酸酶催化下生成葡萄糖,进入血液,为其他组织例如大脑提供葡萄糖。
糖原分支点处的α-(1→6)糖苷键可被脱支酶水解,产生游离的葡萄糖。
因此,糖原的完全降解是由糖原磷酸化酶和糖原脱支酶完成的,其产物是葡萄糖-1-磷酸和葡萄糖。
糖原的合成主要涉及糖原合酶,该酶以UDP-葡萄糖作位糖基的供体。
分支酶是糖原产生分支不可缺少的酶。
由于分支酶的存在,增多了糖原合酶和糖原磷酸化酶的作用点,可以加快糖原合成或降解的速度。
糖原的合成也需要己糖激酶或葡萄糖激酶、磷酸葡萄糖变位酶以及尿苷二磷酸焦磷酸化酶的参与,这几种酶能将葡萄糖转变成糖原合酶的底物UDP-葡萄糖。
糖原的降解和合成的调节是由激素介导、交互进行的。
有关的激酶和磷酸酶控制着可转换的酶(糖原磷酸化酶和糖原合酶)的活性。
糖原磷酸化酶和糖原合酶两者的活性都可通过磷酸化和去磷酸化调节,前者磷酸化即有活性,后者磷酸化即无活性。
当两者去磷酸化时,其活性发生相反的转化。
糖异生作用是由非糖前体合成葡萄糖的途径。
有7个接近平衡的反应可在糖酵解和糖异生两途径中可逆发生。
专一于糖异生的4种酶(丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖-1,6-二磷酸酶和葡萄糖磷酸酶)使糖酵解的三个不可逆的反应转变成能量上有利于糖异生的反应。
糖异生作用需要消耗ATP、GTP和NADH,因此,该途径是一种高度耗能的过程。
在动物中非糖前体都是三碳以上的化合物,乳酸、丙酮酸、生糖氨基酸以及柠檬酸循环的中间物都是糖异生作用的前体。
二碳物不能用来净转变成糖。
糖异生和糖酵解的调节也是交互的。
钙磷代谢
2.钙的排泄: 2.钙的排泄: 钙的排泄
肠道排出:约为80%,主要是食物和消化液中未被吸收的钙, 肠道排出:约为80%,主要是食物和消化液中未被吸收的钙, 80% 其排出量随食入的钙量和钙的吸收状况而变动 95%被肾小管重吸收 被肾小管重吸收
钙的排泄
肾排出:约为20%, 肾排出:约为20%,正常人每 20% 日约有10 10克左右的血 日约有10克左右的血 浆钙经肾小球滤过 尿排出的钙仅为150mg左右 尿排出的钙仅为150mg左右 150mg
Ca2+
[H+] =K [HPO42-][HCO3-]
( 中 常 ) 式 K为 数
从上述关系式中可以看出: 从上述关系式中可以看出: H+浓度可影响血浆Ca2+浓度 浓度可影响血浆Ca2+浓度, ①H+浓度可影响血浆Ca2+浓度, 血浆HPO42 HPO42- HCO3-浓度也可影响血浆Ca2+的浓度。 Ca2+的浓度 ②血浆HPO42-或HCO3-浓度也可影响血浆Ca2+的浓度。
pH值 pH值↓ 受血浆pH值的影响 受血浆pH值的影响 pH
血浆Ca2+浓度↑ 血浆Ca2+浓度↑ Ca2+浓度
PH值 血浆Ca2+ PH值↑ 血浆Ca2+与血浆蛋白和柠 血浆Ca2+浓度↓ Ca2+浓度 Ca2+与血浆蛋白和柠 血浆Ca2+浓度↓
檬酸等结合加强
血清中钙离子浓度与PH值得关系如下: 血清中钙离子浓度与PH值得关系如下: PH值得关系如下
正常人每日从尿排出的钙量比较稳定, 正常人每日从尿排出的钙量比较稳定,受食物的钙 量影响不大,但与血钙水平有关。 量影响不大,但与血钙水平有关。血钙高则尿钙排出增 反之,血钙下降则尿钙排出减少。 多,反之,血钙下降则尿钙排出减少。当血钙下降至 7.5mg/100ml血清以下时 尿钙可减少到零。 血清以下时, 7.5mg/100ml血清以下时,尿钙可减少到零。
十三章:糖酵解作用
H OH 6-磷酸葡萄糖 ADP Mg 己糖磷酸激酶
6-磷酸果糖 ATP Mg
CH2 O H
磷酸果糖激酶 ADP
ATP CH2OH H O H OH OH H OH
H2O3PO
CH2 O H OH
CH2OPO3H2 OH OH H
果糖
H OH 葡萄糖
1,6-二磷酸果糖
1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油 醛
还原末端 非还原末端 α-1,4糖苷键 α-1,6糖苷键
三、糖酵解作用
1.糖酵解途径(glycolysis) (Embden Meyerhof Parnas
EMP)
在无氧条件下,葡萄糖进行分解,形成2分子丙 酮酸并提供能量,这一过程为糖酵解作用。 1940年被阐明。(研究历史) Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多,故糖 酵解过程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途径, 简称EMP途径。 在细胞质中进行
2+
O 丙酮酸激酶 ADP Mg
2+
COH CHOH
A TP
CH2 烯醇式丙酮酸
烯醇化酶
O COH CHOPO3H2 CH2OH 2-磷酸甘油酸 COOH C O CH3 丙酮酸
(2)糖酵解过程中能量结算
葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种
形式:直接产生ATP;生成高能分子NADH或 FADH2,后者在线粒体呼吸链氧化并产生ATP。 糖酵解:1分子葡萄糖 2分子丙酮酸, 共消耗了2个ATP,产生了4 个ATP,实际上 净生成了2个ATP,同时产生2个NADH。(2) 有氧分解(丙酮酸生成乙酰CoA及三羧酸循 环)产生的ATP、NADH和FADH2 丙酮酸氧化脱羧:丙酮酸 乙酰CoA,生 成1个NADH。三羧酸循环:乙酰CoA CO2和H2O,产生一个GTP(即ATP)、3个 NADH和1个FADH2。
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酶促化学修饰对酶活性的影响
酶
糖原磷酸化酶 磷酸化酶b激酶 糖原合成酶 丙酮酸脱羧酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸脱氢酶 HMG-CoA还原酶 乙酰CoA羧化酶 激素敏感脂肪酶
化学修饰类型
磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸 磷酸化/脱磷酸
质,严重时,可威胁生命。
(二)物质上的相互转变关系
1. 糖与脂类之间的转变
P-二羟丙酮 G
3-P-甘油醛
P- 甘油
甘油三酯
丙酮酸
乙酰CoA
FA
脂肪
3-P-甘油
脂肪酸 (大量)
P-二羟丙酮 乙酰CoA
异生为 糖 (极少量) CO2 + H2O + 能
酮体 供脑、心肌组织氧化利用。
第十三章代谢调节
2. 糖与氨基酸之间的转变
效应。
(3)意义
是快速调节酶活性的另一种方式。
第十三章代谢调节
肾上腺素 + 受体
化学修饰的级联式的调节
肾上腺素-受体
无活性G蛋白→活性型G蛋白
无活性腺苷酸环化酶→活性型腺苷酸环化酶 ATP →cAMP
无活性型糖原合成酶D
无活性蛋白激酶A →活性型蛋白激酶A →
活性型糖原合成酶 i
无活性磷酸化酶b激酶→活性型磷酸化酶b激酶
草酰乙酸
柠檬酸 意义: 快速改变代谢速度、甚至方向,防止产物堆积和能源浪费。
第十三章代谢调节
2. 酶促化学修饰调节 (1) 概念
(最常见的化学修饰——磷酸化与脱磷酸)
ATP
ADP
EE——OH
蛋白激酶 磷蛋白磷酸酶
EE——O-PO3
Pi
H2O
* 使酶蛋白中Ser、Thr或Tyr的羟基发生磷酸化修饰,从而 快速改变酶活性
•
变构酶*
(各代谢途径中的关键酶大多属于变构酶)
第十三章代谢调节
(2)变构调节机制
① 变构酶组成
催化亚基(catalytic subunit)
是由多亚基构成的寡聚体
调节亚基(regulatory subunit)
② 变构酶以两种构象形式存在
有活性 / 高活性 无活性 / 低活性
③ 变构剂以非共价键与调节亚基结合
第十三章代谢调节
细胞水平的调节
细胞水平 的调节
酶的结构调节 (快调)
酶的数量调节 (慢调)
变构调节
酶促化学修饰调节
酶蛋白的合成 酶蛋白的降解
诱导 阻抑
第十三章代谢调节
(一)酶结构调节
1. 变构调节(allosteric regulation )
(1) 概念
•
变构调节*
•
变构效应剂
•
变构激活剂
•
变构抑制剂
酶活性改变
激活/抑制 激活/抑制 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 抑制/激活 激活/抑制
第十三章代谢调节
(2)特点
① 酶的激活或抑制两种状态的互变, 受不同的酶催化; ② 常见的磷酸化与脱磷酸化修饰,是经济有效的调节
方式; ③ 酶分子发生共价修饰; ④ 发生级联式的、一环扣一环的化学修饰,具有快速放大
引起酶蛋白的空间构象发生改变而改变酶活性
解聚 聚合 或 疏松 紧密
第十三章代谢调节
CR
有活性
变构激活剂 变构抑制剂
C
(高活性)
(低活第十性三章)代谢调节
无活性
(3)变构调节生理意义
fatty acid
FPK
G G-6-P F-6-P FDP
丙酮酸
丙二酸单酰CoA
(+)
羧化酶
乙酰CoA
(-)
CO2
核苷酸
第十三章代谢调节
糖
能 [O] 脂
蛋白质
第二节 细胞水平的代谢调节
高等动物体内,有三个层次的调节机制:
整体水平 激素水平 细胞水 平 细胞水平调节是整个代谢调节的基础
第十三章代谢调节
一. 酶的区域化分布 各种物质代谢往往定位在细胞内某一特定区域
内进行, 这是由于每个代谢途径中相互有关联的 酶构成一个多酶体系, 在细胞内呈区域化分布。
变构调节 变构剂
第十三章代谢调节
主要代谢途径(多酶体系)在细胞内的分布
多酶体系 分布
多酶体系 分布
糖酵解
胞液 胆固醇合成 胞液和内质网
磷酸戊糖途径 胞液 磷脂合成 内质网
糖原合成 胞液 尿素合成 线粒体和胞液
脂肪酸合成 胞液 蛋白质合成 核糖体
糖异生
胞液 DNA及RNA合成 细胞核
脂肪酸β-氧化 线粒体 多种水解酶 溶酶体
三羧酸循环 线粒体 呼吸链
线粒体
酮体生成
肝细胞线粒体 第十三章代谢调节
二. 关键酶活性的调节
(-)
GK
G G-6-P
(ATP/AMP) (-)
FPK
F-6-P FDP
FDPE
(+)
(ATP/AMP)
(-)
PyK
PEP
Pyr
乳酸
关键酶(key enzyme): 是指只能催化单向反应的、速度较慢的酶,调节此酶活性可以 影响整个代谢反应速度,甚至改变代谢方向。
2. G 1. Pr.
α-酮酸
丙酮酸 -酮戊二酸
草酰乙酸
还原氨基化
非必需氨基酸(12种)
丙氨酸 谷氨酸 天冬氨酸
NH3 a.a (18种)
α-酮酸
糖异生
G
(极大部分)
CO2 + H2O + 能
第十三章代谢调节
3. 氨基酸与脂类之间的转变
NH3
乙酰CoA
1. Pr. a.a
α-酮酸
丙酮酸
非必需FA 脂肪
第十三章 代谢调节
(Metabolic regulation)
第十三章代谢调节
核苷酸
葡萄糖
物质代谢相互联系
氨基酸
脂肪
氨基基酸 (蛋白质)
第一节 物质代谢的相互联系
一. 糖、脂类和蛋白质代谢间的相互联系 (一)能量代谢的相互协调
糖、脂和蛋白质三大营养物均可作为供能物质。 一般情况下,优先利用糖氧化供能; 当糖供应充足时,一部分糖还可以转变为脂肪储存起来; 当糖供应不足时,可以动员脂肪产能,尽量节约蛋白质; 当长时间饥饿时,除了利用脂肪外,还可大量分解蛋白
无活性糖原磷酸化酶b →活性型糖原磷酸化酶a
糖原→1-磷酸葡萄糖
第十三章代谢调节
(二)酶数量的调节 ⒈ 酶蛋白合成的诱导与阻遏(发生在转录水平)
• 诱导剂(inducer) • 阻遏剂(repressor)
⒉ 酶降解的调节
第十三章代谢调节
几种酶活性调节方式的比较
调节方式 调节物质
酶分子变化
特点及生理意义
二羟丙酮-P 甘油-P
β-氧化
脂肪酸
乙酰CoA
(大量)
2. 脂肪
[O](很易)
CO2 + H2O + 能
甘油 (少量)
丙酮酸 (还原氨基化)
丙氨酸
(极少量)
第十三章代谢调节
二. 三大营养物与核苷酸代谢之间的联系
蛋白质
丝/甘/色氨酸
天冬/甘/谷氨酰胺
“-C ”
嘧啶碱/嘌呤碱
葡萄糖
5-P-R
(戊糖磷酸途径)