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、ATP
B、ADP
C、AMP
D、dATP
E、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、TCA
22．在乳糖操纵子模型中，操纵基因专门控制是否转录与翻译。

（）
A、结构基因
B、调节基因
C、起动因子
D、阻遏蛋白
23．按照操纵子学说，对基因转录起调控作用的是：（）
A、诱导酶
B、阻遏蛋白
C、RNA聚合酶
D、DNA聚合酶
三、是非题（在题后括号内打√或×）：
1．蛋白激酶和蛋白磷酸酶对蛋白质进行磷酸化和去磷酸化的共价修饰是真核细胞代谢的重要方式。

（）
2．共价修饰调节酶被磷酸化后活性增大，去磷酸化后活性降低。

（）
3．操纵基因又称操纵子，如同启动基因又称启动子一样。

（）
4．别构酶又称变构酶，催化反应物从一种构型转化为另一种构型。

（）
5．细胞内区域化在代谢调节上的作用，除把不同的酶系统和代谢物分隔在特定区间外，还通过膜上的运载系统调节代谢物、辅助因子和金属离子的浓度。

（）
6．组成酶是细胞中含量较为稳定的酶。

（）
四、问答题：
1．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？
2．简单举例说明生物体代谢调控的三个水平。

3．用实例说明能荷调节的重要性。

4．举例说明原核生物基因表达的调节。

5．何谓酶的共价修饰（或化学修饰）？举例说明通过共价修饰来调节酶的活性。

6．何谓反馈调节？可分为哪些类型？
7．举例说明什么叫级联放大作用。

8．哪些化合物可以被认为是联系糖、脂、蛋白质和核酸代谢的重要环节？为什么？
五、名词解释：
酶的级联系统酶的共价修饰反馈抑制操纵子第二信使诱导酶组成酶阻遏物前馈激活CaM
参考答案：
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，即分子水平、细胞水平和多细胞整体水平。

2．代谢途径的终产物浓度可以控制自身形成的速度，这种现象被称为反馈。

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：酶活性的调节和酶量的调节。

构通糖、脂代谢的关键化合物是乙酰CoA 。

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乙酰CoA 、丙酮酸和6-磷酸-葡萄糖。

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操纵子学说。

6．正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用负调控，而真核细胞常用正调控模式。

7．乳糖操纵子的天然诱导物是别乳糖，实验室里常用IPTG 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，终产物多是它的别构抑制剂，对它进行反馈抑制，底物多为其别构激活剂。

9．原核细胞酶的合成速率主要在转录水平进行调节。

10．乳糖操纵子的诱导物是乳糖，色氨酸操纵子的辅阻遏物是色氨酸。

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 ）
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：（ B ）
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 ）
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（ D ）
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 ）
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（ C ）
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 ）
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（ B ）
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（ E ）
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（ E ）
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、ATP
B、ADP
C、AMP
D、dATP
E、cAMP 12．各种分解途径中，放能最多的途径是：（ B ）
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？（ B ）
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 ）
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 ）
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？（ D ）
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：（ B ）
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：（D）
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？（D）
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：（C）
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：（C）
A、脂肪酸的β-氧化
B、氧化磷酸化
C、脂肪酸的合成
D、TCA
22．在乳糖操纵子模型中，操纵基因专门控制是否转录与翻译。

（A）
A、结构基因
B、调节基因
C、起动因子
D、阻遏蛋白
23．按照操纵子学说，对基因转录起调控作用的是：（ B ）
A、诱导酶
B、阻遏蛋白
C、RNA聚合酶
D、DNA聚合酶
三、是非题（在题后括号内打√或×）：
1．蛋白激酶和蛋白磷酸酶对蛋白质进行磷酸化和去磷酸化的共价修饰是真核细胞代谢的重要方式。

（√）
2．共价修饰调节酶被磷酸化后活性增大，去磷酸化后活性降低。

（×）
3．操纵基因又称操纵子，如同启动基因又称启动子一样。

（×）
4．别构酶又称变构酶，催化反应物从一种构型转化为另一种构型。

（×）
5．细胞内区域化在代谢调节上的作用，除把不同的酶系统和代谢物分隔在特定区间外，还通过膜上的运载系统调节代谢物、辅助因子和金属离子的浓度。

（√）
6．组成酶是细胞中含量较为稳定的酶。

（√）
四、问答题：
1．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？
答：①三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。

②糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。

③脂肪分解产生的甘油可通过有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进
入三羧酸循环氧化。

④蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可
作为氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。

所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。

2．简单举例说明生物体代谢调控的三个水平。

答：略
3．用实例说明能荷调节的重要性。

答：略
4．举例说明原核生物基因表达的调节。

答：基因表达调节的机制。

可以用Jocob和Monod提出的操纵子学说来解释。

以乳糖操纵子为例，说明分解代谢的调节。

乳糖操纵子由启动基因，操纵基因和结构基因组成，此外，还有一个调节基因，它编码产生阻遏蛋白。

当培养基中有乳糖存在时，乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，阻止阻遏蛋白与操纵基因结合，结构基因得以表达；结果培养基中的乳糖被分解供给细胞。

再以色氨酸操纵子为例，说明合成代谢的调节。

当细胞中色氨酸过量时，由调节基因表达产生的阻遏蛋白与色氨酸结合成为有活性的阻遏蛋白，与操纵基因结合，阻止结构基因表达。

色氨酸的调节基因与操纵子结构基因不连锁。

5．何谓酶的共价修饰（或化学修饰）？举例说明通过共价修饰来调节酶的活性。

答：略
6．何谓反馈调节？可分为哪些类型？
答：略
7．举例说明什么叫级联放大作用。

答：含氮类激素作用于靶细胞的剂量是非常小的，但是一旦与靶细胞上相应的受体结合就会导致多个腺苷酸环化酶活化生成多个cAMP；每个cAMP可激活多个蛋白激酶，每个蛋白激酶也可激活多个底物；这样下去就可导致非常明显的生理效应发生，这种逐级放大作用称为级联放大作用。

肾上腺素和胰高血糖素以及其它以cAMP为第二信使的激素都是用这种方式进行作用。

此外，为促肾上腺皮质激素以钙离子作为第二信使，通过磷酸肌醇级联放大作用，在细胞内引起一系列的反应。

8．哪些化合物可以被认为是联系糖、脂、蛋白质和核酸代谢的重要环节？为什么？
答：略。