生化考研復(fù)習(xí)缺第七第十章第十一章代謝調(diào)節(jié)

1、第十一章代謝調(diào)節(jié)一、知識要點代謝調(diào)節(jié)是生物在長期進化過程中，為適應(yīng)外界條件而形成的一種復(fù)雜的生理機能。通過調(diào)節(jié)作用細(xì)胞內(nèi)的各種物質(zhì)及能量代謝得到協(xié)調(diào)和，使生物體能更好地利用環(huán)境條件來完成復(fù)雜的生命活動。根據(jù)生物的進化程度不同，代謝調(diào)節(jié)作用可在不同水平上進行：低等的單細(xì)胞生物是通過細(xì)胞內(nèi)酶的調(diào)節(jié)而起作用的；多細(xì)胞生物則有更復(fù)雜的激素調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)。因為生物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)都是通過酶的催化作用完成的，所以，細(xì)胞內(nèi)酶的調(diào)節(jié)是最基本的調(diào)節(jié)方式。酶的調(diào)節(jié)是從酶的區(qū)域化、酶的數(shù)量和酶的活性三個方面對代謝進行調(diào)節(jié)的。細(xì)胞是一個高效而復(fù)雜的代謝機器，每時每刻都在進行著物質(zhì)代謝和能量的轉(zhuǎn)化。細(xì)胞內(nèi)的四大類物質(zhì)

2、糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸，在功能上雖各不相同，但在代謝途徑上卻有明顯的交叉和聯(lián)系，它們共同了生命存在的物質(zhì)基礎(chǔ)。代謝的復(fù)雜性要求細(xì)胞有數(shù)量龐大、功能各異和分工明確的酶系統(tǒng)，它們往往分布在細(xì)胞的不同區(qū)域。例如參與糖酵解、磷酸戊糖途徑和脂肪酸的酶主要存在胞漿中；參與三、脂肪酸-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于線粒體中；與核酸生物有關(guān)的酶大多在細(xì)胞核中；與蛋白質(zhì)生物有關(guān)的酶主要在顆粒型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。細(xì)胞內(nèi)酶的區(qū)域化為酶水平的調(diào)節(jié)創(chuàng)造了有利條件。生物體內(nèi)酶數(shù)量的變化可以通過酶速度和酶降解速度進行調(diào)節(jié)。酶主要來自轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，因此，可以分別在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后加工與和翻譯水平上進行調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)錄水平上，調(diào)節(jié)感

3、受外界刺激所產(chǎn)生的誘導(dǎo)物和輔阻遏物可以調(diào)節(jié)的開閉，這是一種負(fù)調(diào)控作用。而分解代謝阻遏作用通過調(diào)節(jié)進轉(zhuǎn)錄進行，是一種正調(diào)控作用，它們都可以用產(chǎn)生的降解物子模型進行解釋?；罨鞍祝–AP）促子是在轉(zhuǎn)錄水平上控制表達(dá)的協(xié)調(diào)，由啟動子（P）、（O）和在功能上相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)基因組成；轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)包括，真核生物 mRNA 轉(zhuǎn)錄后的加工，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的和在細(xì)胞中的定位等；翻譯水平上的調(diào)節(jié)包括，mRNA 本身核苷酸組成和排列（如 SD 序列），反義 RNA的調(diào)節(jié)，mRNA 的穩(wěn)定性等方面。酶活性的調(diào)節(jié)是直接針對酶分子本身的催化活性所進行的調(diào)節(jié)，在代謝調(diào)節(jié)中是最靈敏、最迅速的調(diào)節(jié)方式。主要包括酶原激活、酶的共價修飾

4、、反饋調(diào)節(jié)、能荷調(diào)節(jié)及輔因子調(diào)節(jié)等。二、習(xí)題（一）1誘導(dǎo)酶（Inducible enzyme） 2標(biāo)兵酶（Pacemaker enzyme）3子（Operon）4衰減子（Attenuator） 5阻遏物（Repressor） 6輔阻遏物（Corepressor）7降解物活化蛋白（Catabolic gene activator protein）8腺苷酸環(huán)化酶（Adenylate cyclase） 9共價修飾（Covalent modification） 10級聯(lián)系統(tǒng)（Cascade system） 11反饋抑制（Feedback inhibition） 12交叉調(diào)節(jié)（Cross regulat

5、ion） 13前饋激活（Feedforward activation） 14鈣調(diào)蛋白（Calmodulin）（二）英文縮寫符號1.2.3.4.CAP（Catabolic gene activator protein）： PKA（Protein kinase）： CaM（Calmkdulin）：ORF（Open reading frame）：（三）填空題哺乳動物的代謝調(diào)節(jié)可以在、和四個水平上進行。 酶水平的調(diào)節(jié)包括、和。其中最靈敏的調(diào)節(jié)方式是。酶的調(diào)節(jié)分別在、和三個方面進行。1.2.3.4.5.誘導(dǎo)酶的調(diào)節(jié)產(chǎn)物是，它通過與結(jié)合起調(diào)節(jié)作用。在分解代謝阻遏中調(diào)節(jié)的產(chǎn)物是，它能與結(jié)合而被活化，幫助與啟

6、動子結(jié)合，促進轉(zhuǎn)錄進行。色氨酸是一種，能激活，抑制轉(zhuǎn)錄過程。6.7.8.9.子的結(jié)構(gòu)包括、和。乳糖在代謝網(wǎng)絡(luò)中最關(guān)鍵的三個中間代謝物是、和。酶活性的調(diào)節(jié)包括、 和 。共價調(diào)節(jié)酶是由對酶分子進行，使其構(gòu)象在和之間相互轉(zhuǎn)變。真核細(xì)胞中酶的共價修飾形式主要是，原核細(xì)胞中酶共價修飾形式主要是。（四）選擇題1.利用子控制酶的屬于哪一種水平的調(diào)節(jié)：A翻譯后加工B翻譯水平產(chǎn)物是：C轉(zhuǎn)錄后加工D轉(zhuǎn)錄水平2.色氨酸子調(diào)節(jié)A活性阻遏蛋白 CcAMP 受體蛋白下述關(guān)于啟動子的論述錯誤的是：A能專一地與阻遏蛋白結(jié)合B失活阻遏蛋白D無產(chǎn)物3.B是 RNA 聚合酶識別部位D是 RNA 聚合酶結(jié)合部位C沒有產(chǎn)物4.在酶調(diào)節(jié)

7、中阻遏蛋白作用于：A結(jié)構(gòu)B調(diào)節(jié)CDRNA 聚合酶5.酶的調(diào)節(jié)不包括下面哪一項：A轉(zhuǎn)錄過程 CmRNA 翻譯過程BRNA 加工過程D酶的激活作用6.關(guān)于共價調(diào)節(jié)酶下面哪個說法是錯誤的： A都以活性和無活性兩種形式存在 C能進行可逆的共價修飾被稱作第二信使的分子是：B常受到激素調(diào)節(jié) D是高等生物特有的調(diào)節(jié)方式7.AcDNABACPCcAMPDAMP8反饋調(diào)節(jié)作用中下列哪一個說法是錯誤的：A有反饋調(diào)節(jié)的酶都是變構(gòu)酶 C反饋作用都是使反速度變慢B酶與效應(yīng)物的結(jié)合是可逆的 D酶分子的構(gòu)象與效應(yīng)物濃度有關(guān)（五）是非判斷題（）1.分解代謝和（）2.啟動子和代謝是同一反應(yīng)的逆轉(zhuǎn)，所以它們的代謝反應(yīng)是可逆的。是

8、沒有產(chǎn)物的。（）3.酶的誘導(dǎo)和阻遏作用都是負(fù)調(diào)控。（）4.衰減作用是在轉(zhuǎn)錄水平上對表達(dá)進行調(diào)節(jié)的式。（）5.與酶數(shù)量調(diào)節(jié)相比，對酶活性的調(diào)節(jié)是更靈敏的調(diào)節(jié)方式。（）6.果糖 1,6 二磷酸對酸激酶具有反饋抑制作用。（）7.序列反應(yīng)中幾個終產(chǎn)物同時過多時的調(diào)節(jié)作用叫累積調(diào)節(jié)。（）8.酶的共價修飾能引起酶分子構(gòu)象的變化。（）9.脫甲基化作用能使活化。（）10.中，每次共價修飾都是對原始信號的放大.（六）問答題糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系?糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系?蛋白質(zhì)代謝與脂類代謝的相互關(guān)系?簡述酶以乳糖調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容？子為例說明酶誘導(dǎo)的調(diào)控過程？以糖原磷酸化酶激活為例，說明級聯(lián)系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)

9、反應(yīng)信號放大的？二價反饋抑制作用有哪些主要類型？代謝的區(qū)域化有何意義？三、答案（一）、：1. 誘導(dǎo)酶：由于誘導(dǎo)物的存在，使原來關(guān)閉的增加，這樣的酶稱為誘導(dǎo)酶開放，從而引起某些酶的數(shù)量明顯2. 標(biāo)兵酶：在多酶促系列反應(yīng)中，受控制的部位通常是系列反應(yīng)開頭的酶，這個酶一般是變構(gòu)酶，也稱標(biāo)兵酶。3.子：在轉(zhuǎn)錄水平上控制功能上相關(guān)的幾個結(jié)構(gòu)表達(dá)的協(xié)調(diào)，包括啟動子（P）、（O）和在。4. 衰減子：位于結(jié)構(gòu)上游前導(dǎo)區(qū)調(diào)節(jié)表達(dá)的功能，前導(dǎo)區(qū)轉(zhuǎn)錄的前導(dǎo) RNA 通過構(gòu)象變化終止或減弱轉(zhuǎn)錄。5. 阻遏物：由調(diào)節(jié)行。產(chǎn)生的一種變構(gòu)蛋白，當(dāng)它與結(jié)合時，能夠抑制轉(zhuǎn)錄的進6. 輔阻遏物：能夠與失活的阻碣蛋白結(jié)合，并恢復(fù)阻

10、遏蛋白與輔阻遏物一般是酶反應(yīng)的產(chǎn)物。結(jié)合能力的物質(zhì)?；罨鞍祝河烧{(diào)節(jié)產(chǎn)生的一種 cAMP 受體蛋白，當(dāng)它與 cAMP 結(jié)合時被7. 降解物激活，并結(jié)合到啟動子上促進轉(zhuǎn)錄進行。是一種正調(diào)節(jié)作用。腺苷酸環(huán)化酶：催化 ATP 焦磷酸裂解產(chǎn)生環(huán)腺苷酸（cAMP）的酶。共價修飾：某種小分子基團可以共價結(jié)合到被修飾酶的特定氨基酸殘基上，引起酶分子構(gòu)象變化，從而調(diào)節(jié)代謝的方向和速度。級聯(lián)系統(tǒng)：在連鎖代謝反應(yīng)中一個酶被激活后，連續(xù)地發(fā)生其它酶被激活，導(dǎo)致原始調(diào)節(jié)信號的逐級放大，這樣的連鎖代謝反應(yīng)系統(tǒng)稱為級聯(lián)系統(tǒng)。反饋抑制：在代謝反應(yīng)中，反應(yīng)產(chǎn)物對反應(yīng)過程中起作用的酶產(chǎn)生的抑制作用。交叉調(diào)節(jié)：代謝產(chǎn)物不僅對本身

11、的反應(yīng)過程有反饋抑制作用，而且可以控制另一代謝物在不同途徑中的。前饋激活：在反應(yīng)序列中，前身物質(zhì)對后面的酶起激活作用，使反應(yīng)向前進行。鈣調(diào)蛋白：一種依賴于鈣的蛋白激酶，酶蛋白與鈣結(jié)合引起酶分子構(gòu)象變化，調(diào)解酶的活性。如磷酸化酶激酶是一種依賴于鈣的蛋白激酶。（二）英文縮寫符號1. CAP（Catabolic gene activator protein）：降解物活化蛋白PKA（Protein kinase）：蛋白激酶 ACaM（Calmkdulin）：鈣調(diào)蛋白ORF（Open reading frame）：開放閱讀框架（三）填空題1.2.3.4.5.6.細(xì)胞內(nèi)酶水平；細(xì)胞水平；激素水平；神經(jīng)水平

12、酶的區(qū)域化；酶數(shù)量的調(diào)節(jié)；酶活性的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平；轉(zhuǎn)錄后加工和阻遏蛋白；翻譯水平降解物活化蛋白（CAP）；環(huán)腺苷酸（cAMP）；RNA 聚合酶輔阻遏物；阻遏蛋白LacZ；LacY；LacA6-磷酸葡萄糖；酸；乙酰輔酶 A酶原激活；酶共價修飾；變構(gòu)調(diào)節(jié)；反饋調(diào)節(jié)；輔因子調(diào)節(jié)；能荷調(diào)節(jié)小分子基團；共價修飾；有活性；無活性磷酸化和脫磷酸化；核苷?；兔摵塑挣；ㄋ模┻x擇題1.D：子在酶的調(diào)節(jié)中是通過的開閉來控制結(jié)構(gòu)表達(dá)的，所以是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)。細(xì)胞中酶的數(shù)量也可以通過其它三種途徑進行調(diào)節(jié)。2.B：色氨酸子控制色氨酸五種酶的轉(zhuǎn)錄，色氨酸是蛋白質(zhì)氨基酸，正常情況下調(diào)節(jié)產(chǎn)生的是無活性阻遏蛋白，轉(zhuǎn)錄正常進行。

13、但當(dāng)細(xì)胞中色氨酸的含量超過蛋白質(zhì)的需求時，色氨酸變成輔阻遏物來激活阻遏蛋白，使轉(zhuǎn)錄過程終止；誘導(dǎo)酶的操縱子調(diào)節(jié)產(chǎn)生的是活性阻遏物；組成酶的子調(diào)節(jié)不產(chǎn)生阻遏蛋白；有分解代謝阻遏作用的子調(diào)節(jié)產(chǎn)物是 cAMP 受體蛋白（降解物活化蛋白）。A：3.4.5.是阻遏蛋白的結(jié)合部位。C：活性阻遏蛋白與結(jié)合使轉(zhuǎn)錄終止。D：酶的激活作用是對酶活性的調(diào)節(jié)，與酶的調(diào)節(jié)無關(guān)。6D：共價調(diào)節(jié)酶是高等生物和生物都具有的一種酶活性調(diào)節(jié)方式。C：cDNA 為互補 DNA，ACP 為?；d體蛋白，AMP 為腺苷酸。cAMP 由腺苷酸環(huán)化酶催化 ATP 焦磷酸裂解環(huán)化生成，腺苷酸環(huán)化酶可感受激素信號而被激活，所以，一般把激素稱為

14、“第一信使”，把 cAMP 稱為“第二信使”。C：反饋作用包括正反饋（反饋激活）和負(fù)反饋（反饋抑制），正反饋對酶起激活作用，負(fù)反饋對酶起抑制作用。（五）是非判斷題1.錯：分解代謝和代謝雖然是同一反應(yīng)的逆轉(zhuǎn)，但它們各自的代謝途徑不完全相同，如在糖酵解途徑中，葡萄糖被降解成中需要由其它的途徑或酶來代替。酸的過程有三步反應(yīng)是不可逆的，在糖異生過程2.對：縱子包括啟動子、和結(jié)構(gòu)，啟動子是 RNA 聚合酶識別和結(jié)合部位，操可以與阻遏蛋白結(jié)合控制表達(dá)，兩者都沒有產(chǎn)物。結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為與 DNA 互補的 RNA。3.對：在酶的誘導(dǎo)中，調(diào)節(jié)產(chǎn)生的活性阻遏物在沒有誘導(dǎo)物的情況下，能與基因結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄終止和減弱；

15、在酶的阻遏中，調(diào)節(jié)產(chǎn)生的失活阻遏物與輔阻遏物結(jié)合后被活化，再與結(jié)合，也能使轉(zhuǎn)錄終止和減弱；4.對：衰減作用是通過對已轉(zhuǎn)錄的前導(dǎo) RNA 翻譯后形成的終止子，對已開始的轉(zhuǎn)錄過程進行調(diào)節(jié)。5.對：酶的調(diào)節(jié)需要經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯、加工等過程，酶的降解需要蛋白酶的作用，它們都是慢速的調(diào)節(jié)過程。酶活性的調(diào)節(jié)則直接作用于酶分子本身，所以是更靈敏更迅速的調(diào)節(jié)過程。6.錯：果糖 1,6 二磷酸對酸激酶具有前饋激活作用。因為，在糖酵解的序列反應(yīng)中，果糖 1,6 二磷酸位于酸激酶催化的反應(yīng)之前，果糖 1,6 二磷酸對酸激酶的前饋激活作用有利于酵解反應(yīng)的進行。7.錯：叫協(xié)同調(diào)節(jié)。幾個終產(chǎn)物中任何一個產(chǎn)物過多都能部分抑制

16、某一酶的活性，要達(dá)到最大的效果幾個終產(chǎn)物必需同時過多，這種調(diào)節(jié)作用叫累積調(diào)節(jié)。8.對：在酶分子價引入或去除某種小分子基團，能使酶蛋白的空間結(jié)構(gòu)在有活性和無活性構(gòu)象之間發(fā)生轉(zhuǎn)變。9.對：DNA 的堿基通過脫甲基化作用能使染色質(zhì)變疏松，得到活化。而甲基化作用可關(guān)閉某些10.對：因為在次放大。的表達(dá)。中，每次共價修飾都相當(dāng)于增加一級酶促反應(yīng)，使原始信號得到一（六）問答題（解題要點）1. 答：（1）糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆禾墙徒馑a(chǎn)生的磷酸二羥丙同酮還原后形成甘油，酸氧化脫羧形成乙酰輔酶 A 是脂肪酸的原料，甘油和脂肪酸脂肪。（2）脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵褐痉纸猱a(chǎn)生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途徑轉(zhuǎn)變成糖。甘油經(jīng)，再異構(gòu)

17、化變成 3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反應(yīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)變成磷酸二羥生成糖；脂肪酸氧化產(chǎn)生乙酰輔酶 A，在植物或微生物體內(nèi)可經(jīng)乙醛酸循環(huán)和糖異生作用生成糖，也可經(jīng)糖代謝徹底氧化放出能量。（3）能量相互利用：磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的 NH 直接用于脂肪酸的，脂肪分解產(chǎn)生的能量也可用于糖的。2. 答：（1）糖是蛋白質(zhì)的碳源和能源：糖分解代謝產(chǎn)生的酸、-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式酸、4-磷酸赤蘚糖等是氨基酸的碳架。糖分解產(chǎn)生的能量被用于蛋白質(zhì)的。（2）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物進入糖代謝：蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后生成-酮酸，-酮酸進入糖代謝可進一步氧化放出能量，或經(jīng)糖異生作用生成糖。3.答：（1）脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榈?/p>

18、白質(zhì)：脂肪分解產(chǎn)生的甘油可進一步轉(zhuǎn)變成酸、-酮戊二酸、草酰乙酸等，再經(jīng)過轉(zhuǎn)氨基作用生成氨基酸。脂肪酸氧化產(chǎn)生乙酰輔酶 A 與草酰乙酸縮合進入三，能產(chǎn)生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。（2）蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆涸诘鞍踪|(zhì)氨基酸中，生糖氨基酸通過酸轉(zhuǎn)變成甘油，也可以氧化脫羧后轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶 A，用于脂肪酸。生酮氨基酸在代謝反應(yīng)中能生成乙酰乙酸，由乙酰乙酸縮脂肪酸。絲氨酸脫羧后形成膽氨，膽氨甲基化后變成膽堿，后者是磷脂的組成成分。4.答：（1）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)：負(fù)調(diào)控作用（酶因活化蛋白）；衰減作用（衰減子）。（2）轉(zhuǎn)錄后的的調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)錄后 mRNA 的加工，mRNA 由細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞中的定位和組裝。的誘導(dǎo)和阻遏）；正調(diào)控作用（降解物基，mRNA（3）翻譯水平的調(diào)節(jié)：mRNA 本身核苷酸組成和排列（如 SD 序列），反義 RNA 的活性，mRNA 的穩(wěn)定性等都是翻譯水平的調(diào)節(jié)的重要內(nèi)容。5.答：（1）乳糖（P）、子：子是指在轉(zhuǎn)錄水平上控