第八章 生物化学过程的调控
1、生物化学过程的调控有哪几种形式？
答：主要有信号分子为基础的调控、基因水平的调控、蛋白质水平的调控和酶水平的调控这四种形式。
2、生物调控中的化学信号包括哪些类型？
答：细胞间通讯的信号分子包括激素、神经递质、细胞生长因子（如神经生长因子、趋化因子）以及气体信号分子。此外，还有抗体及淋巴因子。
细胞内通讯的信号分子主要包括环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、Ca2+、肌醇三磷酸（IP3）、甘油二脂（DAG）、花生四烯酸、质子（H+）等。
3、激素调控有哪些特点？
答：激素调控主要有以下特点：
（1）低浓度：激素在血流中的浓度会被稀释到10-8-10-10 mol/L。
（2）高特异性：激素只有被特定的受体细胞接受才能发挥作用。
（3）长效性：激素产生后需要漫长的运输过程才能达到受体细胞而起作用。因此，血流中的激素一般能维持存在较长时间。
4、说明甲状腺素、胰岛素、肾上腺皮质激素、前列腺素的结构和功能。
答：（1）甲状腺素属于氨基酸衍生物激素，具体结构见课本370页。其生理功能：①主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；②促进机体的生长发育和组织分化；③对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用。
（2）胰岛素属于蛋白质及多肽激素，具体结构见课本81页。其生理功能：主要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。
（3）肾上腺皮质激素属于类固醇激素，具体结构见课本377页。主要分为糖皮质激素和盐皮质激素两类，其中糖皮质激素的作用是抑制糖的氧化代谢，使血糖升高，并能促进蛋白质转化为糖；盐皮质激素的作用是使体内保留钠离子及排出多余的钾离子，调节水盐代谢。
（4）前列腺素属于脂肪酸衍生物激素，具体结构见课本381页。其对生殖、心
血管、呼吸、消化和神经系统等都有显著影响作用，例如子宫及输卵管的收缩，使血管扩张或收缩，可抑制胃酸分泌等。
5、说明肾上腺素的作用机制。
答：肾上腺素作用于膜上肾上腺素受体后，受体改变构象，与细胞内非活化状态的G蛋白结合。G蛋白与GDP分离，并接受GTP。GTP与G蛋白的α亚基结合使G蛋白形成活化构象，引起β和γ亚基与α亚基解离。携带GTP的α亚基沿膜移动与腺苷酸环化酶结合并将其激活，产生cAMP，进而活化蛋白激酶A（PKA），通过信号传导放大信号，启动糖代谢的有关途径，最终产生相应的生理学效应。
6、举例说明变构酶和变构调节作用。举例说明反馈抑制及其意义。答：（1）变构酶和变构调节作用。变构酶是具有可以与某些化合物（变构效应剂）发生非共价结合，引起酶分子构象的改变，对酶起到激活或抑制的作用的变构中心的酶。变构调节作用是变构效应剂与变构中心的结合而引起酶活性改变的现象。例如葡萄糖的氧化分解可提供能量使AMP、ADP转变成ATP，当ATP过多时，通过变构调节酶的活性，可限制葡萄糖的分解，而ADP、AMP增多时，则可促进糖的分解。随时调节ATP/ADP的水平，可以维持细胞内能量的正常供应。（2）反馈抑制及其意义。反馈抑制是反应的中间产物或终产物对酶起变构抑制作用，使酶促反应速率降低的过程。如葡萄糖的磷酸化反应中，产物6-磷酸葡萄糖浓度增高时，反应速率显著降低，这是由于6-磷酸葡萄糖对己糖激酶的变构抑制作用。反馈抑制可以在产物累积过多时，通过停止其物质的合成，使细胞内的浓度保持适合于生理条件的水平，是细胞调节作用的一种。
7、举例说明酶的共价修饰调节作用。
答：某些酶分子中的基团可以在另一种酶催化下发生共价修饰作用，从而引起酶活性的激活或抑制，这种酶称为共价调节酶。
共价调节酶有两种互变形式，一种为活性形式，具有催化活性；另一种为非活性形式，无催化活性。正反两个方向的互变通过可逆的共价修饰反应实现，从而调控酶的活性。如，肌肉中存在一种能催化糖原的合成和分解的酶，即磷酸化酶b。该酶本身无活性，当磷酸化酶b活性中心的丝氨酸残基被磷酸化后，即形成高活性磷酸化酶a。由磷酸化酶b转化活化形式a的反应，被磷酸化酶激酶所催化，而磷酸化酶a去活化则由另一种磷酸酶催化。
共价修饰调节作用可以产生酶的连续激活现象，所以具有信号放大效应。如，肾上腺素引起糖原分解过程中的一系列磷酸化激活步骤，其结果将激素的信号逐
级放大了约300万倍。
8、简述原核生物基因转录调节的特点。
答：（1）σ因子决定RNA聚合酶识别特异性。
（2）操纵子模型的普遍性，控制结构基因转录开始或停止。
（3）阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性，对基因转录实施调控。
9、简述乳糖操纵子的调节机制。
答：（1）阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放，合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。
（2）CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。
（3）协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。
10、简述真核生物基因转录调控的特点。
答：真核生物基因转录调控的特点体现在两个方面：
（1）启动子调控。启动子控制基因转录的起始时间和表达的程度。它决定基因的转录过程。不同启动子可产生不同的初级转录产物和不同的蛋白质编码序列。
（2）组蛋白与非组蛋白的调控作用。在真核生物中，组蛋白被认为是一种广谱的DNA功能抑制剂，它可以与DNA结合并使DNA处于超螺旋状态，阻止DNA的转录。非组蛋白磷酸化后可以与组蛋白结合，排斥DNA，可见磷酸化非组蛋白具有解除组蛋白的抑制和基因转录的作用。
11、简述受体与配体结合的特点。
答：受体与配体结合的特点包括（1）特异性。一种受体只与其特定的配体识别
和结合。（2）饱和性。如果是特异性结合，当配体达到一定浓度时，受体与配体不再结合，呈饱和状态。（3）可逆性。配体与受体结合后不仅可以解离，而且可以仍保留原来的形式。（4）高亲和力。受体与特异性配体的亲和力应该相当于内源性配体的生理浓度。
12、简述受体的类型。
答：受体类型大致分为以下五种类型：离子通道型受体、G蛋白偶联受体、酶性受体、非酶活性受体和细胞内受体。其中前四种类型属于膜受体。
13、简述cAMP的生成过程及其作用机制？
答：cAMP的生成过程如下：信号分子作用于膜受体后，受体首先改变构象，与细胞内非活性状态的G蛋白结合。这种结合使G蛋白与GDP分离，并接受GTP。GTP与G蛋白的α亚基结合使G蛋白与形成活化构象，然后引起β和γ亚基与 亚基解离。携带GTP的α亚基沿膜移动直至与腺苷酸环化酶结合并将其激活（或抑制）。活化（或抑制）后的腺苷酸环化酶产生（或抑制产生）cAMP。
作用机制：cAMP信号通路通过蛋白激酶A（PKA）激活靶酶和开启基因的表达。PKA由两个催化亚基（C）和两个调节亚基（M）组成，在没有cAMP时，以无活性的复合体形式存在。cAMP与调节亚基结合，改变调节亚基的构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的PKA催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，改变蛋白的活性。PKA放大了信号。
14、膜受体介导的信息传递途径有哪几种？说明各途径的第二信使及其激活的蛋白激酶的种类和作用。
答：
膜受体介导的信息传递途径第二
信使
第二信使激活的蛋白激
酶种类
蛋白激酶作用
门控离子通道
受体酶cGMP cGMP依赖性的蛋白激
酶（PKG）
为Ser/Thr氨基酸蛋白激酶
MAPK 使配体发生二聚化和自身磷酸化
G蛋白偶联受体cAMP 蛋白激酶A（PKA）活化的PKA催化亚基可使细胞内某些蛋
白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，改变蛋
白的活性。
IP3钙调蛋白依赖性蛋白激
酶（CaM-PK）等
调控细胞的代谢过程
Ca2+CDPK
DAG与质膜结合的蛋白激酶
C（PKC）
使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化
非酶活性受体酪氨酸蛋白激酶（如：
贾纳斯激酶JAK）激活的JAK使受体磷酸化，使胞浆内的相关转录因子磷酸化，形成以磷酸化为基础
的信号转导和激活转录因子。
15、简述类固醇激素的信息传递过程。
答：类固醇激素的信息传递过程属于细胞内受体介导途径。这些激素等进入细胞后,有些可与其胞核内的受体相结合形成激素-受体复合物，有些则先与其在胞浆内的受体结合，然后以激素- 受体复合物的形式进入核内。这些受体均属于转录因子，并具有锌指结构作为其DNA结合区，通过作用于特异的基因调控序列，启动基因的转录和表达。
16、硝酸甘油用于临床治疗心绞痛已有一个世纪的历史，其作用原理是什么？
答：硝酸甘油可能导致活化的游离型NO的形成，与细胞内含巯基的受体(intracellular receptor containing sulfhydryl groups，R－SH)相互作用，形成的R－SNO 能激活鸟苷酸环化酶(guanylyl cyclase)，从而增加血管平滑肌细胞和其他组织的cGMP含量，引起平滑肌细胞松弛，特别是小血管平滑肌，使全身血管扩张，外周阻力减少，静脉回流减少，减轻心脏前后负荷，降低心肌耗氧量、解除心肌缺氧，治疗心绞痛。
17、举例说明化学调控的主要形式及其意义。
答：化学调控的主要形式包括（1）酶活性的化学调控：包括pH、金属离子、化学修饰等都会影响酶活性。（2）遗传信息传递、表达过程的化学调控。（3）信号传导通路的化学调控。具体实例可参见教材有关内容。
生物体在生长发育过程中，由于自身或外界的某些原因，体内的代谢平衡或生理平衡可能遭到破坏，从而引起某些疾病，甚至导致死亡。疾病的药物治疗，即化学调控方法，是恢复机体正常代谢平衡或生理平衡最重要的方法。此外，对生命体系的化学调控，可以发现新的药物靶点，发现新药，推动生命科学、药学的理论研究。
18、试阐述生物活性物质分子设计的基本原则。
答：（1）考虑设计分子的结构特点及生物功能。
（2）考虑分子的理化性质。
（3）考虑相互作用理论与方法（接触面积、弱相互作用、刚柔性平衡）。
脂类代谢 一、问答题 1、为什么摄入糖量过多容易长胖? 答：因为脂肪酸合成的起始原料乙酰CoA主要来自糖酵解产物丙酮酸，摄入糖量过多则糖酵解产生的丙酮酸也多，进而导致合成脂肪酸的起始原料乙酰CoA也多，原料多合成的脂肪酸自然就多了，所以摄入糖量过多容易长胖。 2、比较脂肪酸β—氧化和脂肪酸的合成有哪些不同点？ 答：①细胞中发生部位不同：合成发生在细胞质，氧化发生在线粒体；②酰基载体不同：合成所需载体为ACP—SH，氧化所需载体为乙酰CoA；③二碳片段的加入与裂解方式：合成是以丙二酰ACP加入二碳片段，氧化的裂解方式是乙酰CoA；④电子供体或受体：合成的供体是NADPH，氧化的受体是FAD、FAD＋；⑤酶系不同：合成需7种酶，氧化需4种酶；⑥原料转运方式：合成是柠檬酸转运系统，氧化是肉碱穿梭系统；⑦能量变化：合成耗能，氧化产能。 3、试计算1mol甘油彻底氧化成CO和HO可净生成多少molATP。22答：甘油氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。经过4次脱氢反应生成3molNADH+H+、1molFADH2、以及2molCO2，并发生一 次底物水平磷酸化，生成1molGTP。依据生物氧化时每1molNADH+H+和1molFADH2 分别生成、的ATP，因此，1mol甘油彻底氧化成CO2和H2O生成ATP摩尔数为6×＋1×＋3－1=。
4、1mol硬脂酸(即18碳饱和脂肪酸)彻底氧化成CO和HO时净生成的ATP的22摩尔数。． 答：1mol硬脂酸彻底氧化需经8次循环，产生9个乙酰CoA，每摩尔乙酰CoA进入三羧酸循环产生10molATP，这样共产生90molATP。8molFADH2进入电子传递链产生12molATP，8molNADH进入电子传递链共产生20molATP。脂肪酸的活化需消耗2个高能磷酸键，这样彻底氧化1mol硬脂酸净得120molATP。 5、胆固醇在体内可转变成哪些重要物质？合成胆固醇的基本原料和关键酶各是什么？ 答：转变成胆汁酸、甾类激素、维生素D； 基本原料：二甲基丙烯焦磷酸酯（DPP）、异戊烯醇焦磷酸酯 关键酶：羟甲基戊二酸单酰CoA还原酶（HMGCoA还原酶） 6、为什么在长期饥饿或糖尿病状态下，血液中酮体浓度会升高？答：由于糖供应不足或利用率降低，机体需动员大量的脂肪酸供能，同时生成大量的乙酰CoA。此时草酰乙酸进入糖异生途径，又得不到及时的回补而浓度降低，因此不能与乙酰CoA缩合成柠檬酸。在这种情况下，大量积累的乙酰CoA衍生为丙酮、乙酰乙酸、β—羟丁酸。 7、为什么在大多数情况下，真核生物仅限于合成软脂酸？ 答：因为在真核生物中，β—酮脂酞—ACP缩合酶对链长有专一性，它接受14碳酸基的活力最强，所以，在大多数情况下，仅限于合成软脂酸。另外，软脂酸CoA对脂肪酸合成的限速酶乙酰CoA羧化酶
第八章 生物化学过程的调控 1、生物化学过程的调控有哪几种形式？ 答：主要有信号分子为基础的调控、基因水平的调控、蛋白质水平的调控和酶水平的调控这四种形式。 2、生物调控中的化学信号包括哪些类型？ 答：细胞间通讯的信号分子包括激素、神经递质、细胞生长因子（如神经生长因子、趋化因子）以及气体信号分子。此外，还有抗体及淋巴因子。 细胞内通讯的信号分子主要包括环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、Ca2+、肌醇三磷酸（IP3）、甘油二脂（DAG）、花生四烯酸、质子（H+）等。 3、激素调控有哪些特点？ 答：激素调控主要有以下特点： （1）低浓度：激素在血流中的浓度会被稀释到10-8-10-10 mol/L。 （2）高特异性：激素只有被特定的受体细胞接受才能发挥作用。 （3）长效性：激素产生后需要漫长的运输过程才能达到受体细胞而起作用。因此，血流中的激素一般能维持存在较长时间。 4、说明甲状腺素、胰岛素、肾上腺皮质激素、前列腺素的结构和功能。 答：（1）甲状腺素属于氨基酸衍生物激素，具体结构见课本370页。其生理功能：①主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；②促进机体的生长发育和组织分化；③对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用。 （2）胰岛素属于蛋白质及多肽激素，具体结构见课本81页。其生理功能：主要是促进细胞摄取葡萄糖；促进肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，导致糖原分解速度减慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。 （3）肾上腺皮质激素属于类固醇激素，具体结构见课本377页。主要分为糖皮质激素和盐皮质激素两类，其中糖皮质激素的作用是抑制糖的氧化代谢，使血糖升高，并能促进蛋白质转化为糖；盐皮质激素的作用是使体内保留钠离子及排出多余的钾离子，调节水盐代谢。 （4）前列腺素属于脂肪酸衍生物激素，具体结构见课本381页。其对生殖、心
代谢调节 （一）名词解释 1．诱导酶（Inducible enzyme） 2．标兵酶（Pacemaker enzyme） 3．操纵子（Operon） 4．衰减子（Attenuator） 5．阻遏物（Repressor） 6．辅阻遏物（Corepressor） 7．降解物基因活化蛋白（Catabolic gene activator protein） 8．腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase） 9．共价修饰（Covalent modification） 10．级联系统（Cascade system） 11．反馈抑制（Feedback inhibition） 12．交叉调节（Cross regulation） 13．前馈激活（Feedforward activation） 14．钙调蛋白（Calmodulin） （二）英文缩写符号 1. CAP（Catabolic gene activator protein）： 2. PKA（Protein kinase）： 3. CaM（Calmkdulin）： 4. ORF（Open reading frame）： （三）填空题 1. 哺乳动物的代谢调节可以在、、和四个水平上进行。 2. 酶水平的调节包括、和。其中最灵敏的调 节方式是。 3. 酶合成的调节分别在、和三个方面进行。
4. 合成诱导酶的调节基因产物是，它通过与结合起调节作用。 5. 在分解代谢阻遏中调节基因的产物是，它能与结合而 被活化，帮助与启动子结合，促进转录进行。 6. 色氨酸是一种，能激活，抑制转录过程。 7. 乳糖操纵子的结构基因包括、和。 8. 在代谢网络中最关键的三个中间代谢物是、和。 9. 酶活性的调节包括、、、、 和。 10.共价调节酶是由对酶分子进行，使其构象在和 之间相互转变。 11.真核细胞中酶的共价修饰形式主要是，原核细胞中酶共价修饰 形式主要是。 （四）选择题 1. 利用操纵子控制酶的合成属于哪一种水平的调节： A．翻译后加工 B．翻译水平 C．转录后加工 D．转录水平 2. 色氨酸操纵子调节基因产物是： A．活性阻遏蛋白 B．失活阻遏蛋白 C．cAMP受体蛋白 D．无基因产物 3. 下述关于启动子的论述错误的是： A．能专一地与阻遏蛋白结合 B．是RNA聚合酶识别部位 C．没有基因产物 D．是RNA聚合酶结合部位 4. 在酶合成调节中阻遏蛋白作用于： A．结构基因 B．调节基因 C．操纵基因 D．RNA聚合酶 5. 酶合成的调节不包括下面哪一项： A．转录过程 B．RNA加工过程 C．mRNA翻译过程 D．酶的激活作用 6. 关于共价调节酶下面哪个说法是错误的：
生物化学作业 1. 基因如何决定糖蛋白中寡糖链的结构信息。 答：生物体内的糖链的合成大多需要酶的催化调节，并且糖链的结构受到某些蛋白所携带的信息的控制，而蛋白质的功能和其携带的信息取决于基因的控制，因此在由某些蛋白质和酶的协同作用下合成的糖链会由于基因中的不同信息的表达和控制而产生不同的结构。不同结构的糖链携带了不同的生物信息。 2. 组成生物膜的脂质分子主要有哪几类？分别简述其功能。 答：组成生物膜的脂质分子主要有磷脂、糖脂、胆固醇。 磷脂：主要包括甘油磷脂和鞘磷脂两大类。是重要的两亲物质，它们是生物膜的重要组分、乳化剂和表面活性剂。它是维持生命活动的基础物质，对活化细胞，维持新陈代谢，基础代谢及荷尔蒙的均衡分泌，增强人体的免疫力和再生力，都能发挥重大的作用。人体神经细胞和大脑细胞是由磷脂为主所构成的细胞薄膜包覆，磷脂不足会导致薄膜受损，造成智力减退，精神紧张。而磷脂中含的乙酰进入人体内与胆碱结合，构成乙酰胆碱。而乙酰胆碱恰恰是各种神经细胞和大脑细胞间传递信息的载体。磷脂是细胞膜的重要组成部分，肩负着细胞内外物质交换的重任。 糖脂：包括鞘糖脂和甘油糖脂两大类。细胞膜上的鞘糖脂与细胞生理状况密切相关。鞘糖脂的疏水尾部深入膜的脂双层，极性糖基露在细胞表面，它们不仅是血型抗原而且与组织和器官的特异性，细胞-细胞识别有关。同一类细胞在不同的发育阶段,鞘糖脂的组成也不同。正因为某些类型鞘糖脂是某种细胞在某个发育阶段所特有的，所以糖脂常常被作为细胞表面标志物质。糖脂又是细胞表面抗原的重要组分，某些正常细胞癌化后，表面糖脂成分有明显变化。细胞表面的糖脂还是许多胞外生理活性物质的受体,参与细胞识别和信息传递过程。 胆固醇：胆固醇的两亲性特点对生物膜中脂质的物理状态有一定的调节作用。在相变温度以上时，胆固醇阻扰脂分子脂酰链的旋转异构化运动，从而降低膜的流动性。在相变温度以下时，胆固醇的存在又会阻止磷脂脂酰链的有序排列，从而降低其相变温度，防止磷脂向凝胶态转化，保持了膜的流动性。 胆固醇还是血中脂蛋白复合体的成分，是类固醇激素和胆汁酸的前体。 3.“超级氨基酸”海选开始了！请选出你最喜爱的三种氨基酸，并分别陈述理由。 答：①甘氨酸：Glycine，是最简单的氨基酸，又名氨基乙酸，人体非必需的一种氨基酸，在分子中同时具有酸性和碱性官能团，在水溶液中为强电解质，在强极性溶剂中溶解度较大，基本不溶于非极性溶剂，而且具有较高的沸点和熔点，通过水溶液酸碱性的调节可以使甘氨酸呈现不同的分子形态。参与嘌呤类、卟啉类、肌酸和乙醛酸的合成，可与多种物质结合由胆汁或从尿中排出。作为营养增补剂广泛应用于医药、食品等领域。根据甘氨酸的制备工艺和产品的纯度可分为食品级、医药级、饲料级和工业级四种规格产品，可见甘氨酸的用途之广泛。 ②半胱氨酸cystein e：是人体常见的必需氨基酸，蛋白质中重要的“二硫键”多半出自它手。半胱氨酸是一种天然产生的氨基酸，在食品加工中具有许多用途，它主要用于焙烤制品，作为面团改良剂的必需成分。半胱氨酸是一种还原剂，它可以促进面筋的形成，减少混合所需的时间和所需药用的能量，半胱氨酸通过改变蛋白质分子之间和蛋白质分子内部的二硫键，减弱了蛋白质的结构，这样蛋白质就伸展开来。我们去美发店的烫发，那些好看的卷发也是半胱氨酸在特殊条件下改变二硫键而形成的！ ③苯丙氨酸：Phenylalanine，是人体的必需氨基酸之一。苯丙氨酸系统命名为“2-氨基苯丙酸”，是α-氨基酸的一种，L-苯丙氨酸可作为抗癌药物的载体将药物分子直接导入癌瘤区，其效果是其他氨基酸的3～5倍。这样既可以抑制癌瘤生长，又可以降低药物的毒副作用。
第十一章代谢调节 一、知识要点 代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。 细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。 生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
绪论 概念 生物化学：生物化学是―生命的化学‖，是研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化规律的一门科学。 静态生物化学：研究组成生物体的各种基本物质的化学组成、结构、理化性质、生物功能及结构与功能的关系。 动态生物化学：研究物质代谢的体内动态过程及其调节。 功能生物化学：研究代谢反应与生理功能的关系。 生物化学研究的主要内容 1、生物体的物质组成、结构与功能 2、物质代谢与调控 3、遗传信息的传递与表达 第一章 概念 糖即碳水化合物：是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。 糖的主要生物学作用 1、糖是人和动物的主要能源物质 2、糖类具有结构功能 3、糖具有复杂的多方面生物活性与功能 糖的分类 单糖，寡糖，多糖 重要多糖的结构单位及其连接方式 淀粉的结构单位都是α-D-葡萄糖。 连接方式：直链淀粉以α-1,4糖苷键聚合而成，呈螺旋结构。支链淀粉除了α-1,4糖苷键构成糖链以外，在支点处存在α-1,6糖苷键。 糖原结构单位是α-D-葡萄糖，有α-1,4和α-1,6糖苷键 纤维素的结构单位是β-D-葡萄糖，均以β-1,4糖苷键相连。 几丁质结构单位是N-乙酰氨基葡萄糖，以β-1,4糖苷键连接。 肽聚糖多糖部分是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸交替组成的杂多糖。 第二章 概念 脂类：脂肪和类脂的总称 脂肪酸是一条长的烃链（R-）和一个羧基（-COOH ）组成的羧酸。 必需脂肪酸：人体必需但自身又不能合成或合成量不足，必须从食物中摄取的脂肪酸。 脂类的生理功能 1、生物体内主要的贮能和供能物质 2、维持生物膜的结构和功能 3、促进脂溶性维生素的吸收 4、维持体温、保护脏器 5、转变成体内具有重要生理功能的类固醇物质 甘油三酯的结构及组成 由一分子甘油和三分子脂肪酸脱水缩合而形成的酯 几种重要甘油磷脂组成 胆碱 + 磷脂酸 → 磷脂酰胆碱，又称卵磷脂 乙醇胺 + 磷脂酸 → 磷脂酰乙醇胺，又称脑磷脂 丝氨酸 + 磷脂酸 → 磷脂酰丝氨酸（丝氨酸磷脂） 肌醇 + 磷脂酸 → 磷脂酰肌醇（肌醇磷脂） 缩醛磷脂：与一般甘油磷脂不同，他在甘油αC 位以与长链烯醇形成的醚键（脂性醛基）代替与脂肪酸形成的酯键。 磷脂酰甘油+2分子磷脂酸→二磷脂酰甘油（心磷脂） 第三章 概念 维生素是机体维持正常生理功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。 微量元素是指人体每日的需要量在100mg 以下的元素，主要包括铁、碘、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等10种。 维生素的分类 脂溶性微生素：维生素A 、D 、E 、K 水溶性维生素：维C 和B 族维生素：维B1、B2、B6、B12、维生素PP 、泛酸、生物素、硫辛酸、叶酸。 维生素B2、维生素PP 、泛酸及叶酸在体内的活性型和生化作用 维生素B2 ：活性形式：黄素单核苷酸(FMN)，黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 生化：FMN 及FAD 是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。 维生素PP ：活性形式：NAD+，NADP+ 生化作用：NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶的辅酶，起递氢递电子的作用。 泛酸：活性形式：辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白(ACP) 生化作用：CoA 及ACP 是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。 叶酸：体内活性形式：四氢叶酸(FH4) 生化作用：四氢叶酸(FH4)是一碳单位转移酶的辅酶，起一碳单位传递体的作用。 C H 2CH C H 2O H OH OH
第八和九章．DNA和RNA的生物合成练习题 一、名词解释 1.DNA半保留半连续复制 2. 前导链、滞后链、岗崎片断 3. 中心法则 4. 复制叉与复制子 5. 限制性核酸内切酶 6.模板链(或反义链即负链)与编码链(或有义链即正链) 7. 转录、逆转录、不对称转录8. 外显子与内含子 9. 单顺反子与多顺反子10. 基因、结构基因、调节基因 11. 操纵子11. 启动子、终止子、转录因子 13. 顺式作用元件与反式作用元件14. 衰减子与增强子 15. RNA加工与RNA剪切16. 光复活 二、问答题 1.试述DNA的半保留半连续的复制过程。(以原核生物为例) 2.试述逆转录病毒的逆转录过程。 3.试述原核生物DNA的转录过程。 4.试述四类RNA病毒的复制过程。 5.简述复制叉上进行的基本活动及参与的酶（以原核生物为例说明）。 6.由RNA聚合酶Ⅱ合成的初始转录物(mRNA前体)需经过哪些加工过程才能成为成熟的mRNA. 第十章．蛋白质的生物合成练习题 一、名词解释 1. 密码子与反密码子 2. 翻译与翻译后加工 3. 多聚核糖体
二、问答题 1.三种RNA在蛋白质生物合成中的作用? 2.以原核生物为例说明蛋白质的生物合成过程? 3.何谓‘‘转译后加工”，蛋白质生物合成的加工修饰方式有哪些?(以真核生物 为例)。 4.保证准确翻译的关键是什么? 5.图示并简述中心法则。 三、计算题 DNA的MW(分子量)=1.3×108（双链)。(注：DNA分子中脱氧核苷酸1. 噬菌体T 4 对的平均分子量是640，核苷酸残基平均分子量为320) 可为多少个AA编码? 1)T 4 2)T DNA可为多少MW=55000的蛋白质编码?(注：多肽链中平均每个AA残 4 基的分子量为110) 2.合成一个九肽需要多少个ATP?如果这个九肽含有起止AA残基(Met)至少需要 多少个ATP? 3. 按下列DNA单链 5’ TCGTCGACGATGATCATCGGCTACTCG 3’ 试写出： 1) DNA复制时另一条单链的序列。 2) 以此链为摸板转录的mRNA的序列。 3) 合成的多肽的序列。 (注：三题答案均须注明方向。) 四、论述题 1.围绕中心法则论述遗传的稳定性（注：DNA、RNA复制）以及基因表达中如何实现遗信息碱基序列到蛋白质AA序列的转变?
第十三章 基因表达调控 名词解释 基因组 基因表达 管家基因 组成性表达 启动子 顺式作用元件 沉默子 反式作用因子 操纵子 锌指结构： 单顺反子 增强子 沉默子 问答题 1. 简述乳糖操纵子结构及调控机理。 2. 简述原核基因表达调控的特点 3. 简述真核基因组结构特点 4. 简述真核生物基因表达调控的特点？ 参考答案： 名词解释 基因组 [答案]来自一个遗传体系的一整套遗传信息。 基因表达 [答案]基因转录和翻译的过程。 管家基因 [答案]在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。 组成性表达 [答案]管家基因的表达水平受外界环境影响较小，在生物体各个生长阶段的大多数组织中持续表达，这类基因的表达称为组成性表达
启动子 [答案]RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件。 顺式作用元件 [答案]指具有的可影响基因表达活性的真核各种组分（DNA序列），包括启动子、增强子和沉默子。 反式作用因子 [答案]一些转录调节因子，通过与特异的顺式作用元件的识别、结合，反式作用另一基因的转录，称为反式作用因子。 操纵子 [答案]原核生物中，基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位，称为操纵子。常包括：一个启动序列及数个可转录的编码基因。 锌指结构： [答案]最早发生于结合GC盒的SP1转录因子，由30个氨基酸残基组成，其中有2个Cys和2个His，4个氨基酸残基分别位于正四面体的顶角，与四面体中心的锌离子配价结合，稳定锌指结构。在Cys和His之间有12个氨基酸残基，其中数个为保守的碱性残基。 单顺反子 [答案]一个编码基因转录生成一个mRNA分子、经翻译成一条多肽链。 增强子 [答案]远离转录起始点决定基因的时间空间特异性增强转录活性的DNA序列。 沉默子 [答案]一些特异的DNA序列，结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 问答题 简述乳糖操纵子结构及调控机理。 [答案]乳糖操纵子的结构：E.coli的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶，此外还有一个操纵子序列O、一个启动子P及一个调节基因I。I基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列P上游还有一分解代谢物基因激活蛋白（CAP）结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成l a c操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调调节。 乳糖操纵子工作原理：（1）阻遏蛋白的负性调节：在没有乳糖存在时，l a c操纵子处于阻遏状态。此时，I序列表达的l a c阻遏蛋白与O 序列结合，阻遏RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录起动。当有乳糖存在时，l a c操纵子即可被诱导。在这个操纵子体系中，
第五章脂类代谢 【测试题】 一、名词解释 1.脂肪动员 2.脂酸的β-氧化 3.酮体 4.必需脂肪酸 5.血脂 6.血浆脂蛋白 7.高脂蛋白血症 8.载脂蛋白 9.LDL-受体代谢途径10.酰基载体蛋白（ACP）11.脂肪肝12.脂解激素13.抗脂解激素14.磷脂15.基本脂 16.可变脂17.脂蛋白脂肪酶18.卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（LCAT）19.丙酮酸柠檬酸循环20.胆汁酸 二、填空题 21.血脂的运输形式是，电泳法可将其为、、、四种。 22.空腹血浆中含量最多的脂蛋白是，其主要作用是。 23.合成胆固醇的原料是，递氢体是，限速酶是，胆固醇在体内可转化为、、。 24.乙酰CoA的去路有、、、。 25.脂肪动员的限速酶是。此酶受多种激素控制，促进脂肪动员的激素称， 抑制脂肪动员的激素称。 26.脂肪酰CoA的β-氧化经过、、和四个连续反应步骤，每次β-氧化生成一分子和比原来少两个碳原子的脂酰CoA，脱下的氢由和携带，进入呼吸链被氧化生成水。 27.酮体包括、、。酮体主要在以为原料合成，并在被氧化利用。 28.肝脏不能利用酮体，是因为缺乏和酶。 29.脂肪酸合成的主要原料是，递氢体是，它们都主要来源于。 30.脂肪酸合成酶系主要存在于，内的乙酰CoA需经循环转运至而用 于合成脂肪酸。 31.脂肪酸合成的限速酶是，其辅助因子是。 32.在磷脂合成过程中，胆碱可由食物提供，亦可由及在体内合成，胆碱及乙醇胺由活化的及提供。 33.脂蛋白CM 、VLDL、LDL和HDL的主要功能分别是、，和。 34.载脂蛋白的主要功能是、、。 35.人体含量最多的鞘磷脂是，由、及所构成。
代谢调节 一、填空题 1．酶促化学修饰的特点有：（1）除黄嘌呤氧化酶外，属于这类调节方式的酶都有（）两种形式。（2）化学修饰会引起酶分子（）的变化。而且，其是酶促反应，故有（）效应。（3）（）是最常见的酶促化学修饰反应，一般是耗能的。 2．1961年Monod和Jocob首次提出了大肠杆菌乳糖（）模型。 3．细胞内酶的数量取决于（）和（）。 4．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（）。 5．原核细胞酶的合成速率主要在（）水平进行调节。 6．乳糖操纵子的诱导物是（），色氨酸操纵子的辅阻遏物是（）。 7．分支代谢途径中的终产物分别抑制其分支上的限速酶，分支点共同的中间产物抑制前面的限速酶，称为（）。 8．G蛋白具有（）酶的活性；负责调节激素对（）酶的影响 9．作为信号跨膜传递的第二信使的物质有cAMP、（）、（）和（）等10．调节酶类主要分为两大类（）和（）。 11．真核生物基因表达的调节有两种类型的调控，一种是（）的调控；另一种是（）。 12．真核细胞中酶的共价修饰是（）；原核细胞中酶的共价修饰主要形式（）。 二、选择题 1．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 2．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 3．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 4．下列有关调节基因的论述，哪个是对的？ A、调节基因是操纵子的组成部分 B、是编码调节蛋白的基因 C、各种操纵子的调节基因都与启动基因相邻 D、调节基因的表达受操纵子的控制 5．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 6．下面关于共价修饰调节酶的说法哪个是错误的？ A、共价修饰调节酶以活性和无活性两种形式存在 B、两种形式之间由酶催化共价修饰反应相互转化 C、经常受激素调节、伴有级联放大效应 D、是高等生物独有的调节形式
物质代谢调节 一级要求 单选题 1 体内物质代谢有几个不同的调节层次 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 C 2 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 器官水平 C 神经调节 D 整体水平 E A 3 4 糖原分解的限速酶是 C A 磷酸二酯酶 B 磷酸酶 C 磷酸化酶 D 葡萄糖激酶 E 丙酮酸激酶 C D 脂肪酸合成的限速酶是 A 甘油三酯脂肪酶 B D 甘油二酯脂肪酶 C E 甘油一酯脂肪酶 脂蛋白脂肪酶 乙酰辅酶 A 羧化酶 5 HMGCoA 合成酶是什么代谢途径的限速酶 A 胆固醇合成 B D 胆固醇分解 酮体分解 C E 胆固醇代谢转变 酮体生成 E B C 6 7 8 甘油三酯脂肪酶是甘油三酯什么代谢途径中的限速酶 A 合成 B E 分解 转变 C 储存 D 动员 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 E 糖异生 C 葡萄糖分解 D 糖原合成 糖原分解 三羧酸循环中的别构调节酶是 A 柠檬酸合成酶 B D α-酮戊二酸脱氢酶 C E 琥珀酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶 延胡索酸酶 A 9 （糖原）磷酸化酶化学修饰激活的方式是 A C E -S-S-氧化生成 与 cAMP 结合 脱磷酸化 B D -SH 还原生成 磷酸化 D C 10胆固醇对肝中胆固醇合成代谢酶活性的调节方式是 A 变构 B E 化学修饰 酶的降解 C 阻遏 D 诱导 11激素必需与靶细胞的什么物质结合才能发挥调节作用 A 受体 B 配体 C 核 D 质膜 A B 12激素对代谢调节的机制或方式按其溶解度不同可分为几种 A 1 5 13通过第二信使进行调节是那种物质进行调节的主要方式 A 细胞水平 B 2 C 3 D 4 E B 脂溶性激素 C 水溶性激素
第九章 物质代谢的联系与调节 名词解释 物质代谢(metabolism) 限速酶(1imitingvelocityenzymes) 变构酶(Allostericenzyme)与变构调节(Allostericregulation) 酶的化学修饰(chemicalmodifacation) 泛素(Ubiquitin 反馈控制(feedback) 蛋白激酶(ProteinKinase) 酶的诱导剂(enzymeinducer) 变构调节(Allostericregulation) 调节酶(regulatoryenzyme) 问答题 1. 简述丙酮酸在代谢中的作用。 2. 试述乙酰CoA在代谢中的作用。 3. 脂肪能否进行糖异生? 4. 简述甘氨酸的生化作用。 5. 列出至少8种维生素的辅酶形式及其参与的生化代谢。 6. 简述酶的化学修饰的特点。 7 简述人体在长期饥饿状态下，物质代谢有何变化。 8. 体内脂肪酸可否转变为葡萄糖?为什么? 9. 糖、脂、蛋白质在机体内是否可以相互转变?简要说明其转变的途径或不能转变的原因。 10. 为何称三羧酸循环是物质代谢的中枢，有何生理意义? 11. 讨论下列物质能否相互转变?简述其理由。 12. 试述体内草酰乙酸在物质代谢中有什么作用? 13. 试述丙酮酸在体内物质代谢中的重要作用。 14. 三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质在机体内可以相互转变吗?简述其理由。 15. 为什么减肥的人也要限制糖类的摄入量?试从营养物质代谢的角度加以解释。 16. 请列举5种肝脏特有的代谢途径(在正常情况下，其他组织器官很难或很少进行的代谢过程)，并分别说明其主要生理意义。 17. 比较脑、肝、骨骼肌在糖、脂代谢和能量代谢上的主要特点。 18. 短期饥饿时，机体如何进行三级水平调节的? 19. 试述人体在短期饥饿和长期饥饿情况下，糖、脂、蛋白质代谢有何特点？ 20. 试比较酶的变构调节和化学修饰调节的不同。 参考答案： 名词解释 物质代谢(metabolism)
含氮物代谢 （一）名词解释 1．蛋白酶（Proteinase） 2．肽酶（Peptidase） 3．氮平衡（Nitrogen balance） 4．生物固氮（Biological nitrogen fixation） 5．硝酸还原作用（Nitrate reduction） 6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules）7．转氨作用（Transamination） 8．尿素循环（Urea cycle） 9．生糖氨基酸（Glucogenic amino acid） 10．生酮氨基酸（Ketogenic amino acid） 11．核酸酶（Nuclease） 12．限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease） 13．氨基蝶呤（Aminopterin） 14．一碳单位（One carbon unit） （二）英文缩写符号 1．GOT 2．GPT 3．APS 4．PAL 5．PRPP 6．SAM 7．GDH 8．IMP （三）填空 1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。 3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。 4．氨基酸的降解反应包括、和作用。 5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。
6．谷氨酸经脱氨后产生和氨，前者进入进一步代谢。7．尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。8．尿素分子中两个N原子，分别来自和。 9．生物固氮作用是将空气中的转化为的过程。 10．固氮酶由和两种蛋白质组成，固氮酶要求的反应条件是、和。 11．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶通常以或为还原剂。12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。 13．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。 14．氨基酸脱下氨的主要去路有、和。15．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为。 16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。17．尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。 18．脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的，被还原的底物是。 19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自；鸟苷酸的C-2氨基来自。 20．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。 21．多巴是经作用生成的。 22．生物体中活性蛋氨酸是，它是活泼的供应者。 （四）选择题 1．转氨酶的辅酶是： A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛 2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：A．羧肽酶 B．胰蛋白酶 C．胃蛋白酶 D．胰凝乳蛋白酶 3．参与尿素循环的氨基酸是： A．组氨酸 B．鸟氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸
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（）
第一章．生物化学绪论 1.生命的生物化学定义：生命系统包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。但 是已知某种病毒生物却无核酸(朊病毒)。 2.生命（生物体）的基本特征： （1）细胞是生物的基本组成单位（病毒除外）。 ( 2 ) 新陈代谢、生长和运动是生命的基本功能。 ( 3 )生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。 （4）生物具有个体发育和系统进化的历史。 ( 5 )生物对外界可产生应激反应和自我调节，对环境有适应性。 3.化学是在原子、分子水平上，研究物质的组成，结构、性质和变化规律的一门基础 自然科学。生物化学就是生命的化学。 4.生物化学：运用化学的原理和方法，研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化，进而深入揭示生命活动的化学本质的一门科学。 5.生命体的元素组成：在地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生物体内 被发现。 第一类元素：包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。 第二类元素：包括S、P、Cl、Ca、K、Na和Mg。这类元素也是组成生命体的基本元素。 第三类元素：包括Fe、Cu、Co、Mn和Zn。是生物体内存在的主要少量元素。 第四类元素：包括Al、As、B、Br、Cr、F、Ga、I、Mo、Se、Si等。偶然存在的元素。 6.生命分子是碳的化合物：生命有机体的化学是围绕着碳骨架组织起来的。生物分子 中共价连接的碳原子可以形成线状的、分支的或环状的结构。 7.生物（生命）分子是生物体和生命现象的结构基础和功能基础，是生物化学研究的 基本对象。 生物分子的主要类型包括：多糖、聚脂、核酸和蛋白质等生物大分子。 维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等小分子。
1. 顺式作用元件（cis-acting element）是指可以影响自身基因表达活 性的真核DNA序列。 2. 反式作用因子（trans-acting factor）.指调控转录的蛋白质因子。它们由某一基因表达后通过与特异的顺式作用元件相互作用，反式激活另一基因的转录。 3. 管家基因（housekeeping gene）.某些基因产物对生命全过程都是 必需的或必不可少的。这类基因在一个生物个体的几乎所有细胞中均表达，被称为管家基因。 4. 基因表达的时空性.即基因表达的时间、空间特异性。时间特异性：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。在多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体在不同组织或器官表达，即按空间顺序出现。 5. 启动子（promoter）启动子指RNA聚合酶结合位点周围的一组 转录调控组件，包括至少一个转录起始点以及一个以上的功能组件。 6. 增强子（enhancer）指远离转录起始点（1~30kb），决定基因的时间，空间特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向，距离无关。 7. 沉默子（silencer）是某些基因含有负性调节元件，当其结合特异蛋白质因子时，对基因转录起阻遏作用。
8. 基本转录因子基本转录因子（general transcription factor）为RNA 聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白质因子，决定三种RNA（tRNA、mRNA及rRNA）转录的类别。 9. 特异转录因子特异转录因子（special transcription factor）：为个 别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达，故称特异转录因子 10.基因组基因组（genome）：指一个细胞或病毒所携带的全部遗 传信息或整套基因。 11.基因表达基因表达：指储存遗传信息的基因转录及翻译合成蛋 白质，或者经转录合成RNA的过程。
一、填空题 1．酶促化学修饰的特点有：（1）除黄嘌呤氧化酶外，属于这类调节方式的酶都有（）两种形式。（2）化学修饰会引起酶分子（）的变化。而且，其是酶促反应，故有（）效应。（3）（）是最常见的酶促化学修饰反应，一般是耗能的。 2．1961年Monod和Jocob首次提出了大肠杆菌乳糖（）模型。 3．细胞内酶的数量取决于（）和（）。 4．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（）。5．原核细胞酶的合成速率主要在（）水平进行调节。 6．乳糖操纵子的诱导物是（），色氨酸操纵子的辅阻遏物是（）。 7．分支代谢途径中的终产物分别抑制其分支上的限速酶，分支点共同的中间产物抑制前面的限速酶，称为（）。 8．G蛋白具有（）酶的活性；负责调节激素对（）酶的影响 9．作为信号跨膜传递的第二信使的物质有cAMP、（）、（）和（）等 10．调节酶类主要分为两大类（）和（）。 11．真核生物基因表达的调节有两种类型的调控，一种是（）的调控；另一种是（）。 12．真核细胞中酶的共价修饰是（）；原核细胞中酶的共价修饰主要形式是（）。 二、选择题 1．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 2．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 3．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 4．下列有关调节基因的论述，哪个是对的？ A、调节基因是操纵子的组成部分 B、是编码调节蛋白的基因 C、各种操纵子的调节基因都与启动基因相邻 D、调节基因的表达受操纵子的控制 5．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 6．下面关于共价修饰调节酶的说法哪个是错误的？ A、共价修饰调节酶以活性和无活性两种形式存在 B、两种形式之间由酶催化共价修饰反应相互转化 C、经常受激素调节、伴有级联放大效应 D、是高等生物独有的调节形式
第八讲代谢调节 一、知识要点 代谢调节是生物在长期进化过程中，为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一，使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。根据生物的进化程度不同，代谢调节作用可在不同水平上进行：低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的；多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的，所以，细胞内酶的调节是最基本的调节方式。酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。 细胞是一个高效而复杂的代谢机器，每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸，在功能上虽各不相同，但在代谢途径上却有明显的交叉和联系，它们共同构成了生命存在的物质基础。代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统，它们往往分布在细胞的不同区域。例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中；参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中；与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中；与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。 生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。酶合成主要来自转录和翻译过程，因此，可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。在转录水平上，调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭，这是一种负调控作用。而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白（CAP）促进转录进行，是一种正调控作用，它们都可以用操纵子模型进行解释。操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位，由启动子（P）、操纵基因（O）和在功能上相关的几个结构基因组成；转录后的调节包括，真核生物mRNA转录后的加工，转录产物的运输和在细胞中的定位等；翻译水平上的调节包括，mRNA本身核苷酸组成和排列（如SD序列），反义RNA 的调节，mRNA的稳定性等方面。 酶活性的调节是直接针对酶分子本身的催化活性所进行的调节，在代谢调节中是最灵敏、最迅速的调节方式。主要包括酶原激活、酶的共价修饰、反馈调节、能荷调节及辅因子调节等。 二、习题 （一）名词解释 1．诱导酶（Inducible enzyme） 2．标兵酶（Pacemaker enzyme） 3．操纵子（Operon） 4．衰减子（Attenuator） 5．阻遏物（Repressor） 6．辅阻遏物（Corepressor） 7．降解物基因活化蛋白（Catabolic gene activator protein） 8．腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase） 9．共价修饰（Covalent modification） 10．级联系统（Cascade system） 11．反馈抑制（Feedback inhibition） 12．交叉调节（Cross regulation） 13．前馈激活（Feedforward activation） 14．钙调蛋白（Calmodulin）