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基因表达及其调控与代谢物分析基因表达是指基因上的信息被转录成RNA分子，最终转化为蛋白质的过程。
在细胞代谢过程中，不同的基因表达量和调控机制对于细胞的功能和特性起着重要的作用。
因此，基因表达及其调控与代谢物分析是当今生物医学研究领域中的热点问题。
基因的表达量由多种环境和遗传因素调节。
通常来说，基因转录起始因子和转录核酸酶是控制基因表达的两个主要因素。
转录起始因子与特定DNA序列的结合激活转录过程，而转录核酸酶则是识别DNA序列并促进mRNA的合成。
此外，基因组上的诸多的表观遗传修饰（包括DNA甲基化、组蛋白修饰等）和非编码RNA （如甲基化miRNA、siRNA等）也可影响基因表达。
在细胞增殖和分化过程中，上述因素的调控极为复杂。
为了更好地研究基因表达及其调控，在取得细胞样品后，可以利用RNA测序技术和qPCR等方法检测不同基因的表达量，识别某些表达模式与不同生物功能之间的关系。
此外，分子标记方法（如北方杂交法、原位杂交法），蛋白质组学方法（如蛋白质质谱法、蛋白质芯片法），和功能基因组学方法（如基因敲除法、RNA干扰技术）等，也是流行的基因表达分析方法。
在基因表达分析的基础上，代谢物分析是对细胞生命过程的加强理解，特别是对于了解某些代谢性疾病。
代谢物是细胞内化学反应的产物，也是描述细胞状态和活动的有力工具。
代谢物组学方法以人体代谢物和代谢物组为研究对象，运用各种分析技术和数据处理手段对大量生物样品进行分析，以确定不同状态的代谢物指纹图谱，寻找新的代谢性疾病标志物，并发现特定代谢物在疾病的发展过程中的机制。
在代谢物分析领域，代谢物组学方法（如质谱代谢物组学和核磁共振代谢物组学）是最常见和流行的，通过分析组织和体液中代谢物的浓度和结构差异，可以确定不同状态的代谢物指纹图谱。
此外，也有人使用代谢物芯片、代谢物关注方法和有针对性地定向扫描特定代谢物的方法等。
总的来说，基因表达及其调控和代谢物分析是两个相辅相成的研究领域。
分子生物学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在蛋白质合成中催化肽键合成的是( )。
参考答案:转肽酶2.启动子没有基因产物的基因序列。
参考答案:正确3.基因重排是指一个基因可以从远离其启动子的地方移到距启动子近的地方,而被启动转录的一种现象。
参考答案:正确4.受乙酰化修饰的组蛋白形成的核小体的结构比未经修饰的组蛋白核小体松散,使转录因子更容易与基因组的这一部分相接触,能够( )基因的转录活性。
参考答案:提高5.DNA复制时不需要下列那种酶( )。
参考答案:RNA指导的DNA聚合酶6.以单链DNA为遗传载体的病毒,DNA合成时一般要经过双链的中间阶段。
参考答案:正确7.点突变是指一个嘌呤碱基被嘧啶碱基取代或一个嘧啶碱基被嘌呤碱基取代。
参考答案:错误8.AraC蛋白的Pi构象起诱导作用，通过与（）结合进行调节。
参考答案:PBAD启动子9.人类基因组计划的主要内容包括绘制人类基因组的四张图,即物理图、序列图、转录图和遗传图,其中最重要的是转录图。
参考答案:正确10.生物分子考古学,分子生态学以及DNA法医学是随着PCR的诞生而直接出现的三个新兴学科,从而分子生物学家们能够提出人类进化以及外界环境变化对生物圈的冲击等问题,并能将他们强大的工具运用于打击犯罪中。
参考答案:正确11.不参与DNA复制的酶是( )。
参考答案:核酶12.关于双向复制,错误的是( )。
参考答案:原核复制是双复制子复制13.DNA重组技术,即基因工程,是20世纪70年代初兴起的一门技术科学。
应用此技术能将不同的DNA片段进行定向的连接,并且在特定的宿主细胞中与载体同时复制、表达。
参考答案:正确14.美籍华人钱永健系统地研究了绿色荧光蛋白的工作原理,虽然绿色荧光蛋白不仅呈绿色,但因为它在被发现之初呈现绿色,所以人们也就一直保留“绿色荧光蛋白”这一称谓。
参考答案:正确15.目前研究证实以下不属于增强子作用机制的是( )。
第二章：细胞的基本知识概要1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？1）一切有机体都有细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位2）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位3）细胞是有机体生长与发育的基础4）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性5）没有细胞就没有完整的生命6）细胞是多层次非线性的复杂结构体系7）细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体8）细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系2、细胞的基本共性是什么？1）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、说明原核细胞与真核细胞的主要差别。
4、何谓细胞外被？它有哪些功能？1) 细胞外被是指动物细胞表面的由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的厚约10～20nm的绒絮状结构。
2) 功能：(1) 细胞识别；(2) 血型抗原；(3) 酶活性。
5、细胞连接都有哪些类型？各有何结构特点？细胞连接按其功能分为：紧密连接，锚定连接，通讯连接。
1) 紧密连接（封闭连接），细胞质膜上，紧密连接蛋白(门蛋白)形成分支的链索条，与相邻的细胞质膜上的链索条对应结合，将细胞间隙封闭。
2) 锚定连接：通过中间纤维（桥粒、半桥粒）或微丝（粘着带和粘着斑）将相邻细胞或细胞与基质连接在一起，以形成坚挺有序的细胞群体、组织与器官。
3) 通讯连接：包括间隙连接和化学突触，是通过在细胞之间的代谢偶联、信号传导等过程中起重要作用的连接方式。
4) 胞间连丝连接：是高等植物细胞之间通过胞间连丝来进行物质交换与互相联系的连接方式。
第五章物质的跨膜运输与信号传递6、物质跨膜运输有哪几种方式？它们的异同点。
跨膜运输：直接进行跨膜转运的物质运输，又分为简单扩散、协助扩散和主动运输。
1) 简单扩散：顺物质电化学梯度，不需要膜运输蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能；2) 协助扩散：顺物质电化学梯度，需要通道蛋白或载体蛋白，利用自身的电化学梯度势能，不耗细胞代谢能；3) 主动运输：逆物质电化学梯度，需要载体蛋白，消耗细胞代谢能。
生物体内的代谢调控机制生物体内的代谢调控机制是一个复杂而精密的系统，它负责维持生命活动的正常进行。
代谢调控涉及到多个层面和多个方面，包括基因表达调控、信号传导调控以及能量平衡调控等。
这些调控机制相互作用，共同维持着生物体内的代谢平衡。
在生物体内，基因表达调控是代谢调控的重要环节。
基因是生物体内遗传信息的载体，它决定了细胞内蛋白质的合成。
基因表达调控通过调控转录和翻译过程，控制蛋白质的合成量和合成速度。
这种调控可以通过多种方式实现，包括转录因子的结合、DNA甲基化和组蛋白修饰等。
例如，转录因子可以结合到基因的启动子区域，促进或抑制基因的转录。
同时，DNA甲基化和组蛋白修饰也可以改变染色质结构，从而影响基因的表达水平。
除了基因表达调控，信号传导调控也在生物体内起着重要的作用。
细胞内外的信号分子可以通过细胞膜上的受体传递到细胞内，触发一系列的信号传导反应。
这些反应可以通过激活或抑制特定的酶、蛋白质或基因，从而调节细胞内的代谢活动。
例如，胰岛素是一种重要的代谢调控激素，它通过与细胞膜上的胰岛素受体结合，激活细胞内的信号传导通路，促进葡萄糖的摄取和利用。
另外，一些细胞因子和激素也可以通过信号传导调控脂肪酸的合成和分解、蛋白质的降解和合成等代谢过程。
能量平衡调控是维持生物体内代谢平衡的关键机制之一。
生物体内的能量平衡主要由能量的摄取和能量的消耗两个方面决定。
能量摄取主要通过食物的摄入，而能量消耗则包括基础代谢率、运动消耗和非运动消耗等。
能量平衡调控通过多个途径实现，包括神经调控、激素调控和细胞内信号传导等。
例如，下丘脑和垂体是能量平衡调控的重要中枢，它们通过神经和激素的作用，调节食欲和能量消耗。
另外，一些激素如甲状腺激素和肾上腺素也可以调节基础代谢率和脂肪酸的氧化。
除了上述的代谢调控机制，生物体内还存在一些其他的调控机制。
例如，一些微生物和植物可以通过共生关系来调控宿主的代谢。
共生微生物可以合成一些对宿主有益的物质，如维生素和氨基酸，从而提供额外的能量和营养。
细胞质基因的表达与调控细胞质基因是指除了细胞核以外，在细胞质中存在的DNA。
细胞质基因的表达与调控是细胞核和细胞质之间协调运作的重要一环。
细胞质基因的表达由于在细胞质中存在的基因数量少，而细胞核中的基因则数量庞大，因此细胞质遗传信息所占比例较小。
在细胞质中存在的基因有两种类型：线粒体基因和质粒基因。
线粒体基因是指存在于线粒体DNA中的基因。
线粒体是细胞内的一种细胞器，具有自主增殖和遗传功能。
线粒体基因主要与细胞呼吸有关，为细胞内产生能量提供必要的物质基础。
线粒体基因有着相对自治的表达特点，线粒体内的基因表达不受细胞核的转录作用所控制。
质粒基因是指存在于质粒DNA中的基因。
质粒是一种环状的DNA分子，广泛存在于细菌和其他原核生物中。
质粒基因主要与细菌的代谢、感染和环境适应等方面的生理生化过程有关。
细胞质基因的表达与调控主要涉及的是线粒体基因的表达和调控。
线粒体基因的表达与调控线粒体基因的表达特点是受到自身基因的大量调节因素的影响。
线粒体自身通过多种途径调节内部基因的表达。
研究表明，线粒体自身具有调控细胞凋亡和自噬、细胞代谢等多种重要生理生化过程的作用。
但是，线粒体的生产和修复都需要靠细胞核的合作。
因此线粒体和细胞核之间的相互调控是线粒体基因表达和调控的必要条件。
线粒体基因表达的调控主要涉及到核内基因转录调节因子和分子信号传递两方面。
核内基因转录调节因子主要是指那些参与线粒体DNA的转录调节工作的因子。
例如，研究表明，线粒体基因表达的调节需要活性氧、钙、ATP、FFA、糖及氧气等因素的协同作用。
这些调控因子通过直接或间接的途径影响线粒体内基因的表达。
分子信号传递是调控线粒体基因表达的重要途径。
分子信号传递的过程主要是指胞内大分子如酶、激素、受体等与胞内小分子或离子之间相互作用而产生的信号传递过程。
例如，线粒体自身通过调节自身的代谢途径和内部环境，反过来调节细胞核内基因的表达，形成一种细胞内部基因表达的调节网络。
解释基因表达的调控机制。
> 原题：解释基因表达的调控机制基因表达调控是指在细胞中控制基因转录和翻译的过程。
通过调控基因表达，细胞可以根据内外环境的需求来合成所需的蛋白质。
基因表达调控涉及多个环节和分子机制。
一、转录调控1. 转录因子：转录因子是一类可以与DNA结合的蛋白质，它们能够促进或抑制特定基因的转录。
转录因子的结合位点通常位于基因的启动子区域，它们可以通过调控转录复合物的形成来影响RNA聚合酶的结合和启动转录的过程。
2. 染色质修饰：染色质修饰是指对DNA及其相关的蛋白质进行化学修饰，从而改变染色质结构和可访问性。
例如，DNA甲基化可以抑制某些基因的转录，而组蛋白乙酰化则可以促进基因的转录。
二、转录后调控1. RNA剪接：RNA剪接是一种将RNA前体分子中的内含子去除，将外显子连结起来的过程。
通过不同的剪接方式，可以产生不同的mRNA亚型，从而影响蛋白质的翻译。
2. mRNA降解：mRNA降解是指将mRNA分解为较小的碎片，从而停止蛋白质的合成。
通过调控mRNA的稳定性，可以控制基因的表达水平。
三、翻译调控1. 转运调控：通过调控mRNA的转运过程，可以控制mRNA的定位和稳定性。
这种调控方式可以影响基因的表达水平。
2. 蛋白质修饰：蛋白质修饰是指在翻译后对蛋白质进行化学修饰的过程。
蛋白质修饰可以影响蛋白质的功能、稳定性和亚细胞定位。
综上所述，基因表达调控涉及转录调控、转录后调控和翻译调控等多个层面和分子机制。
这些调控机制相互作用，共同影响基因的表达水平和细胞的功能。
对这些调控机制的深入研究，有助于我们更好地理解生物体的发育、生长和适应环境的能力。
动植物细胞中代谢与生长相关基因的表达分析作为生物学的重要组成部分，细胞是生命存在、生命活动的基本单位。
而代谢和生长则是细胞不可或缺的重要生命活动。
代谢是细胞中产生和消耗物质的过程，而生长则是细胞自我复制、扩增和增殖的过程。
因此，对于动植物细胞中代谢与生长相关基因的表达分析，可以为我们更深入地理解生命活动提供重要的资料。
一、细胞代谢过程细胞代谢过程是细胞生存和繁殖的前提。
代谢过程中的物质代谢主要包括三个方面：物质的分解代谢、物质的合成代谢和能量代谢。
这些代谢过程均需要参与的关键基因参与控制，例如负责代谢酶合成的基因、调节代谢酶活性的基因等。
在动物细胞中，代谢过程主要涉及到能量产生和废物排出，例如呼吸、消化、吸收、分泌、转运等。
这些过程中，不仅可以发现代谢产物的变化，还可以发现一系列参与代谢过程的基因表达的变化。
例如在代谢过程中参与酶合成的基因的表达增强，酶合成的数量也会增加，从而导致代谢酶的活性增强，促进代谢过程的顺利进行。
植物细胞的代谢机制也与动物细胞类似，但也有其特有的代谢机制。
例如光合作用是植物代谢过程中的重要环节，能够利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，供植物生命活动所需。
在光合作用过程中，一系列基因的表达也会发生变化，例如负责叶绿素合成、光合酶合成、光合信号转导等基因的表达。
二、细胞生长细胞的生长是细胞自我复制、扩增和增殖的过程，也是细胞代谢过程的基础。
细胞生长的调控机制异常复杂，需要多种基因的协同调控。
这些参与细胞生长的基因可以分为三类：生长因子基因、生长抑素基因和内源性激素基因。
生长因子是促进细胞生长和增殖的激素，调节细胞周期的进程。
例如促进细胞增殖的胰岛素样生长因子（IGF）、使细胞进入DNA合成阶段的生长激素等。
这些生长因子的表达变化对细胞的生长和增殖具有关键的调控作用。
相反地，生长抑素具有抑制细胞增殖的作用。
例如细胞周期蛋白激酶抑制剂、增殖抑素等。
这些生长抑素对于细胞生长的控制同样不可忽视。
《细胞生物学》名词解释第二章细胞的统一性和多样性1.原核生物：由原核细胞构成的有机体。
2.细胞体积守恒定律：器官的大小与细胞的数量有关，与细胞的数量成正比，与细胞的大小无关。
3.古细菌：一些长在极端环境中的细菌。
4.光学片层：蓝细菌中位于细胞质部分的同心环样的膜片层结构。
5.真核生物：由真核细胞构成的有机体。
6.细胞表面：细胞膜及其相关结构。
7.细胞骨架系统：由一系列特异的结构蛋白组装而成的网架系统，包括细胞质骨架和细胞核骨架。
第四章细胞质膜1.细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜。
2.生物膜：细胞内膜系统和质膜的统称。
3.脂质体：根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的一种人工膜。
4.去垢剂：一段亲水另一端疏水的两性分子，是分离与研究膜蛋白的常用试剂。
5.成斑现象：在某些细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新分布，聚集于细胞表面的某些部位。
6.成帽现象：在某些细胞中，当荧光抗体标记时间继续延长，均匀分布在细胞表面的标记荧光会重新分布，聚集于细胞表面的某些部位，进而聚集于细胞的一端。
7•相变温度：膜脂由液态转变为晶态的温度。
8.膜的不对称性：细胞膜中各种成分分布不均匀，包括数量和种类的不均匀。
9•脂筏：一种相对稳定、分子排列紧密、流动性低的膜脂微区结构。
10•膜骨架：一种在细胞膜下与膜蛋白相连的，由纤维蛋白组成的网架结构。
第五章物质的跨膜运输1•载体蛋白：存在于细胞膜上的一种具有特异性传导功能的蛋白质，它能与特定的溶质结合,通过构型的改变介导分子的跨膜运输。
2•通道蛋白：存在于细胞膜上的一种跨膜亲水性离子通道，允许特定的离子顺浓度梯度通过。
3•被动运输:通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度到低浓度方向的跨膜转运。
4•协助扩散：各种极性分子以及金属离子如氨基酸、糖、核苷酸，以及细胞代谢产物等借助协助蛋白顺浓度梯度或电化学梯度，无需细胞提供能量的进行跨膜转运的一种运输方式。
第17章 细胞代谢和基因表达的调控四、典型例题解析例题16-1：某种微生物的营养突变型Ⅰ需要供给氨基酸B 和C 才能生长。
而突变型Ⅱ仅需要氨基酸B 。
另外两种突变型Ⅲ和Ⅳ只要有氨基酸C 就能生长。
突变型Ⅲ累积中间代谢物D ，D 可供突变型Ⅳ生长，但不能维持突变型Ⅰ和Ⅱ的生长。
突变型Ⅳ累积中间代谢物A ，A 能维持突变型I 的生长。
（以上突变均属单一突变，即只有一个基因受到损害）(1)试画出A 、B 、C 和D 在此合成途径中的关系，并指出每一个突变型受阻的步骤。
(2)哪一步被C 抑制？解：(1)氨基酸B 和C 的合成途径。
既然所有的突变型都只有一个基因发生突变，突变型I 的营养需求说明氨基酸B 和C 是同一合成途径两个分支的终产物。
中间代谢物A 可以代替B 和C 维持突变型I 的生长，说明A 是氨基酸B 和C 的共同前体，突变型I 在合成A 之前受阻。
突变型Ⅲ和Ⅳ只要有氨基酸C 就能生长，表明它们在氨基酸C 合成的分支上受阻。
突变型Ⅲ累积的中间代谢物D 可供突变型Ⅳ利用，说明突变型Ⅲ和Ⅳ之间没有分支，同处于氨基酸C 合成途径之中。
又因为突变型Ⅳ累积的中间代谢物A 可供突变型I 生长，从而可知氨基酸C 合成途径和突变型Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的受阻位置为：于突变型I 和II 都需要氨基酸B 才能生长，而中间代谢物D 不能供突变型I 和II 生长，表明D 与氨基酸B 的合成没有直接关系。
前面已经表明A 是氨基酸B 和C 的共同前体，因此突变型II 的受阻位点必然在A 与B 之间。
综合以上分析，可得到氨基酸B 和C 的合成途径以及各突变型受阻位置图：（2）因为分支代谢终产物通常反馈地抑制生成它的第一步分支反应，同时与另一分支代谢终产物共同抑制整个途径的第一步反应。
所以氨基酸C 抑制A 与D 之间的反应，并与B 共同抑制形成A 的反应。
例题16-2：试解释糖尿病患者为何出现酮尿？解：酮尿也称酮症、酮血，是酮体代谢异常病。
细菌中的代谢调控与基因表达细菌是一类微小单细胞生物，可以在各种环境下生存繁衍，是自然界中最生物量最大的生命体。
这些微生物具有强大的代谢适应性，可以通过对代谢通路的调节，利用各种有机或无机物质作为碳源和能源生长繁殖。
细菌的代谢调控和基因表达是维持细胞稳态、响应环境压力和适应代谢需求的重要机制。
1. 细胞代谢通路的调控细胞代谢通路是一系列酶催化反应的有序组合，把营养物质转化为生命必须的物质及能量来支持细胞的正常生理活动。
不同的代谢通路之间直接或间接地相互关联，构成一个复杂的代谢网络。
细菌需要根据环境的变化对代谢网络进行合理的重装，调节代谢物的产生和消耗，以适应外部环境条件的变化。
(1)底物和产物的负反馈调控负反馈调控是细胞代谢通路中最简单、最普遍的一种调控方式。
当代谢通路的最终产物积累到一定浓度时，就会抑制前面的酶活性，减少底物转化为产物的速率，从而达到控制代谢通路的目的。
例如，大肠杆菌的亮氨酸合成途径中，苏氨酸的高浓度可以抑制左旋异亮氨酸合酶的活性，从而减少光气恶酮酸转化为乙酰丙酸，降低亮氨酸的合成速度。
(2)酶的协同调控细胞代谢通路中的许多酶只有在组成酶复合物后才能发挥催化作用。
例如，乳酸菌的乳酸生成途径中，磷酸乳酸脱氢酶和乳酸脱氢酶可以形成酶复合物，使得反应的速率得到了提高。
另外，细胞内还存在着一些调节蛋白可以与酶复合物互作，增强或降低酶活性，从而调节代谢通路的速率。
(3)磷酸化反应的调控磷酸化是一种常见的酶活性调控机制。
细胞内的蛋白激酶和磷酸酶可以调节细胞内蛋白磷酸化水平，从而改变酶的空间构象和催化活性。
细菌中还存在差异性磷酸化机制，一些接受器蛋白在细胞外刺激的作用下，被细胞内的磷酸化酶磷酸化，在细胞内引发一系列的反应，从而实现代谢通路的调节。
2. 基因表达调控细菌的基因表达调控与代谢适应密切相关。
通过调整下游靶基因的表达水平，细菌可以适应环境的变化，改变自身代谢特性。
下面分别介绍一些细菌基因表达调控的机制。
第17章细胞代谢和基因表达的调控一、教学大纲基本要求物质代谢的相互联系，细胞代谢与基因表达的基本调节方式，包括，1、物质代谢途径的相互联系，物质代谢的特点，2、代谢的调节方式，包括酶水平上的调节，细胞结构对代谢途径的分隔控制，神经和激素对代谢的调控，3、基因表达的调节方式，包括操纵子模型，衰减子模型，组成性表达和诱导性表达，酶的阻遏，正调节和负调节二、本章知识要点细胞代谢包括物质代谢和能量代谢，细胞代谢是一个完整统一的协调的网络，存在复杂的调节机制，这些调节机制最终都是在基因的表达产物（蛋白质或RNA）的直接作用下进行的。
（一）物质代谢途径的相互联系细胞代谢的基本原则是首先将各类物质简单分解为小分子的单体构造单元（如单糖，氨基酸），然后这些单体分别纳入各自的共同代谢途径（比如各种单糖的酵解途径，各种脂肪酸的β-氧化途径，各种氨基酸的联合脱氨基和尿素循环途径），经有限氧化后汇总到乙酰CoA或其它柠檬酸循环的中间物进行彻底的氧化，这样生物可以少数种类的反应转化大量的分子。
而不同代谢途径之间可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化，主要是糖酵解和柠檬酸的中间物，如G-6-P、磷酸二羟丙酮（或甘油醛）、丙酮酸、乙酰CoA及柠檬酸循环的中间物。
1、糖代谢与脂代谢的联系（1）糖转变成脂的大致步骤：糖经过酵解，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。
磷酸二羟丙酮还原为甘油，丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA，合成脂肪酸。
（2）脂转变成糖的大致步骤：甘油经磷酸化为3-磷酸甘油，转变为磷酸二羟丙酮，异生为糖。
在植物、细菌中，脂肪酸转化成乙酰CoA，后者经乙醛酸循环生成琥珀酸，进入TCA，由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，生糖。
动物体内，无乙醛酸循环，脂肪酸降解的乙酰CoA主要进入TCA氧化或酮体代谢，但是奇数碳的脂肪酸可以转化为糖。
偶数碳的脂肪酸在动物体内也可以转变成糖，但此时必需要有其他来源的物质补充TCA中消耗的有机酸（草酰乙酸）。
糖利用受阻，依靠脂类物质供能量，脂肪动员加剧，在肝中产生大量酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟基丁酸）。
2、糖代谢与氨基酸代谢的关系（1）糖分解代谢的中间产物可以为氨基酸合成提供碳架：糖→丙酮酸→α-酮戊二酸+ 草酰乙酸，这三种酮酸，经过转氨作用分别生成Ala、Glu和Asp。
（2）生糖氨基酸的碳架可以转变成糖：凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，称为生糖a.a。
Phe、Tyr、Ilr、Lys、trp等可生成乙酰CoA，称为生酮氨基酸。
Phe、Tyr等即可以生糖又可以生成酮体。
3、氨基酸代谢与脂代谢的关系氨基酸的碳架都可以最终转变成乙酰CoA，用于脂肪酸和胆甾醇的合成。
生糖a.a的碳架可以转变成甘油。
Ser可以转变成乙醇胺和胆碱，合成脑磷脂和卵磷脂。
脂类分子中的甘油可以转变为丙酮酸，经TCA进一步转变为草酰乙酸、α—酮戊二酸，这三者都可以转变成氨基酸。
动物体内脂肪酸的降解产物乙酰CoA，不能为a.a合成提供净碳架。
4、核苷酸代谢与糖、脂、氨基酸的关系核苷酸不是重要的碳源、氮源和能源。
（1）有些氨基酸，如Gly 、Asp 、Gln是核苷酸的合成前体。
（2）核苷酸在糖、脂、氨基酸等物质代谢中也有重要作用：ATP供能及磷酸基团，UTP 参与单糖转变成多糖（活化单糖），CTP参与卵磷脂合成，GTP为蛋白质合成供能。
5、物质代谢的特点（1）代谢途径交叉形成网络，TCA是中心环节。
主要联系物：丙酮酸、乙酰CoA、柠檬酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸。
（2）分解、合成途径往往是分开的，不是简单的逆反应。
在一条代谢途径中，某些关键部位的正反应和逆反应，往往由两种不同的酶催化，一种酶催化正向反应（比如糖酵解，脂肪酸β氧化），另一种酶催化逆向反应（比如糖异生，线粒体中的脂肪酸延长途径）。
（3）ATP是通用的能量载体。
乙酰CoA进入TCA后，完全氧化生成CO2、H2O，释放的自由能被ADP捕获转运。
否则，自由能以热能形式散发到周围环境中。
(4)分解代谢为合成代谢提供还原力和能量。
分解代谢的基本要略在于：生成A TP、还原力和结构单元用于体内生物合成。
NADPH专一用于还原性生物合成，NADH和FADH2主要功能是通过呼吸链产生ATP。
ATP来源：①底物水平磷酸化，②绿色植物和光合细菌的光合磷酸化，③呼吸链的氧化磷酸化。
NADPH来源：①植物光合电子传递链，②磷酸戊糖途径，③NADH转化为NADPH，如乙酰CoA以柠檬酸-丙酮酸机制由线粒体穿梭到到细胞质时，苹果酸酶催化苹果酸氧化脱羧生成NADPH。
（5）分解、合成受不同方式调节（二）代谢的调节方式代谢调节是生物长期进化过程中，为适应环境的变化的而形成的一种适应能力。
进化程度越高的生物，其代谢调节的机制越复杂、越完善。
代谢调节在三个水平上进行，即酶水平、细胞水平、整体水平（神经、激素）。
单细胞生物只能在酶和细胞水平调节，植物还可以在激素水平进行调节，而动物还可以在更高的神经水平进行代谢的调节。
1、酶水平的调节酶水平的调节，主要通过调节酶的活性和酶的浓度。
（1）酶活性的调节：每个代谢途径都有限速步骤，催化限速步骤的酶称为限速酶，其活性相对较低，限制着整个代谢的强度，是重要的调节位点。
可共价修饰的调节酶往往与级联放大相联系，是一种高效的、灵敏的调节方式，别构酶的激活剂与抑制剂往往就是其底物（前馈激活）和该代谢途径的终产物（反馈抑制），所以，代谢物浓度对别构酶活性的别够调节是快速的调节方式。
有些分支代谢途径的限速步骤是由一组同工酶催化，可以接受不同终产物的协同或累积反馈抑制调节方式：①细胞内环境的变化对酶活性的调节：如pH，辅酶和金属离子的浓度，能荷水平。
溶菌酶在pH7无活性，pH5，活性高，胃蛋白酶原在pH小于3.5时构象变化，自我激活。
②酶原的激活。
③共价修饰：磷酸化/去磷酸化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，乙酰化/去乙酰化，甲基化/去甲基化，S-S/SH的相互转化。
④前馈和反馈调节：A、前馈调节：底物对酶活性的调节，一般是前馈激活，但也可能是前馈抑制。
当底物浓度过高时可避免该代谢途径的过分拥挤和产物的大量合成，如在糖酵解中，1.6—二磷酸果糖，可提高后面丙酮酸激酶的活性，加速磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。
B、反馈调节：当序列终产物浓度积累过多时，会抑制初始反应的酶活性，使整个体系反应速度降低。
包括顺序反馈抑制，协同反馈抑制，累积反馈抑制。
⑤调节物对酶的别构调节，许多调节物就是代谢中间物。
（2）酶浓度的调节（基因表达的调节）：酶的浓度是由其合成速度和降解速度共同决定，但对酶的降解速度在控制酶浓度中的作用了解不多。
细胞内有些酶的合成速度很少改变，称为组成性酶，有些酶会由于诱导剂（往往就是底物或前底物）的出现而加速合成，称为诱导酶，如大肠杆菌的β-半乳糖苷酶酶可被乳糖或乳糖类似物IPTG（异丙基-β-D-硫代半乳糖苷，钝化阻遏蛋白）诱导，有些酶的合成速度会由于辅阻遏物（往往是代谢的终产物，活化阻遏蛋白）的出现而降低，称为可阻遏酶，如色氨酸合成酶系统可以被终产物色氨酸阻遏。
2、细胞水平的调节（1）胞内酶区域化：催化不同代谢途径的酶类，只存在于一定的细胞学部位，其好处有。
①为酶水平的调节创造了有利条件,使某些调节因素可以专一地影响细胞内某一部分的酶活性，而不致影响其它部位酶的活性。
②使它与底物和辅助在细胞器内一起相对浓缩，利于在细胞局部范围内快速进行各个代谢反应。
主要代谢途径酶系在细胞内的分布：胞质：糖酵解，糖原合成，磷酸成糖途径，脂肪酸合成，胆固醇合成，部分蛋白质合成。
线粒体：脂肪酸β氧化，三羧酸循环，呼吸链，氧化磷酸化。
细胞核：核酸的合成、修饰。
内质网：蛋白质合成，磷脂合成。
胞质和线粒体：糖异生。
溶酶体：多种水解酶（2）细胞通过控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度，或者通过控制跨膜物质运输，或者通过调节生物膜与酶可逆结合来调节代谢。
有些酶能与膜可逆结合，通过膜结合型和可溶型的互变来调节酶的活性如糖酵解中的己糖激酶，磷酸果糖激酶，醛缩酶，3-磷酸甘油醛脱氢酶，氨基酸代谢的Glu脱氢酶，Tyr氧化酶：参与共价修饰的蛋白激酶，蛋白磷酸脂酶等。
3、激素水平的调节激素通过一定的信号传导系统不仅可以调节靶细胞内酶的活性，而且可以调节酶的基因表达。
重点掌握胰岛素（主要促进合成代谢）、胰高血糖素、肾上腺素（主要促进分解代谢）、甲状腺素对代谢的调节机制（参见激素部分）（三）基因表达的调节原核细胞基因的表达主要在转录水平上调控，真核细胞基因表达的调节要复杂得多，主要是靠各种调节蛋白（反式因子）和基因上的调控序列（顺式元件）相互作用进行调节，调节环节包括转录前（染色质DNA甲基化、拓扑异构化等）、转录水平、转录后加工、mRNA 转运、mRNA稳定性、翻译、翻译后加工、蛋白质的分拣和运输，其中转录水平是绝大多数基因的主要调控环节。
1、操纵子模型操纵子是基因表达的协调单位，它含有在功能上彼此有关的多个结构基因及控制序列构成，控制部位由启动子和操纵基因组成。
一个操纵子的全部基因排列在一起，其中含多个结构基因，转录产物是多顺反mRNA，操纵子的控制部位可受调节基因产物的调节。
2、大肠杆菌乳糖操纵子的诱导调控当细胞内无诱导物（乳糖或IPTG）存在时，阻遏蛋白与操纵基因结合。
由于操纵基因与启动子有一定程度重叠，妨碍了RNA聚合酶在-10序列上形成开放性启动子复合物。
当细胞内有诱导物（乳糖或IPTG）存在时，诱导物与阻遏蛋白结合，改变阻遏蛋白构象，使之迅速从操纵基因上解离下来，解除阻遏。
这样RNA聚合酶就能与启动子结合，并形成开放性启动子复合物，从而开始转录LacZYA结构基因。
实际上，在诱导酶的生物合成中，除需要诱导物存在外，还需要cAMP和cAMP受体蛋白（cAMP receptor protein, CRP），后者又称分解代谢产物基因活化蛋白（catabolite gene activator protein , CAP）cAMP和CRP复合物结合到启动子上促进转录的起始。
3、色氨酸操纵子（trp）的阻遏与衰减调控（1）色氨酸操纵子的结构调节基因（R）—启动子（P）—操纵基因（O）—前导序列（L）—衰减子区（A）—-结构基因（E-D-C-B-A）①）E.coli trp操纵子有5个结构基因，trpE-D-C-B-A。
②调节基因（trpR），编码12.5kd的阻遏蛋白亚基,能以四聚体形式结合到trpO，对操纵子的转录起阻遏调控作用③前导序列（trpL），是一段162bp序列，由1个14肽（前导肽）的编码区（其中包括两个连续的trp密码子，位于1区中）、4个互补区段（5’起依次为1区、2区3、区、4区）构成。
前导序列转录成mRNA序列后，对操纵子的转录起衰减调控作用。
