生物化学：12 第十二章 代谢调控

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：A．都以活性和无活性两种形式存在 B．常受到激素调节C．能进行可逆的共价修饰 D．是高等生物特有的调节方式7. 被称作第二信使的分子是：A．cDNA B．ACP C．cAMP D．AMP8．反馈调节作用中下列哪一个说法是错误的：A．有反馈调节的酶都是变构酶 B．酶与效应物的结合是可逆的C．反馈作用都是使反速度变慢 D．酶分子的构象与效应物浓度有关（五）是非判断题（）1.分解代谢和合成代谢是同一反应的逆转，所以它们的代谢反应是可逆的。

1.能量的生成:当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量转化成ATP。

2.生物氧化的特点（异同点）：①酶的催化②氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。

③水是许多生物氧化反应的氧供体。

通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。

④氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。

⑤生物氧化是一个分步进行的过程，能量通过逐步氧化释放，不会引起体温的突然升高，而且可使放出的能量得到最有效的利用。

⑥生物氧化释放的能量一般都贮存于一些特殊的化合物中，主要是ATP.【生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气，都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。

但二者进行的方式和历程却不同：生物氧化体外燃烧细胞内温和条件（常温、常压、中性pH、水溶液）高温或高压、干燥条件一系列酶促反应，逐步氧化放能，能量利用率高无机催化剂能量爆发释放释放的能量转化成ATP被利用转换为光和热，散失3.高能化合物的概念：在标准条件下发生水解时，可释放出大量自由能的化合物，称为高能化合物。

4.高能化合物的类型：磷氧键型（乙酰磷酸）；氮氧键型（磷酸肌酸）；甲硫键型（S-腺苷甲硫氨酸）；硫酯键型（酰基辅酶A）5.ATP的特殊作用：①ATP在一切生物生命活动中都起着重要作用，在细胞的细胞核、细胞质和线粒体中都有ATP存在。

②ATP在磷酸化合物中所处的位置具有重要的意义，它在细胞的酶促磷酸基团转移中是一个“共同中间体”③ATP是生物体通用的能量货币。

④ATP是能量的携带者和转运者，但并不能量的贮存者。

起贮存能量作用的物质称为磷酸原，在脊推动物中是磷酸肌酸。

6.电子传递链的概念:在生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最后传递给分子氧并生成水，这种氢和电子的传递体系称为电子传递链。

又称呼吸链。

7.电子传递链的组成：FMN、辅酶Q、细胞色素b、c1、c、a、a3以及一些铁硫蛋白8.细胞色素c:唯一能溶于水的细胞色素；Q循环:通过辅Q的电子传递方式称为Q循环9.电子传递链的电子传递顺序（必考）：NADH：NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→细胞色素→复合体Ⅳ→O2FADH2：FADH2→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→细胞色素→复合体Ⅳ→O210.电子传递抑制剂的概念：能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。

生物化学中的代谢调控和反馈机制生物化学是研究生命体内各种生物分子及其转化过程的一门学科。

代谢是生物体内发生的化学反应的总称，通过代谢调控可以调节生物体内各种代谢通路的速度，从而维持生命体内稳定的内环境。

而代谢调控的一个重要机制就是反馈调节。

一、代谢调控的基本原理代谢调控是指生物体通过调节内源性或外源性物质的浓度、活性态等来调节特定代谢途径或细胞活动的一种生物学机制。

代谢调控的实现依赖于一系列酶的协同作用，酶在代谢调控中作为催化剂发挥着重要作用。

酶的活性受多种因素影响，包括温度、pH、底物浓度、辅因子等。

当这些因素发生变化时，会直接影响酶的活性，从而调节代谢途径的进行。

二、代谢调控的方式代谢调控主要通过以下几种方式实现：①底物水平的调控。

当特定底物的浓度发生变化时，可以影响到相关代谢途径的进行。

例如，胆固醇合成途径中，胆固醇可以通过负反馈调节抑制HMG—CoA还原酶的活性，从而调控胆固醇合成的速率。

②产物水平的调控。

产物在合成过程中会不断累积，当产物浓度达到一定水平时，会通过负反馈调节抑制前体酶的活性，从而减少产物的合成速率。

③调节酶的活性。

酶的活性受多种因素影响，包括温度、pH、底物结合等，这些因素将直接影响酶的构象和活性。

通过调节这些因素，可以直接影响到代谢途径的进行。

三、反馈调节机制的作用反馈调节是生物体内一种重要的负反馈调节机制，通过反馈调节可以调节代谢途径的速率，从而维持生物体内各种代谢反应的平衡。

反馈调节的基本原理是通过产物在代谢过程中的积累，抑制前体酶的活性，从而降低产物的合成速率，以维持代谢途径的稳定进行。

反馈调节的例子有很多，其中包括胆固醇合成途径中的HMG—CoA还原酶的调节、脂肪酸合成途径中的乙酰辅酶A群转酶的调节等。

总之，生物体内的代谢调控是一个复杂的网络系统，通过一系列的调控机制可以实现代谢通路的调节和平衡。

其中，反馈调节作为一种重要的调控机制在维持生物体内代谢平衡方面发挥着重要作用，为生命活动的正常进行提供了保障。

课外练习题一、名词解释1、嘌呤核苷酸的从头合成途径；2、嘧啶核苷酸的补救合成途径；3、半保留复制；4、冈崎片段；5、逆转录；6、复制；7、转录；8、外显子；9、内含子；10、翻译；11、反密码子；12、密码的简并性。

二、符号辨识1、IMP；2、PRPP；3、SSB；4、cDNA；三、填空1、核苷酸的合成包括（）和（）两条途径。

2、脱氧核苷酸是由（）还原而来。

3、DNA的复制方向是从（）端到（）端展开。

4、体内DNA复制主要使用（）作为引物，而在体外进行PCR扩增时使用人工合成的（）作为引物。

5、DNA损伤可分为（）损伤和（）损伤两种类型，造成DNA损伤的因素有（）因素和（）因素。

6、基因转录的方向是从（）端到（）端。

7、第一个被转录的核苷酸一般是（）核苷酸。

8、蛋白质的生物合成是以（）作为模板，以（）作为运输氨基酸的工具，以（）作为合成的场所。

9、细胞内多肽链合成的方向是从（）端到（）端，而阅读mRNA的方向是从（）端到（）端。

10、某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为（）和（）。

11、原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是（）。

12、DNA拓补异构酶（）能够切开DNA的1条链，而DNA拓补异构酶（）能同时切开DNA的2条链。

13、大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是（）。

14、从IMP合成GMP需要消耗（），而从IMP合成AMP需要消耗（）作为能源物质。

15、在大多数DNA修复中，牵涉到四步序列反应，它们的次序是（）、（）、（）和（）。

四、判别正误1、嘌呤核苷酸是从磷酸核糖焦磷酸开始合成的。

（）2、核苷酸生物合成中的甲基一碳单位供体是S-腺苷蛋氨酸。

（）3、所有核酸的复制过程中，新链的形成都必须遵循碱基配对的原则。

（）4、所有核酸合成时，新链的延长方向都是从5`→3`。

（）5、生物体中遗传信息的流动方向只能由DNA→ RNA，决不能由RNA→DNA。

（）6、DNA复制时，先导链是连续合成，而后随链是不连续合成的。

生物化学中的基因组和代谢调控生物化学是研究生命体的分子组成和功能的学科。

在生物化学的研究领域中，基因组和代谢调控是两个非常重要的方面。

基因组是一个生物体内所有基因的完整集合，它对生物体的行为和特征具有重要影响。

代谢调控是指通过调节生物体的代谢网络来控制生物体的生长和发育。

以下是讨论生物化学中基因组和代谢调控的一些内容。

一、基因组及其重要性基因组是指一个生物体中所有基因的完整集合。

基因是控制生物特征和行为的基本单位。

基因组的大小和形式在不同生物之间变化很大。

例如，人类的基因组大约有30亿个碱基对，而一些细菌的基因组则只有几百万个碱基对。

基因组的分析是生物学、医学和生物技术领域的重要组成部分。

它可以揭示生物体的进化历史和基因的功能。

分析基因组数据的技术包括DNA测序和计算生物学方法。

DNA测序可以获得基因组中所有碱基对的顺序，而计算生物学方法可以帮助研究人员理解基因之间的相互作用和控制机制。

二、基因表达和调控基因表达是指DNA序列转换成RNA和蛋白质的过程。

基因表达的正常调控对生物体的发育和生长至关重要。

基因表达的调控包括转录因子、RNA干扰、染色质调控、蛋白质失活和转录后调控等方式。

许多复杂的细胞特异性基因表达的的结果是在启动子和增强子网中的转录因子和系列结合位点的发布。

基因调控网络在许多生物领域中起着至关重要的作用。

例如，在研究疾病发生和发展的过程中，基因调控网络可以帮助研究人员了解疾病发生和发展的机制。

此外，基因调控网络还可以帮助研究人员理解不同生物之间的进化关系。

三、代谢调控的机制代谢调控是一系列生化反应的综合调节，以便调节生物体内的代谢过程。

代谢调控对生物体的生长和存活至关重要。

代谢调控包括反馈控制、酶诱导和底物水平调节等方式。

反馈控制是指由细胞內外物质浓度对酶活性和基因表达的影响。

其中很多涉及到供应和需求的平衡，例如在葡萄糖和葡萄糖酸之间的平衡调节。

酶诱导会在代谢物浓度上升时启动酶的转录和翻译，从而更多地生产代谢酶来加速代谢反应。