物质代谢的整合与调节

第九章物质代谢的整合与调节本章要点一、物质代谢的特点1.体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体2.机体物质代谢不断受到精细调节3.各组织、器官物质代谢各具特色4.体内各种代谢物都具有共同的代谢池5.ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式6.NADPH提供合成代谢所需的还原当量二、物质代谢的相互联系1.各种能量物质的代谢相互联系相互制约2.糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系①葡萄糖可转变为脂肪酸②葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变③氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸④一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料三、肝在物质代谢中的作用1.肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官①肝内生成的葡糖-6-磷酸是糖代谢的枢纽②肝是糖异生的主要场所2.肝在脂质代谢中占据中心地位①肝在脂质消化吸收中具有重要功能②肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官③肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官④肝是血浆磷脂的主要来源3.肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃①肝合成多数血浆蛋白②肝内氨基酸代谢十分活跃③肝是机体解“氨毒”的主要器官4.肝参与多种维生素和辅酶的代谢①肝在脂溶性维生素吸收和血液运输中具有重要作用②肝储存多种维生素③肝参与多数维生素的转化5.肝参与多种激素的灭活四、肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系1.心肌优先利用脂肪酸氧化分解供能①心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源②心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主2.脑主要利用葡萄糖供能且耗氧量大①葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质②脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一③脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制3.骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸①不同类型骨骼肌产能方式不同②骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源4.糖酵解是成熟红细胞的主要供能途径5.脂肪组织是储存和释放能量的重要场所①机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织②饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能6.肾能进行糖异生和酮体生成五、物质代谢调节的主要方式（一）、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性②别构效应通过改变酶分子构象改变酶活性③别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调4.化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性②酶的化学修饰调节具有级联放大效应▲化学修饰调节的特点：a.绝大多数受化学修饰调节的关键酶都具无活性（或低活性）和有活性（或高活性）两种形式，它们可分别在两种不同酶的催化下发生共价修饰，互相转变。

代谢组学和代谢
代谢组学是对生物体内所有代谢物进行全面分析的一门学科。

代谢物是细胞代谢过程中产生的小分子化合物，它们反映了生物体的生理状态和病理变化。

代谢组学的研究方法包括质谱分析、核磁共振等技术，可以高通量地检测和鉴定代谢物。

通过对代谢物的定性和定量分析，代谢组学可以提供关于生物体代谢途径、代谢网络和代谢调控的信息。

代谢是生物体维持生命活动的基本过程，包括物质的合成、分解和转化。

代谢途径涉及多种生物化学反应，这些反应受到基因、环境和其他因素的调节。

代谢组学与代谢密切相关。

通过代谢组学的研究，可以揭示不同生物体、组织或细胞在不同条件下的代谢特征和变化。

这对于理解疾病的发生机制、药物的作用机制、生物标志物的发现以及个性化医疗等具有重要意义。

例如，代谢组学可以用于研究疾病状态下代谢物的异常变化，为疾病的诊断和治疗提供线索。

它还可以用于药物研发中，帮助筛选有效的药物靶点和评估药物的安全性和药效。

此外，代谢组学也可以与其他组学技术（如基因组学、转录组学和蛋白质组学）相结合，提供更全面的生物系统信息。

这种多组学整合的研究方法有助于深入理解生物体的复杂生物学过程。

总的来说，代谢组学和代谢的研究相互关联，代谢组学为研究代谢提供了一种高效的手段，而对代谢的深入理解又为代谢组学的应用提供了基础。

它们的结合将为生命科学和医学领域带来更多的研究机遇和创新。

小节练习第一节物质代谢的特点2015-07-07 71896 0第十二章物质代谢的整合与调节框12-1 代谢整体性认识的形成和发展1941年F．Lipmann提出ArIP循环学说，1948年E．Kennedy和A．Lehninger发现电子传递链，确立了物质代谢与能量代谢的联系。

20世纪上叶，科学家在解析物质分解、合成代谢途径时，结合酶促反应机制，揭示了底物、代谢产物对代谢的调节作用。

1922年F．G．Banting发现胰岛素，其他激素也陆续被发现。

1959年A．V．Schally发明放射免疫分析技术，该技术及其他相关技术的应用促进了激素作用机制研究，揭示了神经，激素在物质代谢调节中的核心地位。

1963年Monod等提出的别构调节和1979年E．G．Krebs和J．A．Beavo提出的化学修饰调节理论将酶活性调节与激素等的信号转导途径相联系。

至20世纪80 ~90年代，大量的科学研究发现将机体内外环境刺激、神经内分泌改变、细胞信号转导、酶／蛋白质结构变化、基因表达改变、物质及能量代谢变化联系在一起，形成复杂的代谢及其调节网络。

随着当代“组学”研究的开展，将会更加深入地认识机体组织器官之间、各种物质代谢之间的联系和协调及其随内外环境变化而变化的规律。

第一节物质代谢的特点一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体在体内进行代谢的物质各种各样，不仅有糖、脂、蛋白质这样的大分子营养物质，也有维生素这样的小分子物质，还有无机盐、甚至水。

它们的代谢不是孤立进行的，同一时间机体有多种物质代谢在进行，需要彼此间相互协调，以确保细胞乃至机体的正常功能。

事实上，人类摄取的食物，无论动物性或植物性食物均同时含有蛋白质、脂类、糖类、水、无机盐及维生素等，从消化吸收开始、经过中间代谢、到排泄，这些物质的代谢都是同时进行的，且互有联系、相互依存。

如糖、脂在体内氧化释出的能量可用于核酸、蛋白质等的生物合成，各种酶蛋白合成后又催化糖、脂、蛋白质等物质代谢按机体的需要顺利进行。

考试科目代码及名称：638生物化学以及分子生物学一、考试要求重点考查与医学相关的生物化学以及分子生物学的基本知识、要求考生系统掌握相关的基本理论和基本技能，能够运用所学的基本理论、基本知识和基本技能综合分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

二、考试内容第一章、蛋白质的结构与功能组成人体蛋白质的 20 种氨基酸的结构和分类。

氨基酸的理化性质蛋白质的一级结构以及测定原理氨基酸与多肽（氨基酸结构与分类；肽链与肽键）蛋白质的结构（一、二、三、四级结构；α螺旋与其他数种二级结构）蛋白质结构与功能关系（一级结构与功能的关系；高级结构与功能的关系；蛋白质的空间结构，模体和结构域。

）蛋白质的理化性质（蛋白质变性与复性）盐溶与盐析的原理蛋白质各种分离技术与纯化方法的基本原理第二章、核酸的结构与功能核酸的化学组成核酸的基本组成单位-核苷酸（核苷酸分子组成；DNA；RNA）主要碱基（嘌呤、嘧啶）的化学结构DNA 的结构与功能（碱基组成规律；一级结构，双螺旋结构；高级结构；功能）；RNA 与其它非编码 RNA 的分类与功能。

核酸的理化性质；DNA 变性及其应用（变性和复性概念；核酸杂交）RNA 的结构与功能（mRNA；tRNA；rRNA）第三章、酶与酶促反应酶的基本概念，全酶，辅助因子（参与组成的维生素），酶的活性中心。

酶的催化作用（分子结构与催化作用；酶促反应特点；酶-底复合物）辅酶与酶辅助因子（维生素与辅酶；辅酶作用；金属离子作用）酶促反应动力学（Km 与 Vmax；最适 pH 与最适温度）酶的工作原理，酶促反应动力学，酶抑制的类型和特点。

抑制剂对酶促反应的抑制作用（可逆抑制；不可逆抑制）酶的调节，活性和含量的主要调节方式（别构调节；共价修饰；酶原激活；同工酶）。

核酶（概念）酶在医学上的应用。

第五章、糖代谢糖的分解代谢（糖酵解基本途径关键酶，调节及生理意义；糖有氧氧化基本途径及供能）糖有氧氧化过程、意义及调节，能量的产生；糖有氧化与无氧酵解的关系。

高中生物选择性必修一第二章代谢调节知
识梳理
代谢调节的基本概念
- 代谢调节是指在稳定环境条件中，生物体能够通过调节代谢
过程保持一定的内部稳定状态。

- 生物体内代谢调节的作用体现在物质合成和降解的平衡上，
从而影响生物体内能源的储备和利用。

代谢调节的方式
- 代谢调节可以通过神经体液调节和内分泌调节两种方式实现。

神经体液调节
- 神经体液调节主要是指人体通过神经系统和体液调节机制来
达到代谢平衡的方式。

- 在神经体液调节中，神经元通过将信息传递到靶细胞上，从
而影响靶细胞的代谢状态。

内分泌调节
- 内分泌调节是指通过内分泌腺体分泌激素来调节代谢平衡的方式。

- 内分泌腺体分泌的激素经过血液循环到达靶细胞，影响其代谢状态。

代谢调节的实例
- 食物摄入量：人体通过调节进食量来达到对营养成分的摄入平衡。

- 血糖调节：胰岛素和胰高血糖素的分泌调节是人体维持血糖平衡的关键。

- 体温调节：人体通过调节代谢过程以及出汗等方式来维持体温平衡。

南开大学医学院2019年基础医学科学学位硕士研究生入学考试《基础医学综合》（704）考试大纲Ⅰ. 考试范围医学院校的基础医学科目，包括生理学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、病理生理学等学科的基本理论和专业知识。

Ⅱ. 考试目标要求要求考生系统掌握基础医学科目中的生理学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、病理生理学的基础理论和专业知识，并能运用所学理论分析问题、解决问题，具备攻读硕士学位研究生的专业知识和素质，达到研究生入学水平。

Ⅲ. 答题方式及时间：闭卷，笔试，180分钟Ⅳ. 题型结构及比例：1.比例：生理学约30%生物化学与分子生物学约30%细胞生物学约20%病理生理学约20%2.题型：选择题：共50题名词解释：共12题问答题：共12题生理学一、绪论1.生命活动基本特征（新陈代谢、兴奋性、适应性、生殖）2.机体的内环境和稳态3.生理功能的神经调节、体液调节和自身调节4.体内反馈控制系统二、细胞的基本功能1.物质跨细胞膜转运：被动转运、主动转运、胞吐和胞吞2.跨膜信息转导的几种主要方式3.静息电位和动作电位及其产生机制4.局部电位及其特性，动作电位的传导5.受体和配体，细胞的跨膜信号转导6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩偶联和影响收缩效能的因素三、血液1.血液的基本组成、血量和理化特性2.血细胞(红细胞、白细胞和血小板)的数量、生理特性和功能3.红细胞的生成与破坏4.生理性止血，血液凝固、体内抗凝系统和纤维蛋白的溶解5.ABO 和Rh 血型系统及其临床意义6.输血和交叉配血四、血液循环1.心肌细胞的跨膜电位及其简要的形成机制2.心肌的生理特性：兴奋性、自律性、传导性和收缩性3.心脏的泵血功能：心动周期，心脏泵血的过程和机制，心音，心脏泵血功能的评定，影响心输出量的因素4.动脉血压的形成和影响因素5.静脉血压、中心静脉压及影响静脉回流的因素6.微循环的组成及血流动力学，组织液和淋巴液的生成与回流7.心脏和血管的神经支配，心血管活动的中枢调节，心血管反射8.心血管活动的调节9.动脉血压的短期调节和长期调节10.冠脉循环和脑循环的特点和调节五、呼吸1.肺通气的动力和阻力，胸膜腔内压，肺表面活性物质2.肺容积和肺容量，肺通气量和肺泡通气量3.肺换气的基本原理、过程和影响因素，气体扩散速率，通气/血流比值及其意义4.氧和二氧化碳在血液中的运输方式，氧和二氧化碳的解离曲线及其影响因素5.中枢和外周化学感受器。

植物物质代谢的机制和调控在自然界中，植物通过吸收太阳能、水分和营养物质，利用光合作用将这些成分转化为植物体内的有机物及生命能量，而这个过程就被称作植物物质代谢。

在植物中，物质的合成、分解和转化陆续进行，但是这个过程不是被动的，而是需要一系列的调控机制来确保植物能够适应环境的变化，并完成自身的生长、发育和繁殖等生命活动。

本文将从植物物质代谢的机制和调控两个方面来进行探讨。

一、植物物质代谢的机制植物物质代谢是由一系列相互连续的生物化学反应组成的。

植物体内的合成和分解反应是环环相扣，其中合成反应是通过一系列酶催化下的化学反应，将碳、氢、氧、氮、磷等原始元素与无机物转化为无机盐、糖类、脂类、蛋白质等有机物，供给植物正常的生长及生理代谢所需的物质。

不过在实际生长发育中，植物代谢过程并不是一成不变的，因为植物需要随时对环境变化作出反应，以适应自身生长发育的需要。

例如，植物在遇到环境压力时，会通过转录因子的核转移调节基因表达来改变代谢途径；在生长旺盛时，植物会通过增大葡萄糖的利用和构建纤维素的合成等途径来支持生物量增加；在当前物质供应过剩时，植物会通过下调酶基因的表达来降低反应速率。

这些事实表明：植物代谢过程是一种高度调节的体系。

二、植物物质代谢的调控机制植物物质代谢具有高度复杂的代谢调控机制。

代谢调控是指在代谢合成过程中，细胞针对环境条件发出的内在信号，以调控代谢途径的选择、调整代谢速率、改变产物比例等过程。

植物代谢调控机制主要包括调节酶活性的磷酸化、合成酶的基因表达、代谢通路的隔离、酶促反应的体系调控以及代谢生成物对一系列基因表达的调控等。

（一）调节酶活性的磷酸化磷酸化作为化学反应的一种，常用于酶的活性调控中。

植物细胞内的磷酸化过程与糖类、氨基酸等代谢过程密切相关，可以调节调节诸如糖酵解、异黄酮合成等反应的速率。

磷酸化是一个多互相作用的网络，可以被不同的输入信号如光、温度、激素等所调节。

（二）基因表达调节植物的代谢水平是高度负责基因表达的调控的。

佛山科学技术学院2023年硕士研究生招生考试大纲科目名称：生物化学一、考查目标《生物化学》是佛山科学技术学院生物技术与工程专业硕士研究生入学考试的科目。

生物化学主要研究生命的化学组成及其在生命活动中变化规律，是生物类、工程类、医学类及药学类众多学科的基础性课程，并在工业、农业和医药产业的发展中发挥出越来越明显的促进作用。

要求考生比较系统地理解和掌握生物化学的基本概念和基本理论；掌握各类生化物质的结构、性质、功能及其合成代谢和分解代谢的基本途径和调控方法；能综合运用所学的知识分析问题和解决问题。

二、考试形式与试卷结构1.考试形式：生物化学考试采用闭卷笔试形式，试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

2.试卷结构：考查内容，基础知识占50%，简答、分析题占30%，创造性思维题占20%。

试卷主要由选择题、名词解释、简答题、论述题等组成。

其中选择题分值为70分，判断题分值为10分，名词解释分值为20分，简答题分值为30分，论述题分值为20分。

(1)选择题：共计70分。

其中单项选择题共50道题，1分/题，共计50分；多项选择题共10道题，2分/题，共计20分。

(2)判断题：共计10分，10道题，1分/题。

(3)名词解释：共计20分，5道题，4分/题。

(4)简答题：共计30分，3道题，10分/题。

(5)论述题：共计20分，1道题，20分/题。

说明：选择题，判断题名词解释主要考察内容为概念和基本知识，主要覆盖本门课程的各部分知识点；简答题主要考察各部分重要知识点的理解和分析；论述题主要考察各部分重要知识点的理解，分析和综合运用。

三、考查范围第一章蛋白质的结构与功能一、蛋白质的分子组成蛋白质的元素组成特点，基本结构单位氨基酸的结构特点、分类及三字英文缩写符号，一字符号，等电点；氨基酸的理化性质；肽键和肽的概念。

二、蛋白质的分子结构蛋白质一级、二级、三、四级结构的概念、结构特点和维持其稳定的化学键；α-螺旋，β-折叠，β-转角与无规卷曲，α-螺旋，β-折叠的结构特点；肽单元、模序、超二级结构、结构域、分子伴侣、结构域和亚基的概念，蛋白质结构与功能的关系。

代谢与平衡知识点总结代谢与平衡是生物体内最基本的生命活动，它贯穿于整个生命过程中。

代谢是一系列的生化反应，包括合成新物质和分解原有物质，以维持生物体的生命活动。

平衡是指维持生物体内部环境的稳定，保持各种生理指标在一定的范围内，确保生物体能够正常运作。

代谢与平衡的关系代谢与平衡之间存在着密切的关系，代谢活动所产生的新物质、能量等需要被平衡调控，以维持生物体的内部环境稳定和功能正常。

平衡的维持是通过各种生理调节机制来进行的，包括神经系统、内分泌系统和体液平衡等。

这些系统协同工作，保持生理指标在一定范围内，确保生物体的正常生命活动。

代谢与平衡的知识点1. 代谢的类型代谢可以分为两种类型：分解代谢和合成代谢。

分解代谢是指生物体内分解大分子有机物质以释放能量和产生小分子物质的过程，包括有氧呼吸和无氧呼吸。

合成代谢是指生物体内利用能量和小分子物质合成大分子有机物质的过程，包括蛋白质合成、脂质合成和核酸合成等。

2. 代谢的调节代谢的调节是通过各种生理调节机制来进行的，包括体温调节、血糖调节、水盐平衡和酸碱平衡等。

这些调节机制可以维持生物体的内部环境稳定，确保代谢活动正常进行。

3. 代谢疾病代谢疾病是指代谢活动异常导致的疾病，常见的代谢疾病包括糖尿病、高血压和甲状腺功能亢进症等。

这些疾病会影响生物体内部环境的平衡，导致生理指标异常，严重影响生物体的正常生命活动。

4. 平衡调节机制平衡的调节是通过神经系统、内分泌系统和体液平衡等机制来进行的。

神经系统通过神经元的兴奋传导，及时调节各种生理指标的变化；内分泌系统通过激素的分泌和作用来维持生物体内部环境的稳定；体液平衡是指维持细胞外液和细胞内液之间水分和电解质的平衡，确保生物体的正常功能。

5. 平衡失调平衡失调是指生物体内部环境的稳定发生异常，导致各种生理指标超出正常范围。

平衡失调会影响代谢活动的进行，导致代谢疾病的发生。

及时发现和处理平衡失调是保障生物体健康的重要环节。

第五节物质代谢调节的主要方式2015-07-07 71910 0为适应内外环境的变化、实现细胞的各种生物学功能，需对代谢进行精细调节，使各种物质的代谢井然有序，相互协调进行。

这是生物体的基本特征，是在生物进化过程中形成的一种适应能力。

代谢调节的复杂程度随进化程度增加而增高。

单细胞生物主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，即所谓原始调节或细胞水平代谢调节。

高等生物不仅细胞水平代谢调节更为精细复杂，还出现了内分泌细胞及内分泌器官，形成了通过激素发挥代谢调节作用的激素水平代谢调节。

高等动物的代谢调节还涉及复杂的神经系统，形成了在中枢神经系统控制下，多种激素相互协调，对机体代谢进行综合调节的所谓整体水平代谢调节。

上述三级代谢调节中，细胞水平代谢调节是基础，激素及神经对代谢的调节需通过细胞水平代谢调节实现。

一、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性（一）各种代谢酶在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的亚细胞结构基础在同一时间，细胞内有多种物质代谢进行。

参与同一代谢途径的酶，相对独立地分布于细胞特定区域或亚细胞结构（表12-2），形成所谓区隔分布，有的甚至结合在一起，形成多酶复合体。

酶的这种区隔分布，能避免不同代谢途径之间彼此干扰，使同一代谢途径中的系列酶促反应能够更顺利地连续进行，既提高了代谢途径的进行速度，也有利于调控。

表12-2 主要代谢途径（多酶体系）在细胞内的分布（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向每条代谢途径由一系列酶促反应组成，其反应速率和方向由其中一个或几个具有调节作用的关键酶活性决定。

这些在代谢过程中具有调节作用的酶称为关键酶( key enzyme)，特点包括：①常常催化一条代谢途径的第一步反应或分支点上的反应，速度最慢，其活性能决定整个代谢途径的总速度。

②常催化单向反应或非平衡反应，其活性能决定整个代谢途径的方向。

③酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂调节。