表1

抗肿瘤药物 核苷酸代谢类似物 5-氟尿嘧啶 6-巯基嘌呤 氨基喋呤和氨 甲喋呤

氮杂丝氨酸 胸腺嘧啶 次黄嘌呤 叶酸

谷氨酰胺 抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶， 抑制IMP 转变为AMP 和GMP的反应，

抑制IMP和GMP的补救合成， 抑制二氢叶 酸还原酶， 干扰嘌呤嘧 啶核苷酸 的合成。 4.答案见表2。

表2 嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸

CO2 一碳单位 PRPP

过程：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环，从而形成嘌呤核苷酸反馈调节：嘌呤核苷酸产物反馈抑制PRPP合成酶、酰胺转移酶等起始反应的酶

天冬氨酸 谷氨酰胺 CO2 一碳单位 PRPP

首先合成嘧啶环再与磷酸核糖结合， 形成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸产物反馈抑制PRPP合成酶、 氨基甲酰磷酸合成酶 、天冬氨酸氨基甲酰转移酶起始反应的酶

第九章 物质的代谢联系与调节（3学时）

掌握： 1. 细胞水平的代谢调节、酶的变构调节和化学修饰调节、关键酶的概念。 熟悉： 1. 物质代谢的特点。 2. 物质代谢的相互联系。

3. 激素水平代谢调节方式、酶量的调节。 了解： 1. 组织、器官的代谢特点及相互联系。 2. 细胞内酶的隔离分布及物质代谢整体调节。 自测题 一.单项选择题

1. 下列描述体内物质代谢的特点，哪项是错误的?

A.各种物质在代谢过程中是相互联系的。 B.体内各种物质的分解、合成和转变维持着动态平衡 C.物质的代谢速度和方向决定于生理状态的需要 D.进入人体的能源物质超过需要，即被氧化分解

作用机理

原料：天冬氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸

2. 关于糖、脂、氨基酸代谢错误的是

A.乙酰CoA是糖、脂、氨基酸分解代谢共同的中间代谢物 B.三羧酸循环是糖、脂、氨基酸分解代谢的最终途径 C.当摄人糖量超过体内消耗时，多余的糖可转变为脂肪 D.当摄人大量脂类物质时，脂类可大量异生为糖 3. 关于变构效应剂与酶结合的叙述正确的是

A.与酶活性中心底物结合部位结合 B.与酶活性中心催化基团结合 C.与调节亚基或调节部位结合 D.与酶活性中心外任何部位结合 4. 饥饿可使肝内哪一条代谢途径增强

A.磷酸戊糖途径 B.糖酵解途径 C.糖异生 D.糖原合成 5. 胞浆内不能进行下列哪一代谢途径

A. 糖酵解 B.磷酸戊糖途径 C.脂肪酸β-氧化 D.脂肪酸合成 6. 磷酸二羟丙酮是哪两种物质代谢之间的交叉点？

A.糖-氨基酸 B.糖-脂肪酸 C.糖-甘油 D.糖-胆固醇 7. 长期饥饿时大脑的能量来源主要是

A.葡萄糖 B.氨基酸 C.甘油 D.酮体 8. 人体活动主要的直接供能物质是：

A.葡萄糖 B.脂肪酸 C.ATP D.GTP 9. 作用于细胞内受体的激素是：

A.甲状腺素 B.肾上腺素 C.胰岛素 D.胰高血糖素 10.关于酶的化学修饰，错误的是：

A.一般都有活性和非活性两种形式 B.活性和非活性两种形式在不同酶催化下可以互变 C.催化互变的酶受激素等因素的控制 D.一般不需消耗能量 11.酶化学修饰调节的主要方式是

A.甲基化与去甲基 B.乙酰化与去乙酰基 C.磷酸化与去磷酸 D.聚合与解聚 12. 在线粒体内所进行的代谢过程是

A. 蛋白质的合成 B.糖异生 C. 糖原的合成 D.脂酸β-氧化 13. 饥饿时体内的代谢变化哪一项是错误的?

A.胰岛素分泌增加 B.胰高血糖素分泌增加 C.脂肪动员加强 D.酮体生成增加 14. 关于关键酶的叙述哪一项是错误的 A.关键酶常位于代谢途径的第一步反应

B.关键酶在代谢途径中活性最高，所以才对整个代谢途径的流量起决定作用 C. 关键酶常是变构酶 D.受激素调节的酶常是关键酶 15. 关于机体各器官物质代谢的叙述哪一项是错误的? A.心脏对葡萄糖的分解以有氧氧化为主 B.通常情况下大脑主要以葡萄糖供能

C.成熟红细胞所需能量主要来自葡萄糖酵解途径 D.肝脏是体内能进行糖异生的唯一器官。 16. 关于变构调节的叙述哪一项是错误的? A.变构调节剂常是些小分子代谢物

B.变构剂通常与酶活性中心以外的某一特定部位结合

C.代谢途径的终产物通常是该途径起始反应酶的变构抑制剂 D.变构调节具有放大效应

17. 关于酶含量的调节哪一项是错误的

A.酶含量调节属细胞水平的调节 B.酶含量调节属快速调节

C.底物常可诱导酶的合成 D.产物常阻遏酶的合成 18.作用于膜受体的激素是：

A.肾上腺素 B.雌激素 C.甲状腺素 D.孕激素 19. 应激状态下血中物质改变哪一项是错误的?

A.胰高血糖素增加 B.肾上腺素增 C.胰岛素增加 D.葡萄糖增加 20.下列关于酶的化学修饰调节的叙述哪一项是错误的?

A.使酶活性改变 B.有放大效应 C.是一种酶促反应 D.与酶的变构无关 21.下列关于糖脂代谢的叙述哪一项是错误的? A.糖分解产生的乙酰CoA可作为脂酸合成的原料 B.脂酸合成所需的NADPH主要来自磷酸戊糖途径 C.脂酸分解产生的乙酰CoA可经三羧酸循环异生成糖 D.甘油可异生成糖

22.三羧酸循环所需草酰乙酸主要来源于：

A.食物直接提供 B.天冬氨酸脱氨基 C.苹果酸脱氢 D.丙酮酸羧化 二.填空题

1.对于高等生物而言，物质代谢调节可分为三级水平，包括 及整体水平的调节。 2.细胞水平的调节主要通过改变关键酶 或 以影响酶的活性，从而对物质代谢进行调节。

3.按受体在细胞的分布不同，可将激素分为 和 。 4.改变酶结构的快速调节，主要包括 与 。

5.酶含量的调节主要通过改变酶 或 以调节细胞内酶的含量，从而调节代谢的速度和强度。 6.化学修饰调节最常见的方式是磷酸化，磷酸化可使糖原合成酶活性 ，磷酸化酶活性 。 7.脑是机体耗能的主要器官之一，正常情况下，主要以 作为供能物质，长期饥饿时，则主要以 作为能源。

8. 成熟红细胞所需能量主要来自 因为红细胞没有线粒体，不能进行 。

9. 关键酶所催化的反应具有下述特点：催化反应的速度 ，因此又称限速酶；催化 ，因此它的活性决定整个代谢途径的方 向；这类酶常受多种效应剂的调节。

10.当体内葡萄糖有富余时，糖在体内很容易转变为脂肪，因为糖分解产生的 可作为合成脂肪酸的原料，磷酸戊糖途径产生的 可为脂酸合成提供还原当量。 三.名词解释

1.限速酶 2.变构酶

3.Allosteric regulation 4.酶的化学修饰 5.物质代谢 四.问答题

1.为何称三羧酸循环是物质代谢的中枢，有何生理意义? 2.比较酶的变构调节与化学修饰调节的异同。

3.试述饥饿48小时后，体内糖、脂、蛋白质代谢的特点。 4.简述人体在长期饥饿状态下，物质代谢有何变化？

5.比较脑、肝、骨骼肌在糖、脂代谢和能量代谢上的主要特点。 6.试述体内草酰乙酸在物质代谢中的作用。

7.讨论下列代谢途径可否在体内进行？并简要说明其可能的途径或不可能的原因(1)葡萄糖→软脂酸(2)软脂酸→葡萄糖(3)丙氨酸→葡萄糖(4)葡萄糖→亚油酸(5)亮氨酸→葡萄糖

8. 给动物以丙酮酸，它在体内可转变为哪些物质?

9.糖、脂、蛋白质在机体内是否可以相互转变?简要说明可转变的途径及不能转变的原因。 参考答案 一.单项选择题

1.D 2.D 3.C 4.C 5.C 6.C 7.D 8.C 9.A 10.D 11.C 12. D 13.A 14.B 15.D 16.D17.B 18.A 19.C 20.D 21.C 22.D 二.填空题

1.细胞水平；激素水平 2.结构；含量 3.膜受体激素；胞内受体激素 4.酶的变构调节；酶的化学修饰调节 5.合成；降解 6.降低；增加 7.葡萄糖；酮体 8.葡萄糖酵解；糖的有氧氧化 9.最慢；单向反应或非平衡反应10.乙酰CoA；NADPH+H+ 三.名词解释

1.指整条代谢通路中，催化反应速度最慢的酶，它不但可影响整条代谢途径的总速度，还可改变代谢方向，是代谢途径的关键酶，常受到变构调节和／或化学修饰调节。

2.即变构酶，指代谢途径中受到变构调节的酶，酶分子中含与底物结合起催化作用的催化亚基(部位)和与变构效应剂结合起调节作用的调节亚基(部位)。

3.即变构调节，某些物质能以非共价键形式与酶活性中心以外特定部位结合，使酶蛋白分子构象发生改变，从而改变酶的活性。.

4.酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而导致酶活性改变。

5.机体在生命活动过程中不断摄人氧及营养物质，在细胞内进行中间代谢，同时不断排出二氧化碳和代谢废物，这种机体和环境之间不断进行的物质交换即物质代谢。 四.问答题

1.三羧酸循环是糖、脂、蛋白质分解代谢的最终共同途径，体内各种代谢产生的ATP、CO2、H2O主要来源于此循环。三羧酸循环是三大物质相互联系的枢纽，机体通过神经体液的调节，使三大物质代谢处于动态平衡之中，正常情况下，三羧酸循环原料：乙酰CoA主要来源于糖的分解代谢，脂主要是储能；病理或饥饿状态时，则主要来源于脂肪的动员，蛋白质分解产生的氨基酸也可为三羧酸循环提供原料。生理意义（1）糖脂代谢的联系：当糖供充足时：葡萄糖→3-磷酸甘油醛→α-磷酸甘油→甘油三酯. 葡萄糖→丙酮酸→乙酰CoA/草酰乙酸→柠檬酸→脂肪酰CoA→甘油三酯。同时，合成所需能量主要由三羧酸循环提供，还原当量主要由磷酸戊糖途径提供。此外，乙酰CoA也可合成胆固醇，可见糖很容易转变为脂。但脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA很难转变为糖，只有甘油，丙酮，丙酰CoA可异生成糖，但其量微不足道 。(2) 在病理或饥饿时，脂肪动员产生脂肪酸→乙酰CoA→酮体→乙酰CoA→三羧酸循环。脂代谢要顺利进行，依赖于糖代谢的正常进行，因为乙酰CoA进入三羧酸循环需草酰乙酸，后者主要由糖代谢的丙酮酸经羧化产生，此外，酮体在体外分解需琥珀酰CoA参与。(3) 糖、脂代谢可受到代谢物、神经、体液的调节，使其处于动态平衡之中。

2. 相同点：均为细胞水平的调节，属快速调节，受调节的酶为代谢的关键酶或限速酶。

不同点：变构调节：变构剂与酶非催化部位通过非共价键可逆结合，使酶构象改变，活性改变。无放大效应。化学修饰调节：需酶催化，通过共价键结合或去掉一些基团，使酶结构改变，活性改变，消耗少量ATP，有放大效应。

3.饥饿48小时属短期饥饿，此时，血糖趋于降低，引起胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加。 糖：糖原已基本耗竭，糖异生作用加强，组织对葡萄糖的氧化利用降低，大脑仍以葡萄糖为主要能源。 脂：脂肪动员加强，酮体生成增加，肌肉以脂酸分解方式供能。 蛋白：肌肉蛋白分解加强。

4.长期饥饿状态下，人体内的物质代谢变化为：

糖：肾脏糖异生作用加强，乳酸和甘油成为肝糖异生的主要原料。

脂：脂肪进一步动员，大量酮体生成，脑组织利用酮体增加，超过葡萄糖，肌肉主要以脂酸供能。 蛋白：肌肉蛋白分解减少，负氮平衡有所改善。

5.脑：是机体耗能的主要器官，一般主要以葡萄糖供能，耗用葡萄糖由血糖供应，不能直接分解脂肪酸，糖供给不足时，可以酮体作为能源物质。

肝：是机体糖脂代谢的主要器官，对维持血糖恒定起重要作用。合成储存糖原可达肝重的10％；是进行糖异生的主要器官；具有葡萄糖-6-磷酸酶，可使储存的糖原分解为葡萄糖释放入血，维持血糖恒定；合成甘油三酯、胆固醇、磷脂的主要器官，合成的脂类主要以VLDL运输到其它组织储存，肝合成HDL具有胆固醇逆向转运及抗LDL氧化的作用，有抗动脉粥样硬化的作用；具有高活性的脂酸β-氧化酶类，可大量合成酮体供肝外组织利用；肝是机体耗能的主要器官之一。

肌肉：通常以氧化脂肪酸为主，剧烈运动时，以糖无氧酵解补充能量，能合成糖原，但缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，因此肌糖原基本不能分解成葡萄糖以补充血糖。

6. 草酰乙酸在三羧酸循环中起着催化剂样的作用，其量决定细胞内三羧酸循环的速度，草酰乙酸主要来源于糖代谢丙酮酸羧化，故糖代谢障碍时，三羧酸循环及脂的分解代谢将不能顺利进行；草酰乙酸是糖异生的重要代谢物；草酰乙酸与氨基酸代谢及核苷酸代谢有关；草酰乙酸参与了乙酰CoA从线粒体转运至胞浆的过程，这与糖转变为脂的过程密切相关；草酰乙酸参与了胞浆内NADH转运到线粒体的过程(苹果酸一天冬氨酸穿梭)；草酰乙酸可经转氨基作用合成天冬氨酸；草酰乙酸在胞浆中可生成丙酮酸，然后进入线粒体进一步氧化为CO2+H2O+ATP。 7. (1)能。葡萄糖→乙酰CoA/ NADPH

+ATP →软脂酸(2)不能。软脂酸经β氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA不能转变为丙酮酸(丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应不可逆)，故软脂酸不能异生成糖。(3)能。丙氨酸脱氨基生成丙酮酸，经糖异生可生成葡萄糖。(4)不能。亚油酸是必需脂肪酸。(5)不能。亮氨酸是生酮氨基酸。

8. (1)丙酮酸→丙氨酸.(2)丙酮酸→乳酸(3)丙酮酸→葡萄糖.(4)丙酮酸→磷酸二羟基丙酮→甘油.(5).丙酮酸→乙酰辅酶A→CO2+H2O.(6).丙酮酸→乙酰CoA→脂肪酸.(7)丙酮酸→乙酰CoA →酮体.(8)丙酮酸→乙酰CoA→胆固醇.(9)丙酮酸→草酰乙酸 9.糖与脂：糖容易转变为脂类，糖→磷

酸二羟丙酮→磷酸甘油→甘油三酯。糖→乙酰CoA→脂肪酸/胆固醇→甘油三酯/ 胆固醇酯。脂变糖可能性小，仅甘油，丙酮，丙酰CoA可异生成糖，其量甚微。

蛋白质与糖、脂：蛋白质可以转变为糖、脂，但数量较小，蛋白质→20种氨基酸→生糖氨基酸→糖和生糖，生酮氨基酸→脂类糖。脂不能转变为蛋白质；糖、脂不能转变为必需氨基酸，虽可提供非必需氨基酸的碳氢氧骨架，但缺乏氮源。