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　　第十二章 物质代谢的相互联系与调控

　　教学目标：

　　1.熟悉物质代谢的特点和相互间的联系，掌握交叉点。

　　2.了解代谢调节的方式和水平。

　　3.熟悉酶水平调节的方式、原理（酶活性、酶量、酶的区域化分布）。

　　4.了解激素和神经水平调节的特点。

　　导入：动物在生命活动过程中，除摄入氧气排出二氧化碳外，还要不断地摄取食物排出代谢废物。机体这种和环境间不断进行的物质交换，即物质代谢。物质代谢是生命本质特征，是生命活动的物质基础。其特点是什么？

　　第一节 物质代谢的相互联系

　　一、物质代谢的特点

　　1.整体性

　　各类物质的代谢在相互联系、相互制约下进行，形成一个完整统一的过程（网络）。如在能量供应上，糖、脂、蛋白质可以相互替代，相互制约。一般情况下，糖是主要供能物质（50%~70%），脂主要是储能（供能只占10%~40% ），蛋白质几乎不是供能形式；饥饿或某些病理状态时，糖供能减少，脂和蛋白质分解供能增加。

　　物质代谢在个体和种属之间都具互补性，这是生态平衡的基础。

　　2.代谢调节

　　正常情况下，机体各种物质代谢能适应内外环境变化，有序地进行。这是由于机体存在精细的调节机制，不断调节各种物质代谢的强度、方向和速度以适应内外环境变化。代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。

　　3.生命物质的降解和合成有共同点

　　生命物质的降解是一个分子由大到小，生成其单体的过程。降解的方式有水解、磷酸解、焦磷酸解、硫解。降解后的单体进入中间代谢进一步分解。分解的作用一是获得能量，二是获得重要的中间物。ATP是生物体能量利用的共同形式，是机体最主要的能量载体和各种生命活动能量的直接供体。分解的最终产物是CO2、H2O、NH3、H3PO4、SO2等无机物，因种属差异，各类物质分解的最终产物有所不同。

　　生命物质的合成是一个由小到大，由简单到复杂的过程。分为半合成和从头合成。蛋白质、核酸、多糖和脂类的聚合是一种半合成。自养生物可直接将无机物转化为有机物，氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸和胆固醇的合成是从无到有，即从头合成。NADPH是合成代谢所需的还原当量。

　　物质代谢具共同的代谢池，处于动态平衡中。

　　4.各组织、器官物质代谢各具特色

　　动物、植物和微生物的物质代谢以及动物各组织、器官的物质代谢途径有所不同，各具特色。肝脏是物质代谢的中心。

　　每种物质代谢的活化方式不同（如糖的降解是磷酸化己糖，而糖的聚合是UDPG、ADPG；甘油三酯的合成是甘油-α-磷酸和脂酰辅酶A；氨基酸的活化以氨酰腺苷酸方式进行）。

　　二、物质代谢的相互联系

　　物质代谢通过各代谢途径的共同中间产物相互联系，但在相互转变的程度上差异很大，有些代谢反应是不可逆的。乙酰CoA是糖、脂、氨基酸代谢共有的重要中间代谢物，三羧酸循环是三大营养物最终代谢途径，是转化的枢纽。

　　1. 糖代谢与脂肪代谢的关系

　　糖可以转变成脂肪、磷脂和胆固醇。二羟丙酮磷酸经甘油磷酸脱氢酶催化变成甘油-α-磷酸；丙酮酸氧化脱羧变成乙酰辅酶A，再合成双数碳原子的脂肪酸。

　　在动物和人，脂肪转变成糖惟量很少。甘油可经糖异生变成糖原，但脂肪酸代谢的乙酰辅酶A不能转变成丙酮酸，不能异生成糖。虽然甘油、丙酮和丙酰CoA可以转变成糖，其量微不足道。

　　植物体内有乙醛酸循环途径，所以，脂肪转变成糖惟量大。

　　2. 糖代谢与蛋白质代谢的关系

　　糖不能转变成蛋白质，而蛋白质可转变成糖。糖代谢产生的α-酮酸（丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸）氨基化和转氨生成相应的非必需氨基酸。蛋白质分解的20种氨基酸（亮氨酸、赖氨酸除外），均可生成α-酮酸转变为糖。

　　3. 脂肪代谢和蛋白质代谢的关系

　　脂不能转变为蛋白质，而蛋白质可转变为脂类。因为脂肪酸转变成氨基酸仅限于谷氨酸，且需草酰乙酸存在（来源糖）。

　　氨基酸代谢可生成乙酰CoA及合成磷脂的原料。

　　4. 核酸和其他物质代谢的关系

　　核酸和其他物质代谢的关系密切。核酸通过控制蛋白质的合成影响细胞的组成成分和代谢类型，核酸代谢离不开酶及调节蛋白。

　　许多核苷酸在物质代谢中起重要作用，UTP参与糖的合成，CTP参与磷脂的合成，CTP为蛋白质合成所必需。许多辅酶为核苷酸衍生物。氨基酸及其代谢产生的一碳单位，糖代谢磷酸戊糖途径产生的磷酸核糖是合成核苷酸的原料。