大学生物化学上册《物质代谢的联系与调节》练习题

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本单元考点（5 个）

物质代谢的相互联系细胞水平代谢调节激素水平代谢调节关键酶在代谢调节中的作用整体代谢调节与应激

本单元练习题（27 题）

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1. 在长期饥饿状态下，人体内物质代谢发生一系列适应性改变。下列关于糖、脂、蛋白质三大代谢相互联系的叙述，正确的是： A. 脂肪酸可大量转变为葡萄糖，以维持血糖水平 B. 酮体生成增多，脑组织可部分利用酮体供能以节约葡萄糖 C. 糖异生减弱，肌肉蛋白质分解受到抑制 D. 三大营养物质均可在体内完全相互无限制地转变

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2. 在糖、脂、蛋白质代谢的整合中，某关键酶的活性直接决定乙酰CoA能否进入三羧酸循环彻底氧化。当细胞内ATP/ADP比值升高、NADH/NAD⁺比值升高时，该酶活性被抑制，从而使丙酮酸氧化脱羧速率____（填“加快”或“减慢”）；在饥饿时，脂肪动员产生的乙酰CoA增多也会抑制该酶，这体现了关键酶通过____调节（填“快速”或“缓慢”）方式实现对代谢通量的即时调控。

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3. 某肝细胞内同时存在糖酵解与糖异生两条途径。测得磷酸果糖激酶-1（PFK-1）催化的底物流量为每分钟 12 μmol 葡萄糖-6-磷酸进入糖酵解，果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase-1）催化的流量为每分钟 8 μmol 果糖-1,6-二磷酸经糖异生生成葡萄糖。已知：每分子葡萄糖-6-磷酸走完糖酵解至丙酮酸净生成 2 分子 ATP；糖异生支路自果糖-1,6-二磷酸逆转至葡萄糖-6-磷酸本身不消耗高能磷酸键。不考虑其他途径，计算该细胞每分钟糖代谢的净 ATP 生成量。

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4. 为研究激素对血糖代谢的调节，某实验测得三名受试者在不同状态下的血浆激素浓度如下表（单位：胰岛素 μU/mL，胰高血糖素 pg/mL）：甲：进食高糖膳食后2小时，胰岛素 60，胰高血糖素 80；乙：短时间剧烈运动时，胰岛素 12，胰高血糖素 150；丙：饥饿48小时，胰岛素 6，胰高血糖素 180。 (1) 分别计算三人的胰岛素/胰高血糖素浓度比值（I/G，单位 μU/pg），结果保留两位小数； (2) 根据比值大小判断哪一人的代谢状态最有利于糖异生和脂肪动员的加强。

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5. 某实验测定一名受试者两种生理状态下的血浆激素浓度：状态A（空腹运动后30分钟）：胰岛素浓度为6 μU/mL，胰高血糖素浓度为120 pg/mL；状态B（进食高糖膳食后1小时）：胰岛素浓度为60 μU/mL，胰高血糖素浓度为40 pg/mL。请分别计算两种状态下胰岛素/胰高血糖素比值（I/G），并判断哪种状态下体内以糖原分解和糖异生促进血糖升高的调节占优势。

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6. 机体在应激状态（如创伤、烧伤）下的整体代谢调节中，交感神经兴奋引起肾上腺素分泌增多，促进肝糖原分解与脂肪动员，血糖升高；同时应激时分泌增多的____（激素，由肾上腺皮质束状带分泌）可促进肌肉蛋白质分解并抑制外周组织摄取葡萄糖，与胰岛素作用相拮抗，从而保证大脑和伤口愈合组织的葡萄糖供应。该激素与肾上腺素协同，其升血糖效应属于____（『协同』/『拮抗』）调节方式。

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7. 在长期饥饿状态下，人体肝细胞内物质代谢发生适应性改变。下列关于细胞水平代谢调节的叙述，正确的是：A. 肝细胞内糖异生关键酶（果糖-1,6-二磷酸酶）活性升高，丙酮酸激酶活性受抑制，使脂肪酸氧化的能量优先用于葡萄糖输出而非糖酵解 B. 肝细胞内糖异生与糖酵解同时高速运转，使葡萄糖净产量最大化 C. 肌细胞内酮体被大量氧化供能，同时肌糖原分解加速以维持血糖 D. 肝细胞内三羧酸循环完全停止，所有乙酰CoA均转化为乳酸排出

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8. 某同学分析三种营养素在体内代谢的相互联系，得出以下判断。其中正确的是： A. 葡萄糖在体内可转变为脂肪，但脂肪酸不能在体内大量净转变为葡萄糖 B. 糖可以大量转变为非必需氨基酸，必需氨基酸也能大量由糖代谢中间物合成 C. 甘油三酯中的甘油部分可经糖异生转变为葡萄糖，脂肪酸氧化的中间产物也可净生成葡萄糖 D. 氨基酸脱氨基后的碳骨架均可经三羧酸循环被彻底氧化，但不能用于合成糖

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9. 在哺乳动物肝脏中，2分子丙氨酸经联合脱氨基作用转变为2分子丙酮酸后，沿糖异生途径合成1分子葡萄糖。已知糖异生中：2分子丙酮酸在丙酮酸羧化酶作用下转变为2分子草酰乙酸消耗2分子ATP；2分子草酰乙酸在PEP羧激酶作用下生成2分子磷酸烯醇式丙酮酸消耗2分子GTP；2分子1,3-二磷酸甘油酸生成阶段中，由3-磷酸甘油醛脱氢酶提供的NADH需以苹果酸穿梭方式从线粒体转运（每分子NADH转运净消耗1分子ATP当量，共2分子NADH），其余步骤逆转糖酵解且不额外耗能。请计算由2分子丙氨酸净合成1分子葡萄糖共消耗多少分子ATP当量（1分子GTP或NADH均按1分子ATP当量计），并指出糖异生不是糖酵解的简单逆转的主要耗能步骤。

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10. 某代谢通路中，关键酶E的活性受共价修饰调节：磷酸化使其失活，去磷酸化使其恢复活性。若E的活性形式占总量的3/5，经激素信号触发后，其中1/4的活性形式被磷酸化而失活，剩余活性形式又因变构激活剂作用提升催化效率至原来的1.2倍。此时该酶的有效催化活性相当于最初的____倍（用分数表示）。

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11. 某人在不同生理状态下，测定血浆中胰岛素/胰高血糖素浓度比值（I/G）。下列四种情况中，I/G 比值最低的最可能是哪种状态？ A. 餐后1小时 B. 空腹安静状态 C. 长时间剧烈运动 D. 静滴葡萄糖溶液后

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12. 在激素水平代谢调节中，胰岛素由胰岛____细胞分泌，其主要作用是促进组织摄取和利用葡萄糖，促进糖原合成，抑制糖异生，从而降低血糖浓度；而胰高血糖素由胰岛____细胞分泌，作用与胰岛素基本相反，可使血糖浓度升高。

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13. 糖酵解途径的关键酶是____，该酶受变构调节：当细胞内ATP和柠檬酸水平升高时，其活性被____；当AMP和2,6-二磷酸果糖水平升高时，其活性被____，从而保证机体在能量充足时抑制糖的分解代谢，在能量不足时加速糖的分解供能。

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14. 某实验室用大鼠肝脏组织进行体外代谢定量分析。已知：①每分子葡萄糖经糖酵解生成2分子丙酮酸，再氧化脱羧生成2分子乙酰CoA；②合成1分子脂肪酸（以软脂酸C16计）需8分子乙酰CoA；③甘油三酯中甘油部分来自糖酵解中间产物磷酸二羟丙酮，每合成1分子甘油三酯需1分子甘油，即消耗0.5分子葡萄糖；④软脂酸C16含16个碳，每分子软脂酸需8分子乙酰CoA（每分子乙酰CoA含2个碳）。若以葡萄糖为唯一碳源合成1分子甘油三酯（含3分子软脂酸和1分子甘油），问：至少需要消耗多少分子葡萄糖？（不考虑其他损耗）

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15. 在激素水平代谢调节中，肾上腺素主要通过作用于肝细胞膜上的β受体，经cAMP-蛋白激酶途径使糖原磷酸化酶____（填"激活"或"失活"），促进肝糖原分解升高血糖；而胰岛素通过受体后信号通路激活磷酸二酯酶，使细胞内cAMP浓度____（填"升高"或"降低"），从而产生与肾上腺素相反的调节效应。

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16. 肾上腺素通过cAMP-蛋白激酶途径调节糖代谢：激素与膜受体结合后激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度升高，cAMP激活蛋白激酶A，后者通过____（促进/抑制）糖原合酶活性、____（激活/抑制）糖原磷酸化酶激酶活性，最终使糖原分解增强、合成减弱。由此推断，该调节机制对肝糖原代谢的净效应是使血糖浓度____（升高/降低）。

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17. 真核细胞中不同代谢途径定位于不同区域，这是细胞水平代谢调节的重要方式。下列关于这种「区域化分布」调节作用的叙述，正确的是（　　） A. 糖酵解主要在线粒体基质中进行 B. 脂肪酸β-氧化与脂肪酸合成分区进行，可避免无效循环 C. 糖异生的全部酶系都定位于细胞质基质 D. 各条代谢途径共用同一套酶系，无需分区

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18. 某细胞培养体系中，脂肪酸从头合成的碳源完全来自葡萄糖。已知：每分子葡萄糖经糖酵解生成2分子丙酮酸，每分子丙酮酸氧化脱羧生成1分子乙酰CoA并释放1分子CO₂；脂肪酸合成中每分子软脂酸（C16）由8分子乙酰CoA缩合而成，缩合脱羧释放的CO₂不予计算。若该体系要合成3分子软脂酸，请计算：（1）至少需要消耗多少分子葡萄糖；（2）此过程中由丙酮酸氧化脱羧阶段共释放多少分子CO₂；（3）以消耗葡萄糖的总碳数计，碳转移到软脂酸中的碳利用率（百分比，保留整数）。

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19. 某细胞中糖酵解关键酶磷酸果糖激酶-1（PFK-1）的基础催化速率为100 μmol/min。实验测得三种变构效应各自独立地对酶活性产生固定倍率的影响：2,6-二磷酸果糖使活性变为原来的2倍，AMP使活性变为原来的3倍，ATP使活性变为原来的1/5。当三种效应物同时存在时，各倍率按乘法叠加。请计算该条件下PFK-1的催化速率（单位：μmol/min），并判断相对于基础速率，该酶整体是被激活还是被抑制。

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20. 机体在应激状态（如剧烈运动、创伤）下，交感神经兴奋使肾上腺素分泌增多，促进肝糖原分解与脂肪动员；同时胰高血糖素分泌增多而____（激素）分泌受到抑制，共同维持血糖水平，体现了整体水平的代谢调节。

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21. 某动物处于长期饥饿应激状态时，下列激素水平变化与其对应的代谢效应，配对正确的一项是（　） A. 胰岛素分泌增多，促进肝糖原分解 B. 胰高血糖素分泌增多，促进脂肪动员 C. 肾上腺素分泌减少，抑制糖异生 D. 皮质醇分泌减少，促进外周组织摄取葡萄糖

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22. 下列关于真核细胞内代谢调节的叙述中，符合细胞水平代谢调节中「关键酶（限速酶）」调节特点的是（　　） A. 关键酶在代谢途径中催化不可逆的、速率最慢的反应，其活性改变可决定整条途径的速率 B. 关键酶在细胞内含量最高，催化的反应速率总是最快 C. 一条代谢途径中所有酶都同等程度地被调节，不存在关键酶 D. 关键酶的调节只能通过改变酶蛋白含量实现，不能通过化学修饰快速调节

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23. 某组织细胞中，物质代谢的快速调节主要通过关键酶实现。下列关于关键酶在代谢调节中作用的叙述，正确的是：A. 关键酶在代谢通路中数量多、活性高，负责催化通路中的大多数反应 B. 关键酶常位于代谢通路的中间步骤，其活性变化不影响整条通路的总流量 C. 关键酶催化单向反应或活性最低的反应，其活性改变可决定整条代谢通路的速率与方向 D. 关键酶只受激素的第二信使调节，细胞内代谢物浓度变化对酶活性无影响

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24. 某细胞通过变构调节改变一个关键酶的活性。已知该酶在无效应物时最大反应速度 Vmax = 100 μmol·min⁻¹，米氏常数 Km = 2 mmol/L。当细胞内变构抑制剂浓度升高时，该酶表现出典型的别构抑制特征：Vmax 不变，Km 增大 4 倍。若底物浓度 [S] = 2 mmol/L，请分别计算抑制前与抑制后该酶催化的反应速度 v，并求抑制后速度占抑制前速度的百分比（按米氏方程 v = Vmax×[S]/(Km+[S]) 计算）。

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25. 某肝细胞中糖代谢关键酶丙酮酸激酶的基础催化速率为60 μmol/min。实验测得三种调节因素各自独立地对酶活性产生固定倍率的影响：变构抑制物ATP使活性变为原来的0.5倍；1,6-二磷酸果糖对酶产生前馈激活，使活性变为原来的3倍；胰高血糖素通过磷酸化修饰使活性变为原来的0.4倍。若某时刻三种调节因素同时存在，且各效应倍率按独立连乘方式叠加，求此时该酶的实际催化速率，并写出计算式。

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26. 细胞水平代谢调节的重要方式之一是对关键酶进行变构调节。在肝细胞中，当ATP/AMP比值升高时，PFK-1受AMP激活的作用解除而活性下降，果糖-1,6-二磷酸酶则被高能信号促进而活性升高，使代谢流向____（填：糖酵解或糖异生）；同时，脂肪酸氧化产生的乙酰CoA增多，可变构激活丙酮酸羧化酶并抑制丙酮酸脱氢酶复合体，这一调节也使代谢同样倾向于____（填：糖酵解或糖异生）。

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27. 下列关于糖、脂、氨基酸三大物质代谢相互联系的叙述，错误的是： A. 糖分解代谢的中间产物乙酰CoA可作为脂肪酸合成的原料 B. 甘油经磷酸化后可转变为磷酸二羟丙酮，进入糖代谢途径 C. 生糖氨基酸脱氨基后可转变为糖代谢的中间产物，进而异生为葡萄糖 D. 脂肪酸经β-氧化产生的乙酰CoA在动物体内可大量净合成葡萄糖

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