组织器官的代谢特点：
（1）肝。是机体代谢中枢，在各种物质代谢中具有独特和重要的作用。肝可利用糖、脂、甘油和氨基酸供能，还有酮体生成和糖异生的代谢途径，但肝不能利用酮体。
（2）心。依次以酮体、乳酸、脂肪酸和葡萄糖为能源物质并以有氧氧化为主。
（3）脑。几乎以葡萄糖为唯一能源物质，仅在饥饿时利用酮体。
（4）肌。以氧化脂肪酸为主。剧烈运动时以糖酵解产生的乳糖为主。
（5）红细胞。能量主要来自糖的无氧酵解。
（6）肾。有糖异生和生酮代谢途径。肾髓质主要以糖酵解供能，肾皮质则以脂酸和酮体的氧化供能。
组织器官的代谢联系：机体通过血液及神经系统和激素的调节将不同组织器官的代谢、代谢中间物及终产物联系成为统一的整体。
二十七、代谢调节（细胞水平、激素水平及整体调节）
细胞水平的代谢调节：
（1）不同代谢酶系在细胞中隔离分布。在细胞中，代谢途径相关的酶类常组成酶体系，分布于不同的亚细胞结构或细胞区域，使各种代谢途径互不干扰。
（2）通过改变关键酶的结构和含量影响酶活性，从而调节物质代谢。
1）通过变构调节和化学修饰快速调节酶活性。
2）改变酶合成和降解速度调节细胞中酶含量，从而调节代谢速度和强度，属迟缓调节。
激素水平的调节：激素与靶细胞特异受体结合，将激素信号转化为细胞内的一系列生化反应，最终产生激素的生物效应。根据受体在细胞内的部位不同，激素可分为：
（1）膜受体激素。为亲水性激素，包括蛋白质类激素、多肽激儿茶酚胺类激素。通过其膜受体将信号传入细胞内，经第二信使将信号级联放大，产生各种代谢效应。
（2）胞内受体激素。为疏水性激素。激素进入细胞内与其受体特异结合，然后两个激素受体复合物形成二聚体，作为转录因子与DNA 上的激素反应元件结合，调节特定基因的表达。
整体调节：机体可根据内外环境的不断变化，通过神经系统和神经递质对机体的生理功能和物质代谢进行整体调节。这种在中枢神经系统控制下的整体调节，既可以通过神经纤维和神经递质直接对靶细胞发生影响，也可通过激素的分泌来调节某些细胞的代谢和功能，并通过各种激素的协调作用对机体进行综合调节。机体对饥饿和应激状态的调节即是最好的整体调节的实例。
基因信息的传递
一、DNA 的半保留复制及复制的酶
DNA 的半保留复制：子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合成，两个子细胞的DNA 都和亲代DNA 碱基序列一致，这种复制方式称为半保留复制。
复制的酶：
（1）DNA 聚合酶。全称是依赖DNA 的DNA 聚合酶，催化新链DNA 的合成。
（2）原核生物的DNA 聚合酶。DNA‐pol Ⅰ、DNA‐pol Ⅱ、DNA‐pol Ⅲ。
（3）真核生物的DNA 聚合酶。DNA‐pol α、β、γ、δ、ε。
（4）DNA 拓扑异构酶。理顺DNA 链，分为拓扑异构酶Ⅰ 和Ⅱ。
（5）解螺旋酶。解开DNA 双链。
（6）引物酶。催化RNA 引物生成。
（7）单链DNA 结合蛋白。稳定已解开的单链。
二、DNA 复制的基本过程
（1）复制的起始。DNA 双链解开，其他酶和蛋白质因子参加形成引发体。引发体是复制起始点上的DNA 和以引物酶为主的多种蛋白质形成的复合物。
（2）复制的延长。DNA 聚合酶催化DNA 子链合成；复制中新链总是从5’向3’方向延长，即底物dNTP 去掉焦磷酸并以磷酸二酯键方式接续在延长中的DNA 链末端的3’‐OH上，一个接一个地结合。DNA 双链走向相反，而子链延长只能是一个走向，因此就出现了连续和不连续复制两种现象，即有领头链和随从链之分。不连续的复制在电镜下看到的就是冈崎片段。
（3）复制的终止。含有RNA 引物的不连续片段在复制终止前必须除去引物，用dNTP 作底物填补引物留下的空隙，最后用连接酶接合缺口。原核生物双向复制从起始点向终止点汇合成环状DNA。真核生物的端粒酶是保证染色体DNA 能进行线性复制所必需的。
三、逆转录的概念、逆转录酶、逆转录过程、逆转录的意义
逆转录的概念：是依赖RNA 的DNA 合成作用，即以RNA 为模版，由dNTP 聚合成DNA 分子。
逆转录酶：该酶具有以RNA 为模版催化DNA 合成、水解杂化链上的RNA 及用DNA 作模版催化DNA 合成三种活性。
逆转录的过程：以单链RNA 为模版合成DNA，杂化双链上的RNA 的水解，以及再以单链DNA 为模版合成双链DNA。
逆转录的意义：证明了RNA 同样兼有遗传信息传代与表达的功能，加深了人们对中心法则的认识，拓宽了RNA 病毒致癌致病的研究，在基因工程操作上，还可用逆转录酶制备cDNA。
四、DNA 的损伤（突变）及修复
突变的意义：突变的积极意义是进化、分化的分子基础；相反，突变又是某些疾病的发病基础，与遗传病、肿瘤和很多遗传易感性疾病的发生密切有关。
引发突变的因素：除了自发发生以外，主要有物理和化学因素而诱发。
突变分子改变的类型：错配；缺失、插入和框移突变；重排。
DNA 损伤修复：光修复、切除修复、重组修复、SOS 修复。
五、RNA 的不对称转录（转录的模板、酶及基本过程）
RNA 的不对称转录：有两方面含义：一是DNA 双链分子上，被转录基因的一股链可转录，另一股链不转录；其二是模版链并非永远在同一单链上。
转录的模板：能转录出RNA 的DNA 区段。DNA 双链中按碱基配对原则能指引转录生成RNA 的单股链，称为模版链，相对的另一股为编码链。
转录的酶：催化NTP 聚合为由NMP 连成的RNA 链。原核生物RNA 聚合酶由α2ββ’σ五个亚基组成，有核心酶和全酶之分；α2ββ’是核心酶，催化转录延长，σ 亚基辨认转录的起始点；真核生物RNA 聚合酶有RNA pol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别负责转录不同RNA。
转录的基本过程：转录起始：RNA 聚合酶通过辨认和结合转录模版上有特征的序列而起始转录。原核生物转录起始点之前有－35和－10区供RNA 聚合酶辨认和结合，真核生物需各种转录因子协同，促成RNA 聚合酶结合模版，其转录起始复合物的生成较复杂。
转录延长：RNA 聚合酶催化合成RNA 的过程。（NMP）n＋NTP → （NMP）n＋1＋PPi。
DNA 双链只是局部地解开，形成一个小泡，产物RNA 向外伸展，3’端一小段仍和模板链形成RNA ∶ DNA 杂化链，已转录的DNA 区段容易复合为双链，是由于DNA／DNA 双链比RNA ∶ DNA杂化链相对稳定。
转录的终止：原核生物的转录终止：依赖Rho 的转录终止、非依赖Rho 的转录终止；原核生物转录未结束，就可以开始翻译。真核生物的转录终止是和mRNA 的加聚腺苷酸尾的修饰同时进行的。
六、RNA 转录后的加工修饰
真核生物mRNA 的转录后加工：首、尾的修饰，真核生物的mRNA 的剪接，内含子的其他剪接方式及功能。
tRNA 的转录后加工：甲基化、还原反应、核苷内的转位反应、脱氨反应、加上CCA‐OH 的3’末端。
真核生物rRNA 的转录后加工：转录生成的45S rRNA 剪接成为5.8S RNA、18S RNA、28S RNA 三种。
七、核酶的概念和意义
概念：有酶促活性的RNA 命名为核酶。
意义：核酶大多在古老的生物中发现，有人认为它是现代生物物种内在的“活”化石，对研究生命的起源和进化有重要意义。更有现实意义的是：由于核酶结构的阐明，可以用人工合成的小片段RNA 配合在欲破坏其结构的RNA 或DNA 分子上，使之成为槌头结构，这就是人工设计的核酶。
八、蛋白质生物合成体系。遗传密码
蛋白质生物合成体系：需要各种氨基酸作为原料，还需要各种RNA 和酶、蛋白质因子等共同配合；以mRNA 为模版，tRNA 为转运载体，核蛋白体为装配场所，共同协调完成蛋白质的生物合成。
遗传密码：mRNA 从5’ → 3’方向，读码框架内每3个碱基组成的三联体，就是决定一个氨基酸的遗传密码。遗传密码具有连续性、简并性、摆动性、通用性的特点。
九、蛋白质生物合成过程，翻译后加工
蛋白质生物合成过程：
（1）翻译的起始。就是把蛋氨酰tRNA、mRNA 和核蛋白体组装在一起而形成起始复合物。起始因子为IF 和eIF。真核生物和原核生物的翻译起始复合生成过程大同小异，关键是核蛋白体小亚基先结合mRNA 还是甲硫氨酰tRNA 先结合mRNA。
（2）肽链的延长。进位、成肽和转位三个反应的连续循环。
（3）肽链合成的终止。当mRNA 链上的终止密码到达核蛋白体，没有相配的氨基酰tRNA进入A 位，释放因子RF 即结合核蛋白体，使转肽酶发挥水解酶的活性，导致肽链脱落，mRNA释放，核蛋白体拆离，翻译过程即终止。
翻译后加工：翻译后加工是多肽链从无生物活性转变为有生物活性的过程，加工形式有多种，包括高级结构的修饰（亚基的聚合、辅基的连接）和一级结构的修饰（去除N‐甲酰基或N‐蛋氨酸、个别氨基酸的修饰、水解修饰）。
蛋白质合成后的靶向输送：保留在胞浆，进入细胞核、线粒体或其他细胞器，分泌至体液，然后输送至该蛋白质应起作用的靶器官和靶细胞。
十、蛋白质生物合成的干扰和抑制
蛋白质生物合成在细胞生理过程中有核心作用，其复杂的机制涉及多种必需的细胞内组分，这些组分同时是很多抗生素和某些毒素的作用靶点，因此某些药物和生物活性物质能抑制或干扰蛋白质的生物合成。原核生物和真核生物的翻译过程既相似又有差别，因此尽量利用真核、原核生物蛋白质合成体系的差异，针对蛋白质生物合成必需的关键组分作为研究新抗菌药的作用靶点，以设计筛选仅对病原微生物特效，而不损害人体的药物。
抑制参加翻译的物质：抗生素如四环素、氯霉素等；抗代谢药物如6‐巯基嘌呤、5‐氟尿嘧啶等；干扰蛋白质生物合成的生物活性物质：干扰素。
十一、基因表达调控的概念及原理
基因表达调控概念：基因表达就是基因转录及翻译的过程，在一定调节机制控制下，大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子，赋予细胞或个体一定的功能或形态表型。但并非所有基因表达过程都产生蛋白质。rRNA、tRNA 编码基因转录产生RNA 的过程也属于基因表达。
基因表达调控的原理：基因表达调控的多层次：包括基因激活、转录起始水平、转录后加工、翻译及翻译后加工对原核及真核生物的基因表达均有调节作用。
基因表达调控是在多级水平上进行的复杂事件，其中转录起始是基因表达的基本调控点。
基因转录激活调节基本要素涉及DNA 序列、调节蛋白以及这些因素对RNA 聚合酶活性的影响。
十二、原核和真核基因表达的调控
原核基因表达的调控：
（1）原核基因转录调节特点。σ 因子决定RNA 聚合酶识别特异性；操纵子模型的普遍性；阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。
（2）操纵子调控模式在原核生物转录起始的调节中具有普遍性。乳糖操纵子的结构：E.coli乳糖操纵子含Z、Y、A 三个结构基因，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P 及一个调节基因I。在启动序列P 上游还有一个分解物基因激活蛋白结合位点。由P 序列、O 序列和CAP 结合位点共同构成lac 操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。乳糖操纵子的调节机制：阻遏蛋白的负性调节，CAP 的正性调节，协调调节。
（3）原核生物翻译水平调节。蛋白质分子的自我调节，反义RNA 对翻译的调节作用。
真核基因表达的调控：
（1）真核基因组结构特点。真核基因组结构庞大，单顺反子，重复序列，基因不连续性。
（2）真核基因表达调控特点。RNA 聚合酶，活性染色体结构变化，正性调节占主导，转录与翻译分割进行，转录后修饰、加工。
（3）真核基因转录起始水平调节。基因的激活受顺式作用元件与反式作用因子相互作用调节。真核基因顺式作用元件按功能特性分为启动子、增强子及沉默子。真核基因启动子就是决定RNA 聚合酶转录起始位点的DNA 序列，增强子是远离转录起始点，决定基因的时间、空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA 序列，其发挥作用的方式通常与方向、距离无关。反式作用蛋白就是指转录调控因子（TF），可分为基本转录因子和特异转录因子。基本转录因子是RNA 聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种RNA 转录的类别，特异转录因子通过结合它的调节序列激活或阻遏特异基因的转录。
（4）转录后水平的调节。hnRNA加工成熟的调节，mRNA运输、胞浆内稳定性的调节。
（5）翻译水平的调节。翻译起始因子活性的调节，RNA结合蛋白对翻译起始的调节。