代谢

context: 代谢是生物体维持生命的化学反应总称。这些反应使得生物体能够生长和繁殖、保持它们的结构以及对环境作出反应。代谢通常被分为两类：分解代谢可以对大的分子进行分解以获得能量；合成代谢则可以利用能量来合成细胞中的各个组分，如蛋白质和核酸等。代谢是生物体不断进行物质和能量的交换过程，一旦物质和能量交换停止，生物体的生命就会结束。代谢中的化学反应可以归纳为代谢途径，通过一系列酶的作用将一种化学物质转化为另一种化学物质。酶对于代谢反应来说是非常重要的，因为酶可以通过一个热力学上易于发生的反应来驱动另一个难以进行的反应，使之变得可行；例如，利用三磷酸腺苷的水解所产生的能量来驱动其他化学反应。一个生物体的代谢机制决定了哪些物质对于此生物体是有营养的，而哪些是有毒的。例如，一些原核生物利用硫化氢作为营养物质，但这种气体对于动物来说却是致命的。代谢速度，或者说代谢率，也影响了一个生物体对于食物的需求量。
qas: question: 代谢如果停止的话生物体会怎样？
answers: text: 生命就会结束

question: 哪种物质在代谢反应中是非常重要的？
answers: text: 酶

question: 哪一对动物致命的物质被原核生物作为营养物质？
answers: text: 硫化氢

context: 氧化磷酸化中，通过如柠檬酸循环等代谢途径，电子从被消化吸收的食物分子上转移到氧气上，并将产生的能量以三磷酸腺苷的方式储存起来。在真核生物中，这一过程是由位于粒线体膜上的一系列膜蛋白来完成的，被称为电子传递链。而在原核生物中，对应的蛋白质则位于细胞内膜上。这些蛋白质利用从电子还原性分子传递到氧气的反应所产生的能量将质子进行跨膜运输。将质子泵出粒线体的结果就会在粒线体膜的两边产生质子的浓度差，从而在膜的两边形成一个电化学梯度。通过电化学梯度所产生的驱动力使得质子通过粒线体膜上的三磷酸腺苷合酶重新进入粒线体。这样的一个质子流会促使三磷酸腺苷合酶的亚基发生转动，并进一步带动合酶结构域上的活性位点发生形变并将腺苷二磷酸磷酸化，最终产生三磷酸腺苷。
qas: question: 什么过程在真核生物中被称为电子传递链？
answers: text: 氧化磷酸化中，通过如柠檬酸循环等代谢途径，电子从被消化吸收的食物分子上转移到氧气上，并将产生的能量以三磷酸腺苷的方式储存起来。

question: 将质子泵出粒线体会在粒线体膜的两边产生质子并造成什么部分有所差异？
answers: text: 浓度

question: 为何质子可以通过粒线体膜上的三磷酸腺苷合酶并重新进入粒线体？
answers: text: 通过电化学梯度所产生的驱动力

context: 化能无机营养是一种发现于一些原核生物中的代谢类型，这些原核生物通过氧化无机物来获得能量。它们能够利用氢气、还原性的含硫化合物、二价铁化合物或氨作为还原能的来源；这些还原性物质氧化过程的电子受体常常为氧气或亚硝酸盐。这些进程对于整体的生物地质化学循环，如乙酸生成作用以及硝化和反硝化作用都很重要，并且对土壤的肥沃十分关键。太阳光中的能量可以被植物、蓝藻、紫细菌、绿菌和一些原生生物所捕获。这一获取光能的进程常常与二氧化碳转化为有机物相偶联，成为光合作用的一部分。光能获取和碳固定系统在原核生物中却能够分开运行的，因为紫细菌和绿菌无论在碳固定或是在有机物酵解之时，都可以利用阳光作为能量来源。
qas: question: 在氧化还原性物质的过程中除了亚硝酸盐可以作为受体还有什么也可以？
answers: text: 氧气

question: 对于土壤的肥沃十分重要的除了硝化和反硝化作用还有？
answers: text: 乙酸生成作用

question: 为何在原核生物中光能获取和碳固定系统可以分开运行？
answers: text: 因为紫细菌和绿菌无论在碳固定或是在有机物酵解之时，都可以利用阳光作为能量来源

context: 捕获太阳能的过程与氧化磷酸化在本质上是相似的，因为两者都包括了能量以质子浓度梯度形式存在以及这种浓度差所驱动的三磷酸腺苷的合成。用于驱动电子传递链的电子是来自于被称为光合反应中心的捕光蛋白。根据所含的光合色素类型的不同，可以将反应中心体分为两类：去镁叶绿素-醌型和铁-硫型；大多数的光合细菌只含有一类反应中心体，而植物和蓝藻则含有两类。此外，光系统是在光合作用中发挥主要作用的蛋白质复合物，包括光系统1和2。在植物中，光系统2可以利用光能从水中获得电子，并释放出氧气。电子随后流入细胞色素某复合物，该复合物用能量将质子泵出类囊体膜。被泵出的质子又通过膜回到类囊体内，从而驱动三磷酸腺苷的合成。当电子继续流过光系统1时，它们可以被用于还原辅酶乙醛酸还原酶、用于卡尔文循环或回收后用于合成更多的三磷酸腺苷。
qas: question: 为何氧化磷酸化的本质会和捕获太阳能的过程类似？
answers: text: 两者都包括了能量以质子浓度梯度形式存在以及这种浓度差所驱动的三磷酸腺苷的合成

question: 哪种光系统可以在水中得到电子？
answers: text: 光系统2

question: 电子继续流过光系统1时会有更多的什么有机会被合成？
answers: text: 三磷酸腺苷

context: 合成代谢是一系列合成型代谢进程的总称。一般而言，用于组成细胞结构的复杂分子都是从小且简单的前体一步一步地构建而来。合成代谢包括三个基本阶段：首先生成前体分子，如氨基酸、单糖、类异戊二烯和核苷酸；其次，利用三磷酸腺苷水解所提供的能量，这些分子被活化而形成活性形式；最后，它们被组装成复杂的分子，如蛋白质、多糖、脂类和核酸。不同的生物体所需要合成的各类复杂分子也互不相同。自营生物，如植物，可以在细胞中利用简单的小分子，如二氧化碳和水，来合成复杂的有机分子如多糖和蛋白质。异营生物则需要更复杂的物质来源，如单糖和氨基酸，来生产对应的复杂分子。生物体还可以根据它们所获得的能量来源的不同而被细分为：获取光能的光能自营生物和光能异营生物，以及从无机物氧化过程或的能量的化能自营生物和化能异营生物。
qas: question: 合成代谢的第二阶段为？
answers: text: 利用三磷酸腺苷水解所提供的能量，这些分子被活化而形成活性形式

question: 哪种生物可以用二氧化碳和水来合成多糖和蛋白质？
answers: text: 自营生物

question: 异营生物和自营生物要产生复杂分子的差异中异营生物为？
answers: text: 需要更复杂的物质来源

context: 光合作用是利用阳光、二氧化碳和水来合成糖类并释放出氧气的过程。在光合型原核生物中，碳固定的机制只见差异性更大。此外，原核的化能自营菌也可以通过卡尔文-本森循环来固定二氧化碳，但却使用来自无机化合物的能量来驱动反应。糖类的合成代谢中，简单的有机酸可以被转化为单糖，然后单糖再聚合在一起形成多糖。从包括丙酮酸盐、乳酸盐、甘油、3-磷酸甘油酸和氨基酸在内的化合物来生成葡萄糖的过程被称为葡萄糖新生。葡萄糖新生将丙酮酸盐通过一系列的中间物转化为葡萄糖-6-磷酸，其中的许多中间物可以与糖解过程共享。然而，葡萄糖新生过程不是简单的糖解过程的逆反应，其中多个步骤是由不在糖解中发挥作用的酶来催化的。这样就使得葡萄糖的合成和分解可以被分别调控，以防止这两个途径进入无效循环。
qas: question: 原核的化能自营菌如何驱动反应？
answers: text: 使用来自无机化合物的能量

question: 葡萄糖新生的过程中的许多中间物可以和什么作用在进行时共用？
answers: text: 糖解

question: 葡萄糖新生的过程中很多步骤中用来催化的酶有什么特征？
answers: text: 不在糖解中发挥作用

context: 虽然脂肪是通用的储存能量的方式，但在脊椎动物，如人类中，储存的脂肪酸不能通过葡萄糖新生作用而被转化为葡萄糖，因为这些生物体无法将乙酰辅酶转变为丙酮酸盐。因此，在长期饥饿后，脊椎动物需要从脂肪酸来制造酮体来代替组织中的葡萄糖，因为像脑这样的组织不能够代谢脂肪酸。在其它生物体，如植物和细菌中，由于存在乙醛酸循环，可以跳过柠檬酸循环中的脱羧反应，使得乙酰辅酶可以被转化为草酰乙酸盐，而草酰乙酸盐可以被用于葡萄糖的生产，因此解决了脊椎动物中存在的这一代谢问题。多糖和聚糖是通过逐步加入单糖来合成的，加入单糖的过程是由糖基转移酶将糖基从一个活化的糖-磷酸供体上转移到作为受体的羟基上。由于糖环上的任一羟基都可以作为受体，因此多糖链可以是直链接构，也可以含有多个支链。这些生成的多糖自身可以具有结构或代谢功能，或者可以在寡糖链转移酶的作用下被转接到脂类和蛋白质上。
qas: question: 人类因为无法将乙酰辅酶转变为丙酮酸盐导致什么结果？
answers: text: 储存的脂肪酸不能通过葡萄糖新生作用而被转化为葡萄糖

question: 植物和细菌中为何可以跳过脱羧反应？
answers: text: 存在乙醛酸循环

question: 多糖要如何转接到蛋白质？
answers: text: 在寡糖链转移酶的作用下

context: 脂肪酸合成是一个将乙酰辅酶多聚化并还原的过程。脂肪酸上的乙酰基链是通过一个反应循环来延伸的，包括加入乙酰基、将其还原为乙醇和继续还原为烷烃的过程。在脂肪酸的生物合成中发挥作用的酶可以被分为两类：动物和真菌中，所有的脂肪酸合成反应由一个单一的多功能酶来完成；而在植物质体和细菌中，有多个不同的酶分别催化每一个反应。萜烯和异戊二烯类化合物是脂类中的一个大家族，它们组成了植物天然化合物中的最大的一类。这些化合物是以异戊二烯为单位，聚合和修饰而成的；其中，异戊二烯是由具反应活性的前体，异戊烯焦磷酸和二甲烯丙基焦磷酸提供的。这两个前体可以在不同的途径中被合成。动物和古菌利用甲瓦龙酸途径来从乙酰辅酶生产这两个化合物；而植物和细菌则通过非甲瓦龙酸途径利用丙酮酸和甘油醛-3-磷酸作为受质来生产它们。另一个利用这些活化的异戊二烯供体的重要反应是类固醇的生物合成。其中，异戊二烯单位连接在一起聚成角鲨烯，然后折叠起来，经过一个质子引发的连续成环反应得到羊毛脂甾醇。而羊毛脂甾醇能够被继续转化为其他类固醇，如胆固醇和麦角甾醇。
qas: question: 细菌一样都是有多个不同的酶分别催化每一个反应的是？
answers: text: 植物质体

question: 可以在不同的途径中被合成分别为异戊二烯和？
answers: text: 萜烯

question: 聚成角鲨烯是由何种物质聚集而成的？
answers: text: 异戊二烯

context: 生物体之间合成20种基本氨基酸的能力各不相同。大多数的细菌和植物可以合成所有这20种氨基酸，而哺乳动物只能合成10种非必需氨基酸。因此对于包括人在内的哺乳动物，获取必需氨基酸的途径只能是摄入富含这些氨基酸的食物。所有氨基酸都可以从糖解、柠檬酸循环或磷酸戊糖循环中的中间产物生成。其中，合成过程所需的氮由麸胺酸和麸胺酰胺来提供。氨基酸合成需要先有适当的阿尔法－酮酸形成，然后通过转氨作用形成氨基酸。核苷酸是由氨基酸、二氧化碳以及甲酸来合成的。由于其合成途径需要消耗大量的代谢能量，大多数的生物体内都有有效的系统来进行核苷酸补救。嘌呤是以核苷为基础合成的。腺嘌呤和鸟嘌呤是由前体核苷分子肌苷单磷酸衍生而来，而次黄苷酸则是由来自甘胺酸、麸胺酰胺和麸胺酰胺的原子以及从辅酶四氢叶酸盐上转移来的甲酸基来合成的。嘧啶是由碱基乳清酸盐合成的，乳清酸盐则由麸胺酰胺和麸胺酰胺转化而来。
qas: question: 可以合成所有基本氨基酸的物种除了大部分的植物还有？
answers: text: 细菌

question: 氨基酸在使用转氨作用形成之前是什么物质？
answers: text: 阿尔法－酮酸

question: 次黄苷酸和甲酸基的关系就如同嘌呤和什么？
answers: text: 核苷

context: 氨基酸是通过肽键连接在一起并进一步形成蛋白质。每种不同的蛋白质都对应着自己独特的氨基酸序列。如同20多个字母就能排列组合成数以万计的单词一般，不同的氨基酸连接在一起能够形成数量庞大的蛋白质种类。氨基酸通过连接到对应转运核糖核酸分子上形成氨酰转运核糖核酸而被活化，然后才可以被连接在一起。这种氨酰转运核糖核酸前体是通过一个三磷酸腺苷依赖的反应来合成，该反应由氨酰转运核糖核酸合成酶进行催化。然后，以信使核糖核酸中的序列资讯为指导，带有正确氨基酸的氨酰转运核糖核酸分子就可以结合到核糖体的对应位置，在核糖体的作用下将氨基酸连接到正在延长的蛋白质链上。
qas: question: 组成蛋白质的基本物质为？
answers: text: 氨基酸

question: 要怎样才可以使氨基酸连接在一起？
answers: text: 通过连接到对应转运核糖核酸分子上形成氨酰转运核糖核酸而被活化

question: 带有正确氨基酸的氨酰转运核糖核酸分子要如何知道欲结合到核糖体的对应位置？
answers: text: 以信使核糖核酸中的序列资讯为指导

context: 所有的生物体如果持续摄入非食物类物质而没有相应的代谢途径，这些物质就会在细胞中积累并造成危害。这些存在于机体内可能造成损害的物质被称为异型生物质。异型生物质包括合成药物、天然毒药和抗生素，所幸的是它们可以在一系列异型生物质代谢酶的作用下被去毒化。这一酶系统的功能发挥有三个阶段：首先氧化异型生物质，然后在该物质分子上连接一个水溶性基团，最后修饰过的含水溶性基团的异型生物质被运出细胞。在生态学中，这些反应对于污染物的微生物降解和污染土壤的生物修复具有极为重要的作用。许多这样的微生物反应在多细胞生物体中也同样存在，但由于微生物种类的多样性使得它们能够代谢的物质比多细胞生物体要广泛的多，它们甚至可以降解包括有机氯在内的持久性有机污染物。
qas: question: 如果生物体内没有合成药物的代谢途径则合成药物会如何？
answers: text: 在细胞中积累并造成危害

question: 异型生物质代谢酶的作用的系统当中的第二阶段为？
answers: text: 在该物质分子上连接一个水溶性基团

question: 为何微生物所能代谢的物质会比多细胞生物体还要多种？
answers: text: 由于微生物种类的多样性

context: 代谢有一个特点：无论是任何大小的物种，基本代谢途径也是相似的。例如，羧酸，作为柠檬酸循环中的最为人们所知的中间产物，存在于所有的生物体，无论是微小的单细胞的细菌还是巨大的多细胞生物如大象。代谢中所存在的这样的相似性很可能是由于相关代谢途径的高效率以及这些途径在进化史早期就出现而形成的结果。动植物和微生物的大部分组成结构是由三类基本生物分子所构成，这3类分子是氨基酸、糖类和脂类。由于这些分子是维持生命所必需的，代谢既制造这些分子以用于构建细胞和组织，又在摄入食物后将食物中的这些分子消化降解以提供维持生命所需的能量。许多重要的生化物质可以聚合在一起形成多聚体，如去氧核糖核酸和蛋白质。这些生物大分子对于所有的生物体都是必要的组分。
qas: question: 为什么代谢途径在不管什么生物都非常相似？
answers: text: 很可能是由于相关代谢途径的高效率以及这些途径在进化史早期就出现而形成的结果

question: 除了糖类和脂类组成动植物跟微生物还有哪一个主要成分？
answers: text: 氨基酸

question: 什么机制可以维持生命所需的能量？
answers: text: 代谢

context: 在需氧生物中还存在氧化应激的问题。其中，需要对包括氧化磷酸化和蛋白质折叠中二硫键形成所产生的活性氧进行处理。这些能够损害机体的氧化活性物质由抗氧化代谢物和相关酶来清除。生物体也必须遵守热力学定律。热力学第二定律指出，在任何封闭系统中，熵值总是趋向于增加。虽然生物体的高度复杂性看起来似乎与这一定律相反，但生物体实际上是开放系统，能够与周围环境进行物质和能量交换；因此，生命系统不是处于平衡之中，而是表现为耗散结构来维持它们的高度复杂性，同时增加周围环境的熵值。细胞中的代谢则是通过将分解代谢的自发过程和合成代谢的非自发过程偶联来达到保持复杂性的目的。用热力学来解释，代谢实际上就是通过制造无序来保持有序。
qas: question: 会损害机体的氧化活性物质会由除了酶以外还有什么来进行移除作业？
answers: text: 抗氧化代谢物

question: 为何生物体不是封闭系统？
answers: text: 能够与周围环境进行物质和能量交换

question: 用细胞中的代谢来维持复杂性的过程中自发的为？
answers: text: 分解代谢

context: 由于生物体的外界环境处于不断的变化之中，因此代谢反应必须能够被精确的调控，以保持细胞内各组分的稳定，即体内平衡。代谢调控也使得生物体能够对外界信号产生反馈并能够与其周围环境进行互动。其中，两个紧密联系的概念对于了解代谢途径的调控机制非常重要：其一，一个酶在代谢途径中的调节就是它的酶活性是如何根据信号来增加或降低的；其二，由这个酶所施加的控制即是它的活性的变化对于代谢途径整体速率的影响。例如，一个酶可以在活性上发生很大的变化，但如果这些变化对于其所在的代谢途径的通量基本没有影响，那么这个酶就不能够对于这一途径发挥控制作用。
qas: question: 什么机制让生物体能够与周围环境进行互动？
answers: text: 代谢调控

question: 酶在代谢途径中会对什么的调节？
answers: text: 酶活性

question: 一个酶会于什么部分发生颇大变化？
answers: text: 活性

context: 代谢调控可分为多个层次。在自身调节中，代谢途径可以自调节以对受质或产物水平的变化做出反应；例如，产物量降低可以引起途径通量的增加，从而使产物量得到补偿。这种类型的调节包含对于途径中多个酶的活性的变构调节。多细胞生物中，细胞在接收到来自其他细胞的信号后作出反应来改变它的代谢情况，而这就属于外部调控。这些信号通常是通过可溶性分子来传递的，如激素和生长因子，它们能够特异性地与细胞表面特定的受体分子结合。在与受体结合之后，信号就会通过第二信使系统被传递到细胞内部，此过程中通常含有蛋白质的磷酸化。由胰岛素调节的葡萄糖代谢是一个研究得比较透彻的外部调控的例子。机体合成胰岛素是用于对血液中葡萄糖水平的升高做出反应。胰岛素与细胞表面的胰岛素受体结合，然后活化一系列蛋白激酶级联反应，使细胞能够摄入葡萄糖并将其转化为能量储存分子，如脂肪酸和肝糖。肝糖的代谢是由磷酸化酶和肝糖合酶来控制的，前者可以降解肝糖，而后者可以合成肝糖。这些酶是相互调控的：磷酸化作用可以抑制肝糖合酶的活性，却活化磷酸化酶的活性。胰岛素通过活化蛋白磷酸酶而降低酶的磷酸化，从而使肝糖得以合成。
qas: question: 要传递外部调控的讯号会透过哪一类的介质？
answers: text: 可溶性分子

question: 如果血液中葡萄糖水平的升高什么物质会发出反应？
answers: text: 胰岛素

question: 磷酸化作用中什么物质会被活化？
answers: text: 磷酸化酶

context: 如前所述，代谢的中心途径，如糖解和三羧酸循环，存在于三域中的所有生物体中，也曾存在于“最后的共同祖先”中。共同祖先细胞是原核生物，并且很可能是一种具有广泛的氨基酸、糖类和脂类代谢的产甲烷菌。这些古老的代谢途径之所以没有进一步进化，其原因可能是途径中的反应对于特定的代谢问题已经是一个优化的解决办法，可以以很少的步骤达而到很高的效率。第一个基于酶的代谢途径和之前的代谢途径是原始的核糖核酸世界的组成部分。在进化出新的代谢途径的同时，进化也可能造成代谢功能的降低或丧失。例如，一些寄生物失去了对于生存非关键的代谢进程，代之以直接从宿主体内获取氨基酸、核苷酸和糖类。类似的代谢能力退化的现象在一些内共生生物体中也被观察到。
qas: question: 为何古老的代谢途径没有进一步进化？
answers: text: 可能是途径中的反应对于特定的代谢问题已经是一个优化的解决办法，可以以很少的步骤达而到很高的效率

question: 进化新的代谢途径会有什么风险？
answers: text: 可能造成代谢功能的降低或丧失

question: 虽然有一些寄生物失去了对于生存非关键的代谢进程但是有以什么作为取代？
answers: text: 直接从宿主体内获取氨基酸、核苷酸和糖类

context: 研究者们提出了多种模型来描述新的代谢途径是如何进化而来的：如添加新的酶到一个较短的原始途径，或是复制而后分化整个途径，并将已存在的酶和它们的复合体带入新的反应途径中。这些进化机制中，哪一种更为重要目前还不清楚，但基因组研究显示在同一个途径中的酶可能具有一个共同“祖先”，这就提示许多途径是通过一步接一步的演化方式利用已存在的反应步骤来获得新的功能。另一种较为合理的模型来自于对代谢网络中蛋白质结构的演化研究，其结果提示酶具有普适性，同样的酶能够在不同的代谢途径中被利用并发挥相似的作用。这些利用的进程就导致进化，酶在途径中以类似于马赛克排列的方式进行拼接。第三种可能性是代谢中的一些部分可以以“模块”的方式存在，而模块可以被用于不同的途径并对不同的分子执行相似的功能。
qas: question: 进化成新的代谢途径当中将什么物质加到一个较短的原始途径？
answers: text: 酶

question: 目前的研究结果显示在同一个途径中的酶可能有什么关联？
answers: text: 具有一个共同“祖先”

question: 酶在途径中的拼接方式与哪种方式类似？
answers: text: 马赛克排列

context: 代谢的经典研究方法是还原法，即对单个代谢途径进行研究。放射性示踪是一个非常有用的研究手段，它通过定位放射性标记的中间物和产物来追踪代谢过程，从而可以在整个生物体、组织或细胞等不同水平上对代谢进行研究。随后，对催化这些化学反应的酶进行纯化，并鉴定它们的动力学性质和对应的抑制剂。另一种研究方法是在一个细胞或组织中鉴定代谢相关的小分子，其中所有的这些小分子被称为一个组织细胞的代谢物组。综上，这些研究给出了单个代谢途径的组成结构和功能；但这些方法却无法有效应用于更为复杂的系统，如一个完整细胞中的所有代谢。
qas: question: 用文中提到的非常有用的研究手段来追踪代谢过程时会透过什么？
answers: text: 定位放射性标记的中间物和产物

question: 除了放射性示踪还有哪一种研究方法？
answers: text: 在一个细胞或组织中鉴定代谢相关的小分子

question: 还原法虽然可以研究单个代谢途径但是例如什么是不适用的？
answers: text: 一个完整细胞中的所有代谢

context: 细胞中代谢网络的复杂性是极高的。但现在，利用基因组资料来构建完整的代谢化学反应网络并生成更整体化的数学模型来解释和预测各种代谢行为已经成为可能。特别是将从经典研究方法中所获得的代谢途径和代谢物的资料以及从蛋白质组学和去氧核糖核酸微阵列研究中获得的资料整合到这些数学模型中，则可以极大地完善这些模型。利用所有这些技术，一个人体代谢模型已经被提出，这一模型将对未来的药物和生物化学研究提供指导。代谢资讯的一项主要的技术应用是代谢工程。在代谢工程中，诸如酵母、植物和细菌等生物体被遗传工程改造为生物技术中的高效工具，用于包括抗生素在内的药物或工业用化学品的生产。这些改造通常有助于降低产物合成中的能量消耗，增加产量和减少废物的产生。
qas: question: 现在会如何解释和预测各种代谢行为？
answers: text: 利用基因组资料来构建完整的代谢化学反应网络并生成更整体化的数学模型

question: 什么东西未来可以用于药物的研究？
answers: text: 人体代谢模型

question: 酵母被改造成为为生物技术中的高效工具是利用什么技术？
answers: text: 代谢工程

context: 对于代谢的科学研究已经跨越了数个世纪，从早期对于动物整体代谢的研究一直到现代生物化学中对于单个代谢反应机制的探索。代谢的概念的出现可以追溯到13世纪，阿拉伯医学家伊本·纳菲斯提出“身体和它的各个部分是处于一个分解和接受营养的连续状态，因此它们不可避免地一直发生著变化”。第一个关于人体代谢的实验由意大利人桑托里奥·桑托里奥于1614年完成并发表在他的著作《医学统计方法》中。在书中，他描述了他如何在进食、睡觉、工作、性生活、斋戒、饮酒以及排泄等各项活动前后对自己的体重进行秤量；他发现大多数他所摄入的食物最终都通过他所称的“无知觉排汗”被消耗掉了。在这些早期研究中，代谢进程的机制还没有被揭示，人们普遍认为存在一种“活力”可以活化器官。20世纪初，酶首次被爱德华·比希纳所发现，这一发现使得对代谢中化学反应的研究从对细胞的生物学研究中独立出来，同时这也标志着生物化学研究的开始。
qas: question: 代谢的概念最早于什么时候开始有？
answers: text: 13世纪

question: 《医学统计方法》中作者描述他的所摄入的食物会透过什么排出？
answers: text: 无知觉排汗

question: 什么时候开始才对代谢有独立的研究？
answers: text: 20世纪初

context: 到了19世纪，在对糖被酵母酵解为酒精的研究中，法国科学家路易斯·巴斯德总结出酵解过程是由酵母细胞内他称为“酵素”的物质来催化的。他写道：“酒精酵解是一种与生命以及酵母细胞的组织相关的，而与细胞的死亡和腐化无关的一种行为。”这一发现与弗里德里希·维勒在1828年发表的关于尿素的化学合成证明了细胞中发现的化学反应和有机物与其他化学无异，都遵循化学的基本原则。从20世纪初开始，人们对于生物化学的了解迅速增加。在现代生物化学家中，汉斯·克雷布斯是最多产的研究者之一，他对代谢的研究做出了重大的贡献：他发现了尿素循环，随后又与汉斯·科恩伯格合作发现了三羧酸循环和乙醛酸循环。现代生物化学研究受益于大量新技术的应用，诸如色谱分析、X射线晶体学、核磁共振、电子显微学、同位素标记、质谱分析和分子动力学模拟等。这些技术使得研究者可以发现并具体分析细胞中与代谢途径相关的分子。
qas: question: 路易斯·巴斯德认为糖被酵母酵解的过程中被什么所催化？
answers: text: 酵素

question: 是哪一位科学家发现了尿素循环？
answers: text: 汉斯·克雷布斯

question: 现代生物化学的研究为何可以史研究者发现并分析细胞中与代谢途径相关的分子？
answers: text: 受益于大量新技术的应用

context: 蛋白质是由线性排列氨基酸所组成，氨基酸之间通过肽键相互连接。酶是最常见的蛋白质，它们催化代谢中的各类化学反应。一些蛋白质具有结构或机械功能，如参与形成细胞骨架以维持细胞形态。还有许多蛋白质在细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控中扮演重要角色。脂类是类别最多的生物分子。它们主要的结构用途是形成生物膜，如细胞膜；此外，它们也可以作为机体能量来源。脂类通常被定义为疏水性或两性生物分子，可溶于诸如苯或氯仿等有机溶剂中。脂肪是由脂肪酸基团和甘油基团所组成的一大类脂类化合物；其结构为一个甘油分子上以酯键连接了3个脂肪酸分子形成甘油三酯。在此基本结构基础上，还存在有多种变型，包括不同大小长度的疏水骨架和不同类型的亲水基团。类固醇是另一类由细胞合成的主要的脂类分子。
qas: question: 蛋白质组成的基本单位之间是如何连接的？
answers: text: 通过肽键

question: 生物分子中哪一个主要用来形成细胞膜？
answers: text: 脂类

question: 甘油三酯的酯是指？
answers: text: 脂肪酸分子

context: 糖类为多羟基的醛或酮，可以以直链或环的形式存在。糖类是含量最为丰富的生物分子，具有多种功能，如储存和运输能量以及作为结构性组分。糖类的基本组成单位为单糖，包括半乳糖、果糖以及十分重要的葡萄糖。单糖可以通过糖苷键连接在一起形成多糖，而连接的方式极为多样，也就造成了多糖种类的多样性。去氧核糖核酸和核糖核酸是主要的两类核酸，它们都是由核苷酸连接形成的直链分子。核酸分子对于遗传资讯的储存和利用是必不可少的，通过转录和转译来完成从遗传资讯到蛋白质的过程。这些遗传资讯由去氧核糖核酸修复机制来进行保护，并通过去氧核糖核酸复制来进行扩增。一些病毒含有核糖核酸基因组，它们可以利用反转录来从病毒核糖核酸合成去氧核糖核酸模板。核酶中的核糖核酸还具有类似酶的特性，可以催化化学反应。单个核苷酸是由一个核糖分子连接上一个碱基来形成。其中，碱基是含氮的杂环，可以被分为两类：嘌呤和嘧啶。核苷酸也可以作为辅酶参与代谢基团的转移反应。
qas: question: 多糖是将很多单糖以什么来连接而成的？
answers: text: 糖苷键

question: 要储存遗传资讯时哪一种物质是必要的？
answers: text: 核酸分子

question: 核酶里的哪一部分可以用来催化化学反应？
answers: text: 核糖核酸

context: 代谢中包含了种类广泛的化学反应，但其中大多数反应都属于几类基本的含有功能性基团的转移的反应类型。这些反应中，细胞利用一系列小分子代谢中间物来在不同的反应之间携带化学基团。这些基团转移的中间物被称为辅酶。每一类基团转移反应都由一个特定的辅酶来执行，辅酶同时是合成它和消耗它的一系列酶的受质。这些辅酶不断地被生成、消耗、再被回收利用。三磷酸腺苷是生命体中最重要的辅酶之一，它是细胞中能量流通的普遍形式。三磷酸腺苷被用于在不同的化学反应之间进行化学能的传递。虽然细胞中只有少量的三磷酸腺苷存在，但它被不断地合成，人体一天所消耗的三磷酸腺苷的量积累起来可以达到自身的体重。三磷酸腺苷是连接合成代谢和分解代谢的桥梁：分解代谢反应生成三磷酸腺苷，而合成代谢反应消耗三磷酸腺苷。它也可以作为磷酸基团的携带者参与磷酸化反应。
qas: question: 要执行基团转移反应的必要物质为？
answers: text: 辅酶

question: 哪一个物质在人体中的一天消耗量可以达到自己的体重？
answers: text: 三磷酸腺苷

question: 什么反应会消耗分解代谢反应中生成的物质？
answers: text: 合成代谢反应

context: 维生素是一类生命所需的微量有机化合物，但细胞自身无法合成。在人类营养学中，大多数的维生素可以在被修饰后发挥辅酶的功能；例如，细胞所利用的所有的水溶性维生素都是被磷酸化或偶联到核苷酸上的。烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸是核黄素的一种衍生物，它也是一种重要的辅酶，可以作为氢受体。数百种不同类型的去氢酶可以从它们的受质上移去电子。无机元素在代谢中也发挥着重要的作用；其中一些在机体内含量丰富，而另一些则为微量元素。大约99%的哺乳动物的质量为碳、氮、钙、钠、氯、钾、氢、磷、氧和硫元素。绝大多数的碳和氮存在于有机物中，而氢和氧则主要存在于水中。
qas: question: 哪种物质虽然细胞无法自己合成却可以在被修饰后发挥辅梅的功能？
answers: text: 维生素

question: 烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸来自什么物质的衍伸物？
answers: text: 核黄素

question: 有机物中大部分组成的元素除了氮还有？
answers: text: 碳

context: 含量丰富的无机元素都是作为电解质的离子。体内最重要的离子有钠、钾、钙、镁等金属离子和氯离子、磷酸根离子以及碳酸氢根离子。在细胞膜的内外维持准确的离子梯度，可以保持渗透压和酸碱值的稳定。离子对于神经和肌肉组织也同样不可缺少，这是因为这些组织中的动作电位是由细胞外液和细胞原生质之间的电解质交换来产生的。电解质进入和离开细胞是通过细胞膜上的离子通道蛋白来完成的。例如，肌肉收缩依赖于位于细胞膜和横行小管上的离子通道对于钙离子、钾离子和钠离子的流动的控制。过渡金属在生物体体内通常是作为微量元素存在的，其中锌和铁的含量最为丰富。这些金属元素被一些蛋白质用作辅因子或者对于酶活性的发挥具有关键作用，例如携氧的血红素和过氧化氢酶。这些辅因子可以与特定蛋白质紧密结合；虽然酶的辅因子会在催化过程中被修饰，这些辅因子总是能够在催化完成后回到起始状态。
qas: question: 为何神经和肌肉组织离不开离子？
answers: text: 这些组织中的动作电位是由细胞外液和细胞原生质之间的电解质交换来产生的

question: 肌肉收缩的动作中是如何控制电解质的？
answers: text: 依赖于位于细胞膜和横行小管上的离子通道

question: 哪种金属元素在酶活性的发挥具有不可或缺的作用？
answers: text: 过渡金属

context: 分解代谢是一系列裂解大分子的反应过程的总称，包括裂解和氧化食物分子。分解代谢反应的目的是为合成代谢反应提供所需的能量和反应物。分解代谢的机制在生物体中不尽相同，如有机营养菌分解有机分子来获得能量，而无机营养菌利用无机物作为能量来源，光能利用菌则能够吸收阳光并转化为可利用的化学能。然而，所有这些代谢形式都需要氧化还原反应的参与，反应主要是将电子从还原性的供体分子转移到受体分子。在动物中，这些反应还包括将复杂的有机分子分解为简单分子。在光合生物中，这些电子转移反应并不释放能量，而是用作储存所吸收光能的一种方式。动物中最普遍的分解代谢反应可以被分为三个主要步骤：首先，大分子有机化合物，如蛋白质、多糖或脂类被消化分解为小分子组分；然后，这些小分子被细胞摄入并被转化为更小的分子，此过程中会释放出部分能量；最后，乙酰基团通过柠檬酸循环和电子传递链被氧化为水和二氧化碳，并释放出能量，这些能量可以通过将烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸还原为烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸而以化学能的形式被储存起来。
qas: question: 裂解和氧化食物分子可以统称作什么？
answers: text: 分解代谢

question: 哪种生物可以将阳光转成可以是用的化学能？
answers: text: 光能利用菌

question: 动物中会如何储存能量？
answers: text: 通过将烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸还原为烟碱酰胺腺嘌呤二核苷酸而以化学能的形式被储存起来

context: 淀粉、蛋白质和纤维素等大分子多聚体不能很快被细胞所吸收，需要先被分解为小分子单体然后才能被用于细胞代谢。有多种消化性酶能够降解这些多聚体，如蛋白酶可以将但蛋白质降解为多肽片断或氨基酸，糖苷水解酶可以将多糖分解为单糖。微生物只是简单地分泌消化性酶到周围环境中，而动物则只能由其消化系统中的特定细胞来分泌这些酶。由这些位于细胞外的酶分解获得的氨基酸或单糖接着通过主动运输蛋白被运送到细胞内。氨基酸既可以被用于合成蛋白质或其他生物分子，又可以被氧化为尿素和二氧化碳以提供能量。氧化的第一步是由转氨酶将氨基酸上的胺基除去，胺基随后被送入尿素循环，而留下的脱去胺基的碳骨架以酮酸的形式存在。有多种酮酸是柠檬酸循环的中间物。此外，生糖氨基酸能够通过葡萄糖新生作用被转化为葡萄糖。
qas: question: 氨基酸是由什么物质分解而来的？
answers: text: 蛋白质

question: 糖苷水解酶的作用为？
answers: text: 将多糖分解为单糖

question: 分泌梅时动物跟微生物的差别在于动物为？
answers: text: 只能由其消化系统中的特定细胞来分泌这些酶