新陈代谢的网络体系
王镜岩(第三版)生物化学下册课后习题答案
第19章代谢总论⒈怎样理解新陈代谢？答：新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。
新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。
新陈代谢的功能可概括为五个方而：①从周围环境中获得营养物质。
②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。
③将结构元件装配成自身的大分子。
④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。
⑤提供机体生命活动所需的一切能量。
⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位？答：生物体的一切生命活动都需要能量。
生物体的生长、发育，包括核酸、蛋白质的生物合成，机体运动，包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等，都需要消耗能量。
如果没有能量来源生命活动也就无法进行．生命也就停止。
⒊在能量储存和传递中，哪些物质起着重要作用？答：在能量储存和传递中，ATP（腺苷三磷酸）、GTP（鸟苷三磷酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等起着重要作用。
⒋新陈代谢有哪些调节机制？代谢调节有何生物意义？答：新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。
分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。
酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。
酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。
合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。
在酶的活性调节机制中，比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。
细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。
多细胞生物还受到在整体水平上的调节。
这主要包括激素的调节和神经的调节。
高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。
人类还受到高级神经活动的调节。
除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。
代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。
代谢工程
代谢工程科技名词定义中文名称：代谢工程英文名称：metabolic engineering定义：通过基因工程的方法改变细胞的代谢途径。
所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；新陈代谢（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布代谢工程书籍图代谢工程（Metabolic engineering）是生物工程的一个新的分支。
代谢工程把量化代谢流及其控制的工程分析方法和用以精确制订遗传修饰方案并付之实施的分子生物学综合技术结合起来，以上述“分析——综合”反复交替操作、螺旋式逼近目标的方式，在较广范围内改善细胞性能，以满足人类对生物的特定需求的生物工程。
目录发展前沿展开编辑本段发展为了满足人类对生物的特定需求而对微生物进行代谢途径操作，已有将近半个世纪的历史了。
在氨基酸、抗生素、溶剂和维生素的发酵法生产中，都可以找到一些典型实例。
操作的主要方法是，用化学诱变剂处理微生物，并用创造性的筛选技术来检出已获得优良性状的突变菌株。
尽管这种方法已被广泛地接受并已取得好的效果，但对突变株的遗传和代谢性状的鉴定是很不够的，更何况诱变是随机的，科学不足技巧补！DNA重组的分子生物学技术的开发把代谢操作引进了一个新的层面。
遗传工程使我们有可能对代谢途径的指定酶反应进行精确的修饰，因此，有可能构建精心设计的遗传背景。
DNA重组技术刚进入可行阶段不久，就出现了不少可用来说明这种技术在定向的途径修饰方面的潜在应用的术语。
如分子育种（1981年），体外进化（1988年），微生物工程或代谢途径工程（1988~1991年），细胞工程（1991年）和代谢工程（1991年）。
尽管不同的作者提出不完全相同的定义，这些定义均传达了与代谢工程的总目标和手段相似的含义。
我们曾经把代谢工程定义为，代谢工程就是用DNA重组技术修饰特定的生化反应或引进新的生化反应，直接改善产物的形成和细胞的性能的学科。
这样定义代谢工程强调了代谢工程工作目标的确切性。
当代学术：近代中国社会的新陈代谢
2 个人主义与自由
传统的等级制度受到冲击，个 人主义和自由的思想开始萌芽 ，人们追求自我价值和个人发 展。
3 爱国主义与民族主义
面对外来侵略和民族危机，爱 国主义和民族主义的思想高涨 ，人们渴望民族复兴和国家强 盛。
4 社会公平和正义
社会公平和正义的呼声越来越 高，人们开始关注弱势群体， 追求社会公平、公正和法治。
结构性失衡与矛盾调节
经济发展
地区之间发展不平衡，需要协调各地 区经济发展速度。
社会问题
收入差距、贫富分化等社会问题，需 要通过有效政策进行调节。
资源分配
合理配置资源，促进资源共享和可持 续发展。
社会稳定
维护社会公平正义，化解社会矛盾， 维护社会稳定。
创新驱动与高质量发展
科技创新
1
推动产业升级
人才培养 2
清政府腐败无能，无力抵抗列强的侵略，中国社会陷入半殖民地 半封建的困境。民族危机加剧，社会矛盾激化，为近代中国的变 革提供了重要的推动力。
科技进步与社会变革
工业革命的冲击
机械化生产提高了效率，推动了工业化进程，但也引发了社会结构的变化和劳 动力市场的调整。
交通工具的革新
铁路、汽车、飞机等交通工具的出现，缩短了时空距离，促进了人员流动和信 息传播，改变了人们的生活方式。
机会平等
教育、就业、创业等方面的机 会更加平等，为不同阶层的人 提供了上升通道。
职业发展
随着经济发展和产业结构的调 整，新的职业和发展机会不断 涌现。
代际流动
下一代受教育水平提高，更容 易获得更优质的生活和社会地 位。
政治体制的改革
封建帝制 1
以君主专制为核心
民主共和 2
推翻帝制，建立民主政权
尿疗知识
尿疗知识尿疗法引，用尿液来治疗疾病，增进健康，是一种未经医学证实的民间疗法。
1990年日本医师中尾良一出版《奇迹が起きる尿疗法》一书，中尾良一表示用尿来治病的历史，在印度有5000年，欧洲有4000年，此书在全世界引起尿疗法的话题。
尿疗法渐为一般人所熟悉。
在中国朱熹23代孙朱锦富遵守祖传“回龙汤”秘方饮尿数十年，并撰有《朱丹溪祖传尿疗法：喝自己的尿治自己的病》一书。
辽宁省尿疗协会按：《尿疗常识十条》一文，系郭峰同志亲自组织协会的几位同志根据近年来的推广尿疗过程中遇到的问题而编写的。
这十条注重了基本的、现实的和应用的需要，是普及尿疗过程中应把握的十条。
在编写过程中，曾向有关专家和几位中西医师请教，郭峰同志根据专家们的意见，亲自对原稿作了认真的修改，终成此稿。
现在发表它的目的：一是坚定尿疗实践者的信心；二是希望社会各界人士认识尿疗，参与尿疗，支持尿疗。
我们坚信，认识了便会积极地参与和支持，参与和支持了便能深刻地认识。
一、尿液是血液的分身，无菌，不脏为什么有些人害怕喝尿？主要是把尿视为污秽的排泄物，并且将其与粪便混为一谈，这是认识上的误区。
排泄物是人体内物质分解代谢的终末产物，体内物质从血液循环中往体外转运过程是排泄。
尿液与粪便走两条不相同的管道排出体外。
粪便是人将咀嚼后的食物营养物质和水分吸收后，剩下的残渣，形成粪便经由大肠排出体外，这些食物消化后残渣——粪便不是真正的代谢产物，不是从循环血液中运出，不列入排泄物中。
而尿液是将食物咀嚼后的营养成分（包括部分水）吸收进入血液，经过血管在体内各个部位循环，机体按需要吸取营养。
多余部分经肾小球过滤、肾小管吸收后生成尿液——真正的代谢产物，经输尿管储于膀胱中，积到一定量后排出体外。
尿血同源，血液是尿的生身父母，尿是血液的分身，其化学成分来源于血液、相同于血液。
医学化验人员都知道，健康人的尿是无菌的，因此可见，认为尿是脏物，饮尿有害是一种误解。
二、尿液成份及其作用分析经科学化验分析，尿是无菌的液体，并且已知尿中含有100多种微量活性物质，其中95％左右是水，其余为固体部分。
第七章 生物氧化
呼吸链有两条：
NADH开始的呼吸链
—— NADH呼吸链；
FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
+e Fe3+ Fe2+
-e
铁硫蛋白的结构及递电子机理
1Fe 0S24Cys 4Fe
4S24Cys 2Fe
2S24Cys
S Fe
4. 辅酶Q (CoQ)
辅酶-Q（CoQ）：脂溶性醌类化合物， 又称泛醌，非蛋白电子载体。 特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌， 位于呼吸链的中心
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅酶-Q不只接受NADH脱氢酶的H,还接受 线粒体其他脱氢酶脱下的H,如琥珀酸脱 氢酶，因此它。
第二节 线粒体电子传递体系
一.线粒体呼吸链（respiratory
chain)
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所,底
物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将 质子和电子转移到内膜的载体上，经 过一系列氢载体和电子载体的传递， 最后传递给O2生成H2O。
（一）呼吸链的概念
呼吸链（电子传递体系或电子传递链）：
•
• ATP与高能磷酸键
NH2 O O Oγ β α N O P O P～ O P ～ - O O CH O O 2 O N N N
OH OH AMP ADP ATP
•
ATP + H2O ADP + H2O AMP + H2O
ADP + Pi AMP + Pi
中山生化真题02-09
中山大学2002年研究生入学考试生物化学试题考试科目：生物化学专业：微生物学一、填空题1．维生素D具有————的结构，可分为——和——两种。
2．β－肾上腺素受体具有——结构特点。
3．结合脂分为——和——两大类型。
4．单糖游离羰基能与——分子苯肼作用生成糖脎。
5．酶的可逆的抑制作用分为三种类型：——、——和——。
6．假设mRNA上的密码子是5‘－AGC－3’与之配对的tRNA上的反密码子是5‘——3’。
7．蛋白质生物合成的遗传密码有64个，其中——个是编码氨基酸的密码。
8．在生物的新陈代谢中，——是生物体分解代谢的能量载体。
9．生物代谢的调节机制随着进化而不断完善。
在动物的代谢调节中，除了酶水平，细胞水平和激素水平的调节外，还有——水平的调节。
10．原核细胞中，电子传递和氧化磷酸化在——上进行，而真核细胞中电子传递和氧化磷酸化在——中进行。
11．糖酵解过程中，丙酮酸加氢变成乳酸时，其2H 由——提供。
12．胆固醇时固醇类物质的合成来源，而——是胆固醇的合成原料。
13．大多数氨基酸是生糖氨基酸，少数氨基酸如亮氨酸和色氨酸是生酮氨基酸，而苯丙氨酸和——既能生糖，也能生酮。
14．真核生物中，DNA复制时负责合成前导链的时DNA 聚合酶——。
二、判断正误题。
1．青霉素能破坏细菌的细胞壁从而杀死细菌。
2．所有激素具有三级调节水平体系。
3．RNA中的双螺旋结构去C构象。
4．真核生物mRNA前体中内含子的去除是按一定的次序进行的。
5．卫星DNA 富含A－T，浮力密度较小。
6．NAD、NADH是生物分解代谢的氢载体。
7．糖酵解产物丙酮酸经氧化脱羧生成乙酰CoA。
8．在细菌和植物细胞中，脂肪酸合成酶系以多肽的形式存在。
9．组成蛋白质的氨基酸都可通过转氨作用，将氨基转给共同受体a－酮戊二酸。
10．生物体内的嘌呤核苷酸__________合成时，通常先合成嘌呤碱，再与核糖和磷酸合成核苷酸。
11．通常DNA复制终止时并不需要特定的信号。
生物体的组成方式从简单到复杂的排列顺序是
生命体（生物学进化体系）：生命体（biomass）是指以繁殖为目的，能自发进行熵变的自我进化体系。
定义：有生命形态的独立个体就是生命体，能对外界刺激做出相应反应。
现代生物学生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。
（这个定义把生命表述为生物的复合现象。
抹杀了生命和生物现象的差别，混淆了生命和生物的概念，不符合生命的客观实际，违背了认识的逻辑规律。
）生命是由高分子的核酸蛋白体和其他物质组成的生物体所具有的特有现象。
与非生物不同，生物能利用外界的物质形成自己的身体和繁殖后代，按照遗传的特点生长、发育运动，在环境变化时常表现出适应环境的能力。
生命是生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、进化、运动、行为、特征、结构所表现出来的生存意识。
生命或生存意识是生物的本质、内在规定和组成部分，是生物的无穷变化遵循的普遍规律。
生物是生命、生存意识和物的统一体。
生物的生长、发育、繁殖、代谢、应激、运动、行为、特征、结构是生命或生存意识的表现形式，我们通过观察生物的表现形式，就可以判断出一个物体是否具有生命或生存意识、是生物还是非生物。
分子生物学生命是有核酸和蛋白质等物质组成的分子体系，它具有不断繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
（这个定义把生命表述为分子体系，既生命就是生物体系，并对分子体系进行进一步的表述。
这个定义根本不是生命的定义，而是关于生物的定义、关于分子体系的定义，把生命和生物完全混为了一体。
）成分结构：化学成分从元素成分来看，在已经发现的一百一十余种化学元素中，各类生物体所必需的元素差不多都是特定的一二十种，其中C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K占了绝对多数。
从分子成分来看，生物体的重要特征在于，它们基本都含有被称作生物分子的蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等有机物，这些有机分子在各种生物中有着相同的结构模式和功能。
如一切生物的遗传物质都是DNA和RNA，生命体内其催化作用酶都是各种蛋白质，各种生物都利用高能化合物（ATP、NADH...）等，都说明生物界在化学成分上存在高度同一性。
代谢工程的基本概念
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10.载流途径与载流路径
从字面上讲，有代谢物流通过的代
谢途径即载流途径。载流路径是工业发 酵领域的术语。在工业发酵的目的产物 生产阶段，碳架物质从原料到目的产物 流经的各段代谢途径(即载流途径)，按 流经的先后次序首尾衔接，组合成载流 路径。代谢工程没有必要研究所有的载 流途径，但必须研究载流路径上的代谢 流，也就是生产阶段的代谢主流。
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20.异常代谢和导向型细胞经济
如果工业生产要求微生物在胞外累积
某种代谢中间产物，则必须对微生物的代 谢流进行导向。根据已获得的代谢分析的 信息，应用“五字策略”有可能设计理想 载流途径和配套的发酵培养工艺路线和工 艺条件，进而改造菌种、调整工艺，将代 谢主流导向理想载流途径。在导向成功的 情况下，细胞处于异常代谢状态，细胞经 济体系呈现导向型细胞经济的特色。
须认真考虑节点刚性问题，尽量采用解除 反馈调节的育种手段。
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17.代谢网络的刚性
微生物自动抵制代谢网络中代 谢物流量分布的改变的特性叫做代 谢网络的刚性。代谢网络的刚性与 主要刚性节点的刚性大小、分布及 数量密切相关。
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18.微生物活细胞及其经济性
微生物活细胞是个远离平衡 状态的开放体系，是一种靠消耗 能量而维持低熵的稳定动态的特 殊结构——耗散结构。 【下续】
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19.正常代谢和竞争型细胞经济
微生物在生存竞争中进化的方向是发
展其自身的适应能力和提高细胞运行的经 济系数。经生存竞争而幸存下来的野生型 微生物在其所栖身的环境中是富有竞争能 力的，并且它们的代谢中间物在代谢网络 中的分布及细胞经济运行状况有利于细胞 生长、繁殖和在竞争中获胜。在上述条件 下，细胞处于正常代谢状态，细胞经济体 系呈现竞争型细胞经济的特色。
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新陈代谢的网络体系
一、物质代谢与能量代谢总结
物质代谢主要包括糖类、脂质、蛋白质与核酸四大类生物分子的分解与合成代谢反应，分别总结如下：
糖类的主要代谢体系如图1所示，可以看到，糖代谢以葡萄糖的代谢为核心，而葡萄糖的代谢则以糖酵解/糖异生与三羧酸循环为核心。
在有氧条件下，通过糖酵解、丙酮酸的氧化脱羧、三羧酸循环途径，葡萄糖彻底分解为CO2；在无氧条件下，通过糖酵解、乙醇发酵（发生于酵母等微生物中）或乳酸发酵（发生于动物骨骼肌、细菌中），葡萄糖部分分解，产生CO2、乙醇或乳酸；另一方面，生物体又可以丙酮酸为原料，通过糖异生途径合成葡萄糖。
起始于葡萄糖的一条特殊的代谢途径是戊糖磷酸途径，通过该途径可产生核糖-5-磷酸等五碳糖的磷酸酯。
对其他单糖来说，通过与能进入糖酵解的中间产物之间的转换得以分解或合成。
对寡糖、多糖与糖复合物中的糖链来说，主要通过水解或磷酸解作用，释放葡萄糖等单糖（通常为单糖的磷酸酯，如葡萄糖-1-磷酸），进行分解代谢，与之相对应的合成代谢则以UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖）、ADPG（腺苷二磷酸葡萄糖）等为原料合成寡糖与多糖。
除以上主要代谢途径外，在植物与微生物体内存在乙醛酸循环，可将乙酰CoA转化为四碳二羧酸（如苹果酸），并进一步通过三羧酸循环与糖异生作用生成葡萄糖。
在动物肝脏内，存在葡糖醛酸途径，将葡萄糖-1-磷酸转化为葡糖醛酸与维生素C。
图1 糖类的主要代谢体系，红色箭头所示为分解代谢方向，蓝色箭头所示为合成代谢方向
脂质的主要代谢体系如图2所示，脂质分解代谢的核心过程是β-氧化，三酰甘油、磷脂、鞘脂、胆固醇酯等通过水解作用释放脂肪酸以及甘油、磷酸、鞘氨醇、胆固醇等其他产物，脂肪酸在细胞质中被活化，形成的脂酰CoA转运入线粒体后，通过β-氧化分解为乙
酰CoA，乙酰CoA有多种去向，如可进入三羧酸循环、转化为酮体、合成胆固醇、在植物与微生物中转化为四碳二羧酸等。
脂质合成代谢的核心过程是脂肪酸合酶催化的脂肪酸的合成反应，该系列反应以乙酰CoA和丙二酸单酰CoA（由乙酰CoA羧化产生）为原料合成长链脂肪酸（如软脂酸）。
在软脂酸的基础上，可生成其他的长链脂肪酸与不饱和脂肪酸，并进行三酰甘油、磷脂、鞘脂等的合成。
图2 脂质的主要代谢体系，红色箭头所示为分解代谢方向，蓝色箭头所示为合成代谢方向
蛋白质的主要代谢体系如图3所示，蛋白质代谢的核心与基础是氨基酸的代谢，蛋白质与多肽通过水解作用分解为氨基酸，氨基酸则通过翻译过程形成多肽与蛋白质，氨基酸还可以转化为血红素、核苷酸等其他含氮物质。
在分解途径中，氨基酸通过转氨基作用、脱氨基作用等脱去氨基，剩余部分统称碳骨架，碳骨架可进入糖代谢与脂代谢途径，氨基则通过尿素循环转化为尿素、尿酸等。
在合成途径中，生物体以 -酮戊二酸、草酰乙酸、丙酮酸等代谢物为原料，结合游离的氨，合成各种基本氨基酸。
图3 蛋白质的主要代谢体系，红色箭头所示为分解代谢方向，蓝色箭头所示为合成代谢方向
核酸的主要代谢体系如图4所示，DNA与RNA通过水解作用分解为核苷酸，核苷酸
则在DNA的复制与转录等作用中形成DNA与RNA。
核苷酸在生物体内还参与NAD+、FAD、CoA等辅酶的生物合成。
核苷酸分解代谢中，嘌呤核苷酸经脱氨基、脱磷酸、脱核糖基、氧化作用等降解为氨基、磷酸、核糖、尿酸等代谢产物；嘧啶核苷酸则先降解为核糖、磷酸、碱基等组成成分，碱基再进一步转变为β-丙氨酸、β-氨基异丁酸等。
核苷酸的合成代谢包含从头合成途径与补救途径，前者利用核糖磷酸、氨基酸、CO2等简单物质，后者利用游离的碱基或核苷合成核苷酸。
图4 核酸的主要代谢体系，红色箭头所示为分解代谢方向，蓝色箭头所示为合成代谢方向
生物体内的能量代谢蕴含于物质代谢之中，每一个代谢反应都涉及能量的变化，利用代谢反应自由能的变化，可帮助判断代谢反应能否自发进行、以及该反应是否为可逆反应。
对于整个代谢系统来说，能量代谢主要指一些高能分子的产生与利用过程，其中关键的高能分子可分为两类，一类是NADH、NADPH、FADH2这三种含还原性氢的分子（也是电子的载体分子），一类是A TP、GTP、CTP、UTP这四种高能磷酸化合物。
NADH与FADH2主要生成于糖、脂、氨基酸等的分解代谢途径中，如在糖酵解阶段，伴随1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，共生成2分子NADH，1分子丙酮酸通过氧化脱羧反应生成1分子NADH，1分子乙酰CoA通过三羧酸循环途径氧化分解，生成3分子NADH 与1分子FADH2，脂肪酸的分解代谢中，每一轮β-氧化途径生成1分子NADH与1分子FADH2，氨基酸的脱氨基作用也可生成NADH。
生物体内生成的NADH与FADH2主要通过氧化磷酸化作用，将其携带的电子通过电子传递链传递给氧分子，电子传递释放的能量将质子由线粒体基质泵入内外膜间隙，导致电化学梯度（即质子动力势）的产生，此后该电化学梯度促使质子通过A TP合酶上的通道回流入基质，驱动A TP的合成。
除此外，无氧呼吸中的乙醇发酵或乳酸发酵可消耗NADH，使NAD+得以再生，参与新的糖酵解反应，使生物能在缺氧的条件下利用糖酵解作用提供部分A TP。
NADPH主要通过三个途径生成，第一途径是光合磷酸化作用，光合色素吸收和捕获的光能使H2O中的电子经一系列电子载体流向最终电子受体NADP+，使其被还原为NADPH，第二途径是戊糖磷酸途径，第三途径是由苹果酸酶催化的苹果酸的氧化脱羧反应。
此外谷氨酸脱氢酶催化的谷氨酸的氧化脱氨基反应也可生成NADPH。
NADPH可在植物与光合微生物的碳同化反应阶段被利用，使甘油酸-1,3-二磷酸被还原为甘油醛-3-磷酸。
在动物体内，NADPH主要用于生物合成（如脂肪酸、胆固醇、核苷酸的合成等）以及保持谷胱甘肽等分子处于还原状态。
A TP是生物体内最重要的能量贮存分子，也被称为生物体内的能量“货币”。
A TP的生成途径很多，其主要生成途径为氧化磷酸化作用与光合磷酸化作用，由A TP合酶或CF1CF o A TP合酶催化合成。
此外，糖酵解途径可生成少量A TP，植物可通过每一轮三羧酸循环反应生成1分子A TP，骨骼肌在运动时，磷酸肌酸的水解可导致A TP的生成。
A TP在相关酶类的催化作用下，分解为ADP与Pi，或分解为AMP与PPi，所释放的能量用于生物合成、物质的跨膜运输、运动等各种生命活动。
除A TP外，GTP、CTP、UTP三种核苷三磷酸也参与代谢中的能量传递，例如UTP参与糖原的合成代谢，CTP参与磷脂的合成代谢，GTP参与糖异生作用等。
在生物体内，可通过下列反应将不同核苷三磷酸分子的分解与合成反应偶联在一起：
XD P+YTP XTP+YDP
二、代谢途径之间的联系
生物体内的各代谢途径之间具有密切的联系，形成了一个代谢网络，这一代谢网络的节点是各种关键的代谢中间物，如丙酮酸、乙酰CoA、草酰乙酸、α-酮戊二酸、戊糖磷酸等分子。
总体上来说，将各代谢途径联系起来的关键途径是三羧酸循环。
糖代谢与脂代谢之间的联系最密切，糖可以在生物体内转化为脂，以葡萄糖为代表的单糖分子分解产生乙酰CoA，乙酰CoA通过脂肪酸的合成作用形成脂酰CoA，乙酰CoA 还可用于合成胆固醇，此外糖酵解作用中生成的二羟丙酮磷酸在甘油磷酸脱氢酶的催化作用下转变为甘油-3-磷酸，甘油-3-磷酸与脂酰CoA反应生成磷脂酸，磷脂酸再进一步生成三酰甘油与磷脂。
另一方面，在植物与微生物体内，脂也可以转化为糖，其关键途径是乙醛酸循环，由脂分子降解产生的乙酰CoA通过该途径形成苹果酸，苹果酸再转化为草酰乙酸，并进一步通过糖异生途径生成葡萄糖。
蛋白质代谢（实际是氨基酸代谢）与糖代谢之间也具有密切的联系，氨基酸通过分解代谢，其碳骨架可转变为丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸等代谢物，这些代谢物可通过三羧酸循环和糖异生途径生成葡萄糖。
另一方面，糖以及糖分解代谢的中间物如核糖-5-磷酸、赤藓糖-4-磷酸、3-磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸等均为氨基酸生物合成的前体，糖分解代谢产生的丙酮酸还可转化为草酰乙酸，并进一步转化为天冬氨酸等氨基酸。
串联氨基酸代谢与脂代谢的关键分子是乙酰CoA，生酮氨基酸（如异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸等）通过分解代谢产生乙酰CoA或乙酰乙酰CoA，生糖氨基酸（如丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸等）可先分解产生丙酮酸等分子，再生成乙酰CoA，乙酰CoA为合成脂肪酸、胆固醇的前体分子。
核酸（核苷酸）代谢途径与其他三种生物分子的代谢途径也存在一定联系，多种氨基酸分子（如谷酰胺、天冬氨酸、甘氨酸）是合成嘌呤核苷酸或嘧啶核苷酸的前体分子，嘌呤核苷酸的分解产物是β-丙氨酸。
单糖的磷酸酯核糖-5-磷酸是核苷酸的构件分子。
嘧啶核苷酸可分解产生琥珀酰CoA，琥珀酰CoA又可通过三羧酸循环、糖异生途径生成糖。
四大类生物分子代谢途径的关联见图5。
图中双箭头表示其两端的分子可以相互转化，单箭头表示转化途径是单向的。
出发或终止于红框的箭头指示的是一种代谢物与特定代谢途径之间的关系，如指示核糖-5磷酸与核苷酸代谢的关系，甘油-3-磷酸与脂代谢的关系，乙酰CoA、琥珀酰CoA等与氨基酸代谢的关系。
终止于另一个箭头中段的箭头指示的是箭头出发点所对应的分子可参与合成另一类生物分子，或者可转化为另一代谢途径的中间代谢
物，如指示天冬氨酸参与嘌呤核苷酸的合成，草酰乙酸可转化为糖酵解途径中的中间代谢物磷酸烯醇式丙酮酸。
图5 四大类生物分子代谢途径的关联。