嘌呤、嘧啶核苷酸的分解代谢与合成代谢的途径
核苷酸代谢—核苷酸的合成代谢(生物化学课件)
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 3、从头合成过程
（ 1 ） IMP的合成 （ 2 ） AMP和GMP的生成 （ 3 ） ATP和GTP的生成
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢
PP-1-R-5-P
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
项目一 核苷酸的合成代谢 （ 3）dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
TMP合酶
N5, N10-甲烯FH4
FH2
dUMP
FH2还原酶 FH4 NADP+ NADPH+H+
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 （ 2 ）胞嘧啶核苷酸的合成
尿苷酸激酶
UDP
ATP ADP
二磷酸核苷激酶
ATP
ADP
UTP
CTP合成酶
谷氨酰胺 ATP
谷氨酸 ADP+Pi
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢 （ 3）dTMP或TMP的生成
脱氧核苷酸还原酶
UDP
dUDP
CTP CDP dCDP dCMP
腺苷激酶
激酶
AMP
ADP
ATP ADP
ATP ADP鸟苷激酶来自激酶GMPGDP
ATP ADP
ATP ADP
ATP GTP
项目一 、二 核苷酸的合成与分解代谢
头顶二氧碳； 2、
嘌呤代谢ppt课件
（GAR）
（谷氨酰胺）
O
C HO C
C H2N
N CH
N
羧化酶 HC 变位酶 C
CO2 H2N
N CH
N
H2O ATP H2C
AIR合成酶
C HN
H N
CH
NH O
Gln
FGAM 合成酶
ATP
Glu
（谷氨酸）
R-5'-P
R-5'-P
R-5'-P
5-氨基咪唑-4-羧酸 核苷酸（CAIR）
5-氨基咪唑核苷酸 （AIR）
这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP） 水平上进行的。
P
P O CH 2 O
碱基
P P O CH 2 O
碱基
核糖核苷酸还原酶
Mg 2+
OH OH
NDP
硫氧化
（ N=A,G ,C,U） 还 原 蛋 白
H 2O 硫 氧 化
SH
还原蛋白
SH
S S
NADP +
FAD
NADPH
硫氧化还原蛋白还原酶
• 为三氧基嘌呤，其醇式呈弱酸性。各种嘌呤氧 化后生成的尿酸随尿排出。因溶解度较小，体 内过多时可形成尿路结石或痛风。
• 正常人血浆中尿酸含量为2-6mg%；男性平均为 4.5mg%，女性为3.5mg%。
• 除了痛风，尿酸高还是许多疾病的危险指征。 权威调查数据显示，高尿酸血症人群罹患冠心 病死亡的几率是尿酸正常人群的5倍。
N H
hypoxanthine
(H)
N
N H
PRPP酰胺转移酶 IMP
-
-
6-MP 6-MP 6-MP核苷酸
生化12.3 嘌呤核苷酸的生物合成
（2）IMP合成的过程 10步反应
IMP的合成1-3
转酰胺酶 5-磷酸核糖-α-焦磷酸
PRPP
（注意转酰胺后核糖1位构型的变化）
5-磷酸核糖-β-胺 合成酶
转甲酰基酶 甲酰甘氨酰胺核苷酸 FGAR
甘氨酰胺核苷酸 GAR
IMP的合成4-7
甲酰甘氨脒 核苷酸 FGAM
合成酶
合成酶
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核苷酸的功能
核酸合成的原料
体内能量利用形式 生理调节物质
辅酶的组分 辅因子合成的前体物 提供磷酸基 形成代谢的活性中间物
DNA合成的原料（dATP、dGTP、dCTP、dTTP） RNA合成的原料（ATP、GTP、CTP、UTP） ATP是细胞主要能量形式
AMP、ADP和ATP等是酶的变构效应剂 cAMP和cGMP是信号转导的第二信使。 NAD+、NADP+、FAD和SHCoA都含有AMP
Glu
AMP & GMP 的合成
n 合成AMP时，消耗GTP
n 腺苷琥珀酸合成酶 n 腺苷琥珀酸裂解酶
n 合成GMP时，消耗ATP
n IMP脱氢酶 n 鸟苷酸合成酶
嘌呤核苷酸 从头合成过程简述
（5） 关 键 反 应
5-磷酸核糖 PRPP激酶
5-磷酸核糖-1-焦磷酸 （PRPP） 酰胺转移酶 5-磷酸核糖
AMP
次黄嘌呤核苷酸
GMP
嘌呤核苷酸从头合成小结
合成所需要的物质 合成的组织器官
5-磷酸核糖、Gln、Asp、Gly、 CO2、 一碳单位
肝（主要）、小肠、胸腺
发生的细胞内部位
细胞液
磷酸核糖供体
5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）关键反应来自PRPP合成酶及酰胺转移酶
执业医师最新全考点解析系列生物化学部分第八节——核苷酸代谢
第八单元核苷酸代谢本章考点：1.核苷酸代谢（1）两条嘌呤核苷酸合成途径的原料（2）嘌呤核苷酸的分解代谢产物（3）两条嘧啶核苷酸合成途径的原料（4）嘧啶核苷酸的分解代谢产物2.核苷酸代谢的调节（1）核苷酸合成途径的主要调节酶（2）抗核苷酸代谢药物的生化机制第一节核苷酸代谢核苷酸分为嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸，核苷酸代谢包括合成代谢与分解代谢一、嘌呤核苷酸的代谢（一）合成代谢1.嘌呤核苷酸从头合成的主要途径（1）合成部位：主要是肝，其次是小肠和胸腺。
（2）原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、C02及一碳单位。
（3）关键酶：PRPP合成酶PRPP酰胺转移酶。
2.补救合成：（1）部位：脑、骨髓。
（2）原料：磷酸核糖、嘌呤碱或嘌呤核苷。
（3）关键酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）、次黄瞟呤鸟瞟呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。
（二）分解代谢1.最终产物：尿酸尿酸产生过多可导致痛风痛风的机制：尿酸生成过量或尿酸排出过少。
2.代谢抑制剂：别嘌呤醇。
临床中常用别嘌呤醇治疗痛风，机制为别嘌呤醇是次黄嘌呤类似物，能竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。
二、嘧啶核苷酸的代谢（一）合成代谢1.从头合成（1）原料：磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、C02。
（2）关键酶：PRPP合成酶、氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS Ⅱ，位于细胞液中)。
2.补救合成关键酶：嘧啶磷酸核糖转移酶。
（二）分解代谢最终产物：β-丙氨酸、C02、NH3、β-氨基异丁酸。
第二节核苷酸代谢的调节机体对核苷酸合成的速度进行着精确的调节，一方面满足合成核酸对核苷酸的需要，同时又不会“供过于求”以节省营养物及能量的消耗。
一、嘌呤核苷酸的调控1.PRPP合成酶与酰胺转移酶可被产物IMP、AMP、GMP等抑制；2.PRPP增多可促进酰胺转移酶活性；3.过量的AMP抑制腺苷酸代琥珀酸合成酶，抑制AMP合成，过量的GMP抑制IMP 脱氢酶，抑制GMP合成；4.交叉调节：ATP可促进GMP合成，GTP可促进AMP合成。
基础生物化学 第十二章(1-3节)-核酸的合成与分解
＋ H2 O
尿囊素
尿囊酸酶
＋ H2 O
尿囊酸 4NH3
2CO2
尿酶
＋2H2O
尿素
乙醛酸
二、嘧啶核苷酸的代谢1
1，尿嘧啶与胸腺嘧啶在哺乳动物体内分解时，先
还原成对应的二氢衍生物。
2，破开环状结构分别产生β-丙氨酸及β-氨基异
丁酸。
3，最后成为CO2和NH3
胞嘧啶具有氨基，所以要先在胞嘧啶脱氨酶的作
通过用同位素标记的化合物实验来 确定，即用标有同位素的各种营养物喂 鸽子，然后将其排出的尿酸进行分析。
（一）嘌呤环的元素来源2（图示）
天冬氨酸
N1
6C
CO2
甲酰FH4
C2
5C
N7
甘氨酸
C8 甲酰FH4 N3
谷氨酰胺
4C
N9
谷氨酰胺
（二）合成过程（总）
从头合成嘌呤的途径已于50年代被
Greenberg等基本搞清,此途径是在核糖－ 5－磷酸的第一碳原子上逐步增加原子生 成次黄苷酸（肌苷酸） ，然后再由次黄 苷酸转变为腺苷酸和鸟苷酸。 反应分为两个阶段： 1，次黄苷酸的合成（11步反应） 2，腺苷、鸟苷的生成 （南大P480，图12－2）
途径称为补救途径。通过补救途径可以重新 利用核酸分解产生的嘌呤和嘧啶或它们的衍 生物。
从胸腺嘧啶或胸苷转变成胸苷酸的补救途径，
除真菌外，对所有细胞都是一样的，故常利 用放射性同位素标记胸腺嘧啶或胸苷参入DNA 的实验作为检查DNA合成的手段。
三、核苷酸合成的补救途径2
核苷 核糖-1-磷酸
激酶
核糖-5-磷酸
1．鸟嘌呤的分解
动物组织中广泛含有鸟嘌呤酶，可以催化 鸟嘌呤水解脱氨产生黄嘌呤，然后黄嘌呤在黄 嘌呤氧化酶的作用下氧化成尿酸。
第八章核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢本章要点一、核苷酸类物质的生理功用核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：1．作为合成核酸的原料2．作为能量的贮存和供应形式3．参与代谢或生理活动的调节4．参与构成酶的辅酶或辅基5．作为代谢中间物的载体二、嘌呤核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。
这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。
合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成⑶三磷酸嘌呤核苷的合成2．补救合成途径：又称再利用合成途径。
指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
其反应为：A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。
3．抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。
三、嘧啶核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：⑴尿苷酸的合成⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。
⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成2．补救合成途径：由分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径。
以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。
3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。
四、嘌呤核苷酸的分解代谢：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。
五、嘧啶核苷酸的分解代谢：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。
生化名词解释
名词解释1.嘌呤核苷酸的从头合成: 用简单小分子磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等为原料，经过多步酶促反应，进行嘌呤核苷酸的合成。
2.硫氧化还原蛋白: 作为一种电子载体，在硫氧化还原蛋白还原酶作用下，从NADPH ＋H+获得电子，并进一步转移至NDP，将其还原成dNDP。
3.核苷酸的补救合成: 分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径4.核苷酸抗代谢物: 一些嘌呤或嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物。
以竞争性抑制的方式干扰或阻断嘌呤或嘧啶核苷酸的合成，从而阻止了核酸和蛋白质的合成。
利用这一原理，这些抗代谢药物通过抑制肿瘤细胞的核酸和蛋白质的旺盛合成而达到治疗作用。
5物质代谢: 生物体与外界环境之间的物质交换称作物质代谢，是生命活动的物质基础。
6．变构调节: 某些小分子化合物能与酶分子上的非催化部位特异地结合，引起酶蛋白的分子构象发生改变，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的变构调节或称别位调节。
7．酶的化学修饰: 酶分子肽链上的某些基团可在另一种酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而引起酶活性的改变，这个过程称为酶的酶促化学修饰。
8．第二信使: 存在于细胞内，传递调控信息的化学物质称作细胞内信息分子，又称第二信使。
9．受体: 受体是一类能特异性地识别信息分子（又称配体）并与之结合的物质，其化学本质多为糖蛋白或糖脂。
10．信息分子: 存在于细胞内、外，能够调节细胞的物质代谢、能量代谢、生长、繁殖、学习记忆等生命活动的信号传递效应分子称为信息分子。
11．G蛋白: G蛋白称鸟苷酸调节蛋白，又称GTP结合蛋白。
通常以αβγ亚基三聚体的形式存在于细胞质膜内侧，与细胞膜受体相偶联传递调节信息的一种转导蛋白质。
12．诱导剂: 促进酶蛋白合成的化合物称为诱导剂。
13．阻遏剂: 使酶蛋白合成减少的化合物称为阻遏剂。
14．整体调节: 由神经系统和各种激素等对靶细胞的代谢及功能进行综合调节，称作整体水平的调节。
13 核苷酸代谢及蛋白质合成
核酸分解及核苷酸代谢习题答案一、名词解释1、核酸外切酶：从核酸的一端逐个水解下核苷酸或脱氧核苷酸的酶。
2、核酸内切酶：催化水解多核苷酸链内部的磷酸二酯键的酶。
3、嘧啶核苷酸的补救合成：指利用体内游离的嘧啶碱基或嘧啶核苷为原料，经过嘧啶磷酸核糖转移酶或嘧啶核苷激酶等催化的简单反应合成嘧啶核苷酸的过程。
4、嘌呤核苷酸从头合成：指利用磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。
5、核苷酸的抗代谢物：指某些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，它们主要以竞争性抑制或以“以假乱真”等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。
6、嘧啶核苷酸的从头合成：机体细胞以谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸为原料，经过多步酶促反应合成嘧啶核苷酸的过程。
7、嘌呤核苷酸的补救合成：机体细胞利用现成嘌呤碱或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸过程。
8、核苷酸合成的反馈调节：指核苷酸合成过程中，反应产物对反应过程中某些调节酶的抑制作用，反馈调节一方面使核苷酸合成能适应机体的需要，同时又不会合成过多，以节省营养物质及能量的消耗。
二、填空1、嘌呤核苷酸从头合成的调节酶是（PRPP合成酶）和（PRPP酰胺转移酶）。
2、胞嘧啶和尿嘧啶的分解代谢产生的氨基酸为（β-丙氨酸），胸腺嘧啶分解代谢产生的氨基酸为（β-氨基异丁酸）。
3、在嘌呤核苷酸的合成中，腺苷酸的C6氨基来自（天冬氨酸）；鸟苷酸的C2氨基来自（谷氨酰胺）。
4、体内嘧啶核苷酸的从头合成是先合成（乳清酸），再与PRPP作用生成（乳清酸核苷酸），然后再脱羧生成尿嘧啶核苷酸。
5、尿苷酸转变为胞苷酸是在三磷酸尿苷水平上进行的，提供氨基的是（天冬氨酸），催化的酶是（CTP合成酶）。
6、核苷酸抗代谢物中，常用嘌呤类似物是（6-巯基嘌呤）；嘧啶类似物是（5-氟尿嘧啶）。
7、参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有（甘氨酸）、天冬氨酸和（谷氨酰胺）。
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嘌呤和嘧啶核苷酸是人体内重要的生物分子，它们在细胞分裂和蛋白
质合成中扮演着重要的角色。
在人体内，嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代
谢与合成代谢的途径非常复杂，同时也与许多疾病的发生发展密切相关。
在本篇文章中，我们将深入探讨嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代谢与
合成代谢的途径，以便更深入地了解这一重要的生物化学过程。
1. 嘌呤的分解代谢途径
嘌呤是人体内重要的有机化合物，它是DNA和RNA的组成单位之一，同时也是ATP和GTP等能量分子的前体。
嘌呤在人体内主要通过嘌呤核苷酸循环来进行代谢，分为两个主要部分：凝集酶和红蛋白氧化酶。
在凝集酶途径中，嘌呤首先被嘌呤核苷酸磷酸化酶（AMP酶）和具有磷酸酶活性的核苷酸激酶降解为次黄嘌呤酸和腺嘌呤酸，然后再被核
苷酸化酵素和磷酸酰化酶转变为次黄嘌呤酸和次硫酸腺苷，最终转化
为尿酸。
在红蛋白氧化酶途径中，嘌呤被输送至线粒体，并经过鸟嘌呤核苷酸
转化为腺嘌呤酸，然后再通过黄嘌呤氧化酶进行氧化转化为次黄嘌呤酸，最终也转化为尿酸。
2. 嘧啶核苷酸的分解代谢途径
嘧啶核苷酸是DNA和RNA的组成单位之一，它们在细胞分裂和蛋白质合成中具有重要作用。
在人体内，嘧啶核苷酸主要通过脱氧嘧啶核
苷酸代谢途径进行分解，分为三个主要部分：核苷酸脱氧酶、核苷酸
酶和脱氧核糖核苷酸酶。
核苷酸脱氧酶首先将嘧啶核苷酸转化为脱氧嘧啶核苷酸，然后进一步
被核苷酸酶水解为脱氧嘧啶核糖核苷酸，最终通过脱氧核糖核苷酸酶
的催化将其转化为脱氧尿嘧啶核苷酸。
3. 嘌呤和嘧啶核苷酸的合成代谢途径
嘌呤和嘧啶核苷酸的合成代谢途径同样复杂，包括新核苷酸的合成和
嘌呤核苷酸的合成两个主要部分。
在新核苷酸的合成中，嘌呤和嘧啶核苷酸均需要通过核苷酸盐酸和腺
苷酸氨基酶的催化，将多聚核苷酸转化为新的核苷酸。
而在嘌呤核苷酸的合成中，则需要通过核苷酸合成酶和苦瓜苷化酶的
作用，将腺嘌呤核苷酸逐步合成为DNA和RNA所需的嘌呤核苷酸。
在嘧啶核苷酸的合成过程中，通过核苷酸合成酶和嘧啶工具酶的催化，将脱氧尿嘧啶核苷酸合成为DNA和RNA所需的嘧啶核苷酸。
总结：嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代谢与合成代谢途径是人体内非常复
杂的生物化学过程，它们直接影响着细胞内信号传导、DNA和RNA
的合成，甚至与多种疾病的发生发展密切相关。
深入了解嘌呤和嘧啶
核苷酸的代谢途径对于维护人体健康具有非常重要的意义。
个人观点：对于嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢途径，我们仍需深入研究和了解，以便更好地应用于临床医学，并为相关疾病的治疗和预防提供更好的依据。
相信随着科学技术的不断发展，我们对于这一方面的了解也会越来越深入。
嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢途径是人体内非常复杂的生物化学过程，它们直接影响着细胞内信号传导、DNA和RNA的合成，以及能量分子的产生。
嘌呤和嘧啶核苷酸在人体内的代谢途径不仅与细胞生长、分化以及免疫应答有关，还与肿瘤的发生和发展密切相关。
深入了解嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢途径对于维护人体健康、治疗疾病具有非常重要的意义。
让我们深入探讨一下嘌呤和嘧啶核苷酸的分解代谢途径。
在人体内，嘌呤和嘧啶核苷酸的分解途径是非常复杂的，它们通过一系列酶的协同作用逐步转化为相应的代谢产物。
嘌呤的分解主要发生在凝集酶途径和红蛋白氧化酶途径中，主要产物是尿酸。
而嘧啶核苷酸的分解则通过核苷酸脱氧酶、核苷酸酶和脱氧核糖核苷酸酶的作用逐步转化为脱氧尿嘧啶核苷酸。
在嘌呤和嘧啶核苷酸的合成代谢途径中，新核苷酸的合成需要经过核苷酸盐酸和腺苷酸氨基酶的催化，通过一系列酶的协同作用将多聚核苷酸转化为新的核苷酸。
嘌呤核苷酸的合成则需要通过核苷酸合成酶和苦瓜苷化酶的作用，将腺嘌呤核苷酸逐步合成为DNA和RNA所需
的嘌呤核苷酸。
而嘧啶核苷酸的合成过程中则需要通过核苷酸合成酶
和嘧啶工具酶的催化将脱氧尿嘧啶核苷酸合成为DNA和RNA所需的嘧啶核苷酸。
嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢也与一些疾病的发生和发展密切相关。
高尿
酸血症是由于尿酸在体内沉积过多引起的一种代谢性疾病，可导致痛
风等疾病的发生。
在肿瘤的研究中，嘌呤与肿瘤细胞的生长和增殖密
切相关，嘌呤合成酶的活性与肿瘤的发生有一定关系。
深入了解嘌呤
和嘧啶核苷酸的代谢途径对于预防和治疗这些疾病具有重要意义。
在临床医学中，对嘌呤和嘧啶核苷酸代谢途径的深入了解也为治疗相
关疾病提供了重要依据。
针对高尿酸血症和痛风患者，可以通过限制
食用富含嘌呤的食物，或者使用抑制尿酸生成酶的药物来降低血尿酸
水平，从而避免引起痛风等疾病。
针对肿瘤的治疗也可针对嘌呤和嘧
啶核苷酸的代谢途径进行靶向治疗，以抑制肿瘤细胞的增殖和扩散。
嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢途径是一个非常复杂而重要的生物化学过程，它们在人体内具有重要的生物学功能，直接影响着人体的健康和疾病
的发生。
深入研究和了解嘌呤和嘧啶核苷酸的代谢途径对于临床医学
的发展和相关疾病的治疗具有重要意义，相信随着科学技术的不断发展，我们对于这一方面的了解也会越来越深入。