2008-2017全国生物竞赛生物化学真题

1、1. 糖酵解(glycolysis): 在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。 3. 糖酵解分为两个阶段2. 糖酵解的反响部位：胞浆由丙酮酸转变成乳酸。 一、糖的无氧分解糖酵解 第一阶段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolytic pathway)。丙酮酸GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛NAD + +Pi NADH+H+ADPATPADPATP2-磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸1. 反响部位：胞浆2. 糖酵

2、解是一个不需氧的产能过程反响全过程中有三步不可逆的反响4. 产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：22-2= 2ATPE1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 限速步骤丙酮酸 乳酸 乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 第二阶段:丙酮酸转变成乳酸丙酮酸 乳酸 乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD+ 乳 酸 糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙 酮

3、酸 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+ 第一阶段：糖酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 GGn 第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 二、糖的有氧氧化第二阶段: 丙酮酸的氧化脱羧(线粒体) 总反响式: 丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体 第一阶段：糖酵解途径(前面己讲) 三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cy

4、cle, TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反响中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs循环，它由一连串反响组成。1.概述2.反响部位:线粒体第三阶段：三羧酸循环(TCA) CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶GTPGDP ATPADP核苷二磷酸激酶小 结 三羧酸循环的概念。 TAC过程

5、的反响部位是线粒体。 三羧酸循环的要点:四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+1分子GTP。关键酶有：柠檬酸合酶;-酮戊二酸脱氢酶复合体;异柠檬酸脱氢酶是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质代谢联系的枢纽；为其它物质代谢提供小分子前体；为呼吸链提供复原当量NADH+H+。三羧酸循环的生理意义乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 异柠檬酸 苹果酸 NADH FADH2 GTP ATP 异柠檬酸 脱氢酶柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 ATP +ADP ADP +ATP 柠檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH

6、 +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影响 产物堆积引起抑制 循环中后续反响中间产物别位反响抑制前面反响中的酶 其他，如Ca2+可激活许多酶三羧酸循环的调节琥珀酸延胡羧酸H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、3ATP O H2O、2ATP FADH2 O 有氧氧化生成的ATP 葡萄糖有氧氧化生成的ATP 此表按传统方式计算ATP。目前有新的理论，在此不作详述反应辅酶ATP 第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛21,3-二磷酸甘油酸NAD+ 23或2 2* 21,3-二磷酸甘油酸2

7、3-磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸2 1 第二阶段2 丙酮酸2 乙酰CoA2 3 第三阶段2异柠檬酸2 -酮戊二酸23 2-酮戊二酸2 琥珀酰CoA2 3 2琥珀酰CoA 2 琥珀酸2 1 2琥珀酸2 延胡索酸FAD 2 2 2苹果酸2 草酰乙酸NAD+ 2 3 净生成38(或36)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 有氧氧化的生理意义 糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一局部形成ATP，所以能量的利用率也高。简言之，即“供能有氧氧化的调节 酵解途径： 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：丙酮酸激酶6-磷酸

8、果糖激酶-1 -酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶己糖激酶柠檬酸合酶三羧酸循环脱下的氢经线粒体内膜上的电子传递链(呼吸链)，最后传递给氧，生成水。在此过程中能量水平较高的电子，经过电子传递降到较低水平，所释放的能量通过的ADP的磷酸化， 生成含高能磷酸键ATP，从能量转换的角度，线粒体内膜起着主要的作用。呼吸链AH2 2H(2H+2e)A能ADP+PiATPO212氧化磷酸化偶联H2O氧化磷酸化是指当电子从NADH或FADH2经过电子传递体系(呼吸链)传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP的全过程。氧化磷酸化的作用机制化学渗透假说H+H+eOADP+PiATP内外膜间隙内膜线粒体基质

9、电子传递给氧释出的能量推动质子泵 H+被泵至线粒体内外膜间隙，在内膜两侧形成 化学梯度势能 当H+顺梯度回到基质面时，释出的能量使ADP磷酸化为ATP10年第7题电子传递链的顺序1、电子传递链中各组分的顺序由复原电位决定电子传递方向：(复原电位)低 高电子传递链中生成ATP的部位呼吸链抑制剂 能阻断呼吸链中某些部位电子传递。如鱼藤酮、粉蝶霉素A及异戊巴比妥等与复合体中的铁硫蛋白结合，从而阻断电子传递。二巯基丙醇解偶联剂 ：使氧化与磷酸化偶联过程脱离。二硝基苯酚DNP糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。* 部位* 原料* 概念 主要在肝、肾细胞的胞浆

10、及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸糖异生途径酵解途径中有3个由关键酶催化的不可逆反响。在糖异生时，须由另外的反响和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反响是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖异生途径(gluconeogenic pathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反响过程。1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸 草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2

11、 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为生物素线粒体 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶线粒体、胞液 草酰乙酸转运出线粒体苹果酸穿梭 出线粒体 苹果酸 苹果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 苹果酸通过线粒体膜的二羧酸转动系统与其他二羧酸或磷酸盐交换而离开线粒体2. 1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶 3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 Pi 葡萄糖-6-磷酸酶 非糖物质进入糖异生的途径 糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物 生糖氨基酸除Phe,Tyr,Leu,lys,Trp外 -酮酸 -NH2 甘油 -磷酸甘油

12、 磷酸二羟丙酮 乳酸 丙酮酸 2H 上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原 注意：乙酰CoA不能是糖异生的前体，它不能转化为丙酮酸，因为丙酮酸脱氢酶是不可逆的脂肪酸氧化产生的乙酰辅酶A，在肌肉中进入三羧酸循环，在肝肾细胞中还有另一条去路，就是生成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三者总称为酮体。 代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织心、肾、脑、骨骼肌等线粒体肝脏生成，肝外利用75、酮体2021年非极性中性氨基酸NHCH32CH2极性中性氨基酸Cys，酸性氨基酸碱性氨基酸H2N-C-NH=NH氨基酸小结酸性氨基酸：天门冬氨酸Asp、谷氨酸Glu碱性氨基酸：精氨酸Arg、赖氨酸L

13、ys、组氨酸His芳香族的含苯环的：苯丙氨酸Phe、酪氨酸Tyr、色氨酸Trp36、蛋白质的变性与复性 变性剂蛋白质空间构象破坏生物学活性丧失理化性质改变加热、酸碱、有机溶剂、尿素、盐酸胍、去污剂易水解易沉淀蛋白质非共价键和二硫键破坏，不涉及肽键复性：去除变性因素，蛋白质恢复空间构象 与生物学活性的过程。3.蛋白质的变性与复性核糖核酸酶的变性与复性示意图8M尿素或-巯基乙醇透析某些蛋白质在发生热变性后，松散的多肽链相互缠绕在一起，变成固体状态，称为蛋白质的凝固coagulation。 36、相关概念透析：用透析袋半透膜把大分子和小分子分开的 方法。离心：利用物质的大小、密度等方面的差异，用旋转

14、所产生背向旋转轴方向的离心运动力使颗粒或溶质发生沉降而将其别离、浓缩、提纯和鉴定的一种方法。 盐析：高浓度中性盐使蛋白质从溶液中析出沉淀的方法原理：破坏水化膜、中和电荷电泳：在电场中，带电颗粒向着与其带相反电荷的电极移动，这种现象称电泳40、RNA介导的基因沉默病毒基因、人工转入基因等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些dsRNA。宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反响， 40、RNA介导的基因沉默 其胞质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA大约2123 bp，即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链

15、成正义链和反义链，继之由反义siRNA再与体内一些酶包括内切酶、外切酶、解旋酶等结合形成RNA诱导的沉默复合物RNA-induced silencing complex，RISC)。RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合，RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反响。 siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA，而且可作为引物与靶RNA结合并在RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase，RdRP作用下合成更多新的ds

16、RNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA，从而使RNAi的作用进一步放大，最终将靶mRNA完全降解。 40、RNA介导的基因沉默 RNAi发生于除原核生物以外的所有真核生物细胞内。需要说明的是，由于dsRNA抑制基因表达具有潜在高效性，任何导致正常机体dsRNA形成的情况都会引起不需要的相应基因寂静。所以正常机体内各种基因有效表达有一套严密防止dsRNA形成的机制。 40、RNA介导的基因沉默 RNAi具有的特征 RNAi是转录后水平的基因沉默机制； RNAi具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA； RNAi抑制基因表达具有很高的效率； RNA

17、i抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点； dsRNA不得短于21个碱基，并且长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21 bp左右的siRNA，并由siRNA来介导mRNA切割。ATP依赖性：40、RNA介导的基因沉默104、动物细胞内主要RNA的种类及功能2021年12、葡萄糖17、同工酶定义：催化同一化学反响而化学组成不同的一组酶。 产生同工酶的主要原因是在进化过程中基因发生变异，而其变异程度尚缺乏以成为一个新酶 19、 酶的分子组成 结合酶 (conjugated enzyme) 单纯酶 (simple enzyme

18、)酶蛋白 (apoenzyme)辅助因子(cofactor)全酶(holoenzyme)辅助因子(cofactor) 金属离子小分子有机化合物辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度分为 辅酶 (coenzyme):与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。 辅基 (prosthetic group):与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。20、蛋白质的别离纯化蛋白质别离纯化的一般方法 1根据蛋白质分子大小不同的别离方法透析dialysis和超滤ultrafiltration蛋白质别离纯化的一般方法 1根据蛋白质分子大小不同的别离方法b. 密度梯度离心 c. 凝胶过滤gel filtrat

19、ion 葡聚糖凝胶过滤蛋白质别离纯化的一般方法 2根据蛋白质溶解度的差异进行别离的方法 等电点沉淀isoelectric precipitation蛋白质的盐溶和盐析 有机溶剂分级别离 蛋白质别离纯化的一般方法 3根据蛋白质电荷不同的别离方法 电泳-在电场中，带电颗粒向着与其带相反电荷的电极移动，这种现象称电泳electrophoresis。影响迁移速率的主要因素： 分子所带净电荷环境pH 分子的大小 分子的形状 3根据蛋白质电荷不同的别离方法 b. 离子交换层析ion-exchange chromatography 蛋白质别离纯化的一般方法 4根据对配基的生物学特异性的别离方法-亲和层析法a

20、ffinity chromatography 蛋白质别离纯化的一般方法 5根据蛋白质选择吸附别离-吸附层析法 某些物质，例如极性的硅胶和氧化铝以及非极性的活性碳等的粉末具有吸附能力，能够将其他种类的分子吸附在其粉末颗粒的外表，而吸附力的强弱又因被吸附的物质性质不同而异，从而到达别离目的。 蛋白质别离纯化的一般方法 小结层析定义：待别离的液体流动相mobile phase 经过一个固态物质固定相solid phase)后所发生的各组分在两相中分布的变化。原理：根据混合物溶液中分子的大小、形状、极性、亲和力等差异而加以别离。蛋白质别离纯化的一般方法 几种层析方法的比较吸附层析法利用吸附剂外表对样品

21、组分吸附能力强弱不同来进行别离；亲和层析由于配体与待别离物质进行特异性结合；蛋白质别离纯化的一般方法 几种层析方法的比较离子交换层析法利用样品组分对离子交换剂静电力的差异来进行别离分配层析利用样品各组分在固定相和流动相间溶解度的不同(分配系数不同)来进行别离；2021年11、尿素循环尿素的形成尿素循环部位肝脏细胞氨基酸外来的或自身的 -酮戊二酸转氨作用谷氨酸谷氨酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸转氨基氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鸟氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量13、C3与C4植物据植物同化CO2 途径分为： C3植物：把仅通