2008-2017全國生物競賽生物化學(xué)真題

1、1. 糖酵解(glycolysis): 在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解。 3. 糖酵解分為兩個階段2. 糖酵解的反響部位：胞漿由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。 一、糖的無氧分解糖酵解 第一階段:由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(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-磷酸甘油酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD + +Pi NADH+H+ADPATPADPATP2-磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸1. 反響部位：胞漿2. 糖酵

2、解是一個不需氧的產(chǎn)能過程反響全過程中有三步不可逆的反響4. 產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：22-2= 2ATPE1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 限速步驟丙酮酸 乳酸 乳酸脫氫酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 第二階段:丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸丙酮酸 乳酸 乳酸脫氫酶(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 糖酵解的代謝途徑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 磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+ 第一階段：糖酵解途徑 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：三羧酸循環(huán) GGn 第四階段：氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADP TAC循環(huán) 胞液 線粒體 二、糖的有氧氧化第二階段: 丙酮酸的氧化脫羧(線粒體) 總反響式: 丙酮酸 乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 第一階段：糖酵解途徑(前面己講) 三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cy

4、cle, TAC)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反響中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反響組成。1.概述2.反響部位:線粒體第三階段：三羧酸循環(huán)(TCA) CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶GTPGDP ATPADP核苷二磷酸激酶小 結(jié) 三羧酸循環(huán)的概念。 TAC過程

5、的反響部位是線粒體。 三羧酸循環(huán)的要點:四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+1分子GTP。關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶;-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體;異檸檬酸脫氫酶是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供復(fù)原當(dāng)量NADH+H+。三羧酸循環(huán)的生理意義乙酰CoA 檸檬酸 草酰乙酸 琥珀酰CoA -酮戊二酸 異檸檬酸 蘋果酸 NADH FADH2 GTP ATP 異檸檬酸 脫氫酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 ATP +ADP ADP +ATP 檸檬酸 琥珀酰CoA NADH 琥珀酰CoA NADH

6、 +Ca2+ Ca2+ ATP、ADP的影響 產(chǎn)物堆積引起抑制 循環(huán)中后續(xù)反響中間產(chǎn)物別位反響抑制前面反響中的酶 其他，如Ca2+可激活許多酶三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)琥珀酸延胡羧酸H+ + e 進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時ADP偶聯(lián)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 此表按傳統(tǒng)方式計算ATP。目前有新的理論，在此不作詳述反應(yīng)輔酶ATP 第一階段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖-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 第二階段2 丙酮酸2 乙酰CoA2 3 第三階段2異檸檬酸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蘋果酸2 草酰乙酸NAD+ 2 3 凈生成38(或36)ATP NAD+ NAD+ NAD+ 有氧氧化的生理意義 糖的有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一局部形成ATP，所以能量的利用率也高。簡言之，即“供能有氧氧化的調(diào)節(jié) 酵解途徑： 丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 三羧酸循環(huán)：丙酮酸激酶6-磷酸

8、果糖激酶-1 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶己糖激酶檸檬酸合酶三羧酸循環(huán)脫下的氫經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈(呼吸鏈)，最后傳遞給氧，生成水。在此過程中能量水平較高的電子，經(jīng)過電子傳遞降到較低水平，所釋放的能量通過的ADP的磷酸化， 生成含高能磷酸鍵ATP，從能量轉(zhuǎn)換的角度，線粒體內(nèi)膜起著主要的作用。呼吸鏈AH2 2H(2H+2e)A能ADP+PiATPO212氧化磷酸化偶聯(lián)H2O氧化磷酸化是指當(dāng)電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞體系(呼吸鏈)傳遞給氧形成水時，同時伴有ADP磷酸化為ATP的全過程。氧化磷酸化的作用機制化學(xué)滲透假說H+H+eOADP+PiATP內(nèi)外膜間隙內(nèi)膜線粒體基質(zhì)

9、電子傳遞給氧釋出的能量推動質(zhì)子泵 H+被泵至線粒體內(nèi)外膜間隙，在內(nèi)膜兩側(cè)形成 化學(xué)梯度勢能 當(dāng)H+順梯度回到基質(zhì)面時，釋出的能量使ADP磷酸化為ATP10年第7題電子傳遞鏈的順序1、電子傳遞鏈中各組分的順序由復(fù)原電位決定電子傳遞方向：(復(fù)原電位)低 高電子傳遞鏈中生成ATP的部位呼吸鏈抑制劑 能阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。如魚藤酮、粉蝶霉素A及異戊巴比妥等與復(fù)合體中的鐵硫蛋白結(jié)合，從而阻斷電子傳遞。二巰基丙醇解偶聯(lián)劑 ：使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。二硝基苯酚DNP糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。* 部位* 原料* 概念 主要在肝、腎細胞的胞漿

10、及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸糖異生途徑酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反響。在糖異生時，須由另外的反響和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反響是共有的、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羥丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑(gluconeogenic pathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反響過程。1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變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)，輔酶為生物素線粒體 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶線粒體、胞液 草酰乙酸轉(zhuǎn)運出線粒體蘋果酸穿梭 出線粒體 蘋果酸 蘋果酸 草酰乙酸 草酰乙酸 蘋果酸通過線粒體膜的二羧酸轉(zhuǎn)動系統(tǒng)與其他二羧酸或磷酸鹽交換而離開線粒體2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 1,6-雙磷酸果糖 6-磷酸果糖 Pi 果糖雙磷酸酶 3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 Pi 葡萄糖-6-磷酸酶 非糖物質(zhì)進入糖異生的途徑 糖異生的原料轉(zhuǎn)變成糖代謝的中間產(chǎn)物 生糖氨基酸除Phe,Tyr,Leu,lys,Trp外 -酮酸 -NH2 甘油 -磷酸甘油

12、 磷酸二羥丙酮 乳酸 丙酮酸 2H 上述糖代謝中間代謝產(chǎn)物進入糖異生途徑，異生為葡萄糖或糖原 注意：乙酰CoA不能是糖異生的前體，它不能轉(zhuǎn)化為丙酮酸，因為丙酮酸脫氫酶是不可逆的脂肪酸氧化產(chǎn)生的乙酰輔酶A，在肌肉中進入三羧酸循環(huán)，在肝腎細胞中還有另一條去路，就是生成乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮，這三者總稱為酮體。 代謝定位：生成：肝細胞線粒體利用：肝外組織心、腎、腦、骨骼肌等線粒體肝臟生成，肝外利用75、酮體2021年非極性中性氨基酸NHCH32CH2極性中性氨基酸Cys，酸性氨基酸堿性氨基酸H2N-C-NH=NH氨基酸小結(jié)酸性氨基酸：天門冬氨酸Asp、谷氨酸Glu堿性氨基酸：精氨酸Arg、賴氨酸L

13、ys、組氨酸His芳香族的含苯環(huán)的：苯丙氨酸Phe、酪氨酸Tyr、色氨酸Trp36、蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性 變性劑蛋白質(zhì)空間構(gòu)象破壞生物學(xué)活性喪失理化性質(zhì)改變加熱、酸堿、有機溶劑、尿素、鹽酸胍、去污劑易水解易沉淀蛋白質(zhì)非共價鍵和二硫鍵破壞，不涉及肽鍵復(fù)性：去除變性因素，蛋白質(zhì)恢復(fù)空間構(gòu)象 與生物學(xué)活性的過程。3.蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性核糖核酸酶的變性與復(fù)性示意圖8M尿素或-巰基乙醇透析某些蛋白質(zhì)在發(fā)生熱變性后，松散的多肽鏈相互纏繞在一起，變成固體狀態(tài)，稱為蛋白質(zhì)的凝固coagulation。 36、相關(guān)概念透析：用透析袋半透膜把大分子和小分子分開的 方法。離心：利用物質(zhì)的大小、密度等方面的差異，用旋轉(zhuǎn)

14、所產(chǎn)生背向旋轉(zhuǎn)軸方向的離心運動力使顆?；蛉苜|(zhì)發(fā)生沉降而將其別離、濃縮、提純和鑒定的一種方法。 鹽析：高濃度中性鹽使蛋白質(zhì)從溶液中析出沉淀的方法原理：破壞水化膜、中和電荷電泳：在電場中，帶電顆粒向著與其帶相反電荷的電極移動，這種現(xiàn)象稱電泳40、RNA介導(dǎo)的基因沉默病毒基因、人工轉(zhuǎn)入基因等外源性基因隨機整合到宿主細胞基因組內(nèi)，并利用宿主細胞進行轉(zhuǎn)錄時，常產(chǎn)生一些dsRNA。宿主細胞對這些dsRNA迅即產(chǎn)生反響， 40、RNA介導(dǎo)的基因沉默 其胞質(zhì)中的核酸內(nèi)切酶Dicer將dsRNA切割成多個具有特定長度和結(jié)構(gòu)的小片段RNA大約2123 bp，即siRNA。siRNA在細胞內(nèi)RNA解旋酶的作用下解鏈

15、成正義鏈和反義鏈，繼之由反義siRNA再與體內(nèi)一些酶包括內(nèi)切酶、外切酶、解旋酶等結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物RNA-induced silencing complex，RISC)。RISC與外源性基因表達的mRNA的同源區(qū)進行特異性結(jié)合，RISC具有核酸酶的功能，在結(jié)合部位切割mRNA，切割位點即是與siRNA中反義鏈互補結(jié)合的兩端。被切割后的斷裂mRNA隨即降解，從而誘發(fā)宿主細胞針對這些mRNA的降解反響。 siRNA不僅能引導(dǎo)RISC切割同源單鏈mRNA，而且可作為引物與靶RNA結(jié)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切割產(chǎn)生大量的次級siRNA，從而使RNAi的作用進一步放大，最終將靶mRNA完全降解。 40、RNA介導(dǎo)的基因沉默 RNAi發(fā)生于除原核生物以外的所有真核生物細胞內(nèi)。需要說明的是，由于dsRNA抑制基因表達具有潛在高效性，任何導(dǎo)致正常機體dsRNA形成的情況都會引起不需要的相應(yīng)基因寂靜。所以正常機體內(nèi)各種基因有效表達有一套嚴(yán)密防止dsRNA形成的機制。 40、RNA介導(dǎo)的基因沉默 RNAi具有的特征 RNAi是轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機制； RNAi具有很高的特異性，只降解與之序列相應(yīng)的單個內(nèi)源基因的mRNA； RNAi抑制基因表達具有很高的效率； RNA

17、i抑制基因表達的效應(yīng)可以穿過細胞界限，在不同細胞間長距離傳遞和維持信號甚至傳播至整個有機體以及可遺傳等特點； dsRNA不得短于21個堿基，并且長鏈dsRNA也在細胞內(nèi)被Dicer酶切割為21 bp左右的siRNA，并由siRNA來介導(dǎo)mRNA切割。ATP依賴性：40、RNA介導(dǎo)的基因沉默104、動物細胞內(nèi)主要RNA的種類及功能2021年12、葡萄糖17、同工酶定義：催化同一化學(xué)反響而化學(xué)組成不同的一組酶。 產(chǎn)生同工酶的主要原因是在進化過程中基因發(fā)生變異，而其變異程度尚缺乏以成為一個新酶 19、 酶的分子組成 結(jié)合酶 (conjugated enzyme) 單純酶 (simple enzyme

18、)酶蛋白 (apoenzyme)輔助因子(cofactor)全酶(holoenzyme)輔助因子(cofactor) 金屬離子小分子有機化合物輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為 輔酶 (coenzyme):與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析或超濾的方法除去。 輔基 (prosthetic group):與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。20、蛋白質(zhì)的別離純化蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 1根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小不同的別離方法透析dialysis和超濾ultrafiltration蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 1根據(jù)蛋白質(zhì)分子大小不同的別離方法b. 密度梯度離心 c. 凝膠過濾gel filtrat

19、ion 葡聚糖凝膠過濾蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 2根據(jù)蛋白質(zhì)溶解度的差異進行別離的方法 等電點沉淀isoelectric precipitation蛋白質(zhì)的鹽溶和鹽析 有機溶劑分級別離 蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 3根據(jù)蛋白質(zhì)電荷不同的別離方法 電泳-在電場中，帶電顆粒向著與其帶相反電荷的電極移動，這種現(xiàn)象稱電泳electrophoresis。影響遷移速率的主要因素： 分子所帶凈電荷環(huán)境pH 分子的大小 分子的形狀 3根據(jù)蛋白質(zhì)電荷不同的別離方法 b. 離子交換層析ion-exchange chromatography 蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 4根據(jù)對配基的生物學(xué)特異性的別離方法-親和層析法a

20、ffinity chromatography 蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 5根據(jù)蛋白質(zhì)選擇吸附別離-吸附層析法 某些物質(zhì)，例如極性的硅膠和氧化鋁以及非極性的活性碳等的粉末具有吸附能力，能夠?qū)⑵渌N類的分子吸附在其粉末顆粒的外表，而吸附力的強弱又因被吸附的物質(zhì)性質(zhì)不同而異，從而到達別離目的。 蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 小結(jié)層析定義：待別離的液體流動相mobile phase 經(jīng)過一個固態(tài)物質(zhì)固定相solid phase)后所發(fā)生的各組分在兩相中分布的變化。原理：根據(jù)混合物溶液中分子的大小、形狀、極性、親和力等差異而加以別離。蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 幾種層析方法的比較吸附層析法利用吸附劑外表對樣品

21、組分吸附能力強弱不同來進行別離；親和層析由于配體與待別離物質(zhì)進行特異性結(jié)合；蛋白質(zhì)別離純化的一般方法 幾種層析方法的比較離子交換層析法利用樣品組分對離子交換劑靜電力的差異來進行別離分配層析利用樣品各組分在固定相和流動相間溶解度的不同(分配系數(shù)不同)來進行別離；2021年11、尿素循環(huán)尿素的形成尿素循環(huán)部位肝臟細胞氨基酸外來的或自身的 -酮戊二酸轉(zhuǎn)氨作用谷氨酸谷氨酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鳥氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸轉(zhuǎn)氨基氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鳥氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量13、C3與C4植物據(jù)植物同化CO2 途徑分為： C3植物：把僅通