2008年-2017年全国生物竞赛生物化学真题

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.糖酵解的反应部位：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(glycolyticpathway)。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++PiNADH+H+ADPATPADPATP2-磷酸烯醇式丙酮酸⑽磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸1.反应部位：胞浆2.糖酵解是一个不需氧的产能过程3.反应全过程中有三步不可逆的反应4.产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：2×2-2=2ATPE1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3: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+COOHCHOHCH3COOHC=OCH3E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代谢途径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G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC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)总反应式:丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,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(TricarboxylicacidCycle,TAC)也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应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，它由一连串反应组成。1.概述2.反应部位:线粒体第三阶段：三羧酸循环(TCA)CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶小结①三羧酸循环的概念。②TAC过程的反应部位是线粒体。③三羧酸循环的要点: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;α-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；•为呼吸链提供还原当量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CoAα-酮戊二酸异柠檬酸苹果酸NADHFADH2GTPATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸合酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体–ATP+ADPADP+ATP–柠檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影响②产物堆积引起抑制③循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶④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、2ATPFADH2[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-16-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖-12×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸NAD+2×3或2×2*2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸2×12×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×α-酮戊二酸2×32×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA2×32×琥珀酰CoA→2×琥珀酸2×12×琥珀酸→2×延胡索酸FAD2×22×苹果酸→2×草酰乙酸NAD+2×3净生成38(或36)ATPNAD+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，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。简言之，即“供能”有氧氧化的调节﹛①酵解途径：②丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体③三羧酸循环：丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-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呼吸链AH22H(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还原电位决定电子传递方向：(还原电位)低高NADHFMNCoQCytbCytc1CytcCytaa3O2FADH2-0.32-0.300.040.070.220.250.290.820.55(-0.06)电子传递链中生成ATP的部位NADHFMNCoQCytbCytc1CytcCytaa3O2FADH2~PADPATP~PADPATP~PADPATP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。NADHFMNCoQCytbCytc1CytcCytaa3O2鱼藤酮CO、氰化物抗霉素A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应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替。糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、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(gluconeogenicpathway)指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸草酰乙酸PEPATPADP+PiCO2①GTPGDPCO2②①丙酮酸羧化酶(pyruvatecarboxylase)，辅酶为生物素（线粒体）②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⑴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α-酮酸-NH2甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮乳酸丙酮酸2H⑵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－β－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、β-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2009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Lys、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β-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分离、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迅即产生反应，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21～23bp），即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，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-inducedsilencingcomplex，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的降解反应。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-dependentRNApolymerase，RdRP）作用下合成更多新的dsRNA，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沉寂。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①RNAi是转录后水平的基因沉默机制；②RNAi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；③RNAi抑制基因表达具有很高的效率；④RNAi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；⑤dsRNA不得短于21个碱基，并且长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21bp左右的siRNA，并由siR