高中生物競賽《生化》

08－11競賽全國卷解析生化2008年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.糖酵解的反應部位：胞漿由丙酮酸轉變成乳酸。

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(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-磷酸甘油酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD++PiNADH+H+ADPATPADPATP2-磷酸烯醇式丙酮酸⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉變成丙酮酸1.反應部位：胞漿2.糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程反應全過程中有三步不可逆的反應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：2×2-2=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-1E3:丙酮酸激酶NAD+乳酸糖酵解的代謝途徑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)G（Gn）第四階段：氧化磷酸化丙酮酸乙酰CoACO2NADH+H+FADH2H2O[O]ATPADPTAC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)總反應式:丙酮酸乙酰CoANAD+,HSCoACO2,NADH+H+

丙酮酸脫氫酶復合體第一階段：糖酵解途徑(前面己講)三羧酸循環(huán)(TricarboxylicacidCycle,TAC)也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應中的第一個中間產(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)的學說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應組成。1.概述2.反應部位:線粒體第三階段：三羧酸循環(huán)(TCA)CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①檸檬酸合酶②順烏頭酸酶③異檸檬酸脫氫酶④α-酮戊二酸脫氫酶復合體⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脫氫酶⑦延胡索酸酶⑧蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶小結①三羧酸循環(huán)的概念。②TAC過程的反應部位是線粒體。③三羧酸循環(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。關鍵酶有：檸檬酸合酶;α-酮戊二酸脫氫酶復合體;異檸檬酸脫氫酶是三大營養(yǎng)物質氧化分解的共同途徑；是三大營養(yǎng)物質代謝聯(lián)系的樞紐；為其它物質代謝提供小分子前體；為呼吸鏈提供還原當量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CoAα-酮戊二酸異檸檬酸蘋果酸NADHFADH2GTPATP異檸檬酸脫氫酶檸檬酸合酶α-酮戊二酸脫氫酶復合體–ATP+ADPADP+ATP–檸檬酸琥珀酰CoANADH–琥珀酰CoANADH+Ca2+Ca2+①ATP、ADP的影響②產(chǎn)物堆積引起抑制③循環(huán)中后續(xù)反應中間產(chǎn)物別位反饋抑制前面反應中的酶④其他，如Ca2+可激活許多酶三羧酸循環(huán)的調節(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、2ATPFADH2[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，在此不作詳述反應輔酶ATP第一階段葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖→1,6-雙磷酸果糖-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第二階段2×丙酮酸→2×乙酰CoA2×3第三階段2×異檸檬酸→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×蘋果酸→2×草酰乙酸NAD+2×3凈生成38(或36)ATPNAD+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，相當一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。簡言之，即“供能”有氧氧化的調節(jié)﹛①

酵解途徑：②丙酮酸的氧化脫羧：丙酮酸脫氫酶復合體③

三羧酸循環(huán)：丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1α-酮戊二酸脫氫酶復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，從能量轉換的角度，線粒體內膜起著主要的作用。呼吸鏈AH22H(2H++2e)A能ADP+PiATPO212氧化磷酸化偶聯(lián)H2O氧化磷酸化是指當電子從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滲透假說H+H+eOADP+PiATP內外膜間隙內膜線粒體基質電子傳遞給氧釋出的能量推動質子泵H+被泵至線粒體內外膜間隙，在內膜兩側形成化學梯度（勢能）

當H+順梯度回到基質面時，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還原電位決定電子傳遞方向：(還原電位)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合體中的鐵硫蛋白結合，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個由關鍵酶催化的不可逆反應。在糖異生時，須由另外的反應和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應是共有的、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(gluconeogenicpathway)指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應過程。1.丙酮酸轉變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)，輔酶為生物素（線粒體）②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（線粒體、胞液）※草酰乙酸轉運出線粒體（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-雙磷酸果糖轉變?yōu)?-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-磷酸酶非糖物質進入糖異生的途徑⑴糖異生的原料轉變成糖代謝的中間產(chǎn)物生糖氨基酸除Phe,Tyr,Leu,,lys,Trp外

α-酮酸-NH2甘油

α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮乳酸

丙酮酸2H⑵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，它不能轉化為丙酮酸，因為丙酮酸脫氫酶是不可逆的脂肪酸－β－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、β-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2009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Lys、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、蛋白質的變性與復性

變性劑蛋白質空間構象破壞生物學活性喪失理化性質改變加熱、酸堿、有機溶劑、尿素、鹽酸胍、去污劑易水解易沉淀蛋白質非共價鍵和二硫鍵破壞，不涉及肽鍵復性：去除變性因素，蛋白質恢復空間構象與生物學活性的過程。3.蛋白質的變性與復性核糖核酸酶的變性與復性示意圖8M尿素或β-巰基乙醇透析某些蛋白質在發(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)，稱為蛋白質的凝固（coagulation）。

36、相關概念透析：用透析袋（半透膜）把大分子和小分子分開的方法。離心：利用物質的大小、密度等方面的差異，用旋轉所產(chǎn)生背向旋轉軸方向的離心運動力使顆粒或溶質發(fā)生沉降而將其分離、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介導的基因沉默病毒基因、人工轉入基因等外源性基因隨機整合到宿主細胞基因組內，并利用宿主細胞進行轉錄時，常產(chǎn)生一些dsRNA。宿主細胞對這些dsRNA迅即產(chǎn)生反應，

40、RNA介導的基因沉默

其胞質中的核酸內切酶Dicer將dsRNA切割成多個具有特定長度和結構的小片段RNA（大約21～23bp），即siRNA。siRNA在細胞內RNA解旋酶的作用下解鏈成正義鏈和反義鏈，繼之由反義siRNA再與體內一些酶（包括內切酶、外切酶、解旋酶等）結合形成RNA誘導的沉默復合物（RNA-inducedsilencingcomplex，RISC)。RISC與外源性基因表達的mRNA的同源區(qū)進行特異性結合，RISC具有核酸酶的功能，在結合部位切割mRNA，切割位點即是與siRNA中反義鏈互補結合的兩端。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的降解反應。40、RNA介導的基因沉默siRNA不僅能引導RISC切割同源單鏈mRNA，而且可作為引物與靶RNA結合并在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。需要說明的是，由于dsRNA抑制基因表達具有潛在高效性，任何導致正常機體dsRNA形成的情況都會引起不需要的相應基因沉寂。所以正常機體內各種基因有效表達有一套嚴密防止dsRNA形成的機制。40、RNA介導的基因沉默RNAi具有的特征①RNAi是轉錄后水平的基因沉默機制；②RNAi具有很高的特異性，只降解與之序列相應的單個內源基因的mRNA；③RNAi抑制基因表達具有很高的效率；④RNAi抑制基因表達的效應可以穿過細胞界限，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；⑤dsRNA不得短于21個堿基，并且長鏈dsRNA也在細胞內被Dicer酶切割為21bp左右的siRNA，并由siRNA來介導mRNA切割。⑥ATP依賴性：104、動物細胞內主要RNA的種類及功能2010年12、葡萄糖17、同工酶定義：催化同一化學反應而化學組成不同的一組酶。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，而其變異程度尚不足以成為一個新酶19、酶的分子組成

結合酶

(conjugatedenzyme)

單純酶

(simpleenzyme)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合的緊密程度分為

輔酶

(coenzyme):與酶蛋白結合疏松，可用透析或超濾的方法除去。

輔基

(prostheticgroup):與酶蛋白結合緊密，不能用透析或超濾的方法除去。20、蛋白質的分離純化蛋白質分離純化的一般方法

（1）根據(jù)蛋白質分子大小不同的分離方法透析（dialysis）和超濾（ultrafiltration）蛋白質分離純化的一般方法

（1）根據(jù)蛋白質分子大小不同的分離方法b.密度梯度離心c.凝膠過濾（gelfiltration）葡聚糖凝膠過濾蛋白質分離純化的一般方法

（2）根據(jù)蛋白質溶解度的差異進行分離的方法

等電點沉淀（isoelectricprecipitation）蛋白質的鹽溶和鹽析有機溶劑分級分離蛋白質分離純化的一般方法

（3）根據(jù)蛋白質電荷不同的分離方法電泳--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)蛋白質電荷不同的分離方法b.離子交換層析（ion-exchangechromatography）蛋白質分離純化的一般方法

（4）根據(jù)對配基的生物學特異性

的分離方法----親和層析法（affinitychromatography）蛋白質分離純化的一般方法

（5）根據(jù)蛋白質選擇吸附分離----吸附層析法某些物質，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，能夠將其他種類的分子吸附在其粉末顆粒的表面，而吸附力的強弱又因被吸附的物質性質不同而異，從而達到分離目的。蛋白質分離純化的一般方法

小結層析定義：待分離的液體（流動相mobilephase）經(jīng)過一個固態(tài)物質（固定相solidphase)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分離。蛋白質分離純化的一般方法

幾種層析方法的比較吸附層析法利用吸附劑表面對樣品組分吸附能力強弱不同來進行分離；親和層析由于配體與待分離物質進行特異性結合；蛋白質分離純化的一般方法

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分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)來進行分離；2011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）

α-酮戊二酸（轉氨作用）谷氨酸谷氨酸α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：把僅通過C3途徑就可以完成CO2固定作用的植物稱為C3植物。多為溫帶和寒溫帶植物，如小麥、大豆、棉花、油菜等。

C4植物：需C3