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目录1

第一章　绪论1

一、生命的特征和生物化学的研究范畴1

二、一些生物化学的基本概念2

提要8

思考题9

第二章　蛋白质化学10

第一节　通论10

一、蛋白质的化学概念10

二、蛋白质的分类10

三、蛋白质的元素组成13

第二节 蛋白质的组成单位——氨基酸13

一、氨基酸的一般结构特征13

二、氨基酸的分类和结构15

三、蛋白质中的修饰性氨基酸16

四、非蛋白质氨基酸16

五、氨基酸的一般性质16

六、氨基酸的化学性质17

第三节　蛋白质的结构21

一、蛋白质的一级结构22

二、蛋白质的二级结构28

三、纤维状蛋白质的结构33

四、超二级结构和结构域37

五、球状蛋白质的三级结构38

六、蛋白质的四级结构41

第四节　蛋白质的结构与功能42

一、蛋白质的一级结构决定其高级结构42

二、蛋白质的一级结构与功能43

三、蛋白质的空间结构与功能46

一、蛋白质的水合作用和透析55

二、蛋白质的两性性质和等电点55

第五节　蛋白质的性质55

三、蛋白质的变性作用与复性56

四、蛋白质的沉淀作用57

第六节 蛋白质的分离纯化和测定58

一、蛋白质分离纯化的一般原则58

二、分离纯化的主要方法59

三、蛋白质分子量的测定61

四、蛋白质纯度的鉴别标准65

五、蛋白质含量的测定66

附　蛋白质结构的X射线晶体衍射法分析66

提要68

生化基本题型举例69

一、酶是生物催化剂71

二、酶催化的特征71

第三章　酶化学71

第一节　通论71

第二节　酶的分类和命名73

一、酶的命名73

二、酶的国际系统分类法74

三、酶的组成分类75

第三节　酶催化作用的结构基础76

一、酶分子结构的特征76

二、酶原及酶原的激活80

第四节　酶催化作用的机理83

一、酶依靠降低活化能加速化学反应83

二、一般酸-碱催化84

五、酶执行催化功能的几个实例85

四、金属离子催化85

三、共价催化85

第五节　酶促反应的动力学95

一、酶浓度的影响95

二、底物浓度对反应速度的影响95

三、温度对酶促反应速度的影响99

四、pH的影响100

五、激活剂的影响100

六、抑制剂的影响101

七、过渡态类似物是酶的一种潜在抑制剂103

第六节　重要酶类及其活性调节104

一、多酶体系104

二、调节酶104

三、同工酶110

二、酶的活力与测定111

一、酶分离纯化的一般原则111

第七节　酶的分离纯化和活力测定111

三、回收率和纯化倍数114

提要114

思考题115

第四章　核苷酸和核酸117

第一节　碱基、核苷和核苷酸117

一、碱基、核苷和核苷酸117

二、核苷酸的生物学功能120

第二节　磷酸二酯键与多核苷酸121

第三节　碱基的性质和核酸结构123

第四节　DNA结构125

一、DNA储存遗传信息的证实125

二、各物种DNA有着独特的碱基组成127

三、Watson-Crick DNA双螺旋结构127

四、DNA存在不同的三维结构形式129

五、与DNA碱基顺序相关的特殊结构130

第五节 RNA的种类和结构133

一、信使RNA133

二、其他RNA及结构133

第六节　核酸的变性、复性和杂交136

一、DNA的变性与复性136

二、DNA的熔解温度138

三、核酸的杂交及应用139

第七节　核酸的化学反应和酶法修饰139

一、核酸的化学反应139

二、DNA的酶法甲基化142

第八节　核酸酶和DNA限制性内切酶143

一、核酸的酶法水解与核酸酶的分类143

二、核酸酶的特异性143

四、限制片段的长度和限制图144

三、限制性内切酶（限制酶）144

第九节 DNA一级结构测定与DNA的化学合成147

一、DNA碱基顺序的测定（DNA sequencing）147

二、DNA的化学合成（DNA chemical synthesis）147

第十节　基因和基因组150

一、天然DNA分子的大小与顺序特征150

二、基因与顺反子153

三、染色体DNA的碱基顺序特征154

第十一节 DNA超螺旋和染色质结构156

一、DNA的拓扑学结构156

二、DNA在体内的包装161

提要165

思考题167

二、维生素的命名和分类170

一、维生素的一般概念和重要性170

第一节　维生素的概念与分类170

第五章　维生素与辅酶170

第二节　重要的脂溶性维生素171

一、维生素A及维生素A原171

二、维生素D及维生素D原172

三、维生素K173

四、维生素E174

第三节　重要的水溶性维生素175

一、维生素C175

二、维生素B1和焦磷酸硫胺素176

三、维生素B2和FMN、FAD177

四、泛酸与辅酶A178

五、烟酸、烟酰胺和NAD、NADP179

六、维生素B6及其辅酶180

七、生物素181

八、叶酸和四氢叶酸181

九、维生素B12及其辅酶182

十、硫辛酸183

提要183

思考题184

第六章　生物膜185

第一节　生物膜的组成与结构特征185

一、生物膜结构的一般特征185

二、生物膜的组成185

三、生物膜的“流动镶嵌”结构模型191

四、生物膜的流动性191

第二节　小分子物质的跨膜转运193

一、跨膜转运的类型193

二、载体蛋白介导的被动转运196

三、转运ATP酶198

四、离子梯度驱动的二级主动转运201

提要203

思考题203

第七章　激素与细胞信号转导204

第一节　激素的概念与分类204

一、激素的一般概念204

二、激素的分类205

三、激素作用的特点205

第二节　重要的动物激素205

一、下丘脑激素205

二、垂体激素206

三、甲状腺激素208

四、胰腺激素209

五、肾上腺激素210

六、性激素211

七、脂肪酸衍生类激素（二十烷酸类激素，eicosanoids）212

第三节　激素分泌的调控214

一、下丘脑承上启下的调节214

二、反馈调节214

三、多元调控214

第四节　激素作用原理——细胞信号转导215

一、受体及其特征215

二、细胞信号转导215

第五节　昆虫激素226

第六节　植物激素226

提要227

思考题227

第一节　新陈代谢的一般概念228

一、代谢途径的多酶体系228

第八章　新陈代谢引论228

二、细胞代谢中的主要化学反应229

第二节　新陈代谢的调控及研究方法230

一、新陈代谢的调控230

二、新陈代谢的研究方法231

思考题232

第九章　糖代谢233

第一节　糖酵解233

一、糖酵解的基本概念233

二、糖酵解途径233

三、糖酵解总观236

四、丙酮酸的命运238

一、葡萄糖异生作用的前体239

二、葡萄糖异生作用途径239

第二节　葡萄糖的异生作用239

三、糖异生作用与糖酵解的协同调控240

第三节　柠檬酸循环242

一、丙酮酸的氧化242

二、柠檬酸循环途径243

三、乙醛酸循环249

第四节　磷酸戊糖途径250

一、磷酸戊糖途径的反应过程251

二、磷酸戊糖途径的调节251

三、磷酸戊糖途径的生理意义251

第五节　糖原的代谢251

一、糖原的降解252

二、糖原的合成253

三、糖原合成与降解的协同调控254

四、激素对血糖水平的调节256

提要257

思考题258

第十章　生物氧化259

第一节　生物能学的基本概念259

一、生物体能量的转换遵循热力学定律259

二、标准自由能变化与平衡常数261

三、偶联化学反应标准自由能变化的可加和性及意义261

四、关于生物化学中能量变化的一些规定262

五、氧化还原电势与自由能变化的关系262

六、高能生物分子264

第二节 电子传递与氧化磷酸化267

一、生物体电子传递的方式与电子载体267

二、呼吸链及其组成268

三、氧化磷酸化作用272

四、线粒体外NADH的跨膜转运276

提要277

思考题278

第十一章　光合作用279

第一节　光合作用的光反应280

一、叶绿体与光合膜280

二、光合色素281

三、光合色素对光能的吸收和传递281

四、光合单位283

五、双光系统与电子传递285

六、光合磷酸化290

第二节　光合作用中碳水化合物的生物合成291

一、卡尔文循环291

二、卡尔文循环的调节293

三、植物细胞中CO2的浓缩机制296

提要298

思考题299

二、脂肪的消化和吸收301

一、脂类的一般概念301

第十二章　脂代谢301

第一节　概述301

第二节　脂肪的分解代谢302

一、体内甘油三酯的分解302

二、甘油的代谢303

三、脂肪酸的分解代谢303

四、酮体的代谢307

第三节　脂肪的合成代谢309

一、脂肪酸的生物合成309

二、甘油三酯（脂肪）的合成312

第四节　磷脂和鞘脂的代谢312

一、磷脂的代谢313

二、鞘脂的代谢314

一、胆固醇的生物合成316

第五节　胆固醇的代谢316

二、胆固醇的去路317

提要320

思考题321

第十三章　氨基酸的代谢322

第一节　蛋白质的降解322

一、外源蛋白的消化与吸收322

二、组织蛋白质的胞内降解322

第二节　氨基酸的分解代谢323

一、氨基酸分解的基本反应323

二、氨的排泄326

三、氨基酸碳架的氧化330

第三节　氨基酸的生物合成336

一、氨基酸的生物合成336

三、氨基酸生物合成途径中的反馈调节337

二、几种氨基酸合成的简单途径337

提要339

思考题339

第十四章　核苷酸代谢340

第一节　核酸和核苷酸的分解代谢340

一、嘌呤碱的分解代谢340

二、嘧啶碱的分解代谢343

第二节　核苷酸的合成代谢343

一、嘌呤核苷酸的生物合成343

二、嘧啶核苷酸的生物合成347

三、脱氧核糖核苷酸的生物合成350

提要352

思考题353

一、DNA代谢包括DNA复制、修复和重组354

第一节 DNA的代谢354

第十五章　DNA的复制、修复和重组354

二、大肠杆菌遗传图355

第二节　DNA复制的一般规律356

一、关于模板的概念356

二、DNA复制是半保留的357

三、DNA复制的起始点和方向357

四、DNA的复制是半不连续的358

第三节　DNA聚合酶359

一、DNA是由DNA聚合酶催化合成的359

二、DNA聚合酶催化DNA合成的精确性360

三、大肠杆菌的三种DNA聚合酶361

四、DNA复制需要许多酶和蛋白质因子362

第四节 细胞DNA复制的阶段性363

一、DNA复制的起始363

二、DNA复制的延长阶段364

三、复制终止过程367

四、真核细胞DNA的复制368

第五节　DNA修复368

一、突变导致肿瘤发生369

二、错配修复370

三、碱基切割修复（Base-Excision Repair）372

四、核苷酸切割修复373

五、直接修复373

六、重组修复与差错倾向修复374

第六节 体内DNA重组过程375

一、同源遗传重组有着多重的功能375

二、重组需要特殊的酶376

三、同源重组是DNA修复的重要途径378

第七节　位点特异遗传重组379

一、可转座遗传因子可从一个座位转移到另一座位381

二、免疫球蛋白基因的重组383

提要384

思考题385

第十六章　RNA代谢387

第一节　依赖DNA的RNA合成387

一、RNA是由RNA聚合酶合成的387

二、模板链与非模板链389

第二节　足迹法与启动子390

第三节　RNA合成的终止392

第四节　真核生物细胞核RNA聚合酶393

一、RNA聚合酶Ⅱ需要许多其他蛋白质因子393

二、RNA聚合酶和转录因子在启动子上的组装393

五、RNA聚合酶Ⅱ活性的调节395

六、DNA指导的RNA聚合酶能被选择性地抑制395

四、RNA合成的延长、终止和释放395

三、RNA合成的起始395

第五节　新生RNA的剪接和修饰396

一、除去内含子的剪接过程397

二、真核生物mRNA进行装饰性加工400

三、不同RNA剪接方式导致一个基因多种产物400

四、核糖体RNA和tRNA前体的转录后加工401

五、细胞RNA以不同速度降解404

六、多核苷酸磷酸化酶合成随机顺序的类RNA多聚物404

第六节　核酶405

一、Ⅰ类内含子的酶学特性405

二、M1RNA407

第七节 以RNA为模板的DNA和RNA合成407

一、反转录酶从病毒RNA产生DNA407

二、逆转录病毒引起癌症和艾滋病408

三、用HIV反转录酶抑制物治疗艾滋病409

四、许多真核生物的转座子与逆病毒有关410

五、端粒酶是一种特殊的反转录酶410

六、一些病毒RNA是由RNA指导的RNA聚合酶复制的411

七、SELEX方法产生具有新功能的RNA聚合物412

提要413

思考题414

第十七章　蛋白质的生物合成与修饰415

第一节　概述415

第二节　遗传密码的破译416

一、三联体密码与阅读框416

二、人工合成多核苷酸和无细胞体系蛋白质合成417

三、三核苷酸诱导氨酰tRNA对核糖体的特异结合417

四、具有特定重复顺序多聚核糖核苷酸模板的合成418

第三节　遗传密码的几个重要特性419

一、遗传密码的几个重要特性419

二、翻译移码和RNA编辑（RNA editing）420

三、tRNA对密码子的识别422

五、病毒DNA中不同阅读框的重叠基因425

第四节　蛋白质的生物合成425

一、核糖体是一个复杂的超分子结构426

四、遗传密码的天然改变426

二、转移RNA具有特征性结构427

三、氨酰-tRNA合成酶和它们催化的反应429

四、一些氨酰-tRNA合成酶具有校对（proofreading）功能429

五、氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别431

六、多肽链的合成从氨基末端开始432

七、一个特定氨基酸起始蛋白质的合成432

八、多肽合成起始的三个步骤433

九、延长阶段中肽键的形成434

十、核糖体的校正功能仅限于密码子与反密码子的相互作用437

十一、多肽合成的终止438

二、信号序列的切除440

第五节　多肽链的折叠与加工440

一、氨基末端和羧基末端的修饰440

三、氨基酸残基的修饰441

四、糖侧链的连接441

五、异戊二烯基团的附加442

六、辅基的附加442

七、蛋白酶水解修饰442

八、二硫键的形成442

九、蛋白质合成受许多抗生素和毒素抑制442

第六节　蛋白质投递和降解443

一、许多真核蛋白的翻译后修饰开始于内质网443

二、糖基化在蛋白质投递过程中起重要作用445

三、线粒体和叶绿体蛋白的投递445

四、通往细胞核的信号顺序447

六、细胞通过受体介导的胞饮作用（pinocytosis）输入蛋白448

五、细菌蛋白质投递途径的信号序列448

七、所有细胞中蛋白质的降解是由专一的系统进行的449

提要450

思考题451

第十八章　基因表达的调节453

第一节　基因表达调节的原理453

一、RNA聚合酶结合启动子顺序454

二、转录起始接受DNA结合蛋白的调节454

第二节　基因的调节单位——操纵子456

一、许多原核基因是以操纵子为单位调节的456

二、乳糖操纵子的负调节作用456

第三节 调节蛋白与DNA的结合458

一、调节蛋白有独立的DNA结合结构域458

一、调节蛋白的蛋白质-蛋白质相互作用结构域461

第四节　蛋白质与蛋白质的相互作用461

四、同质异形结构域461

三、锌指461

二、螺旋-转角-螺旋461

二、亮氨酸拉链463

三、碱性螺旋-环-螺旋463

第五节　原核生物基因表达的调节463

一、Lac操纵子的正调节系统463

二、阿拉伯糖操纵子的正调节和负调节作用464

三、色氨酸操纵子的转录弱化调节467

四、SOS反应的诱导468

五、核糖体蛋白与rRNA合成的协调470

六、遗传重组对基因表达的调节472

第六节　λ（lambda）噬菌体的发育调节473

一、噬菌体λ对大肠杆菌的感染473

二、噬菌体λ的溶菌繁殖475

三、反终止作用（antitermination）476

四、λ溶原的建立（Establishing Lysogeny）479

五、溶原状态的维持和cI基因的自我调节480

六、λ感染命运的决定：溶菌周期或溶原化481

七、溶原的诱导482

第七节　真核基因表达的调节483

一、具有转录活性的染色质有独特结构483

二、染色质的乙酰化和核小体置换483

三、许多真核启动子是正调节的484

四、反激活蛋白和辅激活蛋白促进普通转录因子的组装484

第八节　真核基因表达的调节蛋白485

一、TATA结合蛋白485

二、DNA结合反激活蛋白485

五、可逆转录激活486

四、转录激活过程486

三、辅激活蛋白复合物486

六、酵母半乳糖代谢基因既有正调节也有负调节487

七、DNA结合反激活蛋白具有组件型结构488

八、真核基因表达的细胞间和细胞内信号调节489

九、通过磷酸化核转录因子的调节491

第九节　真核生物mRNA的翻译阻遏491

第十节　发育过程中调节蛋白的级联控制492

一、母性基因493

二、节化基因493

三、同质异形基因494

第十一节 由RNA干扰介导的基因沉默495

提要496

思考题497

一、重要的工具酶499

第二节　重组DNA技术的基本操作原理499

第一节　DNA克隆技术的基础499

第十九章　重组DNA技术与基因组学499

二、DNA克隆的载体500

三、目的基因的获得504

四、DNA的体外重组506

五、将重组DNA导入细胞的技术506

六、筛选克隆细胞507

第三节 重组DNA技术的应用508

一、重组DNA技术产生新品种新选择508

二、法医学的强大武器——DNA指纹法508

三、工程化微生物用于地下采油、采矿及消除环境污染510

四、基因治疗与遗传性疾病的基因诊断510

第四节　基因组文库和基因组学510

一、DNA文库提供基因组特异的遗传信息目录510

二、多聚酶链式反应扩增特异性DNA片段512

三、基因组测序提供最完善的基因文库513

第五节　从基因组到蛋白质组515

一、蛋白质组和蛋白质组学515

二、序列和结构相关性提供蛋白质功能的信息516

三、细胞基因表达图谱（Cellular Expression Pattern）517

四、双向凝胶电泳517

五、DNA微阵列517

六、蛋白质芯片（Protein chip）518

七、蛋白质相互作用的检测518

八、基因组成分的比较519

九、纯化蛋白质复合物519

十、酵母双杂交分析（Yeast two-hybrid analysis）519

提要521

思考题522

主要参考书目523

生化英汉名词对照及索引524