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绪论1

一、生物化学的涵义与研究内容1

二、生物化学在生命科学中的地位2

三、生物化学的展望3

四、生物化学入门方法6

第一篇 构成细胞的物质分子7

第一章 糖的生物化学7

第一节 概述7

一、糖类的基本概念7

二、糖类的生物学功能7

三、单糖的类别与分布9

第二节 细胞中的双糖12

一、蔗糖12

二、乳糖12

三、麦芽糖12

四、纤维二糖12

第三节 植物多糖12

一、淀粉12

二、纤维素14

三、半纤维素14

四、果胶14

第四节 动物多糖15

一、糖胺聚糖15

二、唾液酸15

三、糖蛋白16

四、几丁质17

五、糖原17

第五节 细菌多糖17

一、肽聚糖17

二、磷壁酸18

第二章 脂类生物化学20

第一节 概述20

一、脂类化学组成20

二、脂类重要的生物功能20

三、脂的分类20

第二节 贮存脂类21

一、脂肪酸21

二、生物体内脂肪酸的特点22

三、脂肪酸的物理和化学性质23

四、脂酰甘油类24

五、其他脂酸甘油类26

第三节 生物膜中结构脂类27

一、甘油磷脂27

二、鞘氨醇磷脂类29

第四节 辅助因子与激素脂类29

一、萜类30

二、类固醇类30

三、前列腺素32

第五节 结合脂类33

一、糖脂33

二、脂蛋白类33

第三章 蛋白质化学35

第一节 蛋白质概论35

一、蛋白质的组成及分类35

二、蛋白质的分类35

三、蛋白质的生物学功能36

第二节 蛋白质的基本结构单位37

一、氨基酸的结构与分类37

二、氨基酸的主要理化性质40

第三节 肽43

一、肽与肽键43

二、肽的理化性质44

三、生物体内重要的肽44

第四节 蛋白质的分子结构44

一、蛋白质的一级结构45

二、蛋白质的空间结构47

第五节 蛋白质结构与功能的关系53

一、蛋白质一级结构与功能的关系53

二、蛋白质一级结构与进化的关系54

三、蛋白质的高级结构与功能的关系54

第六节 蛋白质的理化性质54

一、蛋白质的分子量55

二、蛋白质的两性解离及等电点55

三、蛋白质的胶体性质56

四、蛋白质的沉淀反应56

五、蛋白质的变性57

六、蛋白质的颜色反应57

第七节 蛋白质的分离、纯化与鉴定58

一、蛋白质分子量的测定方法58

二、蛋白质分离纯化的原则59

三、蛋白质分离纯化的过程及技术60

四、蛋白质的纯度分析61

第八节 蛋白质组学61

一、蛋白质组学的定义61

二、蛋白质组学研究的内容62

三、蛋白质组学研究的方法62

四、蛋白质组学研究的现状与展望63

第四章 核酸化学与基因组65

第一节 概述65

一、核酸的发现65

二、核酸的种类和分布65

三、核酸的生物学功能66

四、核酸的化学组成66

五、核酸的结构单位66

第二节 核酸的分子结构69

一、DNA的一级结构69

二、DNA的二级结构71

三、DNA的三级结构73

四、RNA的分子结构74

五、基因与基因组76

六、基因组学研究的内容与意义76

第三节 核酸的理化性质77

一、核酸的物理性质77

二、酸碱性质78

三、两性解离与等电点78

四、紫外吸收性质78

五、核酸的变性、复性与分子杂交78

第四节 蛋白质与核酸复合物80

一、染色体80

二、病毒81

第五节 核酸的分离纯化81

一、核酸的提取策略81

二、核酸的提取81

三、核酸的纯度检测82

四、核酸的保存82

第六节 核酸的分析技术82

一、序列分析82

二、分子杂交技术83

第七节 生物信息学与核酸化学85

一、生物信息学概念85

二、国际著名的生物信息数据库85

三、生物信息学在核酸研究中的应用86

第五章 维生素与辅酶87

第一节 概述87

一、维生素定义87

二、维生素的生理作用87

三、维生素的分类87

第二节 水溶性维生素88

一、维生素B1与辅酶88

二、维生素B2与辅酶88

三、泛酸与辅酶89

四、维生素PP与NAD、NADP90

五、维生素B6与辅酶91

六、叶酸与辅酶92

七、维生素B12与辅酶93

八、维生素C与辅酶94

九、硫辛酸与辅酶94

第三节 脂溶性维生素95

一、维生素A95

二、维生素D96

三、维生素E97

四、维生素K97

第六章 酶学100

第一节 概述100

一、酶的概念100

二、酶催化反应的特点100

三、酶的化学本质101

四、酶的命名与分类103

第二节 酶的结构与功能105

一、酶活性中心106

二、酶原和酶原激活107

第三节 酶的作用机理111

一、酶与底物结合形成中间复合物111

二、邻近和定向效应112

三、酸碱催化113

四、微环境触发酶的催化反应115

第四节 酶促反应动力学116

一、酶的催化作用与分子活化能116

二、酶促反应的中间产物转化120

三、酶促反应的Michaelis-Menten方程121

四、修正的Michaelis-Menten方程122

五、Km的涵义与测定123

六、酶促反应和速率125

第五节 影响酶促反应速率的因素126

一、反应底物浓度对酶促反应速率的影响126

二、酶浓度对酶促反应速率的影响127

三、温度对酶促反应的影响127

四、pH值对酶促反应的影响128

五、激活剂的影响128

六、抑制剂对酶促反应速率的影响129

第六节 调节酶类的催化特性与动力学特征133

一、变构酶134

二、共价调节酶137

三、同工酶138

四、诱导酶139

第七节 酶的提取纯化与活力测定140

一、酶提取和纯化准备140

二、酶的抽提141

三、酶的纯化和纯化方法141

四、纯度和产量143

五、酶活力的测定144

第七章 激素146

第一节 概述146

一、激素的涵义146

二、激素的类别、化学组成与分类146

第二节 植物类激素147

一、正向激素147

二、负向激素149

第三节 动物类激素150

一、垂体分泌的激素150

二、甲状腺分泌的激素151

三、肾脏分泌的激素151

四、胰岛分泌的激素152

五、胎盘分泌的激素152

六、性器官分泌的激素152

七、昆虫激素153

第八章 次生代谢产物156

第一节 概述156

一、次生代谢的概念156

二、次生代谢产物的分布157

三、次生代谢产物在生物学上的地位158

四、次生代谢产物的种类与分布159

第二节 次生代谢产物的特性与应用163

一、次生代谢产物的特性163

二、次生代谢产物的开发应用163

三、植物次生代谢物的开发途径164

第三节 环境对次生代谢物形成的影响166

一、环境因子变化对次生产物产生的影响166

二、环境对植物次生代谢产物的作用166

第四节 次生代谢产物的研究方法167

一、同位素示踪法167

二、细胞培养法168

三、荧光标记法168

四、单细胞分析法169

第九章 生物膜结构成分171

第一节 生物膜基本结构171

一、生物膜的早期模型171

二、生物膜结构上的两侧不对称性173

第二节 生物膜的流动性176

一、膜流动性的涵义176

二、膜蛋白的运动性179

三、膜脂与膜蛋白的相互作用180

四、膜流动性与生理功能187

第二篇 新陈代谢189

第十章 代谢总论189

第一节 新陈代谢的基本概念189

一、新陈代谢的定义189

二、新陈代谢的类型190

三、代谢的生理作用190

四、代谢中对立统一关系190

五、新陈代谢与生产实践191

第二节 新陈代谢的机制191

一、细胞中的新陈代谢191

二、新陈代谢产生的机制192

三、分解代谢与合成代谢中能量转移194

四、各种代谢途径在细胞中的定位194

五、细胞代谢的经济性与可调节性194

第三节 新陈代谢的研究方法195

一、研究新陈代谢的目的195

二、新陈代谢研究方法195

三、单细胞荧光定量分析197

四、同位素示踪方法197

第十一章 能量代谢198

第一节 概述198

一、能量代谢的涵义198

二、内能与焓198

三、细胞获得自由能的过程199

第二节 生物系统中自由能的变化200

一、生物系统中的标准自由能变化与生物化学反应平衡200

二、标准生成自由能在生物系统中的作用201

三、偶联化学反应中标准自由能的合成性201

第三节 细胞中高能磷酸化合物201

一、高能化合物的概念201

二、ATP的结构特点202

三、ATP在生物能量转运中的作用203

四、磷酸肌酸及其他储能物质203

五、ATP系统的动态平衡204

第十二章 生物氧化205

第一节 概述205

一、生物氧化的涵义和特点205

二、生物化学反应中的自由能变化206

第二节 呼吸链208

一、线粒体208

二、呼吸链组成与种类210

三、呼吸链的电子传递213

第三节 氧化磷酸化215

一、氧化磷酸化的概念215

二、氧化磷酸化的机制215

三、氧化磷酸化的解偶联和抑制219

四、线粒体穿梭系统219

第四节 其他末端氧化酶系统221

一、多酚氧化酶系统和抗坏血酸氧化酶系统221

二、黄素蛋白氧化酶222

三、过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶222

四、植物抗氰氧化酶223

第十三章 糖代谢224

第一节 糖的组成和主要生理功能224

一、糖的组成和主要生理功能224

二、多糖降解224

三、糖类的转运228

四、体内糖类物质最终氧化分解的过程229

第二节 糖分解代谢229

一、糖的无氧分解229

二、糖的有氧氧化236

三、三羧酸循环支路——乙醛酸循环243

四、磷酸戊糖途径244

第三节 糖的异生作用248

一、由丙酮酸激酶催化的逆反应由两步反应完成248

二、由己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的两个反应的逆行过程249

三、Cori循环249

四、糖异生的生理意义250

五、糖异生的调节251

第四节 糖的合成代谢252

一、糖原的合成252

二、淀粉的合成253

三、蔗糖的合成254

第十四章 脂类代谢256

第一节 脂肪的分解代谢256

一、脂肪的水解256

二、甘油代谢257

三、脂肪酸的分解257

四、酮体代谢263

五、乙醛酸循环264

第二节 脂肪的合成代谢266

一、甘油的生物合成266

二、脂肪酸的合成266

第三节 类脂的代谢273

一、磷脂的降解与生物合成273

二、胆固醇的生物合成与转化途径275

第十五章 蛋白质降解与氨基酸代谢279

第一节 蛋白质的降解与周转279

一、蛋白质的消化与吸收279

二、蛋白质消化后的吸收280

三、蛋白质的降解与产物的转运280

四、蛋白质的周转281

第二节 氨基酸的分解代谢282

一、氨基酸的分解与转化共同途径282

二、氨基酸分解产物的去路286

三、个别氨基酸的分解288

第三节 氨基酸的合成代谢291

一、氮素循环291

二、生物固氮291

三、硝酸盐的还原作用292

四、氨的同化作用292

五、氨基酸的生物合成293

六、一碳基团代谢294

七、硫酸根还原295

第十六章 核酸酶促降解与核苷酸代谢296

第一节 核酸的酶促降解296

一、核酸酶对核酸的降解296

二、核糖核酸酶296

第二节 核苷酸的分解代谢298

一、核苷酸的降解298

二、嘌呤的分解298

三、嘧啶的分解300

第三节 核苷酸的生物合成301

一、核糖核苷酸的生物合成301

二、脱氧核糖核苷酸的生物合成306

第十七章 次生物质代谢307

第一节 概述307

一、次生代谢的定义307

二、次生代谢与初生代谢的关系308

三、次生代谢与生产实践310

第二节 次生代谢产物的降解311

一、多级复合次生产物组成的分析311

二、多级复合次生产物的降解312

三、降解次生代谢产物的相关酶类312

四、次生代谢产物的终末去向313

第三节 次生代谢产物的分解313

一、糖苷酯类的分解313

二、典型生物碱的分解314

三、色素类化合物的分解314

四、芳香类化合物的分解314

五、其他类次生代谢产物的分解314

六、次生代谢产物的研究方法314

第四节 细胞内次生代谢产物的合成315

一、糖复合物的生物合成315

二、生物碱类化合物的合成316

三、芳香化合物的生物合成316

四、色素类物质的生物合成317

五、萜烯类化合物的生物合成317

第十八章 代谢调控319

第一节 物质代谢的相互关系319

一、生物大分子代谢途径的相互关系319

二、物质代谢中的交叉点321

第二节 代谢的调节322

一、酶水平的调节322

二、细胞区域化的调节329

三、能荷对代谢的调节330

四、整体水平的代谢调节331

第三篇 遗传信息传递表达及调控333

第十九章 DNA生物合成333

第一节 DNA复制通则333

一、半保留复制333

二、原核生物DNA的复制337

三、真核生物DNA的复制338

四、DNA复制的忠实性340

五、RNA指导下的DNA反向合成340

第二节 DNA损伤与突变341

一、DNA损伤与突变341

二、DNA损伤的类型及产生的原因342

三、DNA损伤的修复343

第三节 DNA的重组345

一、同源性重组346

二、位点专一性重组347

三、异常重组348

第二十章 RNA生物合成352

第一节 原核生物的转录352

一、基本概念352

二、转录过程354

三、转录后的加工356

四、转录的调控356

第二节 真核生物的转录359

一、真核生物中的RNA聚合酶359

二、转录控制区359

三、真核生物基因转录因子360

四、转录过程361

五、转录后加工362

第三节 RNA的复制365

第四节 核酸生物合成抑制物366

一、碱基类似物366

二、DNA模板功能抑制物367

三、RNA聚合酶抑制剂367

第二十一章 蛋白质生物合成368

第一节 遗传密码368

一、遗传密码子的发现368

二、密码的破译369

三、遗传密码的特性370

第二节 参与蛋白质生物合成的生物大分子及其功能372

一、mRNA372

二、转运RNA373

三、氨基酰-tRNA合成酶375

四、核糖体与rRNA377

五、辅助因子379

第三节 原核生物蛋白质合成过程379

一、肽链合成的起始379

二、肽链的延伸381

三、肽链合成的终止与释放385

四、多核糖体385

第四节 真核生物蛋白质合成过程386

一、真核细胞中蛋白质合成386

二、蛋白质生物合成的干扰和抑制389

三、线粒体内存在独立的蛋白质合成体系390

第五节 蛋白质翻译后的修饰加工与蛋白质折叠、运输390

一、蛋白质翻译后的修饰加工390

二、蛋白质折叠393

三、蛋白质的运输395

第二十二章 遗传信息表达的调控397

第一节 基因表达与调控概述397

一、基因表达的相关概念397

二、基因表达的规律性398

三、基因表达的调节方式399

四、调节基因与结构基因的相互关系400

第二节 基因表达调控的基本原理400

一、基因表达的多级调控400

二、参与遗传信息分子表达调控的主要因素401

第三节 原核基因表达调控405

一、乳糖操纵子406

二、阿拉伯糖操纵子407

三、转录衰减409

四、SOS反应410

五、基因重组411

参考资料413