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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、NADP 90

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A 95

二、维生素D 96

三、维生素E 97

四、维生素K 97

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、mRNA 372

二、转运RNA 373

三、氨基酰-tRNA合成酶 375

四、核糖体与rRNA 377

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

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