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第1章 分子和细胞 1

1.1 引言 1

1.2 分子和细胞 1

(一)亚细胞结构 1

(二)超细胞结构 4

1.3 细胞过程需要 ATP 提供的能量 4

1.4 分子间的力 4

(一)静电的相互作用 4

(二)氢键 5

(三)位阻 5

(四)范德华力 5

(五)疏水的相互作用 5

1.5 小结 5

参考资料 6

复习题 6

参考答案 6

第2章 核酸 7

2.1 引言 7

2.2 结构 7

(一)DNA 和 RNA 的化学(一级)结构 7

(二)核酸的二级结构 9

(三)核酸的三级结构 12

2.3 域和超螺旋 13

2.4 DNA 变性 15

(一)复性 15

(二)杂交 17

2.5 核酸的序列测定 19

2.6 用 Sanger 法测定 DNA 的序列 20

2.7 小结 22

参考资料 22

复习题 22

参考答案 23

第3章 蛋白质 24

3.1 引言 24

3.2 氨基酸 24

(一)静电特性 25

(二)疏水性 26

(三)化学反应性 27

3.3 多肽 27

3.4 蛋白质结构 29

(一)二级结构 29

(二)功能基元和功能域 33

(三)结构域 34

(四)三级结构 34

(五)四级结构 35

3.5 翻译后的修饰 35

3.6 蛋白质的纯化 35

(一)柱层析 36

(二)蛋白质的凝胶电泳 37

附录 38

附录3.1 pK 和 pI 的定义 38

附录3.2 与决定蛋白质结构有关的力 38

附录3.3 Henderson-Hasselbach 方程应用举例 39

附录3.4 氨基酸的三字母符号和单字母符号 40

3.7 小结 40

参考资料 40

复习题 41

参考答案 41

第4章 膜 42

4.1 引言 42

4.2 脂类、磷脂和膜结构 42

4.3 膜中的蛋白质 45

4.4 膜转运蛋白 47

4.5 与膜结合的受体和其他胞内的信号分子 47

4.6 小结 50

参考资料 50

复习题 50

参考答案 51

第5章 核蛋白复合体 52

5.1 引言 52

5.2 染色体 52

(一)染色质 54

(二)染色体蛋白质 54

(三)核小体 55

(四)染色质的高级结构 55

(五)有活性的染色质的结构 56

(六)序列专一的 DNA-结合蛋白 57

5.3 核糖核蛋白复合体 58

(一)细胞核的核糖核蛋白复合体 59

(二)核糖体 59

(三)信号识别颗粒 59

5.4 小结 60

参考资料 61

复习题 61

参考答案 61

第6章 以血红蛋白说明蛋白质的行为 62

6.1 引言 62

6.2 血红蛋白 62

(一)血红素 62

(二)珠蛋白的结构 62

(三)结合氧的机制 63

(四)血红蛋白的四级结构 64

(五)二磷酸甘油酯(BPG) 64

6.3 氧的转运 65

(一)肌红蛋白中氧的贮存 66

(二)由血红蛋白转运氧 67

(三)从肺到肌肉线粒体的氧的转运 67

(四)Hill 系数 68

(五)别构效应 69

(六)2，3-二磷酸甘油酯 69

(七)Bohr 效应 70

6.4 成年人的正常血红蛋白 71

(一)发育中的血红蛋白 72

(二)胎儿的血红蛋白(HbF) 72

6.5 血红蛋白疾病 73

(一)α-地中海贫血 74

(二)β-地中海贫血 74

(三)血红蛋白病 74

6.6 小结 76

参考资料 77

复习题 77

参考答案 78

第7章 酶引论 79

7.1 引言 79

7.2 酶催化的反应的特点 80

(一)活性部位 81

(二)机制 81

7.3 酶动力学 83

(一)Michaelis-Menten 方程的不同形式 85

(二)Michaelis-Menten 方程的理论基础 86

(三)vmax 和 Κм 的含义 86

(四)酶不能改变平衡 87

(五)双底物反应 87

(六)Michaelis-Menten 方程的用途 88

7.4 同功酶和诊断 88

(一)心肌梗塞的诊断 89

(二)同功酶 89

(三)乳酸脱氢酶的同功酶 90

(四)肌酸激酶的同功酶 90

(五)临床实验室中酶的检测 90

7.5 酶的命名 90

7.6 酶的辅因子和辅酶：维生素和微量元素 91

7.7 小结 93

参考资料 94

复习题 94

参考答案 94

第8章 酶活性的非共价调节 95

8.1 引言 95

8.2 酶的调节 95

8.3 酶的可逆抑制 97

(一)竞争性抑制 97

(二)反竞争性抑制 98

(三)非竞争性抑制 98

8.4 酶抑制剂应用举例 100

(一)毒物受害者的治疗 100

(二)乙酰胆碱酯酶的抑制剂 101

8.5 代谢途径 102

(一)癌症化疗中 TTP 合成的抑制——代谢途径的一例 102

(二)别构酶 104

8.6 小结 107

参考资料 107

复习题 107

参考答案 108

第9章 酶活性的共价调节 109

9.1 引言 109

9.2 消化作用中的酶原 109

9.3 血液凝固中的酶原 111

(一)血小板 111

(二)凝固途径 111

(三)内在途径 111

(四)外在途径 113

(五)共同途径 113

(六)因子 X 113

(七)凝血酶原和凝血酶 113

(八)纤溶酶原和纤溶酶 116

9.4 酶的可逆的共价修饰 117

(一)共价修饰的放大 117

9.5 小结 118

参考资料 118

复习题 119

参考答案 119

第10章 细胞骨架和胞外基质中的蛋白质 120

10.1 引言 120

10.2 细胞骨架 120

(一)微管 120

(二)微管相关蛋白 121

(三)肌动蛋白丝 122

(四)中间丝 124

10.3 肌肉 125

10.4 细胞与细胞的接触和胞外基质 126

(一)细胞连接 126

(二)胞外基质中的蛋白质 127

(三)糖胺聚糖和蛋白聚糖 130

10.5 小结 130

参考资料 130

复习题 131

参考答案 131

第11章 糖酵解、柠檬酸循环和电子传递系统 132

11.1 引言 132

11.2 热力学 132

11.3 代谢控制概论 132

11.4 糖酵解 134

11.5 糖酵解的控制 134

(一)转运 134

(二)己糖激酶 135

(三)葡萄糖激酶 136

(四)磷酸果糖激酶 136

(五)丙酮酸激酶 138

11.6 糖醇解的细节 138

11.7 柠檬酸循环 141

(一)丙酮酸脱氢酶 141

(二)柠檬酸合酶 143

(三)异柠檬酸脱氢酶 143

(四)柠檬酸循环的细节 144

11.8 电子传递系统和氧化磷酸化作用 147

11.9 苹果酸和 α-甘油磷酸穿梭 150

11.10 小结 151

参考资料 152

复习题 152

参考答案 154

第12章 糖原代谢、戊糖磷酸途径和其他糖类的代谢 156

12.1 引言 156

12.2 糖原代谢 156

(一)糖原的生物合成 156

(二)降解 157

(三)糖原贮存方面的疾病 158

(四)糖原合成的控制 158

(五)糖原降解的控制 160

12.3 戊糖磷酸途径 163

12.4 其他己糖 164

(一)半乳糖代谢 164

(二)果糖 165

12.5 小结 166

参考资料 167

复习题 168

参考答案 169

第13章 葡糖异生作用 170

13.1 引言 170

13.2 葡糖异生的途径 170

13.3 甘油和氨基酸 172

13.4 由乙酰 CoA 不能异生葡萄糖 172

13.5 葡糖异生的控制 172

13.6 丙酮酸羧化酶 173

13.7 PEP 羧激酶 174

13.8 丙酮酸激酶 174

13.9 果糖-1，6-二磷酸酶(FBP 酶) 176

13.10 葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-P 酶) 177

13.11 小结 177

参考资料 178

复习题 178

参考答案 179

第14章 脂肪酸代谢：分解代谢 180

14.1 引言 180

14.2 脂质的贮存和周转 180

(一)三酰甘油的水解 180

(二)激活和β-氧化 181

(三)酮体 183

(四)奇数链脂肪酸 186

14.3 小结 187

参考资料 187

复习题 188

参考答案 188

第15章 脂质代谢：合成和转运 189

15.1 引言 189

15.2 由乙酰 CoA 合成脂肪酸 189

(一)将乙酰单位从线粒体移到细胞溶胶中 189

(二)脂肪酸合成的控制 190

(三)乙酰 CoA 羧化酶 192

(四)氧化作用与合成作用 193

(五)脂肪酸的去饱和与延伸 194

15.3 磷脂类和三酰甘油类(甘油三酯类)的合成 194

(一)磷脂酰胆碱 194

(二)脂蛋白和脂质的转运 195

15.4 胆固醇 197

15.5 乙醇 199

15.6 小结 199

参考资料 200

复习题 200

参考答案 201

第16章 激素 202

16.1 引言 202

16.2 激素的相互作用 202

(一)信号的转导 202

(二)cAMP 203

(三)肌醇三磷酸和二酰甘油 205

16.3 胰高血糖素 207

16.4 肾上腺素 211

16.5 胰岛素 214

16.6 小结 216

参考资料 217

复习题 218

参考答案 218

第17章 氨基酸代谢：脲、谷氨酸、谷酰胺和天冬氨酸 220

17.1 引言 220

17.2 氮素的排泄 220

17.3 氨的产生 221

17.4 转氨作用 221

17.5 脲循环 223

(一)脲循环的控制 223

(二)脲循环的代谢病 224

17.6 精氨酸 225

17.7 谷氨酸 226

17.8 鸟氨酸 227

17.9 谷酰胺 227

17.10 天冬氨酸 228

17.11 小结 228

参考资料 229

复习题 229

参考答案 230

第18章 其他脂肪族氨基酸的代谢 231

18.1 引言 231

18.2 丙氨酸 231

18.3 丝氨酸和苏氨酸 232

(一)丝氨酸 232

(二)苏氨酸 234

18.4 半胱氨酸 234

18.5 胱氨酸 235

18.6 支链氨基酸 235

(一)降解 235

(二)支链酮酸脱氢酶的控制 236

(三)异亮氨酸 236

(四)槭糖浆尿毒症 236

18.7 赖氨酸 237

18.8 含硫氨基酸 238

(一)甲硫氨酸的分解代谢 239

(二)胱硫醚尿 240

(三)高半胱氨酸的再度甲基化 240

18.9 脂肪转运因素 240

18.10 甘氨酸：利用甘氨酸形成共轭产物或其他产物 242

18.11 肌酸：肌酸的合成和肌酸酐排泄的控制 242

18.12 小结 244

参考资料 245

复习题 245

参考答案 246

第19章 芳香族氨基酸的代谢和蛋白质的经济利用 247

19.1 引言 247

19.2 组氨酸 247

19.3 苯丙氨酸和酪氨酸 248

(一)苯丙氨酸转变为酪氨酸 248

(二)苯丙酮尿 248

19.4 酪氨酸的分解代谢 249

(一)酪氨酸的其他产物 250

(二)儿茶酚胺的形成 250

(三)帕金森(Parkinson 氏)病 251

19.5 色氨酸 252

(一)5-羟基色氨酸及其衍生物 253

(二)单胺氧化酶 254

(三)褪黑素 254

19.6 总论：蛋白质的经济利用 254

19.7 小结 255

参考资料 256

复习题 256

参考答案 257

第20章 嘌呤、嘧啶和血红素的代谢 258

20.1 引言 258

20.2 嘌呤 258

(一)IMP 的形成 258

(二)腺嘌呤和鸟嘌呤核苷酸的形成 260

(三)嘌呤合成的控制 261

(四)嘌呤的降解 262

(五)痛风 264

20.3 嘧啶 264

(一)嘧啶的合成 264

(二)嘧啶合成的控制 265

(三)嘧啶的降解 266

(四)胸嘧啶的形成 267

(五)抗代谢物 267

20.4 血红素 268

(一)血红素合成的控制 270

(二)血红蛋白的维持 271

(三)卟啉的非正常合成和血卟啉病 271

(四)血红素的降解 272

(五)黄疸 273

20.5 小结 273

参考资料 274

复习题 275

参考答案 275

第21章 基因组的组织 276

21.1 引言 276

21.2 基因组的大小 277

(一)原核生物的基因组 277

(二)人类的基因组 277

(三)C-值悖理 278

21.3 细胞器中的基因组 278

21.4 真核生物的染色体 279

(一)染色体的组织 279

(二)端粒 279

(三)着丝粒 280

21.5 真核基因的组织 280

21.6 DNA 中的重复序列 281

(一)二核苷酸和三核苷酸的重复 281

(二)短的和长的散布元件 282

21.7 基因组作图 282

(一)限制性片段长度多态性(RFLP) 282

(二)人类基因组计划 284

(三)人 Y 染色体的物理作图 285

附录21.1 利用专一的修饰 DNA 的酶，以操作 DNA 286

21.8 小结 287

参考资料 288

复习题 289

参考答案 290

第22章 DNA 复制 291

22.1 引言 291

22.2 DNA 复制概要 291

(一)DNA 复制是半保留的 291

(二)DNA 复制是双向进行的 292

(三)复制叉有前导链和后随链 293

22.3 DNA 聚合酶 294

(一)DNA 复制的酶学 294

(二)DNA 聚合酶有校正活性 296

(三)细菌和哺乳动物 DNA 聚合酶的相似性 297

22.4 复制叉的移动需要一种多蛋白的复合体 298

(一)复制叉上的各类蛋白质 299

(二)多蛋白复合体称为复制体 300

22.5 DNA 复制的起点 300

(一)大肠杆菌中的复制起始点 301

(二)真核生物中的复制起始点 302

(三)酵母中自动复制的序列 302

22.6 DNA 复制酶有许多用途 303

(一)DNA 的放射性标记 303

(二)互补 DNA(cDNA)的合成 303

(三)DNA 测序 304

(四)选择性的 DNA 扩增 304

附录22.1 利用 Taq DNA 聚合酶的聚合酶链反应(PCR)及其应用 304

22.7 小结 305

参考资料 305

复习题 306

参考答案 307

第23章 DNA 的修复和重组 308

23.1 引言 308

23.2 突变是 DNA 破坏的结果 308

(一)脱嘌呤作用、脱氨作用和胸腺嘧啶二聚体 308

(二)自然选择需要基底水平的 DNA 破坏 308

23.3 DNA 修复的机制 310

(一)核苷酸切除修复 310

(二)错配修复 311

(三)碱基切除修复 312

(四)直接修复 313

23.4 DNA 重组的两种机制 313

23.5 交换频率和基因图 313

23.6 同源重组的分子机制 313

(一)第1步：链的侵入和分支的移动 314

(二)第2步：异构化作用和 Holliday 连接体的分解 315

23.7 免疫球蛋白基因的位点专一重组 315

(一)免疫球蛋白基因由可变的和恒定的基因片段组成 316

(二)V-D-J 的重组产生抗体的多样性 317

23.8 由同源重组实现基因寻靶 318

附录23.1 利用同源重组作为基因寻靶的方法 318

23.9 小结 320

参考资料 321

复习题 322

参考答案 323

第24章 RNA 合成 324

24.1 引言 324

24.2 基因转录需要依赖于 DNA 的 RNA 聚合酶 324

(一)大肠杆菌的聚合酶全酶是多亚基的蛋白质 324

(二)真核生物有三种不同的 RNA 聚合酶全酶 325

24.3 RNA 合成的三阶段：起始、延伸和终止 326

(一)大肠杆菌中转录的起始 326

(二)转录的延伸阶段 327

(三)转录的终止机制 327

24.4 某些抗生素是 RNA 合成的抑制剂 328

(一)放线菌素 D 328

(二)利福霉素 328

24.5 真核生物的转录起始需要大的多亚基复合体 329

(一)RNA pol Ⅱ起始复合体中的蛋白质组分 329

(二)RNA pol Ⅱ中有磷酸化的羧基末端重复域 329

24.6 可将真核生物基因的启动子分为几类 330

24.7 TATA 结合蛋白(TBP)是通用的真核转录因子 331

附录 334

附录24.1 定点诱变 334

附录24.2 序列专一的蛋白质-DNA 相互作用的分析 335

24.8 小结 336

参考资料 336

复习题 338

参考答案 338

第25章 RNA 加工 339

25.1 引言 339

25.2 RNA 剪接机制大多需要 RNA 催化的两步反应 340

(一)第Ⅰ类内含子的自剪接由外面的鸟核苷介导 341

(二)第Ⅱ类内含子的自剪接由内部的腺苷酸残基催化 341

(三)hnRNA 的剪接需要 snRNP 剪接体复合体 342

25.3 核酶是位点专一的内切核糖核酸酶 344

25.4 rRNA 和 tRNA 前体转录物的加工 345

(一)rRNA 加工 345

(二)tRNA 加工 346

25.5 加工过的 mRNA 有一5＇-甲基鸟苷的帽和一3＇-聚腺苷酸的尾 347

25.6 mRNA 加工可由剪接反应和聚腺苷酸化作用调节 348

25.7 RNA 降解的机制和5＇和3＇外切核酸酶有关 349

附录25.1 利用重组 DNA 技术鉴定 mRNA 转录物 351

(一)互补 DNA(cDNA)的分离 351

(二)用 Northern 印迹法分析 mRNA 352

25.8 小结 352

参考资料 353

复习题 354

参考答案 355

第26章 蛋白质合成 356

26.1 引言 356

26.2 蛋白质合成概要 356

26.3 遗传密码以三联体为基础 358

26.4 密码子-反密码子配对中的摆动位置 360

26.5 根据 cDNA 序列预测可读框 360

26.6 分子生物学中心法则的例外 361

26.7 tRNA 是蛋白质合成中的分子连接物 362

26.8 专一的氨酰-tRNA 合成酶将氨基酸连接到 tRNA 上 363

26.9 多肽合成的三个阶段 364

(一)起始 364

(二)延伸 367

(三)终止 368

26.10 蛋白质合成的翻译控制 369

26.11 蛋白质合成的抑制剂 370

26.12 小结 371

参考资料 372

复习题 373

参考答案 374

第27章 蛋白质到位和周转 375

27.1 引言 375

27.2 信号肽序列指导蛋白质到位 375

27.3 通过细胞质的蛋白质到位 377

(一)膜的胞质面 377

(二)线粒体 377

(三)细胞核 377

(四)过氧化酶体 377

27.4 通过膜区室的蛋白质到位 378

(一)高尔基体 379

(二)溶酶体 380

(三)分泌小泡 380

(四)质膜 380

27.5 蛋白质周转 380

(一)大肠杆菌中的蛋白质降解 381

(二)依赖于遍在蛋白质的蛋白质降解途径 381

(三)蛋白体是细胞中处理垃圾的场所 382

(四)PEST 序列 383

27.6 小结 383

参考资料 384

复习题 385

参考答案 385

第28章 原核生物基因调节的机制 386

28.1 引言 386

28.2 转录因子可能起转录激活剂或阻抑物的作用 386

28.3 大肠杆菌中 lac 操纵子的转录控制 389

(一)IPTG 通过使阻抑物失活而使 lac 操纵子去阻抑 391

(二)分解代谢基因-激活蛋白(CAP)对 lac 操纵子起正调节作用 392

28.4 AraC 既是阿拉伯糖操纵子的阻抑物，又是激活剂 394

28.5 细胞中色氨酸的浓度对 trp 操纵子的双重控制 396

(一)Trp 阻抑物结合 DNA 的活性由色氨酸控制 397

(二)trp 多顺反子 mRNA 转录延伸的弱化控制 397

28.6 小结 398

参考资料 398

复习题 399

参考答案 400

第29章 真核生物基因调节的机制 401

29.1 引言 401

29.2 真核生物基因表达的调节需要许多种蛋白质 401

29.3 多数真核生物的转录调节物中有独立的功能域 403

29.4 由依赖于配体的类固醇/核受体控制转录 404

(一)类固醇受体以同二聚体的形式起作用 405

(二)核受体以异二聚体的形式与 DNA 结合 407

29.5 磷酸化作用的级联将调节信号传递给细胞核 408

(一)依赖于 cAMP 的激酶 A 诱导 CREB 激活剂的功能 409

(二)干扰素激活 STAT 在核中的定位和 Jak 酪氨酸激酶 410

29.6 染色质结构是基因表达的重要调节者 411

29.7 CpG 二核苷酸的甲基化对转录有抑制作用 412

附录29.1 可用瞬时共转染试法研究体内的转录 412

29.8 小结 413

参考资料 414

复习题 415

参考答案 416

第30章 动物病毒的分子生物学 417

30.1 引言 417

30.2 利用无限增殖化的细胞系研究动物病毒 417

30.3 病毒利用细胞膜的特性出入宿主细胞 418

30.4 四大类动物病毒 420

30.5 RNA-RNA 病毒：脊髓灰质炎病毒 420

(一)脊髓灰质炎 RNA 被翻译成一条多肽 420

(二)脊髓灰质炎病毒基因组的复制 422

30.6 DNA-DNA 病毒：SV40病毒和腺病毒 422

(一)SV40病毒曾用于 DNA 复制和细胞转化的研究 423

(二)腺病毒利用复杂的转录和 RNA 剪接策略 424

30.7 DNA-RNA 病毒：乙型肝炎病毒 425

30.8 RNA-DNA 病毒：反转录病毒 427

30.9 人类基因疗法中病毒表达载体的使用 429

30.10 小结 430

参考资料 431

复习题 432

参考答案 433

第31章 癌基因和人的癌症 434

31.1 引言 434

31.2 DNA 的破坏是癌发生的先决条件的早期证据 434

31.3 在恶性阶段之前失控的细胞生长有几个阶段 435

31.4 癌的发生：好的基因变坏了 437

(一)复合反转录病毒中有癌基因 438

(二)人的某些癌细胞中有显性癌基因 439

(三)可在染色体的断裂点上找到癌基因 439

(四)癌抑制基因中的隐性突变也是生癌的 441

31.5 癌基因产物改变多个控制生长的步骤 443

31.6 癌基因 ras 和 p53的突变极为常见 443

(一)Ras 将生长因子的信号传递与细胞内的一连串磷酸化作用联系起来 444

(二)p53的正常功能是当 DNA 被破坏时抑制细胞周期 446

31.7 小结 448

参考资料 449

复习题 450

参考答案 451

附录Ⅰ 孟德尔遗传学 452

附录Ⅱ 词汇简释 453

附录Ⅲ 汉英名词对照表 462

附录Ⅳ 英汉名词对照表 475