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第二节 水的性质 3

一、水的极性 3

第一部分 生化系统的环境条件 3

第一章 水、pH和缓冲剂 3

第一节 导言 3

一、生物体中水的重要性 3

二、水分子的结构 3

三、水的比热容、蒸发热 4

二、水的溶解性 4

二、酸和碱 5

一、水的解离和pH 5

第三节 水的电离 5

第五节 生物机体中的缓冲系统 6

第四节 缓冲系统 6

第六节 水在生物机体中的作用 7

习题 8

二、细胞结构 9

一、细胞的大小 9

第二章 细胞是生命活动的基本单位 9

第一节 导言 9

第二节 细胞的结构 9

一、细胞的元素组成 12

第四节 细胞的元素组成和分子组成 12

第三节 原核细胞与真核细胞 12

习题 13

二、细胞的分子组成 13

二、糖的分类与命名 17

一、糖的定义与元素组成 17

第二部分 生命物质的化学 17

第三章 糖类的化学 17

第一节 导言 17

一、单糖的开链结构 18

第二节 单糖的结构和性质 18

二、单糖的环状结构 20

三、单糖的性质 23

一、氨基糖 27

第三节 单糖衍生物 27

二、糖醇和糖酸 28

三、糖苷 29

二、常见寡糖的结构 30

一、寡糖的定义与命名 30

第四节 寡糖的结构和性质 30

三、寡糖的性质 31

四、环糊精 32

一、同聚多糖 33

第五节 多糖的结构和性质 33

二、杂聚多糖 37

三、复合糖类 40

二、结构组分 41

一、能源 41

第六节 糖类物质的生物学功能 41

习题 42

三、其他一些重要的生物功能 42

三、脂质的生理功能 44

二、脂质的分类 44

第四章 脂类和生物膜化学 44

第一节 导言 44

一、脂质的基本概念 44

一、油脂的结构 45

第二节 脂酰甘油 45

二、油脂的性质 46

一、甘油磷脂 48

第三节 磷脂 48

一、固醇类 50

第四节 固醇及其衍生物 50

二、鞘磷脂 50

二、类固醇 52

一、萜类 53

第五节 其他脂类 53

三、糖脂 54

二、蜡 54

一、生物膜的化学组成 55

第六节 生物膜化学 55

四、脂蛋白 55

二、生物膜结构的主要特征 56

四、生物膜的功能 57

三、生物膜的结构模型 57

五、膜生物工程 59

习题 60

一、蛋白质的基本结构单位——氨基酸 61

第二节 氨基酸 61

第五章 蛋白质化学 61

第一节 导言 61

二、氨基酸的性质 65

三、氨基酸的化学反应 68

一、肽的结构 72

第三节 肽 72

二、天然活性肽 73

二、结合蛋白质 75

一、单纯蛋白质 75

第四节 蛋白质的分类 75

一、蛋白质的氨基酸组成 76

第五节 蛋白质的共价结构 76

二、蛋白质分子结构中的化学键 77

三、蛋白质一级结构的测定 79

一、构型与构象 83

第六节 蛋白质的二级结构 83

四、几种典型蛋白质的一级结构 83

二、蛋白质的二级结构 84

三、超二级结构和结构域 87

第八节 蛋白质的四级结构 88

第七节 蛋白质的三级结构 88

一、蛋白质一级结构对高级结构的影响 89

第九节 蛋白质的构效关系 89

二、一级结构与功能的关系 90

三、高级结构与功能的关系 92

一、纤维状蛋白质（fibrous proteins） 93

第十节 几种典型蛋白质的结构与功能 93

二、球状蛋白 94

三、糖蛋白 96

四、脂蛋白 97

一、蛋白质溶液构象分析的光谱技术原理 98

第十一节 蛋白质构象分析原理 98

二、多维核磁共振基本原理 99

一、蛋白质的两性解离和等电点 100

第十二节 蛋白质的性质 100

三、蛋白质构象的理论预测 100

二、蛋白质分子的大小 101

四、蛋白质的沉淀作用 103

三、蛋白质的胶体性质 103

五、蛋白质的变性作用 104

第十三节 蛋白质及氨基酸的纯化和鉴定技术原理 105

六、蛋白质的颜色反应 105

二、蛋白质分离纯化的方法 106

一、蛋白质分离纯化的一般原则 106

三、蛋白质的分析测定 109

习题 112

一、核酸是遗传物质变异的物质基础 113

第一节 导言 113

第六章 核酸化学 113

二、核酸的分类 114

三、核酸的生物功能 115

二、糖组分 118

一、元素组成 118

第二节 核酸的组成成分 118

三、碱基 119

四、核苷 122

五、核苷酸 124

一、RNA的种类与分布 127

第三节 RNA的结构 127

二、RNA的一级结构 129

三、RNA的高级结构 135

一、DNA的一级结构 140

第四节 DNA的结构 140

二、DNA的二级结构 144

三、DNA的三级结构 148

一、病毒的大小、形态与结构 150

第五节 病毒核酸 150

二、病毒核酸 151

二、核酸及其组分的两性性质 155

一、性状和溶解度 155

第六节 核酸及核苷酸的性质 155

三、核酸及其组分的紫外吸收 157

四、核酸的变性与复性 159

一、核酸及其组分的分离纯化 160

第七节 核酸研究技术原理 160

二、核酸及其组分含量的测定 162

三、核酸及其组分的分析鉴定方法 163

四、DNA聚合酶链反应技术 165

习题 166

五、核酸的分子杂交与印迹技术 166

一、酶的概念 169

第一节 导言 169

第三部分 物质代谢与能量代谢 169

第七章 代谢系统必需的催化剂——酶 169

二、酶的催化特性 170

三、酶的组成 171

第二节 酶的分类 172

一、酶的一级结构与催化功能的关系 173

第三节 酶结构与功能的关系 173

二、酶的活性与其高级结构的关系 174

二、酶反应机制 176

一、酶促反应的本质 176

第四节 酶催化反应的机理 176

一、酶促反应的基本动力学 178

第五节 酶反应动力学 178

三、温度对酶反应速率的影响 182

二、酶浓度对酶反应速率的影响 182

六、抑制剂对酶反应速率的影响 183

五、激活剂对酶反应速率的影响 183

四、pH对酶反应速率的影响 183

第六节 酶的多样性及活性调节 185

四、人工酶 186

三、多功能酶 186

一、核酶 186

二、调节酶 186

二、活力单位——表示酶量的指标 187

一、定性测定——根据酶催化的反应判断 187

第七节 酶活性测定 187

习题 188

五、酶活力的定量测定方法——不同酶选用不同方法 188

三、比活力——表示酶纯度的指标 188

四、转换数——另一种表示酶催化能力大小的方法 188

二、分类 190

一、维生素的命名 190

第八章 代谢系统必需的辅助因子 190

第一节 导言 190

第二节 维生素的命名及分类 190

一、硫胺素与脱羧辅酶 191

第三节 水溶性维生素与辅酶 191

二、核黄素和黄素辅酶 192

三、维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ 194

四、吡哆素与维生素B6 195

五、泛酸和辅酶A 196

六、叶酸和叶酸辅酶 197

八、维生素B12和辅酶B12 198

七、生物素 198

九、维生素C 199

十、硫辛酸 201

一、维生素A 202

第四节 脂溶性维生素 202

二、维生素D 204

三、维生素E 205

四、维生素K 206

二、金属辅基 207

一、铁卟啉辅基 207

第五节 铁卟啉及辅基 207

习题 208

二、激素的类别 209

一、激素的概念 209

第九章 激素 209

第一节 导言 209

三、激素的作用机理 210

第二节 高等动物激素 211

一、含氮激素 212

二、类固醇激素 219

三、肪酸衍生物激素——前列腺素 222

一、生长素 223

第三节 植物激素 223

三、细胞分裂素 224

二、赤霉素 224

六、其他植物激素 225

五、乙烯 225

四、脱落酸 225

一、昆虫内激素 226

第四节 昆虫激素 226

二、昆虫外激素 227

习题 228

第一节 导言 229

第十章 能量代谢与生物能的利用 229

二、生物氧化中物质氧化的方式 230

一、生物氧化中CO2的生成方式 230

第二节 生物氧化的方式和特点 230

一、脱氢酶 231

第三节 呼吸酶类 231

三、生物氧化的特点 231

四、传递体 233

三、加氧酶 233

二、氧化酶 233

二、呼吸链的组成成分 234

一、呼吸链的概念 234

第四节 线粒体氧化体系 234

三、呼吸链中各组分的排列顺序 236

一、微粒体氧化体系（加氧体系） 238

第五节 非线粒体氧化体系 238

二、过氧化体氧化体系 239

二、抗坏血酸氧化酶体系 240

一、多酚氧化酶体系 240

第六节 植物细胞中的生物氧化体系 240

一、生化反应中的自由能及自由能变化 241

第七节 高能磷酸键的生成机制 241

三、乙醇酸氧化酶体系 241

二、氧化还原电位与自由能变化 242

三、线粒体膜结构的特点 244

四、高能磷酸键的生成机制 247

五、氧化磷酸化的机制 248

一、磷酸甘油穿梭作用 249

第八节 穿梭作用实现线粒体与胞浆间的能量传递 249

第九节 生物能量的储存和转移利用 250

二、苹果酸穿梭作用 250

二、ATP将其焦磷酸基转移给其他化合物，本身变为AMP 251

一、ATP末端磷酸基转移给醇型羟基、酰基或胺基，本身变成ADP 251

第十节 氧化与磷酸化的解偶联 252

四、ATP将其腺苷转移给其他化合物，本身转变为焦磷酸和正磷酸 252

三、ATP将其AMP转移给其他化合物，本身变为焦磷酸 252

习题 253

一、糖的酶促降解 254

第一节 糖的消化、吸收和转运 254

第十一章 糖的分解代谢 254

二、糖的吸收 255

三、糖的转运 256

一、糖酵解途径——糖分解代谢的共同阶段 258

第二节 糖的无氧分解 258

二、EMP途径的调节 263

三、无氧分解中丙酮酸的去向 264

四、糖无氧分解的生理意义 265

一、糖的有氧氧化的反应历程 266

第三节 糖的需氧分解 266

二、三羧酸循环的调节 270

三、糖需氧分解的生理意义 271

一、磷酸己糖旁路的反应历程 273

第四节 磷酸己糖旁路 273

二、磷酸己糖旁路的生理意义 276

第六节 乙醛酸循环 277

第五节 其他己糖和戊糖的分解 277

二、高血糖 279

一、低血糖 279

第七节 糖代谢异常 279

习题 280

三、糖尿病 280

第一节 导言 281

第十二章 糖的合成代谢 281

第二节 光合作用的一般论述 282

二、光合色素 283

一、光合作用的器官——叶绿体 283

一、类囊体膜（光合膜）中的两个色素系统 285

第三节 光反应 285

三、光合磷酸化 286

二、光反应的电子传递链 286

一、卡尔文循环 288

第四节 暗反应 288

二、暗反应的代谢调控 292

三、C4途径 293

第五节 光呼吸 295

四、景天酸代谢途径 295

二、淀粉的合成 297

一、蔗糖的合成 297

第六节 蔗糖与淀粉的合成 297

二、糖原的合成 298

一、糖原的结构 298

第七节 糖原生成作用 298

一、糖异生的途径 299

第八节 糖异生作用 299

三、糖异生的调节 301

二、糖异生的生理意义 301

二、激素的调节 302

一、糖原代谢的变构调节 302

第九节 糖原代谢的调节 302

习题 303

一、脂类的消化 304

第一节 脂质的消化吸收和转运 304

第十三章 脂质代谢 304

三、血脂的转运 305

二、脂质的吸收 305

一、甘油的分解与合成代谢 306

第二节 脂肪的分解代谢 306

二、脂肪酸的分解代谢 307

一、酮体的生成 313

第三节 酮体代谢 313

二、酮体的氧化 314

二、脂肪酸的合成代谢 315

一、α-磷酸甘油的生成 315

第四节 脂肪的合成代谢 315

三、脂肪酸合成的调节 320

一、磷脂的分解代谢 321

第五节 磷脂代谢 321

四、三酰甘油的合成 321

二、磷脂的合成代谢 323

一、胆固醇的合成代谢 324

第六节 胆固醇代谢 324

二、胆固醇合成的调节 326

三、胆固醇的转化 327

习题 328

一、蛋白质的消化 329

第一节 导言 329

第十四章 氮代谢 329

二、蛋白质的吸收 330

一、氨基酸的脱氨基作用 331

第二节 氨基酸的分解代谢 331

三、蛋白质的转运 331

二、氨基酸的脱羧基作用 335

二、氨的排泄 336

一、氨的转运 336

第三节 鸟氨酸循环 336

三、尿素合成——鸟氨酸循环（Ornithine cycle） 337

一、α-酮戊二酸衍生型（谷氨酸型） 340

第四节 氨基酸的合成代谢 340

二、草酰乙酸衍生型（天冬氨酸型） 342

三、丙酮酸衍生型 343

四、3-磷酸甘油酸衍生型（丝氨酸型） 345

五、磷酸烯醇丙酮酸衍生物 346

二、酶生成量的改变对氨基酸生物合成的调节 347

一、氨基酸生物合成的反馈抑制调节 347

六、组氨酸生物合成 347

第五节 氨基酸代谢的调节 347

一、嘌呤核苷酸分解代谢 348

第六节 核苷酸的分解代谢 348

二、嘧啶核苷酸分解代谢 349

一、嘌呤核苷酸的合成 350

第七节 核苷酸的合成代谢 350

二、嘧啶核苷酸的合成 354

三、脱氧核糖核苷酸的合成 355

一、固氮生物的类型 356

第八节 生物固氮作用 356

二、生物固氮 357

习题 358

第一节 导言 359

第十五章 糖、脂类、蛋白质三大物质代谢的关系 359

二、糖各条分解代谢途径间的关系 360

一、糖代谢的概述 360

第二节 糖的有氧代谢与无氧代谢的关系 360

一、糖转变为脂类 361

第三节 糖代谢与脂类代谢的关系 361

一、糖转变为蛋白质 362

第四节 糖代谢与蛋白质代谢的关系 362

二、脂类转变为糖 362

一、脂肪转变为蛋白质 363

第五节 脂类代谢与蛋白质代谢的关系 363

二、蛋白质转变为糖 363

第六节 三大物质代谢的协调 364

二、蛋白质转变为脂类 364

习题 366

一、DNA聚合酶 369

第二节 参与DNA复制的酶 369

第四部分 信息传递系统与调控系统第十六章 DNA的生物合成——复制 369

第一节 导言 369

三、与解除DNA高级结构有关的酶及蛋白因子 373

二、DNA连接酶 373

四、引物酶 375

第三节 DNA半保留复制 376

第四节 DNA半不连续复制 377

一、复制的起始 378

第五节 DNA复制过程 378

二、新链的延伸（elongation） 380

三、复制的终止 381

一、原核生物DNA的复制 382

第六节 原核与真核生物DNA的复制特点 382

二、真核生物DNA的复制 383

三、新链5′末端的复制 384

第七节 DNA重组 385

一、同源重组 386

二、特异位点重组（site-specific recombination） 389

三、转座重组 391

二、反转录病毒的基因组 395

一、反转录酶 395

第八节 DNA的反转录合成 395

四、反转录的生物学意义 396

三、反转录过程 396

三、直接修复 397

二、错配修复 397

第九节 DNA损伤修复 397

一、DNA损伤 397

五、重组修复 398

四、切除修复 398

习题 399

六、应急反应和易错修复 399

一、RNA聚合酶 401

第二节 参与RNA合成的酶 401

第十七章 RNA的生物合成——转录 401

第一节 导言 401

二、RNA复制酶 403

一、转录起始 405

第三节 转录机制 405

三、多核苷酸磷酸化酶 405

三、转录终止 410

二、转录延伸——依赖于DNA的合成 410

二、不对称转录——DNA两条链中仅一条链作为模板 411

一、对称转录——DNA两条链都作为模板 411

第四节 转录方式 411

一、RNA的催化剪切 412

第五节 转录后加工 412

二、mRNA的转录后加工 416

三、rRNA的转录后加工 420

四、tRNA的转录后加工 421

五、RNA生物功能的多样性 422

一、核苷酸合成抑制剂 423

第六节 核酸生物合成的抑制剂 423

三、作用于RNA聚合酶的抑制剂 424

二、与DNA模板结合的抑制剂 424

习题 425

第一节 导言 426

第十八章 蛋白质的生物合成 426

一、遗传密码的破译 427

第二节 遗传密码 427

二、遗传密码的特性 429

第三节 核糖体 430

二、核糖体的功能 431

一、核糖体的组成 431

三、多聚核糖体 432

二、氨基酰tRNA合成酶 433

一、氨基酸与tRNA连接的反应 433

第四节 氨基酸的活化——氨酰tRNA的合成 433

三、氨基酰tRNA合成酶可识别特定底物 435

二、起始tRNA 436

一、起始密码子 436

第五节 起始密码子与起始tRNA 436

二、蛋白质合成的起始 437

一、密码子的识别 437

第六节 翻译过程 437

三、肽链延伸（elongation） 439

四、肽链合成终止 441

一、N末端甲硫氨酸的切除 442

第七节 翻译后修饰加工 442

一、信号肽引导蛋白质的转运 443

第八节 蛋白质的分泌及转运 443

二、氨基酸残基的修饰 443

三、肽链的水解修饰 443

一、抗生素 445

第九节 基因表达的抑制剂 445

二、线粒体和叶绿体蛋白质的运输 445

三、细菌蛋白质的运输 445

三、抗代谢物 446

二、毒素 446

习题 447

第二节 能量代谢的调节 449

第一节 导言 449

第十九章 代谢调控 449

二、糖代谢的调节 450

一、能荷调节 450

三、脂代谢的调节 451

一、细胞水平的调节 452

第三节 物质代谢调节的方式和水平 452

二、激素的调节作用 453

三、神经系统的调节 454

一、酶的共价修饰 455

第四节 酶活性的调节和反馈调节 455

二、酶亚基的聚合和解聚 456

三、反馈调节 457

四、激活剂和抑制剂对酶活性的影响 459

一、酶的诱导合成 460

第五节 酶量的调节 460

一、原核生物基因表达的调节 461

第六节 基因表达的调控 461

二、酶合成的阻遏作用 461

三、诱导与阻遏的机制 461

二、真核生物基因表达的调节 464

习题 466

第二节 细胞间化学信号的种类 467

第一节 导言 467

第二十章 细胞化学信号转导 467

一、细胞间化学信号 468

二、细胞内化学信号 469

一、膜受体 470

第三节 受体的调控及转导 470

三、受体的性质 473

二、胞内受体 473

五、受体调节的特点 474

四、受体的调节 474

一、cAMP-蛋白激酶A途径 476

第四节 cAMP及cGMP转导系统 476

二、cGMP-蛋白激酶G途径 479

二、IP3的第二信使作用 481

一、IP3和DG的产生与灭活 481

第五节 IP3及DG转导途径 481

三、DG-蛋白激酶C途径 482

一、Ca2+的第二信使作用 483

第六节 钙离子转导途径 483

二、Ca2+-钙调蛋白途径 484

一、酪氨酸蛋白激酶 485

第七节 酪氨酸激酶及磷酸酶转导系统 485

二、酪氨酸蛋白磷酸酶 486

习题 489

第二节 基因工程 493

第一节 导言 493

第五部分 与生物化学研究相关的新技术与新学科第二十一章 生物工程概论 493

第五节 生化工程 494

第四节 酶工程 494

第三节 细胞工程 494

三、生物工程用于农业和畜牧业 495

二、轻工和食品工业 495

第六节 生物工程的应用 495

一、化工及冶金工业 495

五、生物工程在环境保护中的应用 496

四、生物工程与医药 496

习题 497

一、限制性内切酶的发现与分类 498

第二节 基因工程的工具酶 498

第二十二章 基因工程和蛋白质工程 498

第一节 导言 498

四、核酸酶 500

三、T4-DNA连接酶 500

二、甲基化酶 500

七、DNA加工酶 501

六、反转录酶 501

五、聚合酶 501

二、通过合成法获得目的基因 502

一、通过分离法获得目的DNA 502

第三节 目的基因的获得 502

一、载体的功能及其特征 503

第四节 基因载体 503

二、质粒 504

三、噬菌体 505

一、连接方法 506

第五节 外源DNA片段与载体的连接 506

二、筛选：从大量受体细胞中选出带有重组体的细胞 507

一、转化：带有目的基因的载体进入受体细胞 507

二、重组率 507

第六节 重组DNA导入宿主细胞与筛选 507

第七节 克隆基因的表达 509

二、基因定点突变 510

一、蛋白质工程的概念 510

第八节 蛋白质工程 510

一、蛋白质工程的理论设计 511

第九节 蛋白质工程的一般技术 511

三、蛋白质设计 511

二、定点突变技术 512

第十节 蛋白质工程酶 514

一、改变酶的催化活性 514

二、改变酶的底物专一性 514

三、提高酶的稳定性 514

四、改变酶的反应特性 514

五、产生新酶 514

第十一节 蛋白质药物研制 514

一、β-干扰素 514

二、白细胞介素2 514

三、胰岛素 515

习题 515

第一节 导言 517

第二节 基因组学和后基因组学 517

一、基因组和基因组学的概论 517

第二十三章 生物化学与现代新生物技术 517

二、基因组图谱 519

三、人类基因组研究（study of the human genome） 521

第三节 蛋白质组学 523

一、蛋白质组学概述 523

二、蛋白质组研究的技术体系 524

第四节 生物信息学 527

一、生物信息学的含义 527

三、蛋白质组学的应用前景 527

二、生物信息学的基本研究方法 528

三、生物信息学的主要研究内容 528

第五节 生物芯片 531

一、生物芯片的类别和特点 531

二、生物芯片技术 532

三、生物芯片的应用 535

习题 537

主要参考文献 538