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第Ⅰ篇 生物分子7

第一章 糖类化学7

1.1 糖的概念7

1.1.1 糖的化学概念7

1.1.2 糖的分类和命名8

1.2 单糖9

1.2.1 单糖的结构9

1.2.2 单糖的性质17

1.3 二糖25

1.3.1 蔗糖26

1.3.2 麦芽糖26

1.3.3 乳糖27

1.3.4 其他二糖28

1.4 三糖28

1.5 多糖29

1.5.1 淀粉29

1.5.2 糖原31

1.5.3 纤维素31

1.5.4 糖胺聚糖32

1.5.5 细菌多糖35

1.6 糖缀合物37

1.7 多糖的提取、纯化和结构分析38

总结性思考题39

第二章 脂质化学40

2.1 脂质的概念和类别40

2.1.1 脂质的化学概念40

2.1.2 脂质的分类41

2.2 单脂41

2.2.1 脂肪（真脂）41

2.2.2 蜡47

2.3 复合脂48

2.3.1 磷脂48

2.3.2 糖脂53

2.4 固醇55

2.4.1 固醇的核心结构55

2.4.2 胆固醇与麦角固醇的结构和功能56

2.5 脂质的提取、分离和分析58

总结性思考题58

第三章 蛋白质化学59

3.1 蛋白质的重要性和一般组成59

3.1.1 蛋白质的重要性59

3.1.2 蛋白质的一般组成60

3.2 氨基酸60

3.2.1 氨基酸的结构通式及其构型60

3.2.2 氨基酸的分类及其结构62

3.2.3 氨基酸的溶解度、旋光性和光吸收66

3.2.4 氨基酸的酸碱性质68

3.2.5 氨基酸的重要化学通性72

3.2.6 氨基酸分析79

3.2.7 氨基酸的制备82

3.3 肽83

3.3.1 肽的结构和命名83

3.3.2 肽的理化性质84

3.3.3 天然存在的活性肽85

3.3.4 肽和蛋白质的人工合成86

3.4 蛋白质的分类90

3.4.1 根据分子的形状90

3.4.2 根据组成90

3.4.3 根据溶解度90

3.4.4 根据功能90

3.5 蛋白质的结构91

3.5.1 蛋白质结构的近代概念91

3.5.2 蛋白质结构的研究方法92

3.5.3 蛋白质分子中的重要化学键92

3.5.4 蛋白质的一级结构94

3.5.5 蛋白质的二级结构99

3.5.6 蛋白质的超二级结构和结构域103

3.5.7 蛋白质的三级结构105

3.5.8 蛋白质的四级结构106

3.5.9 纤维状蛋白质和球状蛋白质的结构107

3.6 蛋白质的重要性质109

3.6.1 胶体性质109

3.6.2 酸碱性质和等电点110

3.6.3 变性与凝固112

3.6.4 别构作用114

3.6.5 沉淀作用115

3.7 蛋白质的结构与功能116

3.7.1 蛋白质的一级结构决定三维结构116

3.7.2 蛋白质的一级结构与生物功能的关系117

3.7.3 蛋白质的三维结构与生物功能的关系118

3.8 糖蛋白和脂蛋白122

3.8.1 糖蛋白122

3.8.2 脂蛋白124

3.9 免疫球蛋白和病毒蛋白126

3.9.1 免疫球蛋白126

3.9.2 病毒蛋白127

3.10 蛋白质的分离、纯化和鉴定128

3.10.1 细胞破碎128

3.10.2 抽提128

3.10.3 分离128

3.10.4 纯化129

3.10.5 鉴定132

3.10.6 蛋白质含量的测定133

总结性思考题133

第四章 核酸化学134

4.1 核酸的概念和重要性134

4.2 核酸的类别、分布和组成135

4.2.1 类别135

4.2.2 分布136

4.2.3 组成136

4.3 核苷与核苷酸138

4.3.1 核苷138

4.3.2 核苷酸140

4.4 DNA的结构145

4.4.1 DNA的一级结构145

4.4.2 DNA的二级结构148

4.4.3 DNA的三级结构153

4.4.4 真核细胞染色体DNA结构155

4.5 RNA的结构156

4.5.1 RNA的一级结构156

4.5.2 RNA的二级结构159

4.5.3 RNA的三级结构161

4.6 核酸的性质162

4.6.1 性状和溶解度162

4.6.2 分子大小162

4.6.3 酸碱性质162

4.6.4 吸收光谱162

4.6.5 变性、复性与杂交163

4.6.6 沉降165

4.6.7 降解166

4.7 核酸的生物功能和实践意义166

4.7.1 DNA的生物功能166

4.7.2 RNA的生物功能169

4.7.3 核酸与病毒171

4.7.4 核酸及其水解产物在人类生活上的实践意义172

4.8 核酸的分离、合成和鉴定原理172

4.8.1 DNA的分离纯化172

4.8.2 RNA的分离纯化173

4.8.3 合成173

4.8.4 鉴定和含量测定174

总结性思考题174

第五章 酶化学175

5.1 酶的概念、命名和分类175

5.1.1 概念175

5.1.2 命名175

5.1.3 分类176

5.1.4 各大类酶的典型作用176

5.2 酶的化学本质和结构178

5.2.1 酶的化学本质178

5.2.2 酶蛋白的结构178

5.2.3 辅酶的结构和功能179

5.3 酶的特性183

5.3.1 酶的理化特性183

5.3.2 酶的催化作用（能阈学说）183

5.3.3 酶的作用特点184

5.4 酶的结构和功能184

5.4.1 酶的活性部位184

5.4.2 酶的别构（变构）部位187

5.4.3 酶原的激活187

5.5 酶的专一性188

5.5.1 酶的专一性188

5.5.2 关于酶作用专一性的假说189

5.6 酶的作用机制189

5.7 一些酶的结构和催化机制192

5.7.1 溶菌酶192

5.7.2 丝氨酸蛋白酶193

5.7.3 超氧化物歧化酶196

5.8 酶的分离纯化和活力测定197

5.8.1 酶的分离纯化197

5.8.2 酶活力的测定198

5.9 酶的反应速率和影响反应速率的因素200

5.9.1 酶的反应速率200

5.9.2 影响酶反应速率的因素（酶促反应的动力学）201

5.10 调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合物210

5.10.1 调节酶211

5.10.2 同工酶216

5.10.3 诱导酶216

5.10.4 多酶复合物217

5.11 固定化酶217

总结性思考题217

第六章 维生素化学218

6.1 维生素的概念和类别218

6.1.1 维生素的概念218

6.1.2 维生素的类别218

6.2 脂溶性维生素219

6.2.1 维生素A族219

6.2.2 维生素D族222

6.2.3 维生素E族224

6.2.4 维生素K族225

6.3 水溶性维生素227

6.3.1 维生素B族和辅酶227

6.3.2 维生素C（抗坏血酸）237

6.3.3 其他“维生素”239

6.4 维生素的吸收239

6.5 维生素的作用机制239

总结性思考题240

第七章 激素化学241

7.1 激素的概念和类别241

7.2 动物激素242

7.2.1 人体及脊椎动物激素的化学本质和生理功能242

7.2.2 无脊椎动物激素的化学本质和生理功能254

7.3 植物激素259

7.4 激素的作用机制260

7.4.1 通过环核苷酸（主要为cAMP）而起作用260

7.4.2 对酶合成起诱导作用264

7.4.3 通过磷酸肌醇酶起作用264

7.4.4 通过酪氨酸激酶起作用265

总结性思考题267

第Ⅱ篇 生命活动的基本单位——细胞271

第八章 细胞及其结构271

8.1 细胞的概念和分类271

8.2 原核细胞273

8.2.1 细菌和蓝藻的细胞结构273

8.2.2 其他原核生物的细胞结构274

8.3 古核细胞274

8.3.1 古核生物的特点274

8.3.2 古核细胞的结构275

8.4 真核细胞275

8.4.1 真核细胞的特点275

8.4.2 细胞壁、套膜、质膜、细胞质和细胞质基质275

8.4.3 细胞器的结构和功能277

总结性思考题281

第九章 生物膜的结构和功能282

9.1 生物膜的组分和结构282

9.1.1 膜脂282

9.1.2 膜蛋白282

9.2 细胞质膜和物质转运283

9.2.1 膜转运蛋白283

9.2.2 物质跨膜运输的机制286

9.3 细胞质膜和信号转导291

9.3.1 受体291

9.3.2 细胞内受体的作用机制292

9.3.3 细胞表面受体的作用机制292

总结性思考题295

第十章 生物能学与生物氧化296

10.1 生物氧化的热力学296

10.1.1 热力学第一定律296

10.1.2 热力学第二定律297

10.1.3 自由能297

10.1.4 化学反应中的自由能297

10.1.5 氧化还原电位和自由能的变化299

10.2 高能化合物300

10.2.1 高能化合物的概念300

10.2.2 高能化合物的类型300

10.2.3 ATP301

10.3 生物氧化的概念及其与物质代谢的关系302

10.4 电子传递与呼吸链303

10.4.1 呼吸链的概念和类型303

10.4.2 与呼吸链有关的酶和传递体及其作用机制304

10.4.3 呼吸链中的4个氧化还原酶复合物（简称复合物）307

10.5 氧化磷酸化310

10.5.1 线粒体的结构310

10.5.2 氧化磷酸化作用机制310

10.5.3 氧化磷酸化产生ATP的计算312

10.5.4 氧化磷酸化的抑制和解偶联313

10.5.5 氧化磷酸化的调节314

10.6 线粒体外NADH的氧化磷酸化314

总结性思考题316

第Ⅲ篇 物质代谢及其调节319

第十一章 代谢总论319

11.1 新陈代谢的概念319

11.1.1 新陈代谢319

11.1.2 合成代谢和分解代谢319

11.1.3 新陈代谢的特点320

11.1.4 中间代谢和代谢途径320

11.2 代谢过程的能量传递和转化320

11.3 中间代谢的研究方法321

11.3.1 活体内与活体外实验321

11.3.2 同位素示踪法323

11.3.3 核磁共振波谱法324

11.4 不同组织代谢途径的特点325

总结性思考题326

第十二章 糖代谢327

12.1 糖的酶水解（消化）327

12.2 糖中间代谢概述328

12.3 糖的分解代谢328

12.3.1 糖原的分解328

12.3.2 葡萄糖的分解330

12.4 糖的合成代谢355

12.4.1 光合作用355

12.4.2 糖原的生物合成363

12.4.3 淀粉的生物合成364

12.4.4 蔗糖的生物合成364

12.4.5 乳糖的生物合成364

12.4.6 葡萄糖的生物合成364

12.5 糖代谢的调节366

12.5.1 糖原代谢的调节366

12.5.2 糖酵解的调节368

12.5.3 糖异生的调节370

12.5.4 丙酮酸有氧氧化的调节370

12.5.5 磷酸戊糖途径代谢的调节371

12.6 人类及高等动物的糖反常代谢——糖尿371

总结性思考题372

第十三章 脂质代谢373

13.1 脂质代谢的意义和重要性373

13.2 脂质的酶水解（消化）、吸收和转移373

13.2.1 脂质的酶水解（消化）373

13.2.2 脂质的吸收、转移和储存377

13.3 脂肪中间代谢概述378

13.4 脂肪的分解代谢378

13.4.1 甘油的分解代谢379

13.4.2 脂肪酸的分解代谢379

13.4.3 酮体的代谢384

13.5 脂肪的合成代谢385

13.5.1 甘油的生物合成385

13.5.2 脂肪酸的生物合成386

13.5.3 甘油与脂肪酸合成三酰甘油392

13.6 磷脂的代谢394

13.6.1 磷脂的分解394

13.6.2 磷脂的生物合成394

13.7 糖脂的代谢397

13.8 固醇的代谢397

13.8.1 胆固醇的吸收397

13.8.2 胆固醇的生物合成398

13.8.3 胆固醇的降解和转变398

13.9 脂质代谢的调节399

13.9.1 脂肪酸合成的调节399

13.9.2 胆固醇合成的调节400

13.10 脂质代谢反常引起的常见疾病401

总结性思考题402

第十四章 蛋白质的降解和氨基酸代谢403

14.1 蛋白质的降解403

14.1.1 蛋白质的酶水解（消化）403

14.1.2 细胞内蛋白质的降解404

14.2 氨基酸主要代谢途径概述406

14.3 氨基酸的分解代谢406

14.3.1 氨基酸在分解代谢上的分类406

14.3.2 氨基酸的共同分解反应407

14.3.3 氨的代谢去路413

14.3.4 酮酸的代谢去路416

14.3.5 氨基酸碳骨架的代谢去路417

14.4 氨基酸的生物合成417

14.4.1 氨基酸在合成代谢上的分类417

14.4.2 氨基酸生物合成的方式418

14.5 个别氨基酸代谢420

14.5.1 中性氨基酸（甘、丙、缬、亮、异亮）的代谢420

14.5.2 丙氨酸的代谢（生糖、非必需）422

14.5.3 缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的代谢423

14.5.4 羟基氨基酸的代谢423

14.5.5 含硫氨基酸的代谢423

14.5.6 酸性氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸）的代谢425

14.5.7 碱性氨基酸（精氨酸、赖氨酸）的代谢425

14.5.8 芳香族氨基酸（酪氨酸、苯丙氨酸）的代谢427

14.5.9 杂环氨基酸（色氨酸、组氨酸）的代谢431

14.5.10 脯氨酸和羟脯氨酸的代谢433

14.6 碳循环与氮循环436

14.7 主要的氨基酸代谢异常及其病理机制437

14.7.1 先天性氨基酸代谢缺陷症437

14.7.2 氨基酸代谢与肝性脑病438

14.7.3 氨基酸代谢与肿瘤438

总结性思考题438

第十五章 核酸的降解和核苷酸代谢439

15.1 核酸的酶解439

15.2 核苷酸的分解代谢440

15.2.1 嘌呤核苷酸的分解代谢440

15.2.2 嘧啶核苷酸的分解代谢442

15.3 核苷酸的合成代谢443

15.3.1 单核苷酸的生物合成443

15.3.2 核苷三磷酸的生物合成453

总结性思考题454

第十六章 物质代谢的相互联系和调节控制455

16.1 物质代谢的相互联系455

16.1.1 糖代谢与脂质代谢之间的相互关系455

16.1.2 糖代谢与蛋白质代谢之间的相互关系456

16.1.3 脂质代谢与蛋白质代谢之间的相互关系456

16.1.4 核酸代谢与糖、脂质及蛋白质代谢之间的关系458

16.1.5 沟通不同代谢途径的中间代谢物458

16.2 代谢调节的重要性458

16.3 酶的调节459

16.3.1 通过控制酶的生物合成调节代谢459

16.3.2 通过控制酶活性调节代谢462

16.3.3 相反单向反应对代谢的调节465

16.3.4 酶的分布区域化对代谢的调节465

16.4 激素的调节466

16.4.1 通过控制激素的生物合成调节代谢466

16.4.2 通过激素对酶活性的影响调节代谢466

16.4.3 通过激素对酶合成的诱导作用调节代谢467

16.5 神经的调节467

总结性思考题468

第Ⅳ篇 遗传信息的传递和表达471

第十七章 DNA的生物合成471

17.1 DNA的复制471

17.1.1 DNA的半保留复制471

17.1.2 DNA的半不连续复制472

17.1.3 DNA复制所需的酶和蛋白质473

17.1.4 DNA的复制过程479

17.1.5 真核生物DNA的复制483

17.2 逆转录（反转录）485

17.2.1 逆转录酶催化的反应485

17.2.2 逆转录酶合成DNA的过程485

17.2.3 逆转录发现的生物学意义486

17.3 DNA的损伤和修复486

17.3.1 光复活修复486

17.3.2 切除修复487

17.3.3 重组修复488

17.3.4 错配修复488

17.3.5 SOS反应489

17.4 DNA复制的忠实性490

17.5 DNA重组490

17.5.1 同源重组491

17.5.2 位点特异性重组492

17.5.3 转座作用493

总结性思考题494

第十八章 RNA的生物合成495

18.1 以DNA为模板合成RNA495

18.1.1 原核生物的转录495

18.1.2 真核生物的转录500

18.2 RNA转录后的加工504

18.2.1 原核生物RNA转录后的加工505

18.2.2 真核生物RNA前体的加工506

18.3 RNA的降解511

18.3.1 原核生物RNA的降解511

18.3.2 真核生物RNA的降解512

18.4 RNA的复制（以RNA为模板合成RNA）512

18.5 RNA生物合成的抑制剂513

总结性思考题514

第十九章 蛋白质的生物合成515

19.1 遗传密码515

19.1.1 遗传密码是三联体密码515

19.1.2 遗传密码的破译515

19.1.3 遗传密码的特性516

19.2 蛋白质的生物合成517

19.2.1 蛋白质生物合成的一般特征517

19.2.2 原核生物蛋白质生物合成的过程517

19.2.3 真核生物蛋白质的生物合成524

19.2.4 蛋白质多肽链合成后的加工和折叠526

19.3 蛋白质的定向转运527

19.4 蛋白质生物合成的准确性529

19.5 蛋白质生物合成的抑制剂530

总结性思考题530

第二十章 基因表达的调控531

20.1 原核生物基因表达的调控531

20.1.1 操纵子学说531

20.1.2 翻译水平的调控532

20.2 真核生物基因表达的调控533

20.2.1 转录前水平的调控534

20.2.2 转录水平的调控534

20.2.3 转录后水平的调控538

20.2.4 翻译水平的调控539

20.2.5 翻译后水平的调控539

总结性思考题539

第二十一章 基因工程和蛋白质工程541

21.1 基因工程541

21.1.1 基因工程的诞生541

21.1.2 基因工程的基本过程541

21.1.3 外源基因在宿主细胞中的表达544

21.1.4 转基因动物545

21.2 蛋白质工程545

21.2.1 蛋白质工程的概念545

21.2.2 蛋白质工程的程序和操作方法546

21.2.3 蛋白质工程的应用547

总结性思考题548

主要参考书目549

常用生物化学名词缩写550

索引560