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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pH5

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Ⅱ194

四、吡哆素与维生素B6195

五、泛酸和辅酶A196

六、叶酸和叶酸辅酶197

八、维生素B12和辅酶B12198

七、生物素198

九、维生素C199

十、硫辛酸201

一、维生素A202

第四节 脂溶性维生素202

二、维生素D204

三、维生素E205

四、维生素K206

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AMP251

一、ATP末端磷酸基转移给醇型羟基、酰基或胺基，本身变成ADP251

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tRNA436

一、起始密码子436

第五节 起始密码子与起始tRNA436

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DNA502

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2514

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