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第1章　绪论 1

1.1 生物化学研究范畴 1

1.2 生物化学与其他学科的关系 2

1.3 生命中的化学元素 3

1.3.1 生命体的元素组成 3

1.3.2　生物大分子 4

1.4　生命中的水环境 5

1.4.1 水的性质 5

1.4.2 水分子对生物大分子的结构和性质的影响 7

1.4.3 缓冲溶液和生物体的缓冲体系 7

1.5 生物化学的发展前景 9

1.5.1 生命大分子物质的合成、结构与功能的研究 9

1.5.2 生物膜的研究 10

1.5.3 物质代谢调控的研究 10

1.5.4 生物工程的研究 10

小结 11

思考题 11

第2章　生命执行者——蛋白质 12

2.1 氨基酸 12

2.1.1 氨基酸概述 12

2.1.2 氨基酸的分类 13

2.1.3 氨基酸的性质 17

2.1.4 氨基酸的特征化学反应 19

2.1.5 非标准氨基酸 22

2.1.6 生物活性氨基酸 22

2.2 肽 23

2.2.1 肽和肽键 23

2.2.2 肽的性质 24

2.2.3　肽的化学合成 24

2.2.4 生物活性肽 25

2.3 蛋白质 27

2.3.1 蛋白质分类 27

2.3.2 蛋白质功能 28

2.3.3 蛋白质性质 29

2.4 蛋白质的结构 30

2.4.1 蛋白质的一级结构 31

2.4.2 蛋白质的二级结构 32

2.4.3 超二级结构和结构域 36

2.4.4 蛋白质的三级结构 37

2.4.5 蛋白质的四级结构 37

2.4.6 蛋白质一级结构的测定 38

2.4.7 蛋白质折叠和结构预测 40

2.5 蛋白质的功能 42

2.5.1 肌红蛋白 42

2.5.2 血红蛋白 44

2.5.3 抗体 47

2.5.4 蛋白质的序列同源性与进化关系 48

2.6　蛋白质的分离和纯化 49

2.6.1 根据分子大小不同的分离纯化方法 50

2.6.2 根据溶解度不同的分离纯化方法 51

2.6.3 根据带电性质不同的分离纯化方法 51

2.6.4 根据吸附性质不同的分离纯化方法 53

2.6.5 蛋白质含量与纯度的测定 53

2.7 蛋白质药物研究 54

小结 55

思考题 56

第3章　生物催化剂——酶 57

3.1 酶的命名、分类及组成 57

3.1.1 酶的命名 57

3.1.2 酶的分类及编号 58

3.1.3 酶的组成 59

3.1.4 辅因子 59

3.1.5 核酶 64

3.1.6 同工酶 64

3.2 酶的结构及催化特点 65

3.2.1 酶的结构 65

3.2.2 研究酶活性中心的方法 65

3.2.3　酶的催化特点 66

3.3　酶的催化机制 67

3.3.1 底物与酶的作用方式 67

3.3.2　酶催化作用机制 68

3.3.3 酶催化反应机制举例 69

3.4 酶的分离纯化及活力测定 72

3.4.1 酶的分离纯化 72

3.4.2　酶活性测定 72

3.4.3 酶活表征 73

3.5 酶催化动力学 73

3.5.1 米氏方程 73

3.5.2 酶催化反应的影响因素 75

3.6 酶的抑制作用 77

3.6.1 酶催化反应的抑制作用和类型 77

3.6.2 可逆抑制作用动力学 78

3.7 酶工程 81

3.7.1 人工酶和模拟酶 82

3.7.2 酶工程 83

3.8 酶的应用 86

小结 88

思考题 89

第4章　生命密码——核酸 90

4.1 核酸的分类和组成 90

4.1.1 核酸的分类 90

4.1.2　核酸的组成 91

4.2　核酸的结构 93

4.2.1　DNA的结构 94

4.2.2　RNA的结构 97

4.3 核酸的物理化学性质 99

4.3.1 核酸的理化性质 99

4.3.2　核酸的水解 100

4.3.3 核酸的紫外吸收 100

4.3.4 核酸的变性、复性和杂交 100

4.4 核酸的研究方法 102

4.4.1 核酸的分离纯化 102

4.4.2 核酸含量的测定 103

4.5 核酸序列的测定及化学合成 103

4.5.1　末端终止法 104

4.5.2 化学降解法 104

4.5.3 核酸的化学合成 105

4.6 核酸的生物功能 105

4.6.1　复制 106

4.6.2　转录 107

4.6.3　翻译 108

4.6.4 加工与修饰 109

4.7 核酸的应用技术 110

4.7.1 重组DNA技术 110

4.7.2　聚合酶链反应 111

4.7.3　16S rRNA技术 112

4.7.4 分子杂交技术 112

4.7.5 核糖核酸干扰技术 112

4.7.6　反义核酸技术 113

4.7.7 核酸疫苗 113

4.7.8　基因芯片技术 113

4.7.9 生物信息学 114

4.8 基因、基因组及基因组学 114

4.9 DNA畸变与遗传病 115

小结 116

思考题 116

第5章　生命单元——细胞 118

5.1 细胞的结构与功能 118

5.1.1 细胞的发现 118

5.1.2 细胞的分类 118

5.1.3　细胞的结构与功能 119

5.2 生物膜的组成与结构 121

5.2.1 生物膜的组成 121

5.2.2 生物膜的结构 124

5.3 生物膜的功能 125

5.3.1 生物膜功能简介 125

5.3.2 膜蛋白与膜脂的相互作用 127

5.4 生物膜与疾病 127

5.4.1 生物膜与恶性肿瘤 128

5.4.2 高血压病 128

5.5 生物膜的研究热点 128

5.5.1 信号转导途径 128

5.5.2 由膜蛋白介导的跨膜转运和能量转换 128

5.5.3 膜脂和膜蛋白的动力学组成和更新 129

5.5.4 膜的生物力学 129

5.5.5 发展基于膜的各种技术 129

小结 129

思考题 130

第6章　生物能 131

6.1 概述 131

6.1.1 生物氧化的方式 131

6.1.2 生物氧化反应与体外氧化反应的区别 131

6.1.3 线粒体的膜相结构 132

6.1.4 参与生物氧化的酶类 132

6.2 线粒体呼吸链的电子传递与非线粒体氧化代谢 134

6.2.1 生物氧化还原与自由能变化 134

6.2.2 NADH氧化呼吸链 136

6.2.3 FADH2呼吸链 137

6.2.4 电子传递体复合物的组成与特性 137

6.2.5 ATP的生成机制 138

6.2.6 线粒体的穿梭系统 140

6.2.7 氧化磷酸化的解偶联和抑制 142

6.2.8 非线粒体氧化代谢 143

6.3 活性氧代谢物的产生及意义 144

6.3.1 活性氧代谢物的生成 144

6.3.2 活性氧代谢物的作用及伤害 145

6.3.3 体内活性氧代谢物的清除机制 147

6.3.4 体内活性氧代谢物增加的原因与防止过量产生的措施 148

6.4 生物能与生物质能的利用 148

6.4.1 能量的储存与转换 149

6.4.2 能荷 149

6.4.3 光合作用 150

6.4.4 生物质能的开发利用 156

小结 159

思考题 160

第7章　糖代谢 161

7.1 糖的概念及其分类 161

7.1.1 单糖 161

7.1.2 低聚糖 163

7.1.3 多糖 164

7.2　糖的消化与吸收 164

7.2.1 糖的消化 165

7.2.2 糖的吸收和转运 165

7.3　糖的分解代谢 165

7.3.1　糖酵解途径 166

7.3.2　糖的有氧氧化 169

7.3.3　磷酸戊糖途径 173

7.4 糖原的合成与分解 174

7.4.1 糖原的合成 174

7.4.2　糖原的分解代谢 176

7.5　糖异生作用 177

7.5.1　糖异生途径 177

7.5.2 糖异生的生理意义 178

7.6 血糖 178

7.6.1 血糖的来源和去路 179

7.6.2 血糖浓度的调节 179

7.7　糖代谢途径之间的联系 180

小结 180

思考题 181

第8章　脂类代谢 182

8.1 脂类的消化和吸收 182

8.2　脂肪的分解代谢 183

8.2.1 甘油三酯的分解代谢 183

8.2.2 甘油的分解代谢 184

8.2.3 脂肪酸的分解代谢 184

8.2.4 酮体的代谢 187

8.3 甘油三酯的合成代谢 189

8.3.1 磷酸甘油的合成 189

8.3.2　脂肪酸的合成代谢 189

8.3.3 甘油三酯的合成 191

8.4　其他脂类的代谢 191

8.4.1 磷脂的代谢 191

8.4.2 胆固醇的代谢 192

8.5 血脂 194

小结 195

思考题 196

第9章　蛋白质降解和氨基酸代谢 197

9.1 蛋白质的消化、吸收 197

9.1.1 蛋白质的消化与氮平衡 197

9.1.2 氨基酸的吸收和转运 198

9.1.3 蛋白质的腐败 199

9.2 氨基酸的代谢 199

9.2.1 氨基酸的分解代谢 199

9.2.2 氨的代谢 201

9.2.3　α-酮酸的代谢 204

9.3 氨基酸的生物合成 206

小结 206

思考题 207

第10章　核苷酸代谢 208

10.1 核酸和核苷酸的分解代谢 208

10.2　核苷酸的生物合成 209

10.2.1 嘌呤核苷酸的合成 209

10.2.2 嘧啶核苷酸的合成 212

10.2.3　脱氧核苷酸的合成 213

10.2.4 辅酶核苷酸的生物合成 215

10.3 抗核苷酸代谢的物质 216

小结 216

思考题 217

第11章　生物调控 218

11.1 概述 218

11.2 生物调控的基本物质 219

11.2.1 生物调控的信号物质 219

11.2.2 激素及激素的调控作用机制 221

11.3　细胞-酶水平的调控 225

11.3.1 细胞结构的调控作用 226

11.3.2　酶的调控 227

11.4 化学调控与生物活性分子的设计 236

11.4.1 酶的化学激活和抑制 237

11.4.2 酶活性的化学调控与生物活性分子的设计 237

小结 238

思考题 238

第12章　工业生物技术 240

12.1 生物质能源 242

12.1.1 燃料乙醇 242

12.1.2　沼气 244

12.1.3　生物柴油 246

12.1.4　生物制氢 248

12.2 生物基化工产品 249

12.2.1　1,3-丙二醇 250

12.2.2　2,3-丁二醇 253

12.2.3　乳酸 255

12.2.4　丙烯酰胺 256

12.2.5　甘油 257

12.2.6　柠檬酸 257

12.2.7 生物可降解高分子材料 257

小结 259

思考题 259

附录　生物化学实验 260

实验1 大肠杆菌质粒DNA的提取——碱裂解法 260

实验2　质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳 261

实验3 核酸的定量分析 263

实验4 小牛肠碱性磷酸酶的提取及酶活测定 265

实验5 考马斯亮蓝法测定蛋白质含量 266

实验6 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质相对分子质量 268

参考文献 271