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第一篇 分子生物学基础 3

第一章 核酸 3

第一节 核酸是遗传物质 3

一、肺炎球菌转化实验 3

二、同位素标记实验 4

三、RNA也是遗传物质 5

第二节 DNA和RNA的结构 5

一、核苷酸的组成 5

二、DNA的一级结构 6

三、DNA的二级结构—双螺旋结构 6

四、DNA的三级结构—超螺旋结构 7

五、RNA的种类和结构 8

第三节 DNA和RNA的主要性质 11

一、DNA分子的形状 11

二、DNA的粘度 11

三、紫外吸收 12

四、与二苯胺和地衣酚的反应 12

五、变性和复性 12

第二章 基因和基因组 16

第一节 原核生物的基因组 16

第二节 真核生物的基因组 18

第三节 转位因子 21

第四节 质粒、线粒体和叶绿体基因组 22

一、质粒DNA 22

二、线粒体DNA 24

三、叶绿体DNA 26

第三章 DNA的复制 29

第一节 DNA复制的特点 29

一、DNA的半保留复制 29

二、DNA的半不连续复制 29

三、DNA复制的起点和复制单位 30

第二节 参与DNA复制的酶和蛋白质 31

一、DNA聚合酶 31

二、其它酶和蛋白质 33

第三节 DNA复制的过程和形式 34

一、DNA复制的过程 34

二、环状DNA的复制形式 36

第四章 遗传信息的表达 39

第一节 RNA聚合酶 39

一、大肠杆菌RNA聚合酶 40

二、真核生物RNA聚合酶 40

第二节 启动子和转录起点 41

一、启动子 41

二、转录起点的研究方法 43

第三节 转录的过程 44

一、转录过程的概貌 44

二、转录的起始 44

三、链的延伸 46

四、转录的终止 46

第四节 转录后加工 48

一、tRNA前体的加工 48

二、rRNA前体的加工 49

三、mRNA前体的加工 51

第五节 翻译过程的概貌 53

第六节 遗传密码 54

一、遗传密码的碱基组成 55

二、遗传密码的特点 55

三、密码子与反密码子的识别 56

第七节 蛋白质的生物合成和加工 58

一、核糖体 58

二、酶和蛋白质因子 59

三、蛋白质生物合成过程 60

四、翻译后加工 64

第五章 基因工程的工具酶和载体 66

第一节 工具酶 66

一、限制性核酸内切酶 66

二、DNA聚合酶 68

三、RNA聚合酶 71

四、连接酶 71

五、T4激酶 72

六、碱性磷酸酯酶 72

七、核酸酶S1 72

八、核酸酶Bal 31 72

九、DNaseⅠ 72

第二节 载体 73

一、载体的一般特点 73

二、质粒载体 73

三、λ噬菌体载体 76

四、M13噬菌体载体 77

五、Cosmid载体 78

第六章 基因工程常用技术 80

第一节 凝胶电泳 80

第二节 细菌的转化和转染 81

第三节 定点突变的诱发 81

第四节 核酸分子杂交 83

一、Southern杂交 83

二、Northern杂交 85

三、原位杂交 85

第五节 PCR技术 85

第六节 RFLP和RAPD技术 86

第七节 DNA序列分析 87

一、Maxam-Gilbert化学修饰法 87

二、双脱氧末端终止法的原理 88

三、双脱氧-M13体系DNA序列分析法 89

第八节 目的基因的分离 91

一、基因文库的建立 91

二、PCR扩增克隆 93

三、示踪核苷酸法 94

四、目的基因的筛选和鉴定 94

第九节 外源基因导入植物细胞的方法 95

一、植物转化的遗传标记 95

二、载体法 95

三、DNA直接导入法 97

第二篇 植物的呼吸与代谢 101

第七章 细胞质碳代谢 101

第一节 碳水化合物代谢 101

一、蔗糖代谢 101

二、淀粉代谢 104

三、蔗糖和淀粉代谢的调节 107

四、己糖代谢 107

五、纤维素代谢 108

第二节 糖酵解途径 109

第三节 磷酸戊糖途径 111

第四节 无氧呼吸 113

第八章 线粒体代谢 115

第一节 线粒体结构 115

一、线粒体的形态和分布 115

二、线粒体的亚显微结构 115

第二节 线粒体碳代谢 116

一、三羧酸循环 116

二、三羧酸循环中间产物的代谢 119

三、三羧酸循环的调节 120

第三节 线粒体中NADH氧化和ATP合成 122

一、线粒体呼吸电子链的分布和结构 122

二、氧化磷酸化 125

三、细胞色素电子传递途径的调节 127

四、细胞色素途径和抗氰途径之间的电子分配 128

第九章 植物线粒体和细胞质之间的关系 130

第一节 植物线粒体基因及其表达 130

一、植物线粒体DNA结构 130

二、线粒体DNA的遗传功能 131

三、植物线粒体基因组 131

第二节 线粒体蛋白质合成 135

一、线粒体蛋白质在细胞质中的合成 136

二、蛋白质进入线粒体的过程 136

第三节 代谢产物在线粒体和细胞质之间的交换 138

一、线粒体膜的特异通透作用 138

二、磷酸盐和腺苷酸的运转 139

三、有机酸载体 139

四、氨基酸运转 141

五、脂肪酸运转 142

六、线粒体对辅助因子的吸收 143

第十章 脂质代谢 145

第一节 植物微体结构和功能 145

一、微体的形态、结构和性质 145

二、微体的功能 145

三、微体蛋白的发生 148

第二节 脂质代谢 149

一、脂质的结构和功能 149

二、脂肪酸合成 152

三、脂肪酸氧化分解 159

四、油性种子脂质代谢 159

第三节 类萜合成 161

一、异戊烯焦磷酸合成 162

二、类萜合成 164

第十一章 植物代谢调节 167

第一节 植物基因表达的调节 167

一、DNA甲基化 167

二、转录水平上的调节 167

三、转录后的调节 169

四、翻译水平上的调节 170

五、翻译后的调节 170

第二节 植物激素调节 171

第三节 外界环境的调节 172

第三篇 植物光合作用 177

第十二章 质体的生理 177

第一节 质体的结构和发育 177

一、质体的共同特征 177

二、质体的遗传性 177

三、质体的超微结构 178

第二节 高等植物叶绿体的分子生物学基础 186

一、叶绿体的功能 186

二、叶绿体的染色体 186

三、叶绿体和细胞的配合 188

四、叶绿体的基因 189

五、叶绿体染色体的解密 193

六、核基因编码的叶绿体蛋白 197

七、叶绿体发育过程中基因表达的调节 199

第十三章 光合作用的光反应—ATP和还原力的产生 203

第一节 光能的吸收和传递 203

一、光能的吸收机理 203

二、光能的传递 207

第二节 光化学反应和光合磷酸化 208

一、PSI作用中心 209

二、PSII作用中心 209

三、电子传递过程 209

四、光合磷酸化 214

第三节 集光色素蛋白及其能量调节 217

第四节 水的光解 218

一、光合放氧系统 219

二、闪光试验 219

三、离子的作用 220

第十四章 光合作用的碳代谢 221

第一节 Rubisco的作用机理及其调节 221

一、Rubisco的特性 221

二、Rubisco的结构 223

三、Rubisco的合成和组装 223

四、Rubisco的两重性及其调节 224

附：CO2和O2的物化性质 225

第二节 卡尔文循环及其调节 227

一、卡尔文循环途径 228

二、卡尔文循环的调节 233

三、磷酸三碳糖的输出 235

四、CO2固定和蔗糖合成的协调 236

第三节 光呼吸 239

一、光呼吸途径 241

二、同位素标记试验 241

三、光呼吸的氮循环 243

四、光呼吸与热效率 244

五、光呼吸与叶片光合作用 245

六、光呼吸的功能及其调节 247

七、各类植物的光呼吸特征 247

第四节 C4和CAM的羧化途径 249

一、C4二羧酸途径 251

二、C4途径的类型 253

三、C4植物叶片的物质运输 255

四、C4途径的调节 258

五、景天酸代谢 260

第十五章 叶绿体和细胞质间的相互影响 266

第一节 胞质蛋白转移到叶绿体的过程 266

一、引导肽的结构 266

二、前体蛋白进入叶绿体的机理 268

第二节 同化产物在叶绿体和细胞质间的流动 270

一、磷酸三碳糖转化为蔗糖和淀粉的途径 270

二、叶绿体膜上的其它载体 275

三、光合作用过程中的物质运转调节 276

四、呼吸代谢中的物质转运调节 281

第四篇 植物的氮代谢 287

第十六章 植物氮代谢的生化学和生理学基础 287

第一节 植物氮代谢的分子生物学和细胞生物学基础 287

一、硝酸还原酶 288

二、亚硝酸还原酶 290

三、固氮酶 291

四、共生型固氮 293

五、氨同化的控制 298

第二节 植物氮素代谢的酶化学基础 300

一、N2的固定 300

二、硝酸的同化 303

三、氨的同化 305

四、根瘤中物质传递的特点 309

第三节 氨基酸和脲的生物合成 310

一、氨的同化途径 312

二、植物体内的氮素流 313

三、植物体内的碳素流 313

四、转氨作用 314

五、天冬氨酸和丙氨酸 315

六、光呼吸的产物—丝氨酸和甘氨酸的合成 316

七、赖氨酸、异亮氨酸和苏氨酸的合成 317

八、缬氨酸和亮氨酸 318

九、含硫氨基酸—半胱氨酸和甲硫氨酸 318

十、精氨酸和脯氨酸 319

十一、芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的合成 320

十二、非蛋白氨基酸的合成 321

十三、脲类物质的合成 321

第四节 光合作用、呼吸作用和氮代谢之间的相互关系 322

一、光合作用与呼吸作用间的相互影响 322

二、氮素同化作用与光合作用和呼吸作用的相互关系 324

第十七章 高等植物中C、N物质的长距离运输 327

第一节 C、N物质运输的通道 327

一、筛管细胞 327

二、运输的模式 328

三、被运输的C、N物质 330

第二节 韧皮部中C、N物质的装载和卸出 332

一、韧皮部C、N物质的装载 332

二、韧皮部C、N物质的卸出 332

第三节 C、N物质从“源”向“库”运输的特点和机理 335

一、韧皮部物质运输的特点 335

二、筛管运输的机理 338

三、器官发育中C、N物质的运输和利用 339

第十八章 蛋白的转化 341

第一节 酶蛋白的合成 341

一、原核生物基因的转录 342

二、真核生物基因的转录 343

三、酶蛋白的合成 344

第二节 植物蛋白的降解 347

一、植物蛋白酶 347

二、辅酶Q的作用 348

三、叶绿体蛋白的降解 348

第三节 蛋白水解的调节 348

一、蛋白酶作用底物的特征 349

二、蛋白酶活性的调节 349

第四节 种子中蛋白的贮藏和利用 350

一、蛋白质的类型和组分 350

二、蛋白体 351

三、贮藏蛋白的形成 351

四、豆科植物中蛋白体的形成 354

五、谷类植物种子中蛋白体的形成 355

六、蛋白糖基化的辅移作用和转移后低聚糖侧链的修饰 355

七、环境因素对蛋白积累的影响 356

八、贮存蛋白从积累到分解的转化 356

九、贮存蛋白的转化 356

第五篇 植物光形态建成 361

第十九章 研究概况 361

第一节 植物光形态建成的概念、发展历史 361

一、概念 361

二、发展历史 361

第二节 植物光形态建成的研究范围 362

第三节 植物光形态建成的研究方法 363

一、光源的选择 363

二、滤光片 366

三、绿色安全光 367

四、作用光谱和效应光谱 368

第二十章 光敏色素与光敏色素反应 370

第一节 光敏色素的分子结构 370

一、发色团 370

二、蛋白质 372

第二节 光转化和光平衡 374

一、光转化模式 374

二、转化中间体 375

三、光平衡和?值 376

第三节 光敏色素合成、降解及暗逆转 376

第四节 绿色组织中的光敏色素 377

第五节 光敏色素的基因表达 378

一、光敏色素的分子多型性 378

二、光敏色素基因 379

三、基因工程的进展 381

四、光敏色素突变体 382

第六节 光敏色素的分布与含量测定 383

一、光敏色素的分布 383

二、光敏色素的分离、纯化及含量测定 383

第七节 光敏色素反应类型和作用方式 388

一、光敏色素反应类型 388

二、光敏色素反应的时间、空间模式 393

三、光敏色素的作用方式 395

第八节 高等植物的光敏色素反应 404

一、需光种子萌发 404

二、去黄化 406

三、光周期调节 410

第二十一章 蓝光及紫外光反应 415

第一节 隐花色素 415

一、蓝光、近紫外光反应和隐花色素 415

二、作用方式 416

第二节 蓝光反应 417

一、低等植物中的蓝光反应 417

二、高等植物中的蓝光反应 418

第三节 紫外光-B受体和紫外光反应 422

一、概述 422

二、实验方法 423

三、紫外光-B反应 423

四、紫外光-B反应与环境胁迫的关系 427

第二十二章 不同光受体之间的相互作用 429

一、光受体相互作用模式 429

二、实验依据 429

附录：专有名词中英文索引 438

主要参考文献 452