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绪论 1

1 蛋白质化学 5

1.1 蛋白质的重要性 5

1.2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 6

1.2.1 元素组成 6

1.2.2 蛋白质氨基酸的结构通式 6

1.2.3 蛋白质氨基酸的分类及其结构 7

1.2.4 蛋白质氨基酸的重要性质 10

1.3 肽 15

1.3.1 肽和肽键的结构 15

1.3.2 肽的重要性质 16

1.3.3 天然存在的活性肽 17

1.4 蛋白质的分子结构 19

1.4.1 蛋白质的一级结构 19

1.4.2 蛋白质的高级结构 20

1.5 蛋白质结构与功能的关系 28

1.5.1 蛋白质一级结构和高级结构的关系 29

1.5.3 蛋白质高级结构与功能的关系 30

1.6 蛋白质的重要性质 31

1.6.1 一般物理性质 31

1.6.2 两性性质及等电点 32

1.6.3 胶体性质与沉淀反应 32

1.6.4 蛋白质的变性作用 33

1.6.5 光吸收性质 34

1.6.6 重要化学性质 35

1.7 蛋白质的分类 36

1.8 蛋白质的研究方法 37

1.8.1 蛋白质的分离、纯化及鉴定 37

1.8.2 蛋白质的含量测定 38

1.8.3 蛋白质一级结构的测定 39

1.9 植物蛋白质在食品方面的利用 39

2 酶化学 41

2.1 概述 41

2.1.1 酶的概念 41

2.1.2 酶的化学本质 42

2.1.3 酶的分类 42

2.1.4 酶的命名 43

2.2 酶的特性 44

2.2.1 酶促反应的高效性 44

2.2.2 高度的专一性 44

2.2.3 敏感性和可调节性 46

2.3 酶的化学组成和结构特点 46

2.3.1 酶的化学组成 46

2.3.2 酶的结构特征 48

2.4 维生素与辅助因子 51

2.4.1 水溶性维生素 51

2.4.2 脂溶性维生素 57

2.4.3 其他重要辅酶 59

2.4.4 维生素在植物生活中的作用 60

2.5 酶的作用机制 61

2.5.1 酶的中间产物学说 62

2.5.2 酶催化的专一性机制 62

2.5.3 酶催化的高效性机制 63

2.6 酶促反应动力学 65

2.6.1 酶浓度的影响 66

2.6.2 底物浓度的影响 66

2.6.3 温度对酶促反应的影响 68

2.6.4 pH对酶促反应的影响 69

2.6.5 激活剂对酶促反应的影响 69

2.6.6 抑制剂对酶促反应速度的影响 70

2.7 酶的多样性 75

2.7.1 调节酶 75

2.7.2 同工酶 76

2.7.3 核酶 76

2.7.4 人工酶 76

2.8 酶的分离纯化与活力测定 77

2.8.1 酶的提取与分离纯化 77

2.8.2 酶活力测定 79

2.9 酶的应用 80

3 核酸化学 82

3.1 核酸的分类及分布 82

3.2 核酸的生物学功能 83

3.3 核酸的基本组成单位——核苷酸 83

3.3.1 核糖和脱氧核糖的结构 84

3.3.2 嘧啶和嘌呤碱的结构 84

3.3.3 核苷和核苷酸的结构 85

3.3.4 核苷酸衍生物 86

3.4 DNA的分子结构 87

3.4.1 DNA的一级结构 87

3.4.2 DNA的二级结构 88

3.4.3 DNA的三级结构 92

3.5 RNA的分子结构 94

3.5.1 mRNA的分子结构 94

3.5.2 tRNA的分子结构 96

3.5.3 rRNA的分子结构 97

3.6 核酸的性质 97

3.6.1 核酸的一般性质 97

3.6.2 核酸的酸碱性质 97

3.6.3 核酸的水解 98

3.6.4 核酸的紫外吸收性质 98

3.6.5 核酸的变性、复性及杂交 99

3.7 核酸的研究方法 101

3.7 1核酸的分离纯化及测定 101

3.7.2 核酸一级结构的测定 102

4 植物中的糖类物质 105

4.1 概述 105

4.1.1 糖的概念 106

4.1.2 糖的分类 106

4.2 单糖 106

4.2.1 单糖的结构 106

4.2.2 单糖的基本性质 109

4.2.3 重要的单糖及其衍生物 111

4.3 寡糖 115

4.4 多糖 117

4.4.1 淀粉 117

4.4.2 纤维素 119

4.4.3 杂多糖 121

4.4.4 复合糖 122

4.5 糖类与植物细胞壁 124

4.5.1 植物细胞壁的结构 124

4.5.2 植物细胞壁中的糖类物质 124

5 植物中的重要次生代谢物 128

5.1 概述 128

5.2 植物中的萜类化合物 129

5.2.1 萜类化合物的种类与来源 129

5.2.2 萜类的主要功能 131

5.2.3 天然萜类分子的修饰与应用 134

5.2.4 转基因萜类产物及其应用 135

5.3 植物中的酚类化合物 136

5.3.1 植物酚类化合物的种类与来源 137

5.3.2 酚类物质的功能与应用 139

5.4 含氮有机物 140

5.4.1 生物碱 141

5.4.2 生氰糖苷 142

5.4.3 其他含氮次生代谢物 143

6 生物能学与生物氧化 145

6.1 生物能学 145

6.1.1 生物系统中的能流 145

6.1.2 热力学上的几个重要概念 146

6.1.3 生化反应中的自由能 147

6.1.4 高能化合物及其作用 148

6.2 生物氧化的概念及特点 151

6.3 生物氧化的方式 152

6.3.1 细胞中的氧化还原反应 152

6.3.2 CO2、H2O的生成以及ATP的产生 152

6.4 呼吸链与生物氧化体系 153

6.4.1 电子传递与呼吸链 153

6.4.2 线粒体氧化体系 160

6.4.3 植物中的非线粒体氧化体系 162

6.5 氧化磷酸化 164

6.5.1 ATP的生成方式 164

6.5.2 氧化磷酸化的作用机制 165

6.5.3 氧化磷酸化的抑制 167

6.5.4 线粒体外的NADH的氧化 168

6.6 光合磷酸化 169

6.6.1 叶绿体与光合作用 169

6.6.2 光合系统中的电子传递体系 170

6.6.3 光合磷酸化的作用机制 172

6.6.4 光合磷酸化的抑制剂 173

6.6.5 ATP经叶绿体膜的运转 174

7 糖的生物合成与转化 175

7.1 二氧化碳的固定与单糖的生成 175

7.1.1 卡尔文循环 175

7.1.2 CO2的固定与单糖的生成 175

7.2 寡糖的生物合成与降解 179

7.2.1 蔗糖的合成与降解 179

7.2.2 棉籽糖系列寡糖的合成与降解 182

7.3 多糖的生物合成与降解 184

7.3.1 淀粉的生物合成与降解 184

7.3.2 菊糖的生物合成与降解 188

7.3.3 植物细胞壁相关多糖的合成与降解 189

7.4 糖类的相互转化 192

7.4.1 单糖间的相互转化 192

7.4.2 蔗糖和淀粉的转变 194

8 糖的分解代谢 196

8.1 初生代谢与次生代谢 196

8.2 糖酵解 197

8.2.1 糖酵解的历程 197

8.2.2 糖酵解过程的调节 202

8.2.3 其他己糖进入糖酵解的途径 203

8.3 无氧呼吸与发酵 204

8.3.1 植物的无氧呼吸和乙醇发酵 204

8.3.2 乳酸发酵 204

8.3.3 丁酸发酵 205

8.4 有氧氧化与三羧酸循环 205

8.4.1 三羧酸循环的准备阶段 206

8.4.2 三羧酸循环的历程 206

8.4.3 草酰乙酸的回补 210

8.4.4 三羧酸循环的调控 212

8.4.5 葡萄糖有氧氧化的全过程 212

8.5 磷酸戊糖途径 212

8.5.1 磷酸戊糖途径的反应历程 213

8.5.2 磷酸戊糖途径的生物学意义 214

8.6 乙醛酸循环与糖异生作用 214

8.6.1 乙醛酸循环 215

8.6.2 糖异生作用 216

8.7 莽草酸途径 218

8.8 有机酸的代谢 220

8.8.1 植物中的有机酸 220

8.8.2 糖与有机酸的互变 221

8.8.3 固定CO2形成有机酸 222

8.8.4 草酸的代谢 223

8.8.5 芳香族有机酸的代谢 224

9 脂质代谢 225

9.1 概述 225

9.1.1 脂肪酸 226

9.1.2 植物中的常见脂质及功能 227

9.2 脂肪的分解代谢 231

9.2.1 脂肪的水解 231

9.2.2 甘油的降解与转化 231

9.2.3 脂肪酸降解的主要方式——β-氧化 231

9.2.4 植物细胞与动物细胞中β-氧化的区别 237

9.2.5 脂肪酸的其他氧化方式 237

9.2.6 植物细胞内脂肪酸氧化与乙醛酸循环 237

9.3 脂肪的合成代谢 238

9.3.1 磷酸甘油的生物合成 238

9.3.2 脂肪酸合成的基本途径 238

9.3.3 线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长 242

9.3.4 不饱和脂肪酸的合成 242

9.3.5 脂肪的生物合成 243

9.4 磷脂的代谢 244

9.4.1 甘油磷脂的代谢 244

9.4.2 鞘磷脂的代谢 246

10 氮素代谢 249

10.1 自然界和植物中的氮素 249

10.2 生物固氮 251

10.2.1 固氮酶系统 251

10.2.2 共生固氮 254

10.3 氨的来源与吸收 255

10.4 硝酸盐的吸收和还原 258

10.4.1 硝酸盐的吸收 258

10.4.2 硝酸盐的还原 259

10.5 氨的同化 260

10.6 氮代谢与碳代谢的相互作用 262

10.6.1 共生固氮体中的碳氮交流 262

10.6.2 光合碳代谢与氮代谢 263

11 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 265

11.1 蛋白质的酶促降解 265

11.1.1 蛋白酶的种类和专一性 265

11.1.2 蛋白质的酶促降解 266

11.2 氨基酸的分解代谢 268

11.2.1 脱氨基作用 268

11.2.2 脱羧基作用 272

11.2.3 氨基酸分解产物的代谢去向 274

11.3 个别氨基酸的降解及转化 278

11.3.1 甘氨酸 278

11.3.2 谷氨酸 279

11.3.3 鸟氨酸 279

11.4 氨基酸的生物合成 279

11.4.1 一碳单位与氨基酸的合成 280

11.4.2 各族氨基酸的生物合成 281

12 核酸的酶促降解及核苷酸代谢 286

12.1 核酸的酶促降解 286

12.1.1 外切核酸酶 287

12.1.2 内切核酸酶 287

12.1.3 限制性内切核酸酶 288

12.2 核苷酸的分解代谢 289

12.2.1 嘌呤碱的降解 290

12.2.2 嘧啶碱的降解 291

12.3 核苷酸的合成代谢 292

12.3.1 嘌呤核苷酸的生物合成 293

12.3.2 嘧啶核苷酸的生物合成 295

12.3.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成 297

12.3.4 核苷酸从头合成的调节 299

13 核酸的生物合成 301

13.1 概述 301

13.2 DNA的复制 302

13.2.1 DNA的半保留复制 302

13.2.2 DNA复制的起始及方向 303

13.2.3 参与DNA复制的主要酶和蛋白因子 303

13.2.4 原核生物DNA的复制 308

13.2.5 真核生物DNA的复制 311

13.2.6 DNA复制的高度忠实性 311

13.2.7 DNA的损伤及修复 313

13.3 逆转录 319

13.4 RNA的生物合成 320

13.4.1 原核生物RNA的转录 320

13.4.2 原核生物RNA的转录后加工 324

13.4.3 真核生物RNA的转录 325

13.4.4 真核生物RNA的转录后加工 329

13.3.5 RNA依赖的RNA合成 334

13.3.6 RNA生物合成的抑制剂 334

13.5 DNA重组技术 335

14 蛋白质的生物合成 339

14.1 蛋白质合成的基本组分 339

14.1.1 mRNA与遗传密码 339

14.1.2 氨基酸的搬运者——tRNA 342

14.1.3 rRNA与核糖体 343

14.2 蛋白质合成的基本步骤 345

14.2.1 原核生物蛋白质的合成 345

14.2.2 真核生物蛋白质的合成 351

14.2.3 植物叶绿体中蛋白质的合成 353

14.3 蛋白质合成的抑制剂 354

14.3.1 原核生物蛋白质合成的抑制剂 355

14.3.2 真核生物蛋白质合成的抑制剂 355

14.3.3 原核生物和真核生物蛋白质合成的抑制剂 355

14.4 蛋白质翻译后加工及靶向输送 356

15 代谢调节与控制 359

15.1 代谢调节的类型 359

15.2 酶定位的区域化调节 360

15.3 酶活性的调节 360

15.3.1 变构效应与反馈调节 360

15.3.2 共价修饰与级联放大效应 363

15.4 酶含量的调节——原核基因的表达与调控 364

15.5 酶含量的调节——真核基因的表达与调控 370

15.5.1 转录前的基因活化 371

15.5.2 转录水平的调控 373

15.5.3 基因表达的转录后调控 377

主要参考资料 379