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第一章 生命系统的特征 1

第一节 生命对化学元素的选择 1

一、构成生物体的主要元素 1

二、元素的存在形式 2

三、生物体内的微量元素 2

第二节 生命系统的环境 3

一、水是生命系统的环境基础 3

二、生命系统是一个缓冲系统 3

第三节 生命系统的结构基础——细胞 6

一、生物分子与细胞 6

二、细胞的两大类——原核细胞和真核细胞 7

第四节 常用的生命科学研究系统 11

一、病毒 11

二、细菌 12

三、酵母菌 12

四、四膜虫 12

五、线虫 13

六、果蝇 13

七、转基因动物 13

知识小结 14

习题 15

第二章 糖类化合物 16

第一节 单糖 17

一、单糖的分子结构 17

二、单糖的理化性质 21

三、重要的单糖及重要的单糖衍生物 25

第二节 寡糖 28

一、二糖（双糖） 28

二、三糖 29

三、低聚糖的一些类型和应用 29

第三节 多糖 30

一、同多糖 31

二、杂多糖 35

三、多糖的应用 38

第四节 糖复合物 40

一、糖蛋白 40

二、蛋白聚糖 41

知识小结 42

习题 43

第三章 脂类化合物 44

第一节 脂酰甘油类 44

一、脂肪酸 45

二、甘油 47

三、三脂酰甘油 47

第二节 磷脂类 49

一、磷脂的结构 49

二、磷脂的性质 51

三、几种重要的甘油磷脂 52

第三节 萜类和类固醇类 54

一、萜类 54

二、类固醇类 56

第四节 前列腺素及蜡类 58

一、前列腺素 58

二、蜡 59

第五节 结合脂类 59

一、糖脂 59

二、脂蛋白 61

第六节 生物膜的结构与功能 62

一、生物膜的化学组成 62

二、生物膜的结构 63

三、生物膜的功能 66

四、人工膜技术及应用 67

知识小结 69

习题 71

第四章 蛋白质 72

第一节 蛋白质在生命过程中的重要作用 72

一、蛋白质在重要作用 72

二、蛋白质组成与分类 73

第二节 氨基酸 74

一、氨基酸的结构与分类 74

二、氨基酸的理化性质 78

三、氨基酸的分离与分析 83

四、氨基酸的制备和应用状况 87

第三节 肽 89

第四节 蛋白质分子的一级结构及其测定 92

一、氨基酸组成分析 92

二、氨基酸末端分析 93

三、蛋白质中肽链的拆离 95

四、肽链的部分降解及肽片断的分离 96

五、肽段氨基酸顺序测定及肽段重叠 98

六、二硫键与酰胺基的定位 101

第五节 蛋白质的分子构象 102

一、蛋白质的二级结构 102

二、超二级结构 108

三、结构域 109

四、蛋白质的三级结构 112

五、蛋白质的四级结构 112

六、维持蛋白质分子构象的化学键 113

第六节 蛋白质分子结构与功能的关系 114

一、蛋白质的一级结构决定高级结构 114

二、分子构象与功能的关系 118

第七节 蛋白质的性质 127

一、胶体性质 127

二、蛋白质的酸碱性质 127

三、蛋白质的紫外吸收 128

四、蛋白质的变性 129

五、蛋白质的颜色反应 129

六、蛋白质分离、纯化和鉴定 130

知识小结 131

习题 132

第五章 生物催化剂 133

第一节 生物催化的发现和发展 133

一、生物催化剂的发现 133

二、生物催化剂的发展 133

第二节 酶的命名和分类 135

一、国际系统命名法 135

二、国际系统分类法 135

三、几个值得注意的问题 137

第三节 酶的作用和物性 137

一、酶的催化特性 137

二、与酶催化特性有关的因素 139

三、酶的非蛋白组分——辅酶和金属离子 141

第四节 酶促反应动力学 142

一、米氏方程（Michaelis-Menten方程） 142

二、影响酶作用的因素 145

第五节 酶活动测定 149

一、酶省略及其测定 149

二、酶活力单位 150

三、酶的比活力 150

四、酶活性中心的转换数 150

五、酶活力的测定方法 150

第六节 酶的作用机制与药物分子的设计 151

一、磺胺类药物及横胺增效剂 151

二、具有抗β-内酰胺水解酶的青霉素 152

三、具有抗癌活性的生物还原烷基化剂 154

四、降高血压新药——血管紧张肽转化酶抑制剂 155

第七节 核酸酶和抗体酶 156

一、核酸酶(ribozyme) 156

二、抗体酶（abzymes） 157

第八节 寡聚酶、同工酶和固定化酶 158

一、寡聚酶 158

二、同工酶 160

三、固定化酶 160

第九节 酶的应用 161

一、蛋白酶的应用 161

二、淀粉酶的作用 162

三、酯酶的应用 163

四、纤维素酶的作用 163

知识小结 163

习题 164

第六章 生物氧化 166

第一节 生物氧化和特点和方式 166

一、生物氧化的特点 166

二、生物氧化中二氧化碳的生成方式 166

三、生物氧化过程中水的生成 167

第二节 线粒体生物氧化体系 168

一、线粒全的结构和功能特点 168

二、线粒体呼吸链 168

第三节 生物氧化过程中能量的转变 171

一、放能与吸能偶联，高能化合物 171

二、ATP的生成与调节 172

第四节 非线粒氧化体系 177

一、微粒体氧化体系 177

二、过氧化物酶体氧化体系 178

知识小结 179

习题 179

第七章 糖代谢 180

第一节 概论 180

一、能源和碳源 180

二、糖类——生物体的基本营养物质 180

第二节 糖类的消化、吸收、运输和贮存 180

一、糖类的消化 180

二、糖类的吸收 182

三、糖类的运输和血糖 182

四、糖类的贮存 184

第三节 糖的无氧分解 184

一、糖酵解途径的发现历史及实验依据 184

二、糖酵解途径的过程 185

三、丙酮酸的继续转化 187

四、糖酵解过程中的能量结算 188

五、糖酵解途径的生理意义 189

第四节 糖的有氧分解 189

一、糖酵解途径偶联三羧酸循环的有氧分解 189

二、磷酸已糖旁路 196

第五节 糖异生作用及糖原的合成 198

一、糖异生作用 198

二、糖原的合成作用 201

第六节 利用代谢途径生产发酵产品 203

一、代谢调节发酵 203

二、甘油发酵原理 204

三、柠檬酸发酵原理 204

知识小结 205

习题 206

第八章 光合作用 207

第一节 概论 207

一、光合作用的部位——植物的绿色部分 207

二、光合作用的原料——水和二氧化碳 207

三、光合作用的产生——糖类和氧气 207

四、光合作用的能源——光 207

五、从量上看，光合作用是生物界中规模最大的一个生物化学过程 207

六、从质上看，光合作用是生物界中一个基本的生物化学过程 208

第二节 光合作用的基本过程和基本要素 208

一、光合作用的基本过程与实验依据 208

二、光合作用的基本要素 208

第三节 光反应 209

一、光反应的作用中心 209

二、光反应系统 210

三、光反应的机制 210

四、光合磷酸化 211

第四节 暗反应 212

一、三碳循环途径 212

二、四碳循环途径 214

知识小结 215

习题 216

第九章 脂类的代谢 217

第一节 概论 217

一、脂肪是生物体能量储存的主要形式 217

二、脂肪是空腹或禁食时体内能量的主要来源 217

三、类脂是机体的组织结构成分及生物活性成分 217

四、脂肪氧化分解的许多中间产生可转化为糖类和氨基酸 217

第二节 脂肪的消化、吸收、转运和储存 217

一、脂肪的消化 217

二、脂肪的吸收 218

三、脂肪的转运 218

四、脂肪的储存和动用 218

第三节 脂肪的分解代谢 219

一、甘油的分解代谢 219

二、脂肪酸的分解代谢 219

三、酮体的代谢 224

第四节 脂肪酸及脂类的合成代谢 226

一、脂肪酸的合成代谢 226

二、脂类的合成代谢 232

知识小结 235

习题 236

第十章 蛋白质的分解代谢 237

第一节 概论 237

一、蛋白质代谢的作用 237

二、蛋白质的需求量 237

三、蛋白质的营养价值 238

第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败 238

一、蛋白质的消化 238

二、氨基酸的吸收 240

三、蛋白质的腐败 241

第三节 氨基酸的分解代谢 241

一、氨基酸的脱氨作用 242

二、氨基酸的脱羧作用 243

第四节 氨基酸脱氨、脱羧产物的进一步代谢 244

一、体内的氨 244

二、尿素代谢 245

三、氨的其他去路 248

四、α-酮酸的代谢 248

五、CO2的代谢 250

六、胺的代谢 250

知识小结 250

习题 251

第十一章 遗传物质组分的结构和性质 252

第一节 核酸分子的基本元件 252

一、碱基 253

二、糖和磷酸 258

三、核苷 259

四、核苷酸的组成与性质 260

第二节 核酸的结构与性质 266

一、脱氧核糖核酸(DNA)的结构 267

二、DNA的理化性质 276

第三节 核糖核酸(RNA)的结构与性质 280

一、RNA的结构特征 280

二、RNA的主要类型和功能 281

三、tRNA 281

四、rRNA 284

五、mRNA 286

六、其他种类的RNA 286

第四节 核酸类物质的制备 288

一、核酸类物质的提取制备 288

二、核酸类物质的发酵法制备 291

三、核酸大分子的分离纯化 291

第五节 核酸类物质的应用 293

一、医药方面的应用 293

二、农业上的应用 298

三、食品工业上的应用 298

知识小结 299

习题 300

第十二章 核酸的生物合成 301

第一节 核苷酸的生物合成 301

一、嘌呤类核苷酸的生物合成 301

二、嘧啶类核苷酸的生物合成 304

第二节 DNA的生物合成 308

一、核酸生物合成的一般规则 308

二、染色体DNA复制的一般特征 309

三、DNA聚合酸和半不连续复制 312

四、DNA复制的忠实性 313

第三节 DNA的损伤修复 315

一、环境因素造成的DNA损伤修复 315

二、DNA结构和损伤修复 319

第四节 原核细胞的RNA的生物合成 319

一、RNA聚合酶 319

二、RNA的转录 320

三、新生RNA链的加工、切割与修饰 321

四、抑制转录的抗生素 322

第五节 真核细胞RNA的生物合成 323

一、RNA聚合酶催化DNA转录加工 323

二、真核细胞的断裂基因 327

三、RNA编辑（editing） 328

第六节 病毒RNA的合成 329

一、RNA病毒的种类及其合成方式 329

二、重组RNA技术与噬菌体QβRNA 332

第七节 DNA损伤和疾病 335

一、遗传性代谢病 335

二、近亲结合的遗传缺陷 339

知识小结 340

习题 341

第十三章 蛋白质的生物合成 342

第一节 信使RNA和遗传密码 342

一、信使RNA与遗传信息的传递 342

二、遗传密码的破译 343

三、密码子的特性 347

第二节 转译相关的生物大分子 348

一、核糖体是装配蛋白质的机器 348

二、tRNA的反密码子译出mRNA的密码子 350

第三节 蛋白质合成步骤 352

一、多肽从N端开发始合成 352

二、多肽合成步骤 352

三、多聚核糖体 355

四、真核生物蛋白质合成 356

五、多肽合成后的输送和加工 356

六、蛋白质的剪接加工 358

七、蛋白质分子的折叠和分子伴侣 358

八、抗生素作用和蛋白质合成的关系 360

知识小结 361

习题 362

第十四章 代谢调节综述 363

第一节 细胞水平的代谢调节 363

一、细胞结构对代谢调节的分隔控制(区域化) 363

二、酶活力的非共价修饰调节 364

三、酶活力的共价修饰调节 365

四、酶量的调节 366

第二节 激素水平的代谢调节 368

一、激素的化学本质 368

二、激素对代谢的调节 368

第三节 神经水平的调节 372

知识小结 373

习题 374

第十五章 基因工程基本原理 375

第一节 基因工程的产生背景及主要内容 375

一、基因工程的产生背景 375

二、基因的主要内容 375

第二节 基因工程中的运载体系 377

一、质粒载体 377

二、λ噬菌体载体 378

三、考斯质粒载体系统 378

四、构建更大容量的载体系统 379

第三节 目的基因的获得 379

一、从基因组DNA中分离 379

二、通过RNA合成cDNA 380

三、基因的化学合成 380

四、用聚合酶链反应(PCR)方法扩增目的基因片段 380

五、基因文库与cDNA文库的构建 382

第四节 基因的剪切和重组 384

一、基因的剪切与限制性内切酶 384

二、基因的休外重组 386

第五节 重组体DNA引入宿主细胞 387

一、重组质粒的转化（transformation） 387

二、重组噬菌体的转染(transfection) 388

三、重组DNA引入哺乳动物胞 389

第六节 重组克隆的筛选 390

一、根据重组子遗传表型改变的筛选法 390

二、根据重组子结构特征的筛选法 391

第七节 基因表达 392

一、外源基因在大肠杆菌体系中的表达 392

二、外源基因在真核细胞体系中的表达 394

第八节 基因工程的应用与展望 395

一、基因与疾病 395

二、基因工程的应用 396

三、基因工程的发展趋势 405

知识小结 406

习题 407