生物化学原理 上PDF电子书下载

第一部分 生物分子 1

生物化学试图去了解生命状态 3

生物有许多共通的特性 3

第一章 生物化学：生物的分子逻辑 3

生物具有依共通计划建构的巨大有机分子 5

生物交换物质及能量 6

细胞以化学形式传递能量 7

酶为细胞内的催化剂，促进一系列的化学反应 7

细胞的新陈代谢是经常控制著 8

生物正确地自我复制 9

细胞拥有某些结构上的特徵 13

第二章 细胞 13

细胞必须是很小的结构 14

原核生物是最小最简单的细胞 15

有两大类的细胞：原核生物和真核生物 15

大肠杆菌是最为人熟知的原核细胞 17

真核细胞较原核细胞大而复杂 19

真核细胞的核是十分复杂的构造 20

粒线体是真核细胞的发电厂 21

内质网形成细胞质的通道 22

溶酶体是水解酶的容器 24

高尔基体是分泌的胞器 24

微丝作用於细胞收缩过程 25

过氧体为破坏过氧化物的脂囊体 25

纤毛和鞭毛使细胞有推进力 26

微丝、微管及微小梁网构成细胞骨架 26

微管也参与细胞的运动 26

细胞质也含有颗粒体 27

细胞溶质是细胞质内连续液相 28

细胞膜展现了大的表面积 29

真核植物细胞具有某些特点 30

许多动物细胞表面上具备天线 30

病毒是超分子的寄生虫 32

摘要 34

参考文献 35

问题 36

生物的化学组成不同於地壳 41

第三章 生物的组成：生物分子 41

大多生物分子是碳化物 42

有机生物分子具有特定的形状和大小 43

有机生化分子的官能基决定分子的化学特性 45

多数生物分子是不对称的 46

细胞内的主要生物分子都十分巨大 48

巨型分子由小的组成分子建构而成 49

细胞结构有组织阶层 51

构成单元分子具有简单的结构 51

化学演化可被模拟 53

生物分子首先起自化学演化 53

摘要 55

问题 56

参考文献 56

水具有不凡的物理特性是由於氢键的缘故 59

第四章 水 59

氢键常见於生物系统 60

水具有不凡的溶剂特性 61

溶质改变水的性质 62

可逆反应的平衡点可以平衡常数表示 63

水的解离以平衡常数表示 64

酸碱度表示氢及氢氧离子浓度 66

框4-1：水的离子积 66

酸和碱反应水的性质 67

弱酸具特定的滴定曲线 69

缓冲剂是由弱酸及其共轭碱组成 71

框4-2：Henderson-Hasselbalch方程 72

磷酸和碳酸是重要的生物缓冲剂 73

框4-3：血中碳酸缓冲系统如何作用 74

水的环境对於生物的适合性 75

酸雨正污染我们的湖泊与河川 76

参考文献 77

摘要 77

问题 78

胺基酸结构上的共同特性 81

第五章 胺基酸和胜类 81

框5-1：以RS系统定光学异构物 82

几乎所有的胺基酸都有一个不对称碳原子 83

立体异构物的命名是基於它们的绝对组态 84

由官能基来分类胺基酸 85

蛋白质中的光学活性胺基酸都是左旋立体异构物 85

七个不带电的极性胺基酸 87

八个非极性胺基酸 87

框5-2：如何以胺基酸化学推测人的年纪 87

一些蛋白质含有特殊胺基酸 88

三个带正电荷的胺基酸 88

两个带负电荷的胺基酸 88

胺基酸可以做为酸或碱 89

胺基酸在水溶液中解离 89

胺基酸有特殊的滴定曲线 90

滴定曲线可预测胺基酸的电荷 91

胺基酸有不同的酸碱性质 92

纸电泳法根据电荷分离胺基酸 93

分析胺基酸必须基於它们的酸碱性质 93

离子交换色层分析法是更有效的分离方法 94

胺基酸有特殊的化学反应 95

胜类就是胺基酸链 96

胜类的分离是基於它们的解离作用 97

胜类有特殊的化学反应 98

有些胜类有强烈的生物活性 99

参考文献 100

摘要 100

问题 101

蛋白质有很多不同的生物功能 107

第六章 蛋白质的共价结构及生物功能 107

运输蛋白质 108

酶 108

框6-1：有多少种可能的胺基酸序列 108

防卫性蛋白质 109

结构蛋白质 109

营养素和贮藏蛋白质 109

收缩性或活动性蛋白质 109

蛋白质亦可根据形状分类 110

其他的蛋白质 110

调节性蛋白质 110

有些蛋白质含有胺基酸以外的化学基团 111

蛋白质水解会产生胺基酸 111

蛋白质是非常大的分子 112

蛋白质可以分离与纯化 113

步骤3：多胜链的断裂 115

步骤2：确定胺终端和羧终端残基 115

多胜链的胺基酸序列可以决定 115

步骤1：决定胺基酸的组成成份 115

步骤4：确定胜碎片的次序 116

步骤6：藉著重叠排列胜类碎片 117

步骤5：第二次切断多胜链 117

胰岛素是第一个定出胺基酸序列的蛋白质 119

从此以後许多其他的蛋白质之胺基酸序列也被决定了 120

免疫反应可测出同源蛋白质之间的不同 121

不同种类生物的同源蛋白质有相同的胺基酸序列 121

蛋白质结构的改变称为变性 124

摘要 125

参考文献 126

问题 127

组态和构形有不同的意义 133

第七章 纤维状蛋白质 133

α-角蛋白是上皮细胞所制造的纤维蛋白质 134

很矛盾地，天然蛋白质似乎只有一种或一些构形 134

X光分析角蛋白显示它们有重覆的结构单位 135

在α-角蛋白中多胜链形成α螺旋 136

以X光研究胜类显示胜键是固定不动而且是平面的 136

有些胺基酸不适合α螺旋 138

α-角蛋白不溶於水的性质反映出它们的非极性R基 139

在天然α-角蛋白中α螺旋形多胜链超盘绕成为绳索 139

α-角蛋白富含适合α螺旋结构的胺基酸 139

β角蛋白含有不同的多胜链构形：β结构 140

烫发是一种生化工程 141

胶原蛋白和弹性蛋白是结缔组织主要的纤维蛋白质 142

胶原有普通的和稀有的特性 143

胶原是体内最丰富的蛋白质 143

胶原的多胜是三股的螺旋结构 144

弹性蛋白的结构使弹性组织有与众不同的性质 145

纤维性蛋白质告诉我们那些关於蛋白质结构的事情 146

细胞内其他型式的纤维状或丝状蛋白质 147

摘要 148

参考文献 149

问题 150

球形蛋白质的多胜链紧密地弯曲缠在一起 155

第八章 球形蛋白质：血红蛋白的结构与功能 155

X光分析肌球蛋白获得突破性进展 156

不同种生物的肌球蛋白有相似的构形 158

各种球蛋白的三级结构都是独特的 159

胺基酸序列决定三级结构 162

四种力量稳定球蛋白的三级结构 163

寡聚合性蛋白质有三级和四级结构 165

多胜链的折叠速率是非常重要的 165

X光分析揭示了血红蛋白的全部结构 166

肌球蛋白与血红蛋白的α和β链有近乎相同的三级结构 167

其他寡聚合性蛋白质的四级结构已经决定 169

红血球的特化是为了携带氧气 171

肌球蛋白和血红蛋白有不同的氧结合曲线 172

血红蛋白也运送氢离子和二氧化碳 173

血红蛋白结合氧气时的相互作用加强其携带氧的效率 173

血红蛋白与氧结合导致其三级结构的改变 175

框8-1：甘油酸二磷酸和血红蛋白对氧的亲和力 177

镰刀形红血球贫血是血红蛋白分子的疾病 178

镰刀形细胞的血红蛋白之胺基酸序列已改变 179

蛋白质含有错误的胺基酸是基因突变的结果 180

血红蛋白S分子的粘合趋势引起镰刀形 180

可能发现治疗镰刀形血红蛋白的方法吗？ 182

摘要 183

参考文献 184

问题 185

第九章 酶 191

许多生物化学的历史就是探索酶的历史 192

酶的分类是根据它们所催化的反应 193

酶展示所有蛋白质的性质 193

酶藉著降低化学反应之活化能而增进反应速率 195

受质浓度对酶催化之反应的速率有重大的影响 196

酶反应的受质浓度与速率之间有定量的关系 197

框9-1：Michaelis-Menten方程式 198

各种酶对於其受质有特殊KM值 199

框9-2：Michaelis-Menten方程式与双倒数图 200

许多酶催化两个受质的反应 201

酶可以定量分析 202

酶有最适酸碱度 202

酶对受质有专一性 203

酶可以被特定化学试剂所抑制 204

两种可逆性抑制反应：竞争性和非竞争性 205

非竞争性抑制也是可逆的，但并非增加受质浓度能逆回 206

几个赋与酶之催化效率的因素 207

框9-3：用於分辨竞争性和非竞争性抑制的动力学测试 207

X光分析揭示了酶的重要结构面貌 209

框9-4：X光绕射分析揭示酶的结构 210

变构酶被调节分子的非共价性结合所调节 215

酶系统有调速或调节的酶 215

变构酶可以被它们的调节物抑制或刺激 216

变构酶脱离Michaelis-Menten行为 217

变构酶的次单位之间能互通讯息 218

有些酶被可逆的共价链修饰所调节 219

许多酶以多种型式出现 220

框9-5：调节酶，天门冬胺酸转胺基甲醯酶的三度空间结构 220

酶可能由於遗传突变而有催化的缺陷 221

摘要 222

参考文献 223

问题 224

维生素是必需的有机微营养素 231

第十章 维生素和微量元素在酶功能中所担任的角色 231

维生素是辅酶和酶辅基的基本成分 232

硫胺素（维生素B1）以硫胺素焦磷酸的形式作用 233

维生素可以分为两类 233

核黄素（维生素B2）是黄素核苷酸的成分之一 234

菸草醯胺是辅酶NAD+和NADP+的活化基 236

泛酸是辅酶A的成份 237

呲哆醇（维生素B6）在胺基酸的新陈代谢很重要 239

生物素是生物胞素的活化成份，是某些羧化酶的辅基 240

叶酸是辅酶四氢叶酸的前驱物 241

维生素B12是辅酶B12的前驱物 242

维生素C（抗坏血酸）的功能未知 243

脂溶性维生素是异戊二烯的衍生物 244

维生素A可能有数种功用 245

维生素D是荷尔蒙的前驱物 247

维生素K是羧化酶的成分之一 248

维生物E保护细胞膜对抗氧 248

许多无机元素是动物的营养所必需 249

铜在某些氧化酶也有功用 250

有很多需要铁的酶 250

钴是维生素B12的一部分 251

锰离子是数种酶所必需 251

锌是许多酶作用所必需 251

其他的酶所需要的微量元素 252

硒同时是必需的微量元素及毒物 252

参考文献 253

摘要 253

问题 254

第十一章 碳水化合物：结构及功能 257

碳水化合物可依据糖的多寡分为三类 257

单糖可分为醛糖及酮糖两类 258

常见的单糖有数个不对称中心 260

常见的单糖以环形存在 261

双糖含两个单糖 263

单糖为还原剂 263

多醣含许多单糖 265

有些多醣是贮存态的细胞燃料 266

纤维素是最多的结构性多醣 267

细胞壁富含结构性和保护性多醣 270

醣蛋白是混合性分子 271

动物细胞表面有醣蛋白 272

酸黏多醣及蛋白多醣是结缔组织的重要成分 273

摘要 274

参考文献 275

问题 276

脂肪酸是多数脂质的构成单元 281

第十二章 脂质和膜 281

三脂醯基甘油是甘油脂肪酸酯 283

三脂醯基甘油为贮藏性的脂质 285

蜡是长链醇的脂肪酸酯类 286

磷脂是膜脂类的主要成分 287

鞘脂类也是膜的重要成分 288

类固醇是不能？化的脂质而且具有特殊功能 291

脂蛋白兼具脂质及蛋白质的性质 292

极性脂质形成脂囊，单层及双层结构 293

膜的主要组成为脂质和蛋白质 294

细胞膜具有流动镶嵌结构 295

框12-1：膜的电子显微图 296

膜具有特定的不对称性 297

外源凝集素能结合或凝集某些细胞的特殊蛋白 298

红血球的膜已研究得十分透彻 298

膜有复杂的功能 300

摘要 301

问题 302

参考文献 302

第二部分 生物能量及新陈代谢 307

有机个体参与碳及氧的循环 309

第十三章 代谢之概述 309

氮在生物圈中循环 311

代谢包括异化及同化途径（即降解代谢及合成代谢） 312

代谢过程是由一系列的酶所推动 312

异化过程导向少数的终产物 313

生化合成（同化作用）过程歧生许多产物 314

相对的同化及异化过程间有重要的不同 315

ATP将能量自异化反应转移至同化反应 317

NADPH以还原力的方式携带能量 318

细胞代谢是一个经济的、高度调节的过程 319

代谢途径乃受到三层次的调节 320

确认代谢之顺序有三个主要方法 321

次级代谢作用 321

生物突变体可用於代谢中间过程之确认 322

同位素追踪剂提供了研究代谢一有力方法 324

代谢过程在细胞的隔室内进行 326

参考文献 328

摘要 328

问题 329

热力学第一及第二定律 333

第十四章 腺核苷三磷酸循环及细胞能量学 333

第二定律： 334

第一定律： 334

细胞需要自由能 335

框14-1：关於熵 336

化学反应的标准自由能变化可被计算 337

△G°′在不同的化学反应中有其特定值 338

△G°′与△G间有重大的差异 339

化学反应的标准自由能值具相加性 340

ATP是细胞的产能及需能作用之间的主要化学连结 341

ATP的化学性质已为人熟知 342

为何ATP水解会有相当高的标准自由能？ 343

ATP水解时有一特殊的标准自由能 343

ATP作为磷酸根转移反应的中间介质 345

在葡萄糖分解成乳酸的过程中有高能磷酸化合物生成 346

框14-2：活细胞内水解ATP的自由能 346

自ATP转移一磷酸根至一接受者可使其具有能量 347

ATP用於肌肉收缩 348

磷酸肌酸为肌肉中高能磷酸根的暂时贮存所 349

ATP也是主动运输的能量来源 352

ATP亦可分解成AMP及焦磷酸 353

框14-3：ATP提供萤火虫萤光所需之能 355

除了ATP以外之其他含能核苷5′-三磷酸 356

ATP系统在动力的稳定态下作用 358

参考文献 359

摘要 359

问题 360

在大部分生物体中糖解作用为一中央途径 365

第十五章 糖解作用：葡萄糖代谢的主要途径 365

糖解作用与ATP形成偶合 366

糖解作用有两相 367

糖解作用的产物仍留者大量自由能 367

框15-1：厌氧性糖解作用，氧债、鳄鱼及腔？鱼类 368

葡萄糖的磷酸化 370

糖解作用的第一相为六碳醣的裂解 370

糖解作用藉磷酸化中间产物而进行 370

葡萄糖6-磷酸转化成果糖6-磷酸 372

丙糖磷酸之互相转换 373

果糖1,6-二磷酸的裂解 373

果糖6-磷酸磷酸化成果糖1,6-二磷酸 373

糖解作用的第二相为能量保留作用 374

甘油醛3-磷酸氧化成3-磷酸甘油醯磷酸 375

磷酸根由3-磷酸甘油醯磷酸转移至ADP 376

2-磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇丙酮酸 377

3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸 377

磷酸根由磷酸烯醇丙酮酸转移至ADP 378

丙酮酸还原成乳酸 379

全部平衡式 380

肝醣及其他醣类藉“喂食”过程进入中央代谢过程 381

其他单糖类亦可进入糖解途径 383

双糖类必须先水解成单糖类 385

葡萄糖残基进入糖解途径受到调节 386

激素终极地调节磷酸化酶a及b彼此的转换 388

糖解途径本身的调节在於两个主要点上 389

细胞内糖解作用的调节步骤是如何被证实的？ 390

酒精酦酵与糖解作用仅在末端步骤上不同 391

摘要 393

框15-2：酿造啤酒 393

参考文献 394

问题 395

第十六章 柠檬酸循环 401

葡萄糖氧化成水及二氧化碳释出较糖解作用更多的能量 402

丙酮酸必须先被氧化成乙醯辅酶A及二氧化碳 403

柠檬酸循环为一环状而非线性的酶系统 406

柠檬酸循环的想法是如何产生的？ 407

乙醯辅酶A及草醯乙酸合成柠檬酸 409

柠檬酸循环有八个步骤 409

异柠檬酸被脱氧化产生α-酮基戊二酸及二氧化碳 410

柠檬酸经由顺式乌头酸而转化为异柠檬酸 410

琥珀醯辅酶A转化成琥珀酸 411

α-酮基戊二酸被氧化成琥珀酸及二氧化碳 411

反丁稀二酸被水合形成苹果酸 412

琥珀酸脱氢化而形成反丁稀二酸 412

柠檬酸循环的摘要 413

苹果酸被脱氢化而形成草醯乙酸 413

丙酮酸转化成乙醯辅酶A受到调节 414

宁檬酸循环的同位素试验 414

为何有柠檬酸循环？ 414

框16-1：柠檬酸是此循环中第一个形成的三羧酸吗？ 415

柠檬酸循环被调节 417

柠檬酸循环的中间产物被用於其他代谢目的，且可被调节 418

乙醛酸循环为柠檬酸的一种变异 420

葡萄糖异化作用的次要途径：戊糖磷酸途径 421

另一途径是由葡萄糖至葡萄醛酸及抗坏血酸 422

摘要 423

参考文献 424

问题 425

由受质至氧的电子流为ATP能量的来源 431

第十七章 电子传递、氧化磷酸化作用 431

电子传递和氧化磷酸化作用发生於粒线体内膜 433

电子转移反应为氧化还原反应 434

每一共轭氧化还原对有其特定的标准电位 435

自由能变化伴随电子转移 437

在电子传递链中有许多电子携带者 438

呲啶核苷酸有一聚集作用 439

NADH脱氢酶自NADH接受电子 441

细胞色素为携带电子的血铁质蛋白质 442

泛醌为一脂溶性醌 442

电子携带者以一特殊的序列作用 444

氧的不完全还原可使细胞受伤 444

电子传递的能量被氧化磷酸化作用所保存 445

ATP合成酶已被分离且重新组成 447

无连接电子传递与ATP合成的“高能”中间产物被发现 449

电子传递的氧化还原能量是如何传至ATP合成酶？ 449

氧化磷酸化作用可被某些离子载体所阻断 450

氧化磷酸化作用可被去偶合剂打断 450

氧化磷酸化作用需要完整的内膜构造 450

粒线体内膜对H+，OH-，K+及Cl-离子为不通透性 450

化学渗透假说主张：自电子传递至ATP的合成是由一质子梯度携带能量 451

电子流使得呼吸中的粒线体放出H+ 451

电子传递的能量被用於其他目的 452

框17-1：氧化磷酸化作用机转仍许多问题尚未解答 453

细菌及叶绿体亦有运送氢离子的电子传递链 455

粒线体外NADH之氧化需要往返系统 456

粒线体内膜含有特殊之运送系统 456

葡萄糖氧化会有38个ATP的合成 457

藉氧化磷酸化合成ATP的反应受到细胞的能量需求所调节 459

能荷为细胞能量状态的另一项指标 460

细胞含有其它利用氧的酶 461

糖解作用，柠檬酸循环和氧化磷酸化作用有连锁的、相互关连的调节机转 461

摘要 464

参考文献 465

问题 466

脂肪酸在粒线体内活化及氧化 471

第十八章 动物组织内的脂肪酸氧化 471

脂肪酸经由三个步骤的运送过程进入粒线体 472

第一次脱氢反应 474

饱和脂肪酸氧化的第一阶段可分为四个步骤 474

脂肪酸依两个阶段氧化 474

第二次脱氢反应 476

水合反应 476

脂肪酸氧化的第一个步骤产生乙醯辅酶A及腺核苷三磷酸（ATP） 477

分解反应 477

脂肪酸氧化的第二阶段是乙醯辅酶A经由柠檬酸循环氧化 478

不饱和脂肪酸的氧化要多二个酶的步骤 479

奇碳脂肪酸的氧化 480

肝中酮体的形成及在其他器官的氧化 482

降糖胺酸，一种可抑制脂肪酸氧化的植物毒素 482

脂肪酸氧化和酮体生成的调解 484

摘要 485

问题 486

参考文献 486

转移α-胺基是由转胺酶所催化 491

第十九章 尿素循环 491

氨是由麸胺酸而来 493

框19-1：血中转胺酶和其他酶可用在医学临断 495

胺基酸的碳骨架被二十种不同的途径分解 496

十种胺基酸在分解过程中产生乙醯辅酶A 497

苯丙胺酸的代谢在某些人身上有遗传性的缺陷 499

五种胺基酸转变成α-酮基戊二酸 502

框19-2：人类遗传疾病的社会及经济代价 502

三种胺基酸转变成琥珀醯辅酶A 503

草醯乙酸途径 504

苯丙胺酸和酪胺酸产生反丁烯二酸 504

氨对动物有毒 505

有些胺基酸可以转变成葡萄糖而另一些变成酮体 505

麸胺醯胺将氨由许多周边组织携带到肝中 506

丙胺酸从肌肉携带氨至肝脏 507

胺基氮的排泄是另一个生化上的问题 508

尿素由尿素循环所形成 509

麸胺醯胺酶参与氨的排泄 509

尿素循环有数个复杂的步骤 510

尿素合成所需的能量 514

尿素循环的遗传疾病导致血中的氨过多 514

鸟、蛇和蜥蜴排出尿酸 515

摘要 516

问题 517

参考文献 517

第二十章 在动物组织中碳水化合物的生物合成 521

糖质新生作用途径和糖解作用途径有七个相同的步骤 522

由丙酮酸变成磷酸烯醇丙酮酸需要一个旁径 523

第三个旁径反应是葡萄糖6-磷酸转化成游离的葡萄糖 525

糖质新生作用的第二个旁径反应是果糖1,6-双磷酸变成果糖6-磷酸 525

糖质新生作用是很昂贵的 526

柠檬酸循环的中间产物也包括葡萄糖的先驱物 527

糖质新生作用和糖解作用是交互地调节的 527

糖质新生作用发生在肌肉运动後的复原时期 528

大多数的胺基酸都是生糖性的 528

反刍动物的糖质新生作用很活跃 529

碳水化合物新陈代谢中的无效循环 530

饮用酒精会抑制糖质新生作用 530

肝醣的生物合成途径和分解不同 531

肝醣合成酶和肝醣磷酸化酶彼此相互调节 533

肝糖的新陈代谢很容易受遗传缺陷的影响 534

摘要 535

乳醣合成的调节很独特 535

参考文献 536

问题 537

脂肪酸的合成经由特殊的途径 541

第二十一章 脂质的生物合成 541

丙二醯辅酶A的形成来自乙醯辅酶A 543

脂肪酸合成酶系统有七个活化部位 545

缩合步骤 546

每两个碳单位的加成需要4个步骤 546

脂肪酸合成酶的硫氢基首先接上醯基 546

3-酮还原步骤 547

脱水步骤 548

饱和步骤 549

棕榈酸是其他长链脂肪酸的先驱物 551

脂肪酸生物合成的调节作用 552

三脂醯甘油和甘油磷酸的生物合成起始於共同的先驱物 553

三醯基甘油的生物合成由荷尔蒙来调节 554

磷酸甘油酯的生物合成需要有一个头基 555

三脂醯甘油：一些冬眠动物的能源 555

框21-1：三脂醯甘油的另一种生物性功能 556

磷脂醯胆碱是由两种不同的途径制造 557

极性的脂质镶入细胞膜中 559

脂质新陈代谢易发生遗传的缺陷 560

有许多溶酶体的疾病 562

胆固醇和其他类固醇也都来自二碳的先驱物 563

摘要 565

异戊二烯焦磷酸是其他许多脂溶性生物分子的先驱物 565

参考文献 567

问题 568

必需由食物中获得的胺基酸 571

第二十二章 胺基酸与核苷酸的生物合成 571

麸胺酸，麸胺醯胺，脯胺酸来自共同的合成途径 572

丙胺酸，天门冬胺酸及天门冬醯胺都来自於中心代谢物 573

半胱胺酸来自甲硫胺酸及丝胺酸 574

酪胺酸来自必需胺基酸——笨丙胺酸 574

丝胺酸是甘胺酸的前驱物 576

必需胺基酸的生物合成 577

胺基酸合成的变构控制 578

以酶浓度的变化调节胺基酸的生物合成 579

甘胺酸是卟啉（紫质）的前驱物 581

血质基的分解产生胆色素 582

一些遗传缺陷下卟啉衍生物的堆积 582

形成嘌呤核苷酸的复杂途径 583

嘌呤的生物合成以回馈控制作用来调节 585

嘧啶核苷酸来自天门冬胺酸及核糖磷酸 586

核糖核苷酸是脱氧核糖核苷酸的前驱物 587

嘧啶核苷酸生物合成的调节 587

嘌呤降解形成尿酸 589

嘌呤碱基可由中途回收过程再循环 590

氮循环 591

尿酸的过量生成造成痛风 591

少数可固氮的生物 592

固氮作用是复杂的酶催化作用 593

摘要 595

问题 596

参考文献 596

第二十三章 光合作用 601

光合作用的生物有很多种类 602

光合作用的反应式是如何被发现的 602

光合生物有不同氢的来源 604

植物的光合作用发生在叶绿体 605

光合作用有光反应和暗反应 605

叶绿素是吸收光的主要色素 607

光的吸收刺激分子 607

类囊体也含辅助色素 609

类囊体含有两种光化学反应系统 610

叶绿体经日照所引发的电子流 611

捕捉的光能造成电子向高处流 612

第一和第二光系统合作将电子从H2O带到NADP+ 613

几个电子载体参与光合成的电子传递 614

Z形图显示光合成中电子传递的能量关系 614

ADP的磷酸化和光合成作用的电子传递相偶合 615

叶绿体也提高循环的电子流和循环的光磷酸化作用 616

植物光合作用的整个反应式 617

光合的磷酸化作用和氧化磷酸化作用相似 617

六碳糖的光合成作用参与二氧化碳的还原 618

二氧化碳被固定在磷酸甘油中 619

葡萄糖是从二氧化碳藉Calvin循环制成 620

葡萄糖是植物碳水化合物如蔗糖、淀粉和纤维素的先驱物 622

暗反应的调节 623

热带植物使用四碳或Hatch-Slack途径 624

四碳途径用来浓缩二氧化碳 626

光呼吸作用限制了碳3植物的效果 627

嗜盐细菌利用光能来制造ATP 628

在温带农业光呼吸作用是一个重要的问题 628

光合生物是设计光能细胞的模型 629

摘要 630

参考文献 631

问题 632

第三部分 人体生化学 637

食物经酶消化以便吸收 639

第二十四章 消化、运输及代谢作用的整合 639

醣类的消化 640

蛋白质的消化 642

脂质的消化 645

在肝中，糖循著五条代谢途径 647

肝脏处理及养分分配 647

转化成脂肪酸及胆固醇 648

转化成肝糖 648

转化成血糖 648

脱胺作用及分解作用 649

肝蛋白质及血浆蛋白质的合成 649

氧化分解成二氧化碳 649

经五碳糖磷酸途径的分解作用 649

胺基酸也有五种代谢途径 649

运输到其它组织 649

氧化成二氧化碳而产生ATP 650

脂质依循五种途径 650

参与葡萄糖-丙胺酸（alanine）循环 650

转化成核苷酸与其他产物 650

血浆游离脂肪酸的形成 651

血浆脂蛋白的合成 651

酮体的形成 651

胆固醇及胆盐的合成 651

骨骼肌用ATP行使间歇性机械功 652

每个器官有特殊的代谢功能 652

心肌必须不断且规律的作功 654

脑利用能量以传导神经冲动 655

脂肪组织有旺盛的代谢作用 657

肾脏利用ATP作渗透的功 659

血液是相当复杂的液体 661

血液运送大量的氧气 662

血红蛋白是氧气载体 664

红血球也运送二氧化碳 665

糖尿病的诊断及治疗依赖生化试验 667

糖尿病患者尿素排泄量增加 669

糖尿病引发的酮病 669

摘要 670

伴随严重糖尿病而来的酸中毒 670

参考文献 671

问题 672

荷尔蒙的作用是一个复杂相关的体系 677

第二十五章 荷尔蒙 677

某些多胜类荷尔蒙以其不具活性的前驱物合成 679

荷尔蒙分为三大类：胜肽、胺类、类固醇类 679

荷尔蒙的一般特徵 679

荷尔蒙可能有细胞内的“二级传讯者” 680

荷尔蒙与靶细胞上或其内的受体结合 680

荷尔蒙以极低的浓度作用而且大部份半生期极短 680

有些荷尔蒙作用很快，有些则很慢 680

下视丘与脑下腺的荷尔蒙是胜肽类 681

框25-1：多胜类荷尔蒙的放射性免疫分析（RIA） 682

肾上腺髓质分泌胺类荷尔蒙——肾上腺素与正肾上腺素 683

肾上腺素刺激环状腺核苷酸的形成 684

cAMP刺激蛋白质激酶的作用 686

肾上腺素对对肝醣分解的刺激是一个逐步放大的分段瀑布模式 687

肾上腺素也会抑制肝醣的合成 688

磷酸二酯酶使环状腺核苷酸失去活性 689

胰脏分泌调节代谢的荷尔蒙 690

胰岛素致低血糖性荷尔蒙 691

胰岛素的二级传讯者仍属未知 692

胰岛素分泌主要由血糖调节 692

升糖激素是致高血糖性荷尔蒙 693

胰岛素对代谢的其他影响 693

生长激素也能影响胰岛素的作用 694

体制素抑制胰岛素与升糖激素的分泌 694

肾上腺皮质荷尔蒙属类固醇类 695

甲状腺激素控制代谢速率 696

性激素是类固醇类 697

雌性素对於细胞的作用已渐为人知 698

已知的其他荷尔蒙 699

前列腺素与thromboxane调节某些荷尔蒙的作用 700

摘要 701

参考文献 702

问题 703

脂防 707

醣类、碳水化合物 707

第二十六章 人类营养 707

适当的饮食需有五大基本成分 707

蛋白质 708

能量由大量有机营养物氧化提供 709

矿物质与微量元素 709

维生素 709

醣类是能量的主要来源 711

脂肪提供热量与必需脂肪酸 712

无卡路里甜剂正广泛地使用 712

酒精也带有热量 714

肥胖是能量摄取过多的结果 716

蛋白质需用以供给其胺基酸成分 717

衰弱消瘦与红婴症是世界性的健康问题 718

饮食中某些植物蛋白可互相补给 718

硫胺素缺乏仍是一营养问题 720

维生素不足可能威胁生命 720

在抗坏血酸许多食物中含量不多 722

菸草醯胺与色胺酸在营养上是相关的 722

框26-1：Jacques Cartier纽芬兰探险队第一个坏血病治疗报告，1535+3 723

最常缺乏的维生素是叶酸 724

核黄素在缺乏边缘的也极为普遍 724

人类吡哆醇生物素与泛酸不足极少见 725

维生素A不足有多重後果 726

来自於饮食的维生素B12缺乏症极其稀少 726

维生素D不足造成佝偻病与软骨病 727

人类维生素E或K的不足现象极为少见 728

人类营养需要许多元素 729

钙、磷是牙齿与骨头发育所必需 730

血质蛋白合成需要铁与铜 731

钠与钾的摄取对高血压的防治极重要 731

镁的边缘性缺乏相当普遍 731

蛀牙是一个重要的营养问题 733

甲状腺肿大是碘缺乏的结果 733

锌与许多其他微量元素也是饮食所必需 734

食物产品的标示保护消费者 735

均衡的饮食必须多方摄取 735

参考文献 737

问题 738

第四部分 遗传讯息的分子传递 743

第二十七章 DNA：染色体与基因的构造 745

DNA及RNA执行不同功能 746

DNA及RNA的核苷酸单位有特别的碱基及戊糖 747

核酸的相邻核苷酸以磷酸二酯键相接 751

DNA贮存遗传讯息 752

不同物种DNA有个别的碱基成分 754

Watson及Crick提出的DNA双螺旋模型 755

DNA的碱基序列构成一模板 757

不同物种的DNA可形成DNA-DNA混体 759

DNA可能变性或解开 759

自然状态的DNA分子非常脆弱 760

反映G≡C/A=T比例的双旋DNA之物理性质 760

极小的病毒DNA 761

超度盘绕的环状DNA 762

原核生物细胞的染色体是单一极大的DNA分子 762

以质体包容DNA的细菌 763

真核细胞较原核细胞含更多DNA 764

真核细胞染色体含染色质纤维 765

DNA一组蛋白复合体构成珠状核体 767

组蛋白是极小的碱性蛋白 767

真核细胞也含细胞质DNA 768

基因是编录多胜链及RNA的DNA片段 769

单一染色体上有许多基因 770

基因有多大？ 770

细菌DNA由限制——修饰系统保护 772

真核生物DNA含重覆多次的碱基序列 773

某些有很多份存在的基因 774

真核生物DNA有许多回文 774

许多真核生物DNA含插进的未转录序列（内子） 775

某些DNA的碱基序列已定出 775

摘要 777

框27-1：由Maxam及Gilbert的化学方法作小段DNA的序列判读 778

参考文献 780

问题 781

DNA进行半保守复制 785

第二十八章 DNA的复制及转录 785

环状DNA行双向复制 787

有时DNA的复制以滚转环式进行 789

细菌抽取物含DNA聚合酶 789

真核细胞DNA有许多复制起点 789

DNA聚合酶的作用需要先形成的DNA 791

以一股先形成的DNA作为引发者 791

另一股先形成的DNA作为模板 792

DNA复制需要许多酶及蛋白质因子 792

大肠杆菌有三种DNA聚合酶 793

DNA双股同时复制引起的问题 793

冈崎（Okazaki）片段解决此问题 794

冈崎片段的合成需要RNA引发者 794

冈崎片段由DNA连接酶连合 795

复制需要原DNA双股螺旋的分开 795

DNA聚合酶可以校对并改正错误 797

真核细胞的复制非常复杂 798

基因转录後生成RNA 798

传讯RNA编录多胜链 799

传讯RNA由DNA指令的RNA聚合酶制造 800

真核细胞核中有三种RNA聚合酶 802

DNA引导的RNA聚合酶可以被选择性地抑制 802

RNA转录副本继续加工 803

异质性核RNA是真核生物传讯RNA的前驱物 804

插入序列RNA需由mRNA前驱物移除 805

小核RNA帮忙移去插入序列RNA 806

转录过程可被清晰展现 807

某些病毒的DNA可由RNA经反转录酶转录而来 808

某些病毒由RNA引导的RNA聚合酶来复制 809

聚核苷酸磷酸化酶可做随意的类RNA聚合物 810

摘要 811

参考文献 812

问题 813

第二十九章 蛋白质的合成及合成的调节 817

早期的发现界定了分期 817

蛋白质合成过程分五个主要时期 818

第一期：胺基酸的活化 819

第二期：多胜链的起始 819

第五期：摺曲及加工 820

第四期：终止及释放 820

胺基酸的活化需要tRNA 820

第三期：加长 820

胺醯tRNA合成酶将正确胺基酸附著於它们的tRNA 823

转移RNA是一个编辑者 824

多胜链源於胺基终端 825

原核生物中N——甲醯甲硫胺酸是起始的胺基酸而真核生物则为甲硫胺酸 825

核糖体是制造多胜链的分子机器 826

真核细胞的细胞质中核糖体更大、更复杂 828

起始——多胜链需要许多步骤 828

多胜链的加长是一重复的过程 830

多胜链合成的终止需要一特殊讯号 833

需要能量来担保蛋白质合成的忠实性 834

多核糖体使单一讯息可很快转译 834

多胜链进行摺叠及加工处理 835

羧化作用 836

羟基胺基酸的磷酸化作用 836

R基的甲基化作用 836

去掉讯号序列 836

胺基端及羧基端的修饰 836

双硫横连结的形成 837

辅基的加入 837

往目的地行进的新制蛋白质 837

醣类支链的附着 837

蛋白质合成可由许多抗生素抑制 838

遗传密码已被破解 839

遗传密码的一些有趣特徵 840

摆动使某些tRNA辨认一个以上的密码 842

病毒DNA有时可在基因中包合基因或重叠基因 843

蛋白质合成的调节 844

细菌含构成及诱导的两组酶 845

真核生物也有蛋白质合成的阻遏作用 846

操纵子假说 847

阻遏物分子已被游离 849

操纵也有一启动子部位 849

摘要 851

参考文献 853

问题 854

第三十章 对基因的更深入研究：修复、突变、重组与纯株化 857

DNA常常遭受伤害 857

紫外线伤害可以除去与修复 858

由胞嘧啶至尿嘧啶自发脱胺作用的修复 859

由外来化学剂造成的伤害也可以修复 860

单一碱基对的变化导致点突变 861

核苷酸的插入或短缺造成链架移动突变 863

个体的突变是随机而少见的事件 865

许多致突变剂也是有致癌性的 865

基因经常进行重组 866

染色体片段经常进行置换 869

抗体变异性是置换与重组的结果 869

来自不同生物体的基因可以人为方法重组 872

质体与噬菌体λ是将外来基因带入细菌内的媒介 873

基因的分离与cDNA的制备 874

携带基因媒介的建构 876

“载货”质体插入大肠杆菌染色体 876

纯株的cDNA可用来找出相对应的天然基因 878

启动子加强纯株化基因的表现 878

许多基因已可在不同宿主细胞中纯株化 879

重组DNA与基因纯株培养开展遗传研究的新径 880

重组DNA的研究可能有许多实际应用 880

干扰素基因已能纯株培养 881

摘要 882

参考文献 883

问题 884

附录 887

附录A 生物化学文献中常用的缩写 888

附录B 单位缩写、字首、常数及换算因数 890

附录C 原子量表 891

附录D 对数表 892

附录E 问题解答 894

索引 921