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第一部分 分子生物物理 3

1 蛋白质分子的结构基础 3

1.1 蛋白质的生物学功能 3

1.2 蛋白质分子的化学结构 5

1.3 蛋白质分子的空间结构 12

2 蛋白质的二维结晶及结构重建 17

2.1 蛋白质晶体的类型 18

2.2 蛋白质的二维结晶化 19

2.3 膜蛋白二维晶体形成的机制及条件 23

2.4 电镜观察与三维结构重建 25

3 蛋白质晶体结构解析 32

3.1 蛋白质结构测定的基本步骤 33

3.2 结晶 34

3.3 数据收集 37

3.4 相位测定 43

3.5 相位改善及扩展 48

3.6 电子密度图的解释 49

3.7 修正 50

3.8 相关的信息 51

4 蛋白质的折叠 54

4.1 蛋白质的去折叠 54

4.2 蛋白质结构的柔性 58

4.3 蛋白质折叠的机制 59

5 大分子中的平衡配体反应 73

5.1 配体与结合部位 73

5.2 微观平衡常数与宏观平衡常数 73

5.3 平衡反应的基本类型 74

5.4 协同结合与协同相互作用 82

5.5 两种不同配基的结合和耦联自由能 90

5.6 质子结合：滴定曲线 92

5.7 对核酸的结合 95

5.8 研究配体与生物大分子作用的方法 98

第二部分 膜与细胞生物物理 103

6 生物膜的结构与功能 103

6.1 生物膜功能的概述 104

6.2 生物膜的结构 106

6.3 生物膜的动态特性 133

6.4 膜融合 140

7 跨生物膜的物质输运 145

7.1 小分子物质的跨生物膜输运 145

7.2 细胞自稳作用 163

7.3 生物大分子的跨膜输运 166

8 细胞表面 170

8.1 细胞表面结构、表面特性和表面活性 170

8.2 质膜表面电荷和离子结合 172

8.3 细胞粘附 174

8.4 细胞表面受体和跨膜信号传递 180

第三部分 神经生物物理 187

9 神经细胞的电信号系统 187

9.1 静息电位 188

9.2 动作电位 190

9.3 电压钳实验 191

9.4 离子单通道测量技术--膜片钳实验 193

9.5 离子通道的分类与命名 194

9.6 局部电位 195

10.1 神经信号的编码--抽象性和数字化原则 199

10 神经系统对生物电信号的调制 199

10.2 兴奋性信号与抑制性信号的组合--反差原则 200

10.3 神经系统的分析功能--汇聚原则 201

10.4 幅散原则 202

10.5 脑功能柱--高等动物大脑皮层结构和功能的基本构筑元件 202

10.6 神经通路信号流动的易化原则--学习与记忆机制 203

10.7 神经系统的自我奖惩原则--情感活性分子的释放 204

10.8 后放原则--信息流动后的回声 206

11.1 GenBank基因序列数据库 209

11 生物信息数据库 209

第四部分 理论生物物理 209

11.2 一级和二级数据库 210

11.3 剖析GenBank Flatfile 211

11.4 生物大分子三维结构数据库 215

11.5 MMDB：NCBI的分子建模数据库 216

12 序列比对和数据库搜索 217

12.1 序列比对的进化基础 217

12.2 局部比对 220

12.3 最佳比对方法 220

12.5 比对的统计学显著性 221

12.4 取代分和空位处罚 221

12.6 FASTA 223

12.7 BLAST 223

12.8 BLAST的最新改进 223

12.9 重复元件 224

12.10 多序列比对的实际应用 224

12.11 多序列的渐进比对方法-CLUSTAL W 224

12.12 多序列比对方法--MultiAlin 226

13 生物大分子结构和功能研究中的几种数理方法 229

13.1 遗传算法 230

13.2 人工神经网络方法 234

13.3 统计物理学方法 236

13.4 一些数理方法算法的进一步讨论 237

14 蛋白质结构预测 242

14.1 蛋白质结构预测方法综述 243

14.2 正误构象的判断 245

14.3 现阶段几种主要的简单评估函数预测方法介绍 246

14.4 基于知识的蛋白质结构预测 247

14.5 蛋白质的二级结构预测 251

14.6 利用计算机互联网进行蛋白质结构预测 260

15 蛋白质分子动力学 264

15.1 分子动力学模拟方法 265

15.2 经验力场和位能函数 266

15.3 能量优化 267

15.4 自由能计算 270

15.5 模拟退火技术 271

16 紫外-可见吸收光谱 275

16.1 基本原理 275

第五部分 研究生物系统的物理方法和技术 275

16.2 紫外-可见吸收光谱的测量 277

16.3 从紫外-可见吸收光谱获得的信息及影响测量结果的一些因素 278

16.4 紫外-可见吸收光谱在生物系统中的应用举例 282

17 荧光光谱 287

17.1 基本原理 287

17.2 仪器结构与主要谱参量 288

17.3 荧光样品要求和实验中需要考虑的一些因素 294

17.4 荧光分析在生物学中的应用 299

17.5 荧光技术与其他技术的结合 309

18 分子振动光谱(红外光谱与拉曼光谱) 312

18.1 基本原理 313

18.2 仪器结构与样品要求 318

18.3 从振动光谱得到的信息与主要参量 322

18.4 振动光谱在生物系统中的应用举例 325

19 圆二色性光谱 330

19.1 基本原理 331

19.2 圆二色光谱仪工作的基本原理 336

19.3 圆二色性测量在分子生物学研究中的应用实例 338

20.1 电子自旋共振基本原理 345

20 电子自旋共振 345

20.2 电子顺磁共振谱仪 352

20.3 EPR在生物中的应用 355

21 核磁共振波谱 367

21.1 基本原理 367

21.2 仪器结构与样品要求 369

21.3 获得的信息与主要参量 371

21.4 核磁共振谱的应用 374

22.1 穆斯堡尔效应的基本原理 386

22 穆斯堡尔谱 386

22.2 穆斯堡尔谱和穆斯堡尔谱仪 388

22.3 穆斯堡尔谱的主要参量 391

22.4 穆斯堡尔谱在生命科学研究中的应用 394

23 时间分辨光谱 401

23.1 基本原理 401

23.2 时间分辨光谱的数据处理 410

23.3 时间分辨光谱技术在生物科学中的应用举例 411

24.1 原子力显微镜的成像 414

24 原子力显微镜在生物学中的应用 414

24.2 原子力显微镜对膜及蛋白的观测 416

24.3 原子力显微镜测量分子间相互作用力 419

24.4 远景及其限制性 420

25 差示扫描量热技术 421

25.1 原理 421

25.2 差示扫描量热仪结构和影响测量结果的一些因素 427

25.3 从DSC获得的信息与主要参量 428

25.4 DSC在生物系统中的应用举例 432

参考文献 441

名词索引 445