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Ⅰ.糖的化学 1

第一节 单糖 1

第一章 机体的有机成分 1

一、葡萄糖的结构 2

(一)葡萄糖的构型 2

(二)葡萄糖的环状结构 5

(三)环状结构的哈瓦斯式 7

(四)葡萄糖的构象 8

二、重要的单糖 9

(一)丙糖 9

(二)丁糖 9

(三)戊糖 9

(四)己糖 10

(五)庚糖 11

三、单糖的重要衍生物 11

(三)氨基糖 12

(四)唾液酸(涎酸) 12

(一)糖酸 12

(二)脱氧糖 12

(五)糖醇 13

四、单糖的理化性质 14

(一)物理性质 14

(二)化学性质 14

第二节 寡糖 19

一、麦芽糖 20

二、蔗糖 20

第三节 多糖 21

一、概述 21

三、乳糖 21

四、纤维二糖 21

二、单纯多糖 22

(一)匀多糖 22

(二)杂多糖 26

三、复合糖类 28

(一)糖蛋白 28

(二)糖脂 31

一、饱和脂酸 32

第一节 脂酸 32

Ⅱ.脂类的化学 32

二、不饱和脂酸 33

三、脂酸的结构和物理性质 35

(一)脂酸的结构 35

(二)脂酸的物理性质 37

四、脂酸的化学性质 39

(一)脂酸羧基的反应 39

(二)脂酸烃链的反应 40

(一)中性脂的化学 42

一、中性脂 42

第二节 含甘油的脂类 42

(二)中性脂的物理性质 44

二、甘油磷脂 45

(一)磷酸甘油脂的化学性质 45

(二)磷酸甘油脂的物理性质 50

第三节 不含甘油的脂类 53

一、鞘脂类 53

二、类固醇 55

第一节 概述 57

Ⅲ.蛋白质的化学 57

二、结合蛋白质 59

一、单纯蛋白质 59

第二节 蛋白质的组成单位--氨基酸 60

二、蛋白质中存在的氨基酸 60

二、氨基酸的性质 63

(一)氨基酸的旋光性 63

(二)氨基酸的电离--酸碱两性性质 64

(三)氨基酸的化学反应 68

(二)氨基酸的分离及定量 73

三、氨基酸的分离及分析 73

(一)蛋白质的水解 73

第三节 蛋白质的化学结构 75

一、化学结合键 76

(一)肽键和肽 76

(二)其他结合键 77

二、末端分析 77

(一)氨基末端分析 78

(二)羧基末端分析 79

(一)链的分离 80

三、氨基酸顺序分析 80

(二)选择性部分水解 81

(三)多肽的成分及顺序分析 81

第四节 蛋白质的空间构象--高级结构 83

一、“随机卷曲”(Random coil)和高级结构 83

二、空间构象及联系键 84

(一)氢键及二级结构 85

(二)其他结合键与高级结构 87

(三)蛋白质分子在溶液中的构象 89

三、一级结构和高级结构的关系 91

第五节 蛋白质的性质 92

一、蛋白质分子的大小和形状 92

(一)分子量 92

(二)分子形状 95

二、蛋白质分子的两性性质 96

三、蛋白质溶液的稳定性和沉淀 97

四、蛋白质的化学反应--化学调变 98

(一)调变分子表面的电荷 98

(二)结合反应 98

(三)表面交联反应 99

(四)活性中心的探索 100

第六节 分子结构和生物学功能间的关系 101

一、一级结构和功能的关系 101

二、高级构象和功能的关系 101

(一)变性作用 101

(二)变构象作用 104

Ⅳ.核酸的化学 109

第一节 概述 109

一、核酸的分类、分布和功能 109

二、核酸的提取与分离纯化 111

三、核酸的水解 112

四、核酸水解产物的分离和鉴定 112

第二节 核酸的化学组成 113

一、碱基 113

二、戊糖 116

三、磷酸 119

四、核苷 119

五、核苷酸 121

六、缩写和术语 124

一、RNA的一级结构 127

第三节 RNA的分子结构 127

二、RNA一级结构的分析方法 131

三、RNA的二级结构 135

四、RNA的三级结构 139

第四节 DNA的分子结构 141

一、DNA的一级结构 141

二、DNA一级结构的分析方法 142

三、DNA的二级结构 145

四、DNA的三级结构 147

一、卟啉的结构 148

二、卟啉的种类和同分异构 148

Ⅴ.卟啉色素的化学 148

第一节 卟啉的结构和种类 148

第二节 卟啉的理化性质 150

一、两性性质 150

(一)卟啉环中的氮原子具有两性电离作用 150

(二)β取代基对氮原子解离的影响 151

二、光吸收与吸收光谱 151

一、铁卟啉的结构 152

第三节 铁卟啉 152

三、与金属络合性质 152

二、铁卟啉的性质 153

(一)铁卟啉中铁的自旋状态、配位体的杂化轨道及磁性 153

(二)铁卟啉的稳定性和构象 154

(三)卟啉结构对轴配位体的影响--顺效应(Cio effect) 155

(四)轴配位体之间的相互作用--反效应(Trans effect) 155

(一)血红素b 156

(二)血红素c 156

三、几种主要的铁卟啉化合物 156

(五)铁卟啉络合物的吸收光谱 156

(三)血红素a 157

四、铁卟啉与蛋白质的结合 158

第二章 亚细胞结构的生化 159

第一节 细胞核 159

一、核膜 160

二、染色质 160

三、DNA 160

四、组蛋白 161

五、核小体 162

六、非组蛋白蛋白质 164

七、组蛋白的修饰 166

八、核仁 166

九、hnRNA 167

第二节 线粒体 168

第三节 溶粒体 176

第四节 内质网 184

第五节 高尔基体 190

第六节 过氧体 193

第七节 细胞膜 198

第三章 酶 207

第一节 总论 207

一、酶学的发展史 207

二、酶的定义和一般性质 207

三、酶的生物重要性 210

第二节 酶的命名和分类 211

一、酶的命名原则 211

二、酶的分类 211

一、酶的分子组成 215

第三节 酶的化学组成与结构 215

二、酶蛋白的化学 216

三、辅酶的化学 218

第四节 酶的分离提纯 222

一、基本原理 223

二、抽提 223

三、纯化 224

四、纯度的鉴定 227

二、酶反应的初速度 228

一、怎样测定酶反应速度 228

第五节 酶活力的测定和酶的保存 228

三、影响酶浓度曲线的因素 229

四、常用的酶活力测定法 229

五、酶的活性单位 230

六、酶的保存 230

第六节 酶促反应的动力学 231

一、底物浓度对反应速度的影响 231

二、酶浓度对反应速度的影响 234

三、温度对酶反应速度的影响 235

五、抑制剂对酶反应速度的影响 236

四、pH对酶反应速度的影响 236

六、多分子底物酶促反应的动力学 242

第七节 酶的作用特点与作用机理 244

一、酶的作用特点--酶作用的特异性 244

二、酶作用的特异性与酶的活性中心 245

三、化学催化机理 250

四、酶的催化机理 251

第八节 酶活性的调节 255

一、酶的诱导 255

二、酶结构的共价修饰 256

三、酶结构的非共价修饰 259

第四章 生物氧化 263

第一节 氧化还原 263

一、氧化还原与氧化还原半反应 263

二、生物系统的氧化还原作用 265

三、还原电势 266

四、氧化平衡 270

第二节 生物能学 270

一、热力学第一定律 271

(一)自由能一般概念 272

二、热力学第二定律 272

三、自由能 272

(二)反应自由能与平衡常数和浓度的关系 277

(三)标准自由能变化与标准电动势的关系 278

四、高能磷酸化合物 279

(一)不同的高能磷酸化合物 280

(二)ATP和磷酸循环 283

第三节 生物氧化装置和线粒体 286

一、物质代谢的三个阶段 286

二、线粒体 287

一、概述 289

第四节 三羧酸循环 289

二、三羧酸循环的主要反应和酶类 290

三、三羧酸循环的调节 297

四、三羧酸循环的生理意义 298

五、三羧酸循环的代谢支路 299

第五节 NAD脱氢酶类与还原当量的转移 300

一、概述 300

二、菸酰胺二核苷酸脱氢酶类 301

三、线粒体的转氢作用 304

四、从胞浆转移还原当量至线粒体内的穿梭机理 305

一、呼吸链的组成 308

(一)黄素蛋白类 308

第六节 呼吸链 308

(二)辅酶Q 311

(三)细胞色素类 313

二、呼吸链氧还体系的顺序 315

第七节 氧化磷酸化作用 318

一、概述 318

三、呼吸链的重要生理意义 318

(一)氧化磷酸化的效率 319

(二)氧化磷酸化作用的部位 319

二、线粒体内膜偶联磷酸化的装配 320

(一)F1 320

(二)F。 321

(三)门扇 322

三、氧化磷酸化作用的机理 322

(一)化学偶联学说 323

(二)构象偶联学说 323

(三)化学渗透学说 324

(一)人工解偶联剂 327

四、抗偶联作用或解偶联作用 327

(二)天然解偶联剂 328

五、呼吸的控制 329

第八节 不通过呼吸链的氧化酶类 330

一、氧化酶类 330

二、加氧酶类 331

第一节 碳水化物的消化吸收 335

一、碳水化物的消化 335

第五章 碳水化物代谢 335

二、碳水化物的吸收 337

三、不被消化吸收的碳水化物 338

第二节 碳水化物的储存和动员 339

一、糖原合成的机理 340

二、糖原降解的机理 344

三、糖原储存和动员的调节机理 347

(一)糖原合成的调节 348

(二)糖原降解的调节 351

(三)糖原合成与降解的完整统一 354

第三节 碳水化物的糖酵解途径 357

一、糖酵解途径的酶反应 358

二、糖酵解途径的调节 366

(一)分子水平调节 368

(二)激素的调节 373

第四节 碳水化物的分解代谢 375

一、糖的无氧酵解 376

(一)乳酸的生成 376

(二)无氧酵解的生理意义 377

(一)碳水化物的有氧氧化反应过程 378

二、碳水化物的有氧氧化 378

(二)有氧氧化的调节 381

(三)有氧氧化时提供的能量 382

三、糖酵解与有氧氧化 383

第五节 糖异生 383

一、糖异生的原料 384

二、糖异生的途径 386

三、糖异生的调节 392

一、戊糖磷酸途径 396

(一)戊糖磷酸旁路的反应过程 396

第六节 碳水化物的其他代谢途径 396

(二)戊糖磷酸途径的生理意义 402

(三)戊糖磷酸途径的调节 403

二、葡萄糖醛酸途径 404

(一)葡萄糖醛酸途径的反应过程 404

(二)葡萄糖醛酸途径的生理意义 407

三、多元醇途径 408

第七节 其他糖类的代谢 409

一、果糖的代谢 409

二、半乳糖的代谢 411

三、甘露糖的代谢 414

第八节 血糖水平及其调节 414

一、细胞水平的调节 416

二、激素的调节作用 416

(一)胰岛素 417

(二)高血糖素 418

(三)肾上腺素 419

(四)生长激素 419

(五)肾上腺皮质激素 420

一、脂类的消化 421

(一)脂类消化酶 421

第一节 脂类的消化及吸收 421

第六章 脂质代谢 421

(二)胆汁酸盐 422

五、脂类沉积症(Lpodoses或Lipoidoses) 424

(三)中性脂的消化过程 426

二、脂肪的吸收 427

(一)消化产物由肠腔进入肠壁细胞 427

(二)肠壁细胞内脂类的再合成 428

(三)乳糜微粒的形成 430

(四)影响小肠内甘油酯合成酶类的因素 431

三、中性脂吸收后的可能代谢途径 433

第二节 中性脂的合成代谢及其调节 433

一、中性脂的合成代谢 433

(一)饱和脂酸的合成 433

(二)脂酸合成的调节 441

(三)磷酸甘油的来源 443

(四)中性脂的生物合成 443

二、中性脂代谢的调节 444

(一)脂肪的储存和动员 444

(二)血浆NEFA水平的变化及其生理意义 446

三、脂肪肝与抗脂肝因素 449

第三节 中性脂的降解代谢 450

一、脂酸的氧化 451

(一)β-氧化 451

(二)α-氧化 457

(三)ω-氧化 459

(四)奇数、支链脂酸的氧化 460

二、酮体的生成和利用 462

(一)酮体的生成 462

(二)酮体的利用 463

(三)生酮作用的调节 464

(四)酮体的生理重要性 468

第四节 不饱和脂酸的代谢 469

一、人体内的不饱和脂酸 469

二、不饱和脂酸的生物合成 469

(一)单不饱和脂酸的生物合成 469

(二)多不饱和脂酸的生物合成 470

(三)必需脂酸的生理功用 472

三、不饱和脂酸的氧化 472

(一)发现、结构和分布 473

四、前列腺素 473

(二)生物合成 474

(三)代谢 476

(四)生物学作用 476

第五节 磷脂、糖脂和硫酸脑苷脂的代谢 478

一、磷脂的生物合成 478

(一)概述 478

(二)甘油磷脂的生物合成 478

(三)鞘磷脂(Sphingomyelin)的生物合成 483

(一)磷脂的降解与转换 485

二、甘油磷脂的降解代谢 485

(二)胆碱的降解代谢 487

三、糖鞘脂类(Glycosphingolipids)的生物合成 488

(一)脑苷脂的生物合成 489

(二)神经节苷脂的生物合成 490

四、硫酸脑苷脂的生物合成 493

(一)鞘磷脂沉积症(Sphingomyelinosis)--Niemann--Pick病 494

(二)神经节苷脂沉积症(Gangliosidoses) 494

(三)与糖基-N-脂酰鞘氨醇有关的脂类沉积症 495

(一)血浆胆固醇的转换率 496

第六节 胆固醇的代谢 496

一、胆固醇代谢概况 496

(二)胆固醇代谢池的来源 497

(三)胆固醇代谢池的消耗--降解和排泄 498

二、胆固醇的生物合成 498

(一)甲羟戊酸的合成 499

(二)鲨烯的生物合成 500

(三)羊毛固醇和胆固醇的生物合成 501

三、胆固醇生物合成的调节 502

(一)胆固醇生物合成的限速酶--HMG-CoA还原酶 502

(二)膳食胆固醇对胆固醇合成的反馈调节 503

(三)禁食对胆固醇合成的影响 504

(四)胆汁酸肠肝循环对胆固醇合成的影响 504

(五)激素对胆固醇合成的调节 504

第七节 血浆脂蛋白 505

一、血浆脂蛋白的分离 505

(一)超速离心法(密度分离法) 505

(二)电泳法 506

(三)低密度脂蛋白(LDL) 507

(二)极低密度脂蛋白(VLDL) 507

(一)乳糜微粒(CM) 507

二、血浆脂蛋白的组成 507

(四)高密度脂蛋白(HDL) 508

(五)脂蛋白a(Lp-a) 508

(六)脂蛋白x(Lp-x) 508

三、载脂蛋白的结构与功能 509

(一)Apo C 509

(二)Apo B 510

(三)Apo A 510

(六)富含脯氨酸蛋白(PRP，Proline-rich Protein) 512

(四)细线蛋白质(Thin line protein) 512

(五)富含精氨酸蛋白(ApoE Arginine-rich Protein) 512

四、脂蛋白的合成代谢 513

(一)乳糜微粒的合成 513

(二)VLDL的合成 513

(三)LDL的形成 515

(四)HDL的合成 515

五、脂蛋白的降解代谢 515

(二)卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(LCAT) 516

(一)脂类的交换及转移 516

(三)脂蛋白脂肪酶(LPL) 518

(四)肝素后脂解活性(PHLA) 518

(五)乳糜微粒降解代谢 519

(六)VLDL的降解代谢 520

(七)LDL的降解代谢 521

(八)HDL的降解代谢 522

第七章 蛋白质代谢 523

第一节 蛋白质的消化吸收 523

(一)盐酸 524

一、胃内蛋白质的消化 524

(二)胃蛋白酶 526

(三)凝乳酶 527

二、肠道内蛋白质的消化 528

(一)胰液蛋白酶和羧肽酶 528

(二)肠液的肠激酶、氨肽酶和二肽酶 530

三、蛋白质消化产物的吸收 531

(一)氨基酸的吸收 531

(二)肽的吸收 534

第二节 氨基酸的分布状况 535

一、血浆氨基酸 536

二、各器官对血浆氨基酸的影响 537

第三节 机体蛋白质的更新和储存 539

一、机体蛋白质的动态平衡 539

(一)机体蛋白质的更新速度和半寿期 540

(二)蛋白质的半寿期与其结构或构象的关系 543

(三)机体蛋白质更新的生理意义 547

(四)氨基酸的代谢池和再利用 549

(五)机体蛋白质的合成与降解机理 552

(六)机体蛋白质合成和降解的调节 554

二、机体蛋白质的储存 564

第四节 氨基酸的代谢(总论) 566

一、氨基酸的合成代谢 566

(一)必需和非必需氨基酸 566

(二)氨基酸全新合成与联合氨基化作用 567

(三)氨基酸的全新合成 570

(四)氨基酸的转变途径 573

二、氨基酸参与非蛋白含氮物质的合成 577

(一)甘氨酸 578

(二)丝氨酸 579

(三)天冬氨酸和天冬氨酰胺 580

(四)谷氨酸和谷氨酰胺 581

(五)半胱氨酸 582

(六)甲硫氨酸 584

(七)精氨酸 587

(八)赖氨酸 589

(九)组氨酸 591

(十)苯丙氨酸和酪氨酸 593

(十一)色氨酸 598

(十二)一碳单位代谢 604

(十三)二肽和三肽的合成 608

三、氨基酸的降解代谢 615

(一)氨基酸的脱氨基作用 616

(二)氨的来源、排泄、转运和处理 619

(三)氨基酸的碳代谢总论 626

四、氨基酸的特殊碳代谢(各论) 632

(一)甘氨酸 632

(二)L-丙氨酸 634

(三)丝氨酸和羟丁氨酸 634

(六)甲硫氨酸、胱氨酸和半胱氨酸 636

(五)天冬氨酸和天冬氨酰胺 636

(四)谷氨酸和谷氨酰胺 636

(七)缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸 639

(八)组氨酸 643

(九)赖氨酸 644

(十)精氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸 647

(十一)苯丙氨酸和酶氨酸 648

(十二)色氨酸 650

第八章 代谢调节 653

第一节 细胞水平的调节 653

一、酶的区域化对代谢的调节 654

二、酶变构象反馈调节 655

(一)酶变构象反馈调节的概念 655

(二)酶变构象反馈调节的发现和发展 656

(三)酶变构象反馈调节方式的生理意义 657

三、酶共价修饰对代谢的调节 658

(一)酶共价修饰调节的概念 658

(二)酶共价修饰调节的生理意义 659

(三)酶共价修饰调节的特点 661

四、同工酶特定分布调节 661

(一)酶蛋白合成的诱导和阻遏 663

五、酶含量的调节 663

(二)酶蛋白合成的诱导和阻遏机理 664

(三)酶蛋白降解的控制 664

第二节 激素的调节 665

一、激素受体 666

(一)激素受体的化学本质 666

(二)激素受体作用的特点 666

(三)激素受体的调节 667

二、激素调节代谢的作用机理 667

(一)多肽、蛋白质激素和儿茶酚胺调节代谢的作用机理 668

(二)类固醇激素及甲状腺激素调节代谢的作用机理 672

第三节 中枢神经系统的调节 674

一、通过外周神经的调节 674

二、神经-体液的调节 675

第四节 特殊情况下的代谢调节 676

一、消化吸收期和非消化吸收期 676

(一)非消化吸收期 676

(二)消化吸收期 677

二、饥饿 677

(一)饥饿早期 678

(二)饥饿晚期 681

三、肥胖 683

(一)肥胖时的代谢改变 683

(二)胰岛素在形成肥胖中的作用 685

(三)肥胖时胰岛素拮抗的原因--胰岛素受体减少 687

(四)肥胖的治疗原则 688

四、运动 688

(一)肌肉运动的燃料 688

(三)运动时血中激素水平 689

(二)运动时血糖的含量及其来源与去路 689

五、应激 690

(一)应激时的神经内分泌反应 690

(二)应激时物质代谢改变 691

第九章 核酸代谢 693

Ⅰ 693

第一节 核酸的消化和吸收 693

一、核酸的消化 693

(一)消化道核酸酶 694

(二)单核苷酸和核苷的消化 696

三、核酸消化产物吸收后的代谢去向 697

二、核酸消化产物的吸收 697

第二节 核酸的降解代谢 698

一、DNA和RNA的降解 698

(一)组织DNA酶 698

(二)组织RNA酶 698

(三)磷酸二酯酶 699

二、单核苷酸的降解 700

三、有机碱的降解代谢 701

(一)嘌呤碱的降解代谢 701

(二)嘧啶碱的降解代谢 703

第三节 单核苷酸的生物合成 705

一、核糖核苷酸的生物合成 705

(一)嘌呤核糖核苷酸 705

(二)嘧啶核糖核苷酸 711

二、脱氧核糖核苷酸的生物合成 715

(一)通过核糖核苷酸的直接还原 715

(二)脱氧胸苷酸(dTMP)的合成 717

(三)脱氧核糖核苷酸合成的调节 718

(一)痛风症(Gout) 719

一、嘌呤核苷酸的代谢紊乱 719

第四节 核苷酸的代谢紊乱 719

(二)Lesch-Nyhan综合征 721

(三)两种有关的免疫缺陷病 722

(四)黄嘌呤尿症 722

二、嘧啶核苷酸的代谢紊乱 722

(一)乳清酸尿症(Orotic aciduria) 723

三、肿瘤细胞的核酸和核苷酸代谢 724

(一)降解代谢 724

(三)叶酸和维生素B12代谢障碍 724

(二)β-氨基异丁酸尿症 724

(二)合成代谢 725

Ⅱ 727

第一节 DNA作为遗传物质的生物化学依据 727

第二节 DNA的生物合成 730

一、DNA的复制 730

二、DNA聚合酶 732

三、DNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 735

四、冈崎碎片与DNA复制 735

六、DNA解链蛋白与解绞蛋白 736

五、DNA连接酶 736

七、RNA在DNA链开始合成时的作用 737

八、DNA复制的假说 737

九、RNA的反转录--DNA生物合成的另一方式 739

十、DNA的重组和修补 739

第三节 RNA的生物合成，DNA的转录与RNA的复制 741

一、RNA聚合酶及其他因子 741

二、RNA转录的模板和起步 741

四、RNA合成后的修饰及其成熟 742

三、RNA链的延伸和终止 742

五、转录的具体进程 743

六、RNA复制和RNA复制酶 743

第四节 蛋白质的生物合成(mRNA的翻译) 744

一、概述 744

二、翻译机制的组成 745

(一)tRNA 745

(二)遗传密码 745

(三)核糖体 747

(一)氨基酸的活化与氨基酰-tRNA的合成 748

(二)多肽合成的起步 748

三、蛋白质的生物合成 748

(三)肽链的延伸 749

(四)多肽链的终止 751

第五节 蛋白质合成的调节 752

(一)操纵子 752

(二)乳糖操纵子(Lac operon) 752

(三)其他操纵子 754

(四)酶的阻遏与阻遏物 754

(七)激素对基因表达的影响 756

(五)rRNA合成的控制 756

(六)真核细胞里蛋白质合成的调节 756

(八)抗菌素对蛋白质生物合成的影响 757

第六节 基因突变及其因果 760

一、分子病--基因缺陷与生物功能障碍 761

二、突变与癌 763

三、化学诱变物 763

四、环境污染与化学诱变 764

一、铁卟啉色素的来源及合成地点 767

第二节 铁卟啉色素的生物合成 767

第一节 铁卟啉色素在消化道经历的过程 767

第十章 铁卟啉色素代谢 767

二、铁卟啉色素的合成机理 768

(一)原卟啉的氮和碳原子的来源 768

(二)铁卟啉色素合成的第一阶段 769

(三)铁卟啉色素合成的第二阶段 770

(四)铁卟啉色素合成的第三阶段 773

三、铁卟啉色素合成的调节 774

四、卟啉症 777

一、铁卟啉色素的降解地点和胆红素的来源 778

第三节 铁卟啉色素的降解代谢 778

二、胆红素由血红素产生的机理 780

三、铁卟啉色素降解代谢的调节 782

第四节 胆红素的运输及排泄 783

一、胆红素的性质与运输 783

二、胆红素的排毒与排泄 784

三、胆红素在肠道内的变化 786

第五节 胆红素的代谢障碍 788

一、高非结合胆红素血症 788

二、高结合胆红素血症 789

三、高非结合胆红素与结合胆红素血症 789