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绪论 1

一、生物化学的涵义 2

二、生物化学的研究意义 2

拾零　“基因靶向”技术 3

拾零 奇幻联想法 4

三、生物化学的发展 5

拾零 重组DNA之父 5

拾零　“克隆羊”多莉 6

拾零　邹承鲁 7

四、如何学好生物化学 7

第一章　生物化学与生物体 10

第一节 生物体的物质组成 11

一、生物体的元素组成及其作用 11

二、构成生物体的分子 12

拾零 细胞组分的分析方法 15

第二节 生物体的基本结构及功能 16

一、细胞的基本结构及各部分功能 17

拾零 细胞形态结构的观察 23

二、细胞分裂 23

拾零　流式细胞仪 26

三、生物体与生物化学的关系 26

第二章　糖化学 29

第一节　概述 30

一、定义与组成 30

二、分类 30

三、功能 31

拾零　糖生物学 32

拾零 能源甘蔗与燃料乙醇 32

第二节　单糖 33

一、单糖的结构、构型与构象 33

拾零 糖结构研究的开拓人 33

二、自然界存在的重要单糖及其衍生物 41

三、单糖的重要物理化学性质 43

第三节　寡糖 47

一、定义 47

二、功能 47

三、结构和性质 48

四、自然界存在的重要寡糖 48

第四节　多糖 50

一、概述 50

二、淀粉与糖原 52

三、纤维素与半纤维素 55

拾零 生物制浆 56

四、壳多糖与脱乙酰壳多糖 56

五、黏多糖（糖胺聚糖） 57

六、糖缀合物 57

第五节　糖的分析和分离 59

一、寡糖的分析分离 60

拾零　糖芯片 62

二、多糖的分析分离 62

第三章　蛋白质化学 65

第一节　蛋白质的概念、分类和功能 66

一、蛋白质的概念 66

二、蛋白质的分类 66

三、蛋白质的功能 67

拾零　蛋白质的研究简史 69

第二节　蛋白质的分子组成 69

一、组成蛋白质分子的基本单位——氨基酸 69

拾零 氨基酸与心脑血管病 74

二、肽键与肽 85

拾零 多肽与SARS病毒 89

第三节　蛋白质分子的结构 89

一、蛋白质的构象和维持构象的作用力 89

二、蛋白质的一级结构 91

三、蛋白质的三维构象 91

四、蛋白质结构与功能的关系 97

第四节　蛋白质结构的测定与多肽的人工合成 100

一、一级结构的研究方法 100

二、研究蛋白质构象的方法 105

三、肽的人工合成 107

拾零 蛋白质结构分析方法赢得诺贝尔化学奖 109

第五节 蛋白质的理化性质 109

一、蛋白质的胶体性质 109

二、蛋白质的酸碱性质 109

三、蛋白质的沉淀反应 110

四、蛋白质的变性和复性 112

拾零 吴宪与第一个蛋白质变性理论 114

拾零 蛋白质折叠与“构象病” 114

五、蛋白质的颜色反应 114

第六节 氨基酸及蛋白质的分析和分离 115

一、氨基酸的分析分离 115

二、蛋白质的分离和纯化 118

三、蛋白质的定量检测 124

四、蛋白质的纯度分析 126

第七节　蛋白质组学的理论与进展概要 127

一、蛋白质组学的基本概念 127

二、蛋白质组学的研究方法 128

拾零 “人类蛋白质组计划”简介 130

第八节 蛋白质的生物信息学简介 131

一、蛋白质生物信息学的内容 131

二、生物信息学的网上资源 131

第四章　酶化学 134

第一节　酶的概述 135

一、酶和一般催化剂的比较 135

二、酶作为生物催化剂的特性 135

拾零 非水介质中的酶促反应 137

三、酶的化学本质 138

拾零　抗体酶的发现 139

第二节　酶的命名和分类 139

一、酶的命名 139

二、酶的分类 140

第三节　酶的结构与功能 142

一、酶的活性部位 143

二、酶活性的调节控制和调节酶 144

三、酶分子的修饰与改造 147

拾零 酶分子的体外定向进化 149

拾零　模拟酶 150

第四节　酶的作用机理 150

一、酶的催化作用与分子活化能 150

二、与酶的高效率有关的因素 151

三、与酶的专一性有关的假设 154

第五节　酶促反应动力学 155

一、化学动力学 155

二、影响酶促反应速率的因素 155

第六节　酶的活力测定和分离纯化 164

一、酶活力的测定 164

二、酶的分离纯化 166

第七节　酶的应用及其固定化 168

一、酶在食品工业中的应用 168

二、酶在医药工业中的应用 170

三、酶在能源、化工和轻工业中的应用 171

四、酶的固定化应用 173

拾零 交联酶 175

拾零 辅酶的固定化 176

第五章　核酸化学 178

第一节　核酸的概念、分类和功能 179

一、核酸的发现 179

二、核酸组分的研究 179

三、核酸生理功能的发现 180

四、核酸的概念和分类 180

拾零　肽核酸 181

第二节 核酸的组成及分子结构 181

一、戊糖 182

二、碱基 182

三、核苷 184

四、核苷酸 186

五、核酸 189

第三节　DNA的结构 191

一、DNA的一级结构 192

二、DNA的二级结构 192

拾零 生命为何偏爱螺旋？ 198

三、DNA的三级结构 198

四、DNA与基因组 199

第四节 RNA的结构 199

一、RNA的一级结构 199

二、RNA的高级结构 201

三、其他RNA 203

拾零 RNA干扰的发现 203

第五节　核酸的理化性质和核酸的分离、分析 204

一、核酸的理化性质 204

二、核酸的分离 205

三、核酸的分析 206

四、核酸序列的研究方法 207

第六节　核酸的应用研究 209

一、人类基因组计划 209

二、分子杂交 210

三、小RNA和微小RNA 210

四、反义RNA 211

第六章　维生素和激素化学 213

第一节　维生素概述 214

一、维生素的概念及其重要性 214

二、维生素的命名和分类 214

拾零 维生素发现与研究历程 214

第二节 重要的水溶性维生素 215

一、维生素B1和焦磷酸硫胺素 215

二、维生素B2和黄素单核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸 216

三、维生素B3（泛酸）与辅酶A 217

四、维生素B5（烟酸、烟酰胺）和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ 218

五、维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 219

六、维生素B7（生物素） 220

七、维生素B11（叶酸）和四氢叶酸 220

八、维生素B12和B12辅酶 221

九、维生素C 223

十、硫辛酸 224

第三节　脂溶性维生素 225

一、维生素A 225

二、维生素D 226

三、维生素E 228

四、维生素K 229

拾零 关于维生素的工业化生产 231

第四节　激素化学概述 231

一、激素的一般概念 231

二、激素的分类 232

第五节 主要的脊椎动物激素 232

一、下丘脑激素 232

二、垂体激素 233

三、甲状腺激素 235

四、胰腺激素 237

五、肾上腺激素 238

六、性激素 239

七、前列腺素 240

拾零 胰岛素失控可以导致糖尿病 241

第六节　激素的作用机理和调节机制 241

一、激素作用的特点 241

二、激素与受体的相互作用 242

三、含氮激素的作用机理 242

四、固醇类激素的作用机理 246

五、激素体系的反馈调节 247

第七节 昆虫激素和植物激素 247

一、昆虫激素 247

二、植物激素 248

第七章　脂质和生物膜 250

第一节　脂质的概述 251

一、脂质的概念 251

二、脂质的分类 251

三、脂质的功能 251

第二节　脂质的结构和性质 252

一、脂酰甘油类 252

拾零 人造黄油 254

拾零 肥皂 256

二、磷脂 258

三、萜类和类固醇类 260

四、糖脂和脂蛋白类 263

拾零 饮食与心血管疾病 265

五、蜡 265

第三节　生物膜 265

一、生物膜的化学组成 265

二、生物膜的结构 269

三、生物膜的特征与功能 270

拾零 生物膜的奥秘 273

第八章　代谢总论 275

第一节 生物体的新陈代谢 276

一、新陈代谢的概念 276

二、新陈代谢的类型 276

三、新陈代谢的场所 277

四、新陈代谢的特点 278

五、新陈代谢的阶段 280

六、新陈代谢的研究方法 281

拾零 系统生物学与代谢组学 282

第二节　生物能学 282

一、生物体内的能量 282

二、生物能与生物化学反应的关系 283

三、能量代谢与高能化合物 288

拾零 ATP与生物发光 289

第三节　生物氧化 291

一、生物氧化的概述 291

二、线粒体的结构——线粒体内膜上的5个复合体 294

三、线粒体的功能——通过呼吸链产生ATP 300

四、氧化磷酸化 303

拾零 世界上最小的分子涡轮发电机 308

第九章　糖代谢 314

第一节　糖类的降解、吸收和转运 315

一、多糖和寡糖的降解 315

二、糖类的吸收、转运和贮存 318

第二节　糖类的分解代谢 320

一、糖的无氧氧化 320

拾零 糖酵解途径的发现和阐明 320

拾零 乳酸发酵与鳄鱼的行为 326

二、糖的有氧氧化 329

拾零 三羧酸循环的发现 329

三、三羧酸循环中间产物的回补途径 335

四、糖类的其他代谢途径 337

拾零 Cori夫妇及糖代谢 340

第三节　糖类的合成代谢 340

一、光合作用 340

二、多糖和寡糖的生物合成 342

三、葡萄糖的生物合成——糖异生作用（由非糖物质合成葡萄糖） 343

第四节　糖代谢的调节 345

一、糖酵解作用的调节 345

二、糖异生作用的调节 346

三、三羧酸循环的调节 346

第五节　糖代谢的应用 348

一、糖代谢调节发酵的机理概述 348

二、厌氧发酵 348

三、好氧发酵 348

四、糖代谢应用的展望 349

第十章　脂质代谢 352

第一节　脂质的降解、吸收和转运 353

一、脂质的降解和吸收 353

二、脂质的转运和贮存 354

第二节　脂质的分解代谢 355

一、脂肪的分解代谢 355

二、磷脂的分解代谢 360

三、胆固醇的转变 361

拾零 胆固醇的功能 362

第三节　脂质的合成代谢 362

拾零 过量摄入脂肪可导致肥胖 362

一、脂肪酸的合成代谢 362

拾零 不饱和脂肪酸的功能和营养价值 366

二、三酰甘油的合成 366

三、磷脂的合成 367

四、胆固醇的合成 368

第四节　脂质代谢的调节 369

一、激素对脂肪代谢的调节 369

二、脂肪酸代谢的调节 370

三、胆固醇代谢的调节 370

第五节　脂质代谢的应用 371

一、脂质代谢在食品工业中的应用 371

二、脂肪酸的发酵 371

三、生物柴油的制备 371

拾零 生物柴油的应用和前景 371

第十一章　核酸代谢 373

第一节 核酸降解和核苷酸代谢 374

一、核酸和核苷酸的分解代谢 374

拾零 嘌呤代谢分解异常与痛风症和自毁容貌症 376

二、核苷酸的合成代谢 378

第二节　DNA的生物合成 385

一、DNA的复制 385

拾零 真核生物的端粒和端粒酶 394

二、DNA的损伤与修复 394

三、逆转录 394

拾零 逆转录酶的发现 395

第三节 RNA的生物合成 397

一、催化RNA合成的模板和酶 397

二、转录过程 400

三、转录后修饰加工 405

拾零 潜移默化　父子登科 407

拾零　脱氧核酶 409

四、RNA的复制 409

第四节 核酸代谢的调节 410

一、核苷酸生物合成的调节 410

二、原核生物基因的转录调控 410

三、真核生物基因的转录调控 413

四、转录调控的其他机制 414

拾零 RNA干扰：诺贝尔奖背后的故事 417

拾零 核糖开关——细胞代谢的精细调控机制 417

第十二章　蛋白质代谢 420

第一节　蛋白质的降解、吸收和转运 421

一、蛋白质的降解 421

拾零 溶酶体与疾病 422

拾零 死亡标签——泛素 423

二、蛋白质的吸收和转运 424

第二节　氨基酸的分解 424

一、氨基酸的分解作用 425

二、尿素的形成 431

拾零 尿素循环的发现 431

三、氨基酸碳骨架的氧化途径 433

四、由氨基酸衍生的其他重要物质 436

第三节　氨基酸的合成 437

一、氨基酸合成的共同途径 437

二、个别氨基酸的合成 437

第四节　蛋白质的合成 443

一、遗传密码 443

拾零 基因密码的破译 444

二、蛋白质合成的分子基础 445

三、蛋白质的合成——翻译 447

四、蛋白质的运输及翻译后修饰 451

拾零 信号肽的发现 453

第五节　蛋白质代谢的调节 455

一、鸟氨酸循环的调节 455

二、氨基酸生物合成的调节 455

第十三章　代谢调节综述 460

拾零 长期营养不良的人为什么会全身浮肿？ 462

拾零　“有氧运动”和“无氧运动”中能量代谢的途径有哪些不同？ 462

第一节　酶的调节 462

一、通过控制酶的生物合成调节代谢 462

二、通过控制酶活性调节代谢 463

三、代谢的单向性和多酶系统对代谢的调节 465

四、酶的隔离分布与集中存在对代谢的调节 465

拾零 恶性肿瘤晚期病人为什么极度消瘦？ 465

第二节　细胞水平调节 466

一、细胞膜结构对代谢的调节 466

二、蛋白质定位对于代谢的调节 466

第三节　激素水平调节 467

一、激素通过对酶活性的影响调节代谢 467

二、激素通过对酶合成的诱导作用调节代谢 469

第四节　神经水平调节 469

一、神经调节的作用 469

二、神经调节的方式 470

第五节　代谢调节理论在实践中的应用 470

一、反义核酸的应用 470

二、发酵过程代谢的控制 471

三、次级代谢产物的利用 471

参考文献 474

索引 476