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第1章 绪论——从分子水平理解生命 1

第一节 生物体的元素组成 1

1．生物体元素组成的特征 1

2．常量元素和微量元素 2

第二节 生化反应的水环境 3

1．水分子是极性分子 3

2．水分子之间相互形成氢键 3

3．水分子的解离和酸碱度 3

4．水是良好的溶剂 4

第三节 生物分子中的化学键 5

1．生物分子中常见的联键方式 5

2．生物分子中的非共价键 5

3．非共价键在生命过程中的重要作用 7

第四节 生物体的分子组成 9

1．四大类生物分子 9

2．从生物小分子到生物大分子 10

3．复合生物大分子 11

第五节 生物体的新陈代谢 11

1．代谢反应 11

2．代谢途径和代谢网络 12

思考题 12

第2章 蛋白质和酶 13

第一节 氨基酸是蛋白质的构件分子 13

1．氨基酸的结构特征 13

2．不常见氨基酸和氨基酸衍生物 16

3．氨基酸的理化性质 17

4．蛋白质水解和氨基酸的分离分析 21

第二节 从氨基酸到蛋白质 22

1．肽键和肽链 22

2．一些重要的寡肽和多肽 22

第三节 蛋白质的一级结构与高级结构 24

1．蛋白质结构的四个层次 24

2．稳定蛋白质高级结构的非共价键和共价键 25

3．蛋白质高级结构的改变和破坏 26

4．蛋白质分子一级结构决定高级结构 28

第四节 酶是生物催化剂 28

1．蛋白质的生物功能 28

2．酶促反应的特点 30

3．酶的化学本质 31

4．酶的命名与分类 32

5．酶的分离纯化和活力测定 35

第五节 酶促反应的机制和影响因素 37

1．酶促反应的机制 37

2．底物浓度对酶促反应的影响——米氏公式和米氏常数 39

3．影响酶催化反应的各种因素 42

第六节 酶活性的调节 47

1．酶活性的非共价调节（noncovalent regulation） 47

2．酶活性的共价调节——基团修饰 49

3．酶活性的共价调节——酶原活化 51

思考题 53

第3章 维生素与辅酶 55

第一节 什么是维生素 55

1．维生素的定义 55

2．维生素的分类 55

第二节 水溶性维生素 55

1．维生素C 55

2．维生素B1——硫胺素 58

3．维生素B2和维生素B3 59

4．维生素B5——泛酸 63

5．维生素B6 64

6．生物素 65

7．叶酸 66

8．硫辛酸 68

9．维生素B12 69

第三节 脂溶性维生素 71

1．维生素A 71

2．维生素D 73

3．维生素E 74

4．维生素K 75

第四节 作为蛋白质辅助因子的金属离子 76

1．金属离子和蛋白质的结合 76

2．几类重要的金属离子 77

思考题 78

第4章 糖代谢 79

第一节 糖类化合物 79

1．糖的结构特征、理化性质和生物功能 79

2．生物体内重要的糖类化合物 82

第二节 单糖的分解和合成 88

1．单糖的分解——糖酵解途径 88

2．单糖的分解——戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway） 94

3．单糖的合成——葡糖异生作用 98

4．双糖的分解和合成 100

第三节 多糖和糖复合物的降解和合成 102

1．淀粉的降解与合成 102

2．糖原的降解和合成 103

3．糖蛋白的生物合成 105

思考题 106

第5章 脂代谢 109

第一节 脂类物质的结构与功能 109

1．生物体内的脂类物质 109

2．中性脂肪 109

3．复合脂类——磷脂和鞘酯 112

4．萜类和类固醇 114

5．脂蛋白 116

第二节 脂酸的分解和合成 117

1．脂酸的分解 117

2．脂酸的合成 121

第三节 中性脂肪和磷脂的分解和合成 127

1．中性脂肪和甘油磷脂的分解 127

2．中性脂肪和甘油磷脂的合成 128

3．鞘脂类的合成 130

第四节 类固醇的合成 132

1．IPP和DPP的合成 132

2．胆固醇的合成 132

思考题 135

第6章 生物体的能量代谢 137

第一节 化学反应和化学能变化的基础知识 137

1．自由能和标准自由能变化 138

2．标准生成自由能变化和化学反应方向 139

3．偶联化学反应和标准自由能变化的可加性 140

4．ATP是生物能量代谢的核心 141

第二节 三羧酸循环——“燃料”有机小分子的彻底“燃烧” 143

1．三羧酸循环的主要步骤 143

2．三羧酸循环的整体评介 146

3．三羧酸循环是重要的代谢枢纽 147

第三节 生物氧化 148

1．有机碳化物氧化 148

2．氧化还原电位和能量计算 149

3．呼吸链 150

4．氧化磷酸化 154

第四节 光合作用 157

1．什么是光合作用 157

2．光反应——将光能转变为化学能 160

3．暗反应——CO2的固定 166

4．光呼吸和光合作用的多种模式 170

思考题 173

第7章 氨基酸代谢和核苷酸代谢 175

第一节 氨基酸代谢 175

1．氨基酸的分解代谢 175

2．氨基酸的合成代谢 185

第二节 核苷酸代谢 186

1．核苷酸是大分子核酸的基本结构单位 186

2．核苷酸的分解代谢 188

3．核苷酸的合成代谢 191

思考题 196

第8章 核酸代谢 199

第一节 大分子核酸的分子结构 199

1．核苷酸之间的共价键 199

2．DNA和RNA的一级结构 200

3．DNA的高级结构 202

4．RNA的高级结构 205

第二节 DNA的合成代谢 207

1．生物大分子合成代谢的特点 207

2．DNA的复制 208

第三节 RNA的合成代谢 227

1．RNA指导下RNA的合成 227

2．DNA指导下RNA的合成 229

思考题 239

第9章 蛋白质合成 241

第一节 生物体内的蛋白质合成 241

1．蛋白质合成是生命活动的重要核心 241

2．蛋白质合成的场所 242

3．蛋白质合成的速度和精确度 242

4．遗传密码和反密码子 243

第二节 肽链合成的主要步骤 245

1．氨基酸的活化——氨酰-tRNA的生成 245

2．肽链合成的起始 247

3．肽链的延伸 250

4．肽链合成的终止 252

5．肽链合成的抑制剂 253

第三节 蛋白质的定向输送和翻译后修饰 253

1．原核细胞合成蛋白质的定向输送和修饰 253

2．真核细胞合成蛋白质的定向输送 253

3．新生肽链的共价修饰 256

思考题 262

第10章 代谢调控 263

第一节 代谢调控的多样性和稳定性 263

1．代谢反应的共同特点 263

2．代谢调控的不同层面 264

第二节 代谢途径中的酶活性调控 265

1．前馈调节和反馈调节 265

2．共价调节和非共价调节 268

第三节 细胞分隔和物质跨膜运输 272

1．细胞分隔和代谢途径分布 272

2．物质的跨膜运入胞内 272

3．代谢物在细胞内的跨膜运输 276

第四节 细胞信号传递 279

1．核激素受体调控基因表达 280

2．细胞膜上受体的信号传递途径 281

3．细胞信号传递网络 288

第五节 基因表达的调控 289

1．原核生物的基因表达调控 290

2．真核生物基因表达调控 293

思考题 296

第11章 分子生物学导论 299

第一节 分子生物学简介 299

1．分子生物学定义 299

2．分子生物学的发展历程 299

3．分子生物学主要研究内容 300

4．基础分子生物学研究方法 301

5．分子生物学新兴研究领域 303

第二节 基因组学简介 304

1．基因组学定义 304

2．基因组学研究内容 304

3．结构基因组学 304

4．功能基因组学 307

5．基因组学基础技术 308

6．基因组学应用 310

第三节 蛋白质组学简介 311

1．蛋白质组学定义 311

2．蛋白质组学的研究内容 311

3．蛋白质组学的研究方法 311

4．蛋白质组学的应用 314

第四节 代谢组学简介 314

1．代谢组学定义 314

2．代谢组学研究内容 315

3．代谢组学研究方法 315

4．代谢组学的应用 315

思考题 316

参考文献 317