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第0章 绪论 1

0.1 生物化学研究的主要内容 1

0.2 生物化学发展简史 2

0.3 生物化学与其他学科的关系 4

0.4 生物化学的应用和发展前景 5

第1章 蛋白质化学 6

1.1 蛋白质的元素组成 6

1.2 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 6

1.2.1 蛋白质中的标准氨基酸的结构特点和表示方法 7

1.2.2 蛋白质中的标准氨基酸的分类 7

1.2.3 蛋白质中的非标准氨基酸 9

1.2.4 非蛋白质氨基酸 10

1.2.5 氨基酸的重要性质 10

1.2.6 氨基酸的分离分析 15

1.3 肽 17

1.3.1 肽与肽键 17

1.3.2 几种重要的天然活性肽 18

1.4 蛋白质的分子结构 19

1.4.1 蛋白质的一级结构 19

1.4.2 蛋白质的二级结构 22

1.4.3 超二级结构和结构域 26

1.4.4 蛋白质的三级结构 26

1.4.5 蛋白质的四级结构 28

1.4.6 纤维状蛋白质的结构 29

1.5 蛋白质结构与功能的关系 31

1.5.1 蛋白质一级结构与功能的关系 31

1.5.2 蛋白质空间结构与功能的关系 33

1.6 蛋白质的特性 37

1.6.1 蛋白质的紫外吸收光谱 37

1.6.2 蛋白质的两性解离和等电点 37

1.6.3 蛋白质的胶体性质 38

1.6.4 蛋白质的沉淀 38

1.6.5 蛋白质的变性与复性 39

1.6.6 蛋白质的颜色反应 40

1.7 蛋白质的分离与研究方法简介 41

1.7.1 根据分子大小差异分离蛋白质 41

1.7.2 利用溶解度差异分离蛋白质 42

1.7.3 利用电荷不同分离蛋白质 43

1.7.4 根据蛋白质吸附特性分离蛋白质 44

1.7.5 根据生物分子特异亲和力分离蛋白质 45

1.7.6 蛋白质的鉴定 45

1.7.7 蛋白质组与蛋白质组学简介 49

1.8 蛋白质的分类 50

1.8.1 根据分子形状分类 50

1.8.2 根据化学组成分类 50

1.8.3 根据溶解度分类 51

第2章 酶 53

2.1 酶的概述 54

2.1.1 酶的概念及其化学本质 54

2.1.2 酶的催化作用特点 57

2.1.3 酶作用的专一性 57

2.1.4 酶的化学组成 58

2.2 酶的命名与分类 59

2.2.1 酶的命名 59

2.2.2 酶的分类 60

2.3 酶催化的机制 62

2.3.1 酶的活性中心 62

2.3.2 酶专一性催化反应的机制 67

2.3.3 酶高效催化反应的机制 67

2.3.4 蛋白酶的作用机理举例 73

2.4 酶促反应动力学 74

2.4.1 酶促反应速度的测量 74

2.4.2 底物浓度对酶促反应速度的影响 77

2.4.3 酶浓度对酶促反应速度的影响 80

2.4.4 pH对酶作用的影响 81

2.4.5 温度对酶作用的影响 81

2.4.6 抑制剂对酶促反应速度的影响 82

2.4.7 激活剂对酶作用的影响 89

2.5 酶活性的调节 90

2.5.1 别构调节 90

2.5.2 酶活性的共价调节 91

2.5.3 酶原激活 92

2.5.4 调节蛋白 92

2.5.5 同工酶 93

2.6 酶的纯化与酶活力测定 94

2.6.1 酶的分离纯化 94

2.6.2 酶活力的测定 94

2.7 酶工程简介 97

2.7.1 酶的应用 97

2.7.2 酶工程的研究内容 97

第3章 维生素与辅酶 100

3.1 水溶性维生素 101

3.1.1 维生素B1与焦磷酸硫胺素 101

3.1.2 维生素B2与FMN、FAD 101

3.1.3 维生素B3与辅酶A 102

3.1.4 维生素PP与NAD+、NADP+ 103

3.1.5 维生素B6及其辅酶 103

3.1.6 维生素B7（生物素） 104

3.1.7 叶酸与四氢叶酸 104

3.1.8 维生素B12（钴胺素）及其辅酶 105

3.1.9 硫辛酸 106

3.1.10 维生素C与辅酶 106

3.2 脂溶性维生素 106

3.2.1 维生素A 107

3.2.2 维生素D 107

3.2.3 维生素E 107

3.2.4 维生素K 108

3.3 其他的辅基或辅酶 109

3.3.1 核苷酸 109

3.3.2 辅酶Q 109

3.3.3 蛋白质辅酶 109

第4章 核酸化学 111

4.1 核酸的化学组成 111

4.1.1 核酸的种类与分布 111

4.1.2 核酸的结构单元——核苷酸 112

4.1.3 核酸的生物学功能 115

4.2 DNA的结构 116

4.2.1 DNA分子具特定的碱基组成 116

4.2.2 DNA分子的一级结构 117

4.2.3 DNA分子的双螺旋结构 118

4.2.4 DNA分子螺旋的多态性 119

4.2.5 DNA分子的超螺旋结构 121

4.2.6 DNA序列分析 123

4.3 RNA的结构 124

4.3.1 tRNA的结构 125

4.3.2 mRNA的结构 127

4.3.3 rRNA的结构 128

4.3.4 其他RNA分子 129

4.4 核酸的理化性质 130

4.4.1 核酸的一般性质 130

4.4.2 核酸的变性、复性及分子杂交 132

4.5 核酸的分离鉴定 134

4.5.1 分离提取 134

4.5.2 含量测定 134

4.6 基因组 135

4.6.1 病毒基因组 135

4.6.2 原核生物的基因组 137

4.6.3 真核生物的基因组 138

第5章 糖类 143

5.1 单糖 143

5.1.1 单糖的种类 143

5.1.2 常见单糖 145

5.1.3 单糖的重要衍生物 147

5.2 寡糖 149

5.2.1 双糖 149

5.2.2 三糖 150

5.2.3 四糖 150

5.3 多糖 151

5.3.1 同多糖 151

5.3.2 杂多糖 154

5.4 结合糖 156

5.4.1 肽聚糖 156

5.4.2 糖蛋白 156

5.4.3 蛋白聚糖 158

5.4.4 糖脂 158

5.5 糖的分离纯化与鉴定 158

5.5.1 分离纯化 158

5.5.2 鉴定 159

第6章 脂类和生物膜 160

6.1 生物体内的脂类 160

6.1.1 脂肪酸（fatty acid） 160

6.1.2 脂酰甘油和蜡 163

6.1.3 磷脂 166

6.1.4 固醇 168

6.1.5 结合脂类 169

6.2 生物膜的结构 171

6.2.1 生物膜的组成 171

6.2.2 生物膜的结构 175

6.3 生物膜的功能 178

6.3.1 物质运输 178

6.3.2 跨膜信号转导 182

6.3.3 能量传递和转换 184

6.3.4 识别功能 185

第7章 新陈代谢概论与生物氧化 187

7.1 新陈代谢概论 187

7.1.1 新陈代谢 187

7.1.2 新陈代谢的类型 188

7.1.3 新陈代谢的研究方法 189

7.2 生物氧化概述 192

7.2.1 生物氧化概念 192

7.2.2 生物氧化的自由能变化 193

7.2.3 高能化合物 197

7.3 电子传递链 201

7.3.1 线粒体 201

7.3.2 电子传递链 202

7.3.3 电子传递抑制剂 208

7.4 氧化磷酸化作用 210

7.4.1 氧化磷酸化的概念及类型 210

7.4.2 磷酸化与电子传递链的偶联 211

7.4.3 氧化磷酸化机制 212

7.4.4 氧化磷酸化的解偶联作用与抑制作用 214

7.4.5 ATP的合成机制 215

7.4.6 能荷 217

7.4.7 P/O 218

7.4.8 氧化磷酸化的调节 218

7.4.9 线粒体穿梭系统 218

第8章 糖类代谢 222

8.1 双糖和多糖的酶促降解 222

8.1.1 双糖的酶促降解 222

8.1.2 多糖的酶促降解 223

8.2 糖酵解 225

8.2.1 糖酵解的生物化学过程 226

8.2.2 糖酵解化学计量与生物学意义 230

8.2.3 糖酵解的其他底物 230

8.2.4 丙酮酸的进一步代谢 231

8.2.5 糖酵解的调控 232

8.3 三羧酸循环 233

8.3.1 丙酮酸形成乙酰CoA 233

8.3.2 三羧酸循环的反应历程 234

8.3.3 三羧酸循环的化学计量和特点 237

8.3.4 三羧酸循环的调控 238

8.3.5 三羧酸循环的生物学意义 238

8.3.6 三羧酸循环的回补反应 239

8.4 磷酸戊糖途径 239

8.4.1 磷酸戊糖途径的反应历程 239

8.4.2 磷酸戊糖途径的特点 243

8.4.3 磷酸戊糖途径的调控 243

8.4.4 磷酸戊糖途径的生物学意义 243

8.5 糖的异生作用 245

8.5.1 糖的异生作用的途径 245

8.5.2 糖的异生作用的前体 246

8.5.3 糖的异生作用的生物学意义 246

8.6 蔗糖和多糖的生物合成 247

8.6.1 活化的单糖基供体及其相互转化作用 247

8.6.2 蔗糖的生物合成 248

8.6.3 淀粉的生物合成 249

第9章 脂类代谢 252

9.1 脂肪的降解 253

9.1.1 脂肪的降解 253

9.1.2 甘油的降解与转化 254

9.1.3 脂肪酸的氧化分解 255

9.1.4 乙醛酸循环 265

9.1.5 脂肪酸氧化的调节 268

9.2 脂肪的合成 268

9.2.1 α-磷酸甘油的形成 268

9.2.2 脂肪酸的生物合成 269

9.2.3 甘油三酯的生物合成 281

9.2.4 脂肪酸合成的调节 282

9.3 类脂的代谢 283

9.3.1 甘油磷脂的生物合成与降解 284

9.3.2 鞘磷脂的生物合成与降解 288

9.3.3 糖脂的降解与生物合成 290

9.3.4 胆固醇的生物合成与转化 290

第10章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 296

10.1 蛋白质的酶促降解 296

10.1.1 蛋白质在消化道的降解 296

10.1.2 蛋白在细胞中的降解 297

10.2 氨基酸的降解与转化 299

10.2.1 脱氨基作用（deamination） 299

10.2.2 脱羧基作用（decarboxylation） 302

10.2.3 氨的去路 302

10.2.4 碳架的去路 304

10.2.5 氨基酸可衍生的其他化合物 309

10.3 氮素循环 310

10.3.1 氮素循环 310

10.3.2 氨的来源 310

10.3.3 氨的同化 312

10.3.4 氨基酸的生物合成 313

第11章 核酸的酶促降解与核苷酸代谢 318

11.1 核酸的酶促降解 318

11.1.1 脱氧核糖核酸酶与核糖核酸酶 319

11.1.2 核酸内切酶与核酸外切酶 319

11.1.3 限制性内切核酸酶 319

11.2 核苷酸的降解 321

11.2.1 核苷酸和核苷的降解 321

11.2.2 嘌呤碱的降解 321

11.2.3 嘧啶碱的降解 324

11.3 核苷酸的生物合成 325

11.3.1 嘌呤核苷酸的生物合成 325

11.3.2 嘧啶核苷酸的生物合成 329

11.3.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成 331

11.3.4 核苷三磷酸与脱氧核苷三磷酸的合成 333

11.3.5 核苷酸合成的抑制剂 334

第12章 DNA的生物合成 336

12.1 DNA的复制概貌 336

12.1.1 DNA复制的半保留性 336

12.1.2 DNA复制的半不连续性 338

12.2 DNA复制所需的酶及相关蛋白 339

12.2.1 拓扑异构酶和解旋酶 339

12.2.2 SSB单链结合蛋白 340

12.2.3 引物酶及引物的合成 340

12.2.4 DNA聚合酶及聚合反应 341

12.2.5 DNA连接酶 344

12.3 原核生物DNA的复制 345

12.3.1 DNA复制的起始 345

12.3.2 DNA链的合成与延伸 346

12.3.3 DNA复制的忠实性 348

12.4 真核生物DNA的复制 349

12.4.1 真核生物的染色体复制 349

12.4.2 端粒的复制 350

12.5 反转录作用 351

12.5.1 反转录酶的性质 351

12.5.2 反转录的过程 352

12.5.3 反转录的生物学意义 352

12.6 DNA的损伤修复 353

12.6.1 直接修复 353

12.6.2 切除修复 353

12.6.3 错配修复 354

12.6.4 重组修复 354

12.6.5 应急反应 355

12.7 DNA的突变 355

12.7.1 DNA突变类型 355

12.7.2 诱变剂的作用 356

12.8 基因工程简介 357

12.8.1 基因工程的概念 357

12.8.2 基因工程的操作技术 357

12.8.3 基因工程的应用与前景 360

12.8.4 聚合酶链式反应 360

第13章 RNA的生物合成 363

13.1 原核生物RNA转录 363

13.1.1 原核生物启动子 363

13.1.2 原核生物RNA聚合酶 364

13.1.3 原核生物的转录过程 365

13.1.4 原核生物RNA转录后加工 368

13.2 真核生物RNA转录 369

13.2.1 真核生物RNA聚合酶 370

13.2.2 真核生物启动子 370

13.2.3 真核生物的转录过程 371

13.2.4 真核生物RNA转录后加工 372

13.3 RNA的复制 375

第14章 蛋白质的生物合成 378

14.1 遗传密码 378

14.1.1 遗传密码的解读 378

14.1.2 密码子的基本性质 380

14.2 蛋白质的合成体系 382

14.2.1 mRNA是合成蛋白质的模板 382

14.2.2 tRNA是转运氨基酸的工具 383

14.2.3 核糖体是合成蛋白质的场所 384

14.2.4 翻译辅助因子 386

14.3 蛋白质的合成过程 387

14.3.1 氨基酸的活化与转移 387

14.3.2 肽链合成的起始 390

14.3.3 肽链合成的延伸 392

14.3.4 肽链合成的终止与释放 395

14.3.5 多核糖体 396

14.3.6 真核细胞蛋白质的合成 396

14.3.7 蛋白质合成后的修饰与折叠 397

14.3.8 蛋白质合成后的定位 399

14.3.9 蛋白质合成抑制剂 403

第15章 代谢调节 406

15.1 物质代谢的相互联系 407

15.1.1 细胞代谢网络 407

15.1.2 糖类代谢与脂类代谢的相互关系 407

15.1.3 糖类代谢与蛋白质代谢的相互关系 409

15.1.4 脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系 409

15.1.5 核酸代谢与糖类、脂类、蛋白质代谢的相互关系 410

15.2 代谢调节 410

15.2.1 代谢调节的水平 410

15.2.2 酶水平调节 411

15.2.3 细胞水平调节 413

15.2.4 多细胞整体水平调节 418

15.3 基因的表达调控 424

15.3.1 原核生物基因表达调控 424

15.3.2 真核生物基因表达调控 427

参考文献 431

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