1 绪论 1
1.1 生物化学的研究范围 1
1.1.1 生物体的化学组成 1
1.1.2 生物体的物质能量代谢及调节 1
1.1.3 生物体的信息代谢 2
1.2 生物化学的发展简史 3
1.3 生物化学与其他学科的关系 4
1.4 生物化学的应用和发展前景 5
思考题 6
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2 核酸的结构与功能 7
2.1 核酸的种类和化学组成 7
2.1.1 核酸的种类和分布 7
2.1.2 核酸的化学组成 8
2.1.3 核酸的生物学功能 12
2.2 核酸的结构 14
2.2.1 核酸的一级结构 14
2.2.2 DNA的二级结构 16
2.2.3 DNA的高级结构 21
2.2.4 RNA的结构 23
2.3 核酸的理化性质及其应用 26
2.3.1 核酸的一般性质 26
2.3.2 核酸的紫外吸收性质 27
2.3.3 核酸的变性与复性 27
2.3.4 分子杂交 29
思考题 29
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3 蛋白质化学 30
3.1 氨基酸 31
3.1.1 蛋白质氨基酸的结构及分类 31
3.1.2 氨基酸的理化性质 33
3.2 肽 36
3.2.1 肽和肽链的结构及命名 36
3.2.2 重要的天然寡肽 37
3.3 蛋白质的分子结构 38
3.3.1 蛋白质的一级结构 38
3.3.2 蛋白质的构象和维持构象的作用力 40
3.3.3 蛋白质的二级结构 41
3.3.4 蛋白质的三级结构 45
3.3.5 蛋白质的四级结构 48
3.4 蛋白质结构与功能的关系 48
3.4.1 一级结构与功能的关系 49
3.4.2 空间结构与功能的关系 50
3.5 蛋白质的重要性质 54
3.5.1 蛋白质的两性解离及等电点 54
3.5.2 蛋白质的胶体性质 55
3.5.3 蛋白质的相对分子质量 55
3.5.4 蛋白质的沉淀反应 57
3.5.5 蛋白质的变性与复性 58
3.5.6 蛋白质的紫外吸收与显色反应 59
3.6 蛋白质的分类 59
3.6.1 简单蛋白质 60
3.6.2 结合蛋白质 60
3.7 蛋白质的分离提纯及应用 62
3.7.1 蛋白质分离纯化的一般原则 62
3.7.2 蛋白质的应用 62
思考题 63
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4 酶 64
4.1 酶的概念 64
4.1.1 酶是生物催化剂 64
4.1.2 酶的化学本质 65
4.1.3 酶的专一性 67
4.2 酶的分类和命名 68
4.2.1 酶的分类 69
4.2.2 酶的编号 69
4.2.3 酶的命名 70
4.3 酶的作用机制 70
4.3.1 酶的催化作用与活化能 70
4.3.2 中间产物学说 71
4.3.3 酶的活性部位和必需基团 72
4.3.4 诱导契合学说 73
4.3.5 影响酶催化效率的因素 74
4.3.6 酶催化机制的举例 75
4.4 酶促反应动力学 80
4.4.1 酶促反应速率的测量 80
4.4.2 酶浓度对酶作用的影响 81
4.4.3 底物浓度对酶作用的影响和米氏方程 81
4.4.4 pH对酶作用的影响 84
4.4.5 温度对酶作用的影响 84
4.4.6 激活剂对酶作用的影响 85
4.4.7 抑制剂对酶作用的影响 85
4.5 酶活性的调节 89
4.5.1 别构酶 90
4.5.2 同工酶 91
4.5.3 共价修饰酶 92
4.5.4 酶原激活 93
4.6 酶活性的测定及分离提纯 94
4.6.1 酶活性的测定 94
4.6.2 酶的分离提纯 95
4.7 酶工程简介 96
4.7.1 酶的应用 96
4.7.2 酶工程的概念及研究内容 96
4.8 维生素与辅酶 97
4.8.1 维生素B1和脱羧辅酶 97
4.8.2 维生素B2和黄素辅酶 98
4.8.3 泛酸和辅酶A 98
4.8.4 维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ 99
4.8.5 维生素B6和磷酸吡哆醛 100
4.8.6 生物素 101
4.8.7 叶酸和四氢叶酸 101
4.8.8 维生素B12 102
4.8.9 维生素C（抗坏血酸） 102
4.8.10 硫辛酸 103
4.8.11 维生素A 103
4.8.12 维生素D 104
4.8.13 维生素E 104
4.8.14 维生素K 104
思考题 105
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5 脂质与生物膜 107
5.1 生物体内的脂质 107
5.1.1 单脂：脂肪酸、脂肪（三酰甘油）和蜡 108
5.1.2 复合脂：磷脂、鞘磷脂和鞘糖脂 109
5.1.3 非皂化脂：固醇和萜 113
5.2 生物膜的结构与功能 114
5.2.1 生物膜的化学组成 114
5.2.2 生物膜的结构——流动镶嵌模型 117
5.2.3 生物膜的功能 118
思考题 123
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6 新陈代谢概论 124
6.1 新陈代谢的概念 124
6.2 新陈代谢类型 125
6.2.1 分解代谢与合成代谢 125
6.2.2 代谢反应类型 125
6.2.3 能量代谢 126
6.2.4 新陈代谢的调节 126
6.3 新陈代谢的研究方法 126
思考题 127
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7 糖类分解代谢 128
7.1 糖代谢总论 128
7.2 生物体内的糖类 129
7.2.1 单糖 129
7.2.2 寡糖 132
7.2.3 多糖 133
7.3 双糖和多糖的酶促降解 135
7.3.1 蔗糖、麦芽糖、乳糖的酶促降解 135
7.3.2 淀粉（糖原）的酶促降解 135
7.3.3 细胞壁多糖的酶促降解 137
7.4 糖酵解 138
7.4.1 糖酵解的概念 138
7.4.2 糖酵解的化学历程 139
7.4.3 糖酵解的化学计量与生物学意义 141
7.4.4 糖酵解的其他底物 143
7.4.5 丙酮酸的去路 143
7.4.6 糖酵解的调控 144
7.5 三羧酸循环 145
7.5.1 丙酮酸氧化为乙酰CoA 145
7.5.2 三羧酸循环的化学历程与化学计量 146
7.5.3 三羧酸循环的调控 152
7.5.4 三羧酸循环的生物学意义 152
7.6 磷酸戊糖途径 152
7.6.1 磷酸戊糖途径的生物化学历程 153
7.6.2 磷酸戊糖途径的化学计量与生物学意义 155
7.6.3 磷酸戊糖途径的调控 156
7.7 糖醛酸途径 156
思考题 156
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8 生物氧化与氧化磷酸化 158
8.1 生物氧化概述 158
8.1.1 生物氧化的概念 158
8.1.2 生物化学反应的自由能变化 160
8.1.3 高能化合物 163
8.2 电子传递链（呼吸链） 166
8.2.1 线粒体 166
8.2.2 电子传递链 166
8.2.3 电子传递抑制剂 170
8.3 氧化磷酸化 171
8.3.1 氧化磷酸化的概念及类型 171
8.3.2 氧化磷酸化与电子传递的偶联 171
8.3.3 氧化磷酸化的机制 172
8.3.4 氧化磷酸化的解偶联和抑制 175
8.3.5 线粒体穿梭系统 176
8.3.6 能荷 176
8.4 其他末端氧化酶系统 177
8.4.1 多酚氧化酶系统 178
8.4.2 抗坏血酸氧化酶系统 178
8.4.3 黄素蛋白氧化酶系统 178
8.4.4 超氧物歧化酶和过氧化氢酶 178
8.4.5 植物抗氰氧化酶系统 179
思考题 179
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9 糖的生物合成 180
9.1 光合作用 180
9.1.1 光合作用概述 181
9.1.2 光能的吸收、转变和同化力（NADPH＋H＋和ATP）产生 181
9.1.3 光合碳素途径（卡尔文循环） 184
9.1.4 C4途径 186
9.2 糖异生作用 186
9.2.1 糖异生途径 186
9.2.2 糖酵解和糖异生的互补调节 188
9.3 蔗糖和多糖的生物合成 189
9.3.1 糖核苷酸的作用 189
9.3.2 蔗糖的生物合成 189
9.3.3 淀粉（糖原）的合成 190
9.3.4 纤维素的生物合成 191
9.3.5 半纤维素的生物合成 192
9.3.6 果胶的生物合成 192
9.4 植物糖代谢的调节 193
9.4.1 植物光合细胞丙糖、蔗糖、淀粉的相互转化 193
9.4.2 光合作用形成的能量和还原力的外运 193
9.4.3 植物光合细胞中糖酵解及蔗糖和淀粉合成的调节 193
思考题 195
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10 脂质代谢 196
10.1 脂肪的分解代谢 196
10.1.1 脂肪的消化和吸收 196
10.1.2 甘油代谢 197
10.1.3 脂肪酸的氧化 197
10.1.4 酮体代谢 202
10.1.5 乙醛酸循环 204
10.2 脂肪的合成代谢 206
10.2.1 甘油的生物合成 206
10.2.2 脂肪酸的生物合成 206
10.2.3 三酰甘油的生物合成 212
10.2.4 脂肪代谢的调节 212
10.3 类脂的代谢 214
10.3.1 磷脂的降解与生物合成 214
10.3.2 糖脂的降解与生物合成 217
10.3.3 胆固醇的生物合成与转化 217
思考题 221
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11 蛋白质的酶促降解和氨基酸的分解与转化 222
11.1 蛋白质的酶促降解 222
11.1.1 蛋白水解酶 223
11.1.2 食物中蛋白质的消化与吸收 224
11.1.3 细胞内蛋白质降解 224
11.2 氨基酸的分解与转化 226
11.2.1 脱氨基作用 226
11.2.2 脱羧基作用 230
11.2.3 氨基酸降解产物的去向 230
11.3 由氨基酸衍生的其他化合物 233
11.3.1 多胺 234
11.3.2 生氰糖苷 234
11.3.3 生物碱 235
11.3.4 由氨基酸衍生的植物激素和动物激素 237
11.3.5 由氨基酸衍生的辅酶 237
11.3.6 卟啉类色素的生成 238
11.3.7 木质素的生物合成 238
11.3.8 儿茶酚类和黑色素 239
思考题 239
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12 氨的同化及氨基酸生物合成 240
12.1 氮循环 240
12.2 生物固氮 241
12.2.1 生物固氮的概念 241
12.2.2 固氮微生物的类型 241
12.2.3 固氮酶复合物 242
12.2.4 生物固氮所需的条件 243
12.2.5 固氮过程的氢代谢 243
12.3 硝酸还原作用 243
12.3.1 硝酸还原酶 244
12.3.2 亚硝酸还原酶 245
12.4 氨的同化 245
12.4.1 谷氨酸合成 246
12.4.2 氨甲酰磷酸的合成 247
12.5 氨基酸的生物合成 247
12.5.1 氨基酸的合成与转氨基作用 247
12.5.2 各族氨基酸的合成 247
12.5.3 一碳基团代谢 253
12.5.4 硫酸盐的还原 255
思考题 257
数字课程学习资源 257
13 核酸的酶促降解及核苷酸代谢 258
13.1 核酸的酶促降解 258
13.1.1 核酸酶 258
13.1.2 核糖核酸酶（RNase） 259
13.1.3 脱氧核糖核酸酶（DNase） 259
13.1.4 限制性内切核酸酶 259
13.1.5 其他类型核酸酶 260
13.2 核苷酸的分解代谢 261
13.2.1 核苷酸的水解 261
13.2.2 嘌呤的降解 262
13.2.3 嘧啶的降解 263
13.3 核苷酸的合成代谢 263
13.3.1 核糖核苷酸的生物合成 263
13.3.2 脱氧核糖核苷酸的合成代谢 271
思考题 273
数字课程学习资源 273
14 核酸的生物合成 274
14.1 DNA的生物合成 275
14.1.1 DNA的复制 275
14.1.2 反转录作用 285
14.1.3 DNA的损伤、修复与突变 286
14.2 RNA的生物合成 289
14.2.1 转录 289
14.2.2 RNA的复制 295
14.3 核酸生物合成的抑制剂 296
14.3.1 核苷酸合成抑制剂 296
14.3.2 与DNA模板结合的抑制剂 297
14.3.3 作用于聚合酶的抑制剂 297
14.4 基因工程简介 297
14.4.1 基因工程的概念 297
14.4.2 基因工程的操作技术 297
14.4.3 基因工程的应用与前景 299
思考题 301
数字课程学习资源 301
15 蛋白质的生物合成 302
15.1 蛋白质合成体系 303
15.1.1 mRNA与遗传密码 303
15.1.2 tRNA 306
15.1.3 核糖体 306
15.1.4 翻译辅因子 308
15.2 蛋白质的生物合成过程 309
15.2.1 氨基酸的活化 309
15.2.2 肽链合成的起始 310
15.2.3 肽链的延伸 311
15.2.4 肽链合成的终止与释放 312
15.2.5 蛋白质的翻译后加工 312
15.2.6 真核生物与原核生物蛋白质生物合成过程的区别 313
15.2.7 抑制翻译的抗生素 314
15.3 蛋白质定位 314
15.3.1 分泌蛋白 314
15.3.2 线粒体蛋白与叶绿体蛋白 315
思考题 316
数字课程学习资源 316
16 细胞代谢网络和基因表达调控 317
16.1 代谢途径的相互联系 317
16.1.1 代谢网络 317
16.1.2 代谢途径间的相互关系 318
16.2 代谢调节 320
16.2.1 代谢调节的四级水平 320
16.2.2 细胞区域化调节 320
16.2.3 酶水平调节 321
16.2.4 激素对代谢的调节 327
16.2.5 神经系统对代谢的调节 329
16.3 细胞信号转导 330
16.3.1 细胞信号物质 330
16.3.2 细胞信号受体 330
16.3.3 信号转导机制及分子途径 333
16.4 基因表达的调控 334
16.4.1 原核生物和真核生物基因组 334
16.4.2 原核生物的基因表达调控 335
16.4.3 真核生物的基因表达调控 342
思考题 344
数字课程学习资源 344
附录 诺贝尔奖获得者及其主要贡献 345