绪论 1
第一节 生物化学与分子生物学发展简史 1
一、蛋白质是生命的主要基础物质 1
二、物质代谢通路图的描绘 1
三、生物遗传的物质基础是核酸 2
四、遗传信息传递中心法则的建立 2
五、基因工程技术的发展 3
六、基因组研究的发展 3
七、细胞信号转导机制的研究 4
八、我国科学工作者对近代生物化学与分子生物学的贡献 4
第二节 生物化学、分子生物学与其他学科的关系 6
第三节 本书的内容 7
第一篇 生物大分子的结构与功能 8
第1章 蛋白质的结构与功能 8
第一节 蛋白质的分子组成 8
一、蛋白质中的氨基酸 8
二、肽键与肽 11
三、蛋白质的分类 12
第二节 蛋白质的分子结构 13
一、蛋白质的一级结构 13
二、蛋白质的空间结构 14
第三节 蛋白质结构与功能的关系 19
一、蛋白质一级结构与功能的关系 19
二、蛋白质空间结构与生物学功能 20
第四节 蛋白质的理化性质及其应用 22
一、蛋白质的理化性质 22
二、蛋白质的分离和纯化 23
第2章 核酸的结构与功能 26
第一节 核苷酸的结构 27
一、碱基 27
二、戊糖 28
三、核苷 28
四、核苷酸 28
第二节 核酸的一级结构 30
第三节 DNA的空间结构与功能 31
一、DNA的二级结构 31
二、DNA的三级结构 32
三、DNA的功能 34
第四节 RNA的空间结构与功能 34
一、信使RNA 34
二、转运RNA 35
三、核糖体RNA 36
四、细胞内其他的RNA 37
五、核酶 37
第五节 核酸的理化性质 37
一、核酸的一般理化性质 37
二、DNA的变性、复性 37
第六节 核酸酶 38
第3章 糖复合物 40
第一节 糖蛋白 41
一、糖蛋白的结构 41
二、糖蛋白中寡糖链的功能 44
第二节 蛋白聚糖 45
一、糖胺聚糖的结构 45
二、蛋白聚糖的生物合成 46
三、蛋白聚糖的功能 47
第三节 糖脂 48
一、鞘糖脂 48
二、糖脂的功能 51
三、糖脂与疾病 51
第四节 细胞外基质成分 51
一、胶原 51
二、纤连蛋白 53
三、层黏连蛋白 55
第4章 酶和维生素 57
第一节 酶的分子结构与功能 58
一、酶的分子组成 58
二、酶的活性中心 59
三、酶活性单位 59
第二节 酶的命名与分类 60
一、酶的分类 60
二、酶的命名 61
第三节 酶促反应的特点与机制 61
一、酶催化作用的特点 61
二、酶催化机制 63
第四节 酶动力学 65
一、化学反应速度和酶促反应速度 65
二、底物浓度对酶促反应速度的影响 65
三、酶浓度对反应速度的影响 67
四、温度对反应速度的影响 68
五、pH对反应速度的影响 68
六、抑制剂对酶促反应速度的影响 69
七、激活剂对酶活性的影响 71
第五节 酶活性调节 71
一、酶原激活 72
二、同工酶 72
三、酶的共价修饰与级联效应 73
四、别构酶 74
五、酶含量的调节 75
第六节 酶与生物医学的关系 75
一、酶与疾病的发生 75
二、酶与疾病的诊断 75
三、酶与疾病的治疗 77
四、酶在生物医学研究等方面的应用 78
第七节 维生素与辅酶 79
一、水溶性维生素与辅酶 79
二、脂溶性维生素 84
第二篇 物质代谢与调节 88
第5章 糖代谢 88
第一节 概述 88
一、糖的主要生理功能 88
二、糖的消化、吸收和转运 88
第二节 糖的无氧分解 90
一、糖酵解的反应过程 90
二、糖酵解的反应特点 92
三、糖酵解的调节 93
四、糖酵解的生理意义 94
第三节 糖的有氧氧化 94
一、糖的有氧氧化的反应过程 94
二、糖有氧氧化中ATP的生成 98
三、糖有氧氧化的调节 98
四、糖有氧氧化的生理意义 99
五、有氧氧化和糖酵解的相互调节 99
第四节 磷酸戊糖途径 99
一、磷酸戊糖途径的反应过程 100
二、磷酸戊糖途径的生理意义 101
第五节 其他糖的代谢 101
一、糖醛酸代谢途径 101
二、其他单糖的代谢 101
第六节 糖异生 102
一、糖异生的代谢途径 102
二、糖异生的调节 104
三、糖异生的生理意义 105
第七节 糖原的合成与分解 105
一、糖原的合成 106
二、糖原的分解 107
三、糖原合成和分解代谢的调节 108
第八节 血糖及血糖浓度调节 109
一、血糖的来源和去路 110
二、血糖浓度的调节 110
三、糖代谢障碍 111
第6章 生物氧化 113
第一节 生物氧化概述 113
一、氧化反应的类型 113
二、生物氧化的酶类 114
第二节 线粒体氧化体系 116
一、呼吸链 116
二、氧化磷酸化 120
三、ATP 123
四、通过线粒体内膜的物质转运 126
第三节 其他氧化体系 127
一、微粒体氧化体系 127
二、过氧化物酶体中的氧化体系 128
三、超氧化物歧化酶 129
第7章 脂类代谢 130
第一节 脂类概述 130
一、脂类的一般概念 130
二、脂类的分布及生理功能 131
三、脂类的消化吸收 132
第二节 脂肪的代谢 133
一、脂肪的分解代谢 133
二、脂肪的合成代谢 138
第三节 磷脂的代谢 145
一、磷脂的分类、结构与功能 145
二、甘油磷脂的代谢 146
三、鞘磷脂的代谢 148
第四节 胆固醇代谢 150
一、胆固醇概述 150
二、胆固醇的生物合成 150
三、胆固醇在体内的转变与排泄 152
第五节 血浆脂蛋白代谢 153
一、血脂 153
二、血浆脂蛋白 153
三、血浆脂蛋白代谢 156
第8章 氨基酸代谢 161
第一节 氨基酸的生理功用、营养价值及代谢概况 161
一、氨基酸的生理功用 161
二、氨基酸的营养价值 162
三、氨基酸的代谢概况 165
第二节 氨基酸的来源 165
一、食物蛋白质的消化、吸收与腐败 165
二、体内蛋白质分解 168
三、营养非必需氨基酸的生物合成 171
第三节 氨基酸的一般分解代谢 173
一、氨基酸的转氨及脱氨作用 173
二、氨的代谢 176
三、α-酮酸的代谢 181
第四节 氨基酸的分类代谢 181
一、氨基酸的脱羧基作用 181
二、一碳单位的代谢 183
三、含硫氨基酸的代谢 184
四、肌酸的代谢 186
五、芳香族氨基酸的代谢 187
六、支链氨基酸的分解代谢 189
第9章 核苷酸代谢 190
第一节 嘌呤核苷酸的代谢 190
一、嘌呤核苷酸的合成 190
二、嘌呤核苷酸的分解 195
第二节 嘧啶核苷酸的代谢 196
一、嘧啶核苷酸的合成 196
二、嘧啶核苷酸的分解 199
第10章 物质代谢的联系与调节 200
第一节 物质代谢的特点 200
一、开放性 200
二、有序性 201
三、整体性 201
四、统一性 201
五、合理性 202
六、酶催化 202
七、可调性 202
八、ATP是能量载体 202
九、NADPH是还原当量的主要载体 203
十、网络化运行 204
第二节 组织、器官的代谢特点及相互联系 204
一、几个重要组织、器官的代谢特点 204
二、主要器官间的代谢联系 205
第三节 物质代谢的相互联系 206
一、在能量代谢上的相互联系 206
二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系 206
第四节 代谢调节 207
一、细胞水平调节 207
二、激素水平的代谢调节 208
三、整体水平的调节 208
第11章 血液生物化学 210
第一节 血液的化学成分 210
一、水和电解质 211
二、血浆蛋白质 211
三、非蛋白含氮化合物 212
四、气体和其他有机化合物 213
第二节 红细胞代谢 213
一、血红素的合成 213
二、成熟红细胞的代谢特点 218
第三节 血红蛋白的结构和功能 220
一、血红蛋白的结构 220
二、血红蛋白的生理功能 222
第12章 肝胆生物化学 227
第一节 肝的结构与在物质代谢中的作用 228
一、肝的结构和组成与功能的关系 228
二、肝在物质代谢中的作用 228
第二节 肝的生物转化作用 229
一、生物转化的概念 229
二、生物转化反应的主要类型 230
三、生物转化的特点 233
四、影响生物转化作用的因素 234
第三节 胆汁与胆汁酸的代谢 235
一、胆汁 235
二、胆汁酸代谢 235
第四节 胆色素代谢 238
一、胆红素的生成与转运 238
二、胆红素在肝中的转变 239
三、胆红素在肠道的变化和胆色素肠肝循环 241
四、血清胆红素与黄疸 242
第三篇 生命信息的传递与调控 244
第13章 DNA的生物合成 244
第一节 DNA指导的DNA合成——DNA复制概述 244
一、半保留复制 244
二、半不连续复制 246
三、双向复制 247
第二节 DNA复制的酶学 248
一、解螺旋酶 248
二、DNA拓扑异构酶 248
三、单链DNA结合蛋白 249
四、引物酶 249
五、DNA聚合酶 249
六、DNA连接酶 252
第三节 DNA复制的过程 252
一、原核生物的DNA复制过程 252
二、真核生物的DNA复制过程 254
第四节 DNA损伤的修复 256
一、基因突变的诱发因素及其作用 256
二、基因突变的类型 257
三、基因突变的后果 258
四、DNA损伤的修复 259
第五节 RNA指导的DNA合成——逆转录 260
第14章 RNA的生物合成 262
第一节 DNA指导的RNA合成——转录体系 263
一、RNA聚合酶 263
二、转录的模板 264
第二节 转录过程 267
一、原核生物的转录过程 267
二、真核生物的转录过程 269
第三节 RNA的转录后加工 271
一、原核生物中RNA的加工 271
二、真核生物中RNA的加工 272
第四节 RNA指导RNA的合成——RNA的复制 277
第15章 蛋白质生物合成 279
第一节 蛋白质生物合成体系 280
一、携带遗传密码的mRNA 280
二、转运氨基酸的tRNA 281
三、合成多肽链场所的核糖体 281
第二节 蛋白质生物合成过程 282
一、氨基酸的活化与转运 282
二、核糖体循环 283
三、真核细胞与原核细胞蛋白质合成的异同 287
第三节 翻译后加工 288
一、一级产物的修饰 288
二、高级结构的修饰 289
三、蛋白质合成的靶向输送 291
第四节 蛋白质生物合成的干扰和抑制 292
一、抗生素 292
二、干扰蛋白质生物合成的生物活性物质 293
三、干扰素 293
第16章 基因表达调控 295
第一节 基因表达调控及其生物学意义 295
一、基因表达调控 295
二、基因表达调控的生物学意义 295
第二节 顺式作用元件 295
一、启动子 296
二、增强子 296
三、终止子 296
四、沉默子 297
五、隔离子 297
第三节 反式作用因子 297
一、反式作用因子的类别 297
二、普通转录因子 297
三、激活因子 299
四、共调节因子 299
第四节 调节蛋白质的结构特征 299
一、螺旋-转角-螺旋（HTH）模体 299
二、碱性亮氨酸拉链（bLZ）模体 300
三、锌指模体 300
四、“溴”结构域 302
第五节 原核基因转录调控 302
一、原核基因转录调控的基本概念 302
二、乳糖操纵子 303
第六节 真核基因转录调控 304
一、真核基因组织结构特征 304
二、真核染色质基因转录调节 307
第17章 细胞信号转导 311
第一节 细胞信号和受体 311
一、细胞间通讯类型 311
二、化学信号的种类 311
三、细胞分泌化学信号的作用方式 312
四、受体 312
第二节 G蛋白偶联型受体的信号转导 314
一、G蛋白 314
二、跨膜信号转导的机制 315
三、胞内信号转导通路 316
第三节 细胞内Ca2+稳态平衡与Ca2+信号通路 318
一、Ca2+信号的产生与终止 318
二、钙调素 319
三、CaM激酶信号通路 319
第四节 催化型受体和酶偶联型受体的信号转导 319
一、催化型受体的信号转导 320
二、酪氨酸蛋白激酶偶联型受体的信号转导 323
第五节 细胞核内信号转导 324
一、核受体介导的信号转导 324
二、转录因子调控的信号转导 324
三、细胞周期调控的信号转导 325
第六节 细胞信号转导网络 325
一、信号转导网络的分子基础 325
二、信号转导网络 326
三、蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的作用 326
第七节 细胞信号转导与医学 327
一、细胞信号转导与肿瘤 327
二、细胞信号转导与动脉粥样硬化 327
三、细胞信号转导与缺血性脑损伤 328
第18章 细胞增殖、分化与凋亡的分子基础 329
第一节 细胞增殖及其调控 329
一、细胞周期 329
二、细胞周期的调控点 330
三、参与细胞周期调控的主要蛋白因子 330
四、细胞周期调控系统与肿瘤发生的关系 332
第二节 细胞分化 333
一、细胞分化特征 333
二、基因差别表达是细胞分化基础 333
第三节 细胞凋亡 334
一、细胞凋亡的概念 334
二、细胞凋亡的生理意义 335
三、细胞凋亡的主要途径 335
第四节 癌基因与抑癌基因 337
一、癌基因 337
二、抑癌基因 340
第五节 生长因子 342
一、生长因子 342
二、生长因子受体 343
三、生长因子及其受体的作用机制 343
四、生长因子及其受体与癌基因 343
第四篇 分子生物学技术与应用 345
第19章 分子生物学常用技术 345
第一节 分子杂交与印迹技术 345
一、分子杂交与印迹技术基本原理 345
二、分子杂交与印迹技术的应用 347
第二节 聚合酶链反应 348
一、聚合酶链反应的基本原理与过程 348
二、几种常用的PCR衍生技术 349
第三节 基因测序 351
一、Sanger双脱氧链末端终止法 352
二、Maxam-Gilbert化学降解法 353
第四节 基因定点诱变技术 353
一、寡核苷酸介导的定点突变法 353
二、PCR介导的定点诱变 353
三、基因突变的检测方法 354
四、基因定点诱变技术的应用 354
第五节 RNA干扰技术 354
一、RNA干扰的机制 354
二、RNA干扰的实验方法 355
三、RNA干扰技术的应用 356
第六节 生物芯片 356
一、基因芯片 356
二、蛋白质芯片 357
第七节 双向电泳 357
第八节 酵母双杂交技术 358
一、酵母双杂交技术的原理 358
二、酵母双杂交体系的应用 358
第九节 基因转移和基因剔除技术 359
一、基因转移技术 359
二、基因剔除技术 359
第20章 基因工程 361
第一节 自然界的基因重组 361
一、转化作用 361
二、转导作用 362
三、转位 362
第二节 基因克隆的工具酶 363
一、限制性核酸内切酶 363
二、其他工具酶 364
第三节 基因克隆的载体 365
一、克隆载体 365
二、表达载体 367
第四节 基因克隆的一般过程 368
一、目的基因的获取 369
二、克隆载体的选择与制备 369
三、目的基因与克隆载体的连接 369
四、重组DNA的导入 371
五、重组体的筛选与鉴定 372
第五节 克隆基因的表达 374
一、原核生物表达系统 374
二、真核生物表达系统 375
第六节 蛋白质工程 376
一、蛋白质结构的分析 376
二、蛋白质结构、功能的设计和预测 376
三、蛋白质的改造和创造 376
第七节 基因工程技术的应用及意义 377
一、对人类遗传信息的认识 377
二、基因工程药物与疫苗 378
三、转基因动物和植物 378
四、基因诊断与基因治疗 379
第21章 基因诊断与基因治疗 380
第一节 基因诊断 380
一、基因诊断的概念和特点 380
二、基因诊断的内容与基本策略 381
三、基因诊断的基本步骤 382
四、基因诊断的常用技术方法 382
五、基因诊断的应用 385
第二节 基因治疗 387
一、基因治疗的概念与分类 388
二、基因治疗的动物模型 389
三、基因治疗的总体策略 390
四、基因治疗的基本程序 391
五、基因治疗的应用现状 393
六、基因治疗面临的问题与展望 394
第22章 基因组学与后基因组学 396
第一节 基因组学 397
一、基因组和基因组学的概念 397
二、人类基因组计划 397
第二节 后基因组学 401
一、功能基因组学 401
二、转录组学 402
第三节 蛋白质组学 402
一、蛋白质组和蛋白质组学的概念 403
二、蛋白质组与基因组的比较 403
三、蛋白质组学研究的内容和方法 404
四、蛋白质组数据库 406
五、蛋白质组学的应用及进展 407
第四节 后基因组时代生命科学的发展与趋势 407
一、基因组学研究的进一步发展 407
二、基因组学相关学科的诞生 407
三、基因组与后基因组研究将引发的医学革命 409
主要参考资料 411
英中名词对照索引 412