第一部分 生物分子 1
生物化学试图去了解生命状态 3
生物有许多共通的特性 3
第一章 生物化学：生物的分子逻辑 3
生物具有依共通计划建构的巨大有机分子 5
生物交换物质及能量 6
细胞以化学形式传递能量 7
酶为细胞内的催化剂，促进一系列的化学反应 7
细胞的新陈代谢是经常控制著 8
生物正确地自我复制 9
细胞拥有某些结构上的特徵 13
第二章 细胞 13
细胞必须是很小的结构 14
原核生物是最小最简单的细胞 15
有两大类的细胞：原核生物和真核生物 15
大肠杆菌是最为人熟知的原核细胞 17
真核细胞较原核细胞大而复杂 19
真核细胞的核是十分复杂的构造 20
粒线体是真核细胞的发电厂 21
内质网形成细胞质的通道 22
溶酶体是水解酶的容器 24
高尔基体是分泌的胞器 24
微丝作用於细胞收缩过程 25
过氧体为破坏过氧化物的脂囊体 25
纤毛和鞭毛使细胞有推进力 26
微丝、微管及微小梁网构成细胞骨架 26
微管也参与细胞的运动 26
细胞质也含有颗粒体 27
细胞溶质是细胞质内连续液相 28
细胞膜展现了大的表面积 29
真核植物细胞具有某些特点 30
许多动物细胞表面上具备天线 30
病毒是超分子的寄生虫 32
摘要 34
参考文献 35
问题 36
生物的化学组成不同於地壳 41
第三章 生物的组成：生物分子 41
大多生物分子是碳化物 42
有机生物分子具有特定的形状和大小 43
有机生化分子的官能基决定分子的化学特性 45
多数生物分子是不对称的 46
细胞内的主要生物分子都十分巨大 48
巨型分子由小的组成分子建构而成 49
细胞结构有组织阶层 51
构成单元分子具有简单的结构 51
化学演化可被模拟 53
生物分子首先起自化学演化 53
摘要 55
问题 56
参考文献 56
水具有不凡的物理特性是由於氢键的缘故 59
第四章 水 59
氢键常见於生物系统 60
水具有不凡的溶剂特性 61
溶质改变水的性质 62
可逆反应的平衡点可以平衡常数表示 63
水的解离以平衡常数表示 64
酸碱度表示氢及氢氧离子浓度 66
框4-1：水的离子积 66
酸和碱反应水的性质 67
弱酸具特定的滴定曲线 69
缓冲剂是由弱酸及其共轭碱组成 71
框4-2：Henderson-Hasselbalch方程 72
磷酸和碳酸是重要的生物缓冲剂 73
框4-3：血中碳酸缓冲系统如何作用 74
水的环境对於生物的适合性 75
酸雨正污染我们的湖泊与河川 76
参考文献 77
摘要 77
问题 78
胺基酸结构上的共同特性 81
第五章 胺基酸和胜类 81
框5-1：以RS系统定光学异构物 82
几乎所有的胺基酸都有一个不对称碳原子 83
立体异构物的命名是基於它们的绝对组态 84
由官能基来分类胺基酸 85
蛋白质中的光学活性胺基酸都是左旋立体异构物 85
七个不带电的极性胺基酸 87
八个非极性胺基酸 87
框5-2：如何以胺基酸化学推测人的年纪 87
一些蛋白质含有特殊胺基酸 88
三个带正电荷的胺基酸 88
两个带负电荷的胺基酸 88
胺基酸可以做为酸或碱 89
胺基酸在水溶液中解离 89
胺基酸有特殊的滴定曲线 90
滴定曲线可预测胺基酸的电荷 91
胺基酸有不同的酸碱性质 92
纸电泳法根据电荷分离胺基酸 93
分析胺基酸必须基於它们的酸碱性质 93
离子交换色层分析法是更有效的分离方法 94
胺基酸有特殊的化学反应 95
胜类就是胺基酸链 96
胜类的分离是基於它们的解离作用 97
胜类有特殊的化学反应 98
有些胜类有强烈的生物活性 99
参考文献 100
摘要 100
问题 101
蛋白质有很多不同的生物功能 107
第六章 蛋白质的共价结构及生物功能 107
运输蛋白质 108
酶 108
框6-1：有多少种可能的胺基酸序列 108
防卫性蛋白质 109
结构蛋白质 109
营养素和贮藏蛋白质 109
收缩性或活动性蛋白质 109
蛋白质亦可根据形状分类 110
其他的蛋白质 110
调节性蛋白质 110
有些蛋白质含有胺基酸以外的化学基团 111
蛋白质水解会产生胺基酸 111
蛋白质是非常大的分子 112
蛋白质可以分离与纯化 113
步骤3：多胜链的断裂 115
步骤2：确定胺终端和羧终端残基 115
多胜链的胺基酸序列可以决定 115
步骤1：决定胺基酸的组成成份 115
步骤4：确定胜碎片的次序 116
步骤6：藉著重叠排列胜类碎片 117
步骤5：第二次切断多胜链 117
胰岛素是第一个定出胺基酸序列的蛋白质 119
从此以後许多其他的蛋白质之胺基酸序列也被决定了 120
免疫反应可测出同源蛋白质之间的不同 121
不同种类生物的同源蛋白质有相同的胺基酸序列 121
蛋白质结构的改变称为变性 124
摘要 125
参考文献 126
问题 127
组态和构形有不同的意义 133
第七章 纤维状蛋白质 133
α-角蛋白是上皮细胞所制造的纤维蛋白质 134
很矛盾地，天然蛋白质似乎只有一种或一些构形 134
X光分析角蛋白显示它们有重覆的结构单位 135
在α-角蛋白中多胜链形成α螺旋 136
以X光研究胜类显示胜键是固定不动而且是平面的 136
有些胺基酸不适合α螺旋 138
α-角蛋白不溶於水的性质反映出它们的非极性R基 139
在天然α-角蛋白中α螺旋形多胜链超盘绕成为绳索 139
α-角蛋白富含适合α螺旋结构的胺基酸 139
β角蛋白含有不同的多胜链构形：β结构 140
烫发是一种生化工程 141
胶原蛋白和弹性蛋白是结缔组织主要的纤维蛋白质 142
胶原有普通的和稀有的特性 143
胶原是体内最丰富的蛋白质 143
胶原的多胜是三股的螺旋结构 144
弹性蛋白的结构使弹性组织有与众不同的性质 145
纤维性蛋白质告诉我们那些关於蛋白质结构的事情 146
细胞内其他型式的纤维状或丝状蛋白质 147
摘要 148
参考文献 149
问题 150
球形蛋白质的多胜链紧密地弯曲缠在一起 155
第八章 球形蛋白质：血红蛋白的结构与功能 155
X光分析肌球蛋白获得突破性进展 156
不同种生物的肌球蛋白有相似的构形 158
各种球蛋白的三级结构都是独特的 159
胺基酸序列决定三级结构 162
四种力量稳定球蛋白的三级结构 163
寡聚合性蛋白质有三级和四级结构 165
多胜链的折叠速率是非常重要的 165
X光分析揭示了血红蛋白的全部结构 166
肌球蛋白与血红蛋白的α和β链有近乎相同的三级结构 167
其他寡聚合性蛋白质的四级结构已经决定 169
红血球的特化是为了携带氧气 171
肌球蛋白和血红蛋白有不同的氧结合曲线 172
血红蛋白也运送氢离子和二氧化碳 173
血红蛋白结合氧气时的相互作用加强其携带氧的效率 173
血红蛋白与氧结合导致其三级结构的改变 175
框8-1：甘油酸二磷酸和血红蛋白对氧的亲和力 177
镰刀形红血球贫血是血红蛋白分子的疾病 178
镰刀形细胞的血红蛋白之胺基酸序列已改变 179
蛋白质含有错误的胺基酸是基因突变的结果 180
血红蛋白S分子的粘合趋势引起镰刀形 180
可能发现治疗镰刀形血红蛋白的方法吗？ 182
摘要 183
参考文献 184
问题 185
第九章 酶 191
许多生物化学的历史就是探索酶的历史 192
酶的分类是根据它们所催化的反应 193
酶展示所有蛋白质的性质 193
酶藉著降低化学反应之活化能而增进反应速率 195
受质浓度对酶催化之反应的速率有重大的影响 196
酶反应的受质浓度与速率之间有定量的关系 197
框9-1：Michaelis-Menten方程式 198
各种酶对於其受质有特殊KM值 199
框9-2：Michaelis-Menten方程式与双倒数图 200
许多酶催化两个受质的反应 201
酶可以定量分析 202
酶有最适酸碱度 202
酶对受质有专一性 203
酶可以被特定化学试剂所抑制 204
两种可逆性抑制反应：竞争性和非竞争性 205
非竞争性抑制也是可逆的，但并非增加受质浓度能逆回 206
几个赋与酶之催化效率的因素 207
框9-3：用於分辨竞争性和非竞争性抑制的动力学测试 207
X光分析揭示了酶的重要结构面貌 209
框9-4：X光绕射分析揭示酶的结构 210
变构酶被调节分子的非共价性结合所调节 215
酶系统有调速或调节的酶 215
变构酶可以被它们的调节物抑制或刺激 216
变构酶脱离Michaelis-Menten行为 217
变构酶的次单位之间能互通讯息 218
有些酶被可逆的共价链修饰所调节 219
许多酶以多种型式出现 220
框9-5：调节酶，天门冬胺酸转胺基甲醯酶的三度空间结构 220
酶可能由於遗传突变而有催化的缺陷 221
摘要 222
参考文献 223
问题 224
维生素是必需的有机微营养素 231
第十章 维生素和微量元素在酶功能中所担任的角色 231
维生素是辅酶和酶辅基的基本成分 232
硫胺素（维生素B1）以硫胺素焦磷酸的形式作用 233
维生素可以分为两类 233
核黄素（维生素B2）是黄素核苷酸的成分之一 234
菸草醯胺是辅酶NAD+和NADP+的活化基 236
泛酸是辅酶A的成份 237
呲哆醇（维生素B6）在胺基酸的新陈代谢很重要 239
生物素是生物胞素的活化成份，是某些羧化酶的辅基 240
叶酸是辅酶四氢叶酸的前驱物 241
维生素B12是辅酶B12的前驱物 242
维生素C（抗坏血酸）的功能未知 243
脂溶性维生素是异戊二烯的衍生物 244
维生素A可能有数种功用 245
维生素D是荷尔蒙的前驱物 247
维生素K是羧化酶的成分之一 248
维生物E保护细胞膜对抗氧 248
许多无机元素是动物的营养所必需 249
铜在某些氧化酶也有功用 250
有很多需要铁的酶 250
钴是维生素B12的一部分 251
锰离子是数种酶所必需 251
锌是许多酶作用所必需 251
其他的酶所需要的微量元素 252
硒同时是必需的微量元素及毒物 252
参考文献 253
摘要 253
问题 254
第十一章 碳水化合物：结构及功能 257
碳水化合物可依据糖的多寡分为三类 257
单糖可分为醛糖及酮糖两类 258
常见的单糖有数个不对称中心 260
常见的单糖以环形存在 261
双糖含两个单糖 263
单糖为还原剂 263
多醣含许多单糖 265
有些多醣是贮存态的细胞燃料 266
纤维素是最多的结构性多醣 267
细胞壁富含结构性和保护性多醣 270
醣蛋白是混合性分子 271
动物细胞表面有醣蛋白 272
酸黏多醣及蛋白多醣是结缔组织的重要成分 273
摘要 274
参考文献 275
问题 276
脂肪酸是多数脂质的构成单元 281
第十二章 脂质和膜 281
三脂醯基甘油是甘油脂肪酸酯 283
三脂醯基甘油为贮藏性的脂质 285
蜡是长链醇的脂肪酸酯类 286
磷脂是膜脂类的主要成分 287
鞘脂类也是膜的重要成分 288
类固醇是不能？化的脂质而且具有特殊功能 291
脂蛋白兼具脂质及蛋白质的性质 292
极性脂质形成脂囊，单层及双层结构 293
膜的主要组成为脂质和蛋白质 294
细胞膜具有流动镶嵌结构 295
框12-1：膜的电子显微图 296
膜具有特定的不对称性 297
外源凝集素能结合或凝集某些细胞的特殊蛋白 298
红血球的膜已研究得十分透彻 298
膜有复杂的功能 300
摘要 301
问题 302
参考文献 302
第二部分 生物能量及新陈代谢 307
有机个体参与碳及氧的循环 309
第十三章 代谢之概述 309
氮在生物圈中循环 311
代谢包括异化及同化途径（即降解代谢及合成代谢） 312
代谢过程是由一系列的酶所推动 312
异化过程导向少数的终产物 313
生化合成（同化作用）过程歧生许多产物 314
相对的同化及异化过程间有重要的不同 315
ATP将能量自异化反应转移至同化反应 317
NADPH以还原力的方式携带能量 318
细胞代谢是一个经济的、高度调节的过程 319
代谢途径乃受到三层次的调节 320
确认代谢之顺序有三个主要方法 321
次级代谢作用 321
生物突变体可用於代谢中间过程之确认 322
同位素追踪剂提供了研究代谢一有力方法 324
代谢过程在细胞的隔室内进行 326
参考文献 328
摘要 328
问题 329
热力学第一及第二定律 333
第十四章 腺核苷三磷酸循环及细胞能量学 333
第二定律： 334
第一定律： 334
细胞需要自由能 335
框14-1：关於熵 336
化学反应的标准自由能变化可被计算 337
△G°′在不同的化学反应中有其特定值 338
△G°′与△G间有重大的差异 339
化学反应的标准自由能值具相加性 340
ATP是细胞的产能及需能作用之间的主要化学连结 341
ATP的化学性质已为人熟知 342
为何ATP水解会有相当高的标准自由能？ 343
ATP水解时有一特殊的标准自由能 343
ATP作为磷酸根转移反应的中间介质 345
在葡萄糖分解成乳酸的过程中有高能磷酸化合物生成 346
框14-2：活细胞内水解ATP的自由能 346
自ATP转移一磷酸根至一接受者可使其具有能量 347
ATP用於肌肉收缩 348
磷酸肌酸为肌肉中高能磷酸根的暂时贮存所 349
ATP也是主动运输的能量来源 352
ATP亦可分解成AMP及焦磷酸 353
框14-3：ATP提供萤火虫萤光所需之能 355
除了ATP以外之其他含能核苷5′-三磷酸 356
ATP系统在动力的稳定态下作用 358
参考文献 359
摘要 359
问题 360
在大部分生物体中糖解作用为一中央途径 365
第十五章 糖解作用：葡萄糖代谢的主要途径 365
糖解作用与ATP形成偶合 366
糖解作用有两相 367
糖解作用的产物仍留者大量自由能 367
框15-1：厌氧性糖解作用，氧债、鳄鱼及腔？鱼类 368
葡萄糖的磷酸化 370
糖解作用的第一相为六碳醣的裂解 370
糖解作用藉磷酸化中间产物而进行 370
葡萄糖6-磷酸转化成果糖6-磷酸 372
丙糖磷酸之互相转换 373
果糖1,6-二磷酸的裂解 373
果糖6-磷酸磷酸化成果糖1,6-二磷酸 373
糖解作用的第二相为能量保留作用 374
甘油醛3-磷酸氧化成3-磷酸甘油醯磷酸 375
磷酸根由3-磷酸甘油醯磷酸转移至ADP 376
2-磷酸甘油酸脱水成为磷酸烯醇丙酮酸 377
3-磷酸甘油酸转变成2-磷酸甘油酸 377
磷酸根由磷酸烯醇丙酮酸转移至ADP 378
丙酮酸还原成乳酸 379
全部平衡式 380
肝醣及其他醣类藉“喂食”过程进入中央代谢过程 381
其他单糖类亦可进入糖解途径 383
双糖类必须先水解成单糖类 385
葡萄糖残基进入糖解途径受到调节 386
激素终极地调节磷酸化酶a及b彼此的转换 388
糖解途径本身的调节在於两个主要点上 389
细胞内糖解作用的调节步骤是如何被证实的？ 390
酒精酦酵与糖解作用仅在末端步骤上不同 391
摘要 393
框15-2：酿造啤酒 393
参考文献 394
问题 395
第十六章 柠檬酸循环 401
葡萄糖氧化成水及二氧化碳释出较糖解作用更多的能量 402
丙酮酸必须先被氧化成乙醯辅酶A及二氧化碳 403
柠檬酸循环为一环状而非线性的酶系统 406
柠檬酸循环的想法是如何产生的？ 407
乙醯辅酶A及草醯乙酸合成柠檬酸 409
柠檬酸循环有八个步骤 409
异柠檬酸被脱氧化产生α-酮基戊二酸及二氧化碳 410
柠檬酸经由顺式乌头酸而转化为异柠檬酸 410
琥珀醯辅酶A转化成琥珀酸 411
α-酮基戊二酸被氧化成琥珀酸及二氧化碳 411
反丁稀二酸被水合形成苹果酸 412
琥珀酸脱氢化而形成反丁稀二酸 412
柠檬酸循环的摘要 413
苹果酸被脱氢化而形成草醯乙酸 413
丙酮酸转化成乙醯辅酶A受到调节 414
宁檬酸循环的同位素试验 414
为何有柠檬酸循环？ 414
框16-1：柠檬酸是此循环中第一个形成的三羧酸吗？ 415
柠檬酸循环被调节 417
柠檬酸循环的中间产物被用於其他代谢目的，且可被调节 418
乙醛酸循环为柠檬酸的一种变异 420
葡萄糖异化作用的次要途径：戊糖磷酸途径 421
另一途径是由葡萄糖至葡萄醛酸及抗坏血酸 422
摘要 423
参考文献 424
问题 425
由受质至氧的电子流为ATP能量的来源 431
第十七章 电子传递、氧化磷酸化作用 431
电子传递和氧化磷酸化作用发生於粒线体内膜 433
电子转移反应为氧化还原反应 434
每一共轭氧化还原对有其特定的标准电位 435
自由能变化伴随电子转移 437
在电子传递链中有许多电子携带者 438
呲啶核苷酸有一聚集作用 439
NADH脱氢酶自NADH接受电子 441
细胞色素为携带电子的血铁质蛋白质 442
泛醌为一脂溶性醌 442
电子携带者以一特殊的序列作用 444
氧的不完全还原可使细胞受伤 444
电子传递的能量被氧化磷酸化作用所保存 445
ATP合成酶已被分离且重新组成 447
无连接电子传递与ATP合成的“高能”中间产物被发现 449
电子传递的氧化还原能量是如何传至ATP合成酶？ 449
氧化磷酸化作用可被某些离子载体所阻断 450
氧化磷酸化作用可被去偶合剂打断 450
氧化磷酸化作用需要完整的内膜构造 450
粒线体内膜对H+，OH-，K+及Cl-离子为不通透性 450
化学渗透假说主张：自电子传递至ATP的合成是由一质子梯度携带能量 451
电子流使得呼吸中的粒线体放出H+ 451
电子传递的能量被用於其他目的 452
框17-1：氧化磷酸化作用机转仍许多问题尚未解答 453
细菌及叶绿体亦有运送氢离子的电子传递链 455
粒线体外NADH之氧化需要往返系统 456
粒线体内膜含有特殊之运送系统 456
葡萄糖氧化会有38个ATP的合成 457
藉氧化磷酸化合成ATP的反应受到细胞的能量需求所调节 459
能荷为细胞能量状态的另一项指标 460
细胞含有其它利用氧的酶 461
糖解作用，柠檬酸循环和氧化磷酸化作用有连锁的、相互关连的调节机转 461
摘要 464
参考文献 465
问题 466
脂肪酸在粒线体内活化及氧化 471
第十八章 动物组织内的脂肪酸氧化 471
脂肪酸经由三个步骤的运送过程进入粒线体 472
第一次脱氢反应 474
饱和脂肪酸氧化的第一阶段可分为四个步骤 474
脂肪酸依两个阶段氧化 474
第二次脱氢反应 476
水合反应 476
脂肪酸氧化的第一个步骤产生乙醯辅酶A及腺核苷三磷酸（ATP） 477
分解反应 477
脂肪酸氧化的第二阶段是乙醯辅酶A经由柠檬酸循环氧化 478
不饱和脂肪酸的氧化要多二个酶的步骤 479
奇碳脂肪酸的氧化 480
肝中酮体的形成及在其他器官的氧化 482
降糖胺酸，一种可抑制脂肪酸氧化的植物毒素 482
脂肪酸氧化和酮体生成的调解 484
摘要 485
问题 486
参考文献 486
转移α-胺基是由转胺酶所催化 491
第十九章 尿素循环 491
氨是由麸胺酸而来 493
框19-1：血中转胺酶和其他酶可用在医学临断 495
胺基酸的碳骨架被二十种不同的途径分解 496
十种胺基酸在分解过程中产生乙醯辅酶A 497
苯丙胺酸的代谢在某些人身上有遗传性的缺陷 499
五种胺基酸转变成α-酮基戊二酸 502
框19-2：人类遗传疾病的社会及经济代价 502
三种胺基酸转变成琥珀醯辅酶A 503
草醯乙酸途径 504
苯丙胺酸和酪胺酸产生反丁烯二酸 504
氨对动物有毒 505
有些胺基酸可以转变成葡萄糖而另一些变成酮体 505
麸胺醯胺将氨由许多周边组织携带到肝中 506
丙胺酸从肌肉携带氨至肝脏 507
胺基氮的排泄是另一个生化上的问题 508
尿素由尿素循环所形成 509
麸胺醯胺酶参与氨的排泄 509
尿素循环有数个复杂的步骤 510
尿素合成所需的能量 514
尿素循环的遗传疾病导致血中的氨过多 514
鸟、蛇和蜥蜴排出尿酸 515
摘要 516
问题 517
参考文献 517
第二十章 在动物组织中碳水化合物的生物合成 521
糖质新生作用途径和糖解作用途径有七个相同的步骤 522
由丙酮酸变成磷酸烯醇丙酮酸需要一个旁径 523
第三个旁径反应是葡萄糖6-磷酸转化成游离的葡萄糖 525
糖质新生作用的第二个旁径反应是果糖1,6-双磷酸变成果糖6-磷酸 525
糖质新生作用是很昂贵的 526
柠檬酸循环的中间产物也包括葡萄糖的先驱物 527
糖质新生作用和糖解作用是交互地调节的 527
糖质新生作用发生在肌肉运动後的复原时期 528
大多数的胺基酸都是生糖性的 528
反刍动物的糖质新生作用很活跃 529
碳水化合物新陈代谢中的无效循环 530
饮用酒精会抑制糖质新生作用 530
肝醣的生物合成途径和分解不同 531
肝醣合成酶和肝醣磷酸化酶彼此相互调节 533
肝糖的新陈代谢很容易受遗传缺陷的影响 534
摘要 535
乳醣合成的调节很独特 535
参考文献 536
问题 537
脂肪酸的合成经由特殊的途径 541
第二十一章 脂质的生物合成 541
丙二醯辅酶A的形成来自乙醯辅酶A 543
脂肪酸合成酶系统有七个活化部位 545
缩合步骤 546
每两个碳单位的加成需要4个步骤 546
脂肪酸合成酶的硫氢基首先接上醯基 546
3-酮还原步骤 547
脱水步骤 548
饱和步骤 549
棕榈酸是其他长链脂肪酸的先驱物 551
脂肪酸生物合成的调节作用 552
三脂醯甘油和甘油磷酸的生物合成起始於共同的先驱物 553
三醯基甘油的生物合成由荷尔蒙来调节 554
磷酸甘油酯的生物合成需要有一个头基 555
三脂醯甘油：一些冬眠动物的能源 555
框21-1：三脂醯甘油的另一种生物性功能 556
磷脂醯胆碱是由两种不同的途径制造 557
极性的脂质镶入细胞膜中 559
脂质新陈代谢易发生遗传的缺陷 560
有许多溶酶体的疾病 562
胆固醇和其他类固醇也都来自二碳的先驱物 563
摘要 565
异戊二烯焦磷酸是其他许多脂溶性生物分子的先驱物 565
参考文献 567
问题 568
必需由食物中获得的胺基酸 571
第二十二章 胺基酸与核苷酸的生物合成 571
麸胺酸，麸胺醯胺，脯胺酸来自共同的合成途径 572
丙胺酸，天门冬胺酸及天门冬醯胺都来自於中心代谢物 573
半胱胺酸来自甲硫胺酸及丝胺酸 574
酪胺酸来自必需胺基酸——笨丙胺酸 574
丝胺酸是甘胺酸的前驱物 576
必需胺基酸的生物合成 577
胺基酸合成的变构控制 578
以酶浓度的变化调节胺基酸的生物合成 579
甘胺酸是卟啉（紫质）的前驱物 581
血质基的分解产生胆色素 582
一些遗传缺陷下卟啉衍生物的堆积 582
形成嘌呤核苷酸的复杂途径 583
嘌呤的生物合成以回馈控制作用来调节 585
嘧啶核苷酸来自天门冬胺酸及核糖磷酸 586
核糖核苷酸是脱氧核糖核苷酸的前驱物 587
嘧啶核苷酸生物合成的调节 587
嘌呤降解形成尿酸 589
嘌呤碱基可由中途回收过程再循环 590
氮循环 591
尿酸的过量生成造成痛风 591
少数可固氮的生物 592
固氮作用是复杂的酶催化作用 593
摘要 595
问题 596
参考文献 596
第二十三章 光合作用 601
光合作用的生物有很多种类 602
光合作用的反应式是如何被发现的 602
光合生物有不同氢的来源 604
植物的光合作用发生在叶绿体 605
光合作用有光反应和暗反应 605
叶绿素是吸收光的主要色素 607
光的吸收刺激分子 607
类囊体也含辅助色素 609
类囊体含有两种光化学反应系统 610
叶绿体经日照所引发的电子流 611
捕捉的光能造成电子向高处流 612
第一和第二光系统合作将电子从H2O带到NADP+ 613
几个电子载体参与光合成的电子传递 614
Z形图显示光合成中电子传递的能量关系 614
ADP的磷酸化和光合成作用的电子传递相偶合 615
叶绿体也提高循环的电子流和循环的光磷酸化作用 616
植物光合作用的整个反应式 617
光合的磷酸化作用和氧化磷酸化作用相似 617
六碳糖的光合成作用参与二氧化碳的还原 618
二氧化碳被固定在磷酸甘油中 619
葡萄糖是从二氧化碳藉Calvin循环制成 620
葡萄糖是植物碳水化合物如蔗糖、淀粉和纤维素的先驱物 622
暗反应的调节 623
热带植物使用四碳或Hatch-Slack途径 624
四碳途径用来浓缩二氧化碳 626
光呼吸作用限制了碳3植物的效果 627
嗜盐细菌利用光能来制造ATP 628
在温带农业光呼吸作用是一个重要的问题 628
光合生物是设计光能细胞的模型 629
摘要 630
参考文献 631
问题 632
第三部分 人体生化学 637
食物经酶消化以便吸收 639
第二十四章 消化、运输及代谢作用的整合 639
醣类的消化 640
蛋白质的消化 642
脂质的消化 645
在肝中，糖循著五条代谢途径 647
肝脏处理及养分分配 647
转化成脂肪酸及胆固醇 648
转化成肝糖 648
转化成血糖 648
脱胺作用及分解作用 649
肝蛋白质及血浆蛋白质的合成 649
氧化分解成二氧化碳 649
经五碳糖磷酸途径的分解作用 649
胺基酸也有五种代谢途径 649
运输到其它组织 649
氧化成二氧化碳而产生ATP 650
脂质依循五种途径 650
参与葡萄糖-丙胺酸（alanine）循环 650
转化成核苷酸与其他产物 650
血浆游离脂肪酸的形成 651
血浆脂蛋白的合成 651
酮体的形成 651
胆固醇及胆盐的合成 651
骨骼肌用ATP行使间歇性机械功 652
每个器官有特殊的代谢功能 652
心肌必须不断且规律的作功 654
脑利用能量以传导神经冲动 655
脂肪组织有旺盛的代谢作用 657
肾脏利用ATP作渗透的功 659
血液是相当复杂的液体 661
血液运送大量的氧气 662
血红蛋白是氧气载体 664
红血球也运送二氧化碳 665
糖尿病的诊断及治疗依赖生化试验 667
糖尿病患者尿素排泄量增加 669
糖尿病引发的酮病 669
摘要 670
伴随严重糖尿病而来的酸中毒 670
参考文献 671
问题 672
荷尔蒙的作用是一个复杂相关的体系 677
第二十五章 荷尔蒙 677
某些多胜类荷尔蒙以其不具活性的前驱物合成 679
荷尔蒙分为三大类：胜肽、胺类、类固醇类 679
荷尔蒙的一般特徵 679
荷尔蒙可能有细胞内的“二级传讯者” 680
荷尔蒙与靶细胞上或其内的受体结合 680
荷尔蒙以极低的浓度作用而且大部份半生期极短 680
有些荷尔蒙作用很快，有些则很慢 680
下视丘与脑下腺的荷尔蒙是胜肽类 681
框25-1：多胜类荷尔蒙的放射性免疫分析（RIA） 682
肾上腺髓质分泌胺类荷尔蒙——肾上腺素与正肾上腺素 683
肾上腺素刺激环状腺核苷酸的形成 684
cAMP刺激蛋白质激酶的作用 686
肾上腺素对对肝醣分解的刺激是一个逐步放大的分段瀑布模式 687
肾上腺素也会抑制肝醣的合成 688
磷酸二酯酶使环状腺核苷酸失去活性 689
胰脏分泌调节代谢的荷尔蒙 690
胰岛素致低血糖性荷尔蒙 691
胰岛素的二级传讯者仍属未知 692
胰岛素分泌主要由血糖调节 692
升糖激素是致高血糖性荷尔蒙 693
胰岛素对代谢的其他影响 693
生长激素也能影响胰岛素的作用 694
体制素抑制胰岛素与升糖激素的分泌 694
肾上腺皮质荷尔蒙属类固醇类 695
甲状腺激素控制代谢速率 696
性激素是类固醇类 697
雌性素对於细胞的作用已渐为人知 698
已知的其他荷尔蒙 699
前列腺素与thromboxane调节某些荷尔蒙的作用 700
摘要 701
参考文献 702
问题 703
脂防 707
醣类、碳水化合物 707
第二十六章 人类营养 707
适当的饮食需有五大基本成分 707
蛋白质 708
能量由大量有机营养物氧化提供 709
矿物质与微量元素 709
维生素 709
醣类是能量的主要来源 711
脂肪提供热量与必需脂肪酸 712
无卡路里甜剂正广泛地使用 712
酒精也带有热量 714
肥胖是能量摄取过多的结果 716
蛋白质需用以供给其胺基酸成分 717
衰弱消瘦与红婴症是世界性的健康问题 718
饮食中某些植物蛋白可互相补给 718
硫胺素缺乏仍是一营养问题 720
维生素不足可能威胁生命 720
在抗坏血酸许多食物中含量不多 722
菸草醯胺与色胺酸在营养上是相关的 722
框26-1：Jacques Cartier纽芬兰探险队第一个坏血病治疗报告，1535+3 723
最常缺乏的维生素是叶酸 724
核黄素在缺乏边缘的也极为普遍 724
人类吡哆醇生物素与泛酸不足极少见 725
维生素A不足有多重後果 726
来自於饮食的维生素B12缺乏症极其稀少 726
维生素D不足造成佝偻病与软骨病 727
人类维生素E或K的不足现象极为少见 728
人类营养需要许多元素 729
钙、磷是牙齿与骨头发育所必需 730
血质蛋白合成需要铁与铜 731
钠与钾的摄取对高血压的防治极重要 731
镁的边缘性缺乏相当普遍 731
蛀牙是一个重要的营养问题 733
甲状腺肿大是碘缺乏的结果 733
锌与许多其他微量元素也是饮食所必需 734
食物产品的标示保护消费者 735
均衡的饮食必须多方摄取 735
参考文献 737
问题 738
第四部分 遗传讯息的分子传递 743
第二十七章 DNA：染色体与基因的构造 745
DNA及RNA执行不同功能 746
DNA及RNA的核苷酸单位有特别的碱基及戊糖 747
核酸的相邻核苷酸以磷酸二酯键相接 751
DNA贮存遗传讯息 752
不同物种DNA有个别的碱基成分 754
Watson及Crick提出的DNA双螺旋模型 755
DNA的碱基序列构成一模板 757
不同物种的DNA可形成DNA-DNA混体 759
DNA可能变性或解开 759
自然状态的DNA分子非常脆弱 760
反映G≡C/A=T比例的双旋DNA之物理性质 760
极小的病毒DNA 761
超度盘绕的环状DNA 762
原核生物细胞的染色体是单一极大的DNA分子 762
以质体包容DNA的细菌 763
真核细胞较原核细胞含更多DNA 764
真核细胞染色体含染色质纤维 765
DNA一组蛋白复合体构成珠状核体 767
组蛋白是极小的碱性蛋白 767
真核细胞也含细胞质DNA 768
基因是编录多胜链及RNA的DNA片段 769
单一染色体上有许多基因 770
基因有多大？ 770
细菌DNA由限制——修饰系统保护 772
真核生物DNA含重覆多次的碱基序列 773
某些有很多份存在的基因 774
真核生物DNA有许多回文 774
许多真核生物DNA含插进的未转录序列（内子） 775
某些DNA的碱基序列已定出 775
摘要 777
框27-1：由Maxam及Gilbert的化学方法作小段DNA的序列判读 778
参考文献 780
问题 781
DNA进行半保守复制 785
第二十八章 DNA的复制及转录 785
环状DNA行双向复制 787
有时DNA的复制以滚转环式进行 789
细菌抽取物含DNA聚合酶 789
真核细胞DNA有许多复制起点 789
DNA聚合酶的作用需要先形成的DNA 791
以一股先形成的DNA作为引发者 791
另一股先形成的DNA作为模板 792
DNA复制需要许多酶及蛋白质因子 792
大肠杆菌有三种DNA聚合酶 793
DNA双股同时复制引起的问题 793
冈崎（Okazaki）片段解决此问题 794
冈崎片段的合成需要RNA引发者 794
冈崎片段由DNA连接酶连合 795
复制需要原DNA双股螺旋的分开 795
DNA聚合酶可以校对并改正错误 797
真核细胞的复制非常复杂 798
基因转录後生成RNA 798
传讯RNA编录多胜链 799
传讯RNA由DNA指令的RNA聚合酶制造 800
真核细胞核中有三种RNA聚合酶 802
DNA引导的RNA聚合酶可以被选择性地抑制 802
RNA转录副本继续加工 803
异质性核RNA是真核生物传讯RNA的前驱物 804
插入序列RNA需由mRNA前驱物移除 805
小核RNA帮忙移去插入序列RNA 806
转录过程可被清晰展现 807
某些病毒的DNA可由RNA经反转录酶转录而来 808
某些病毒由RNA引导的RNA聚合酶来复制 809
聚核苷酸磷酸化酶可做随意的类RNA聚合物 810
摘要 811
参考文献 812
问题 813
第二十九章 蛋白质的合成及合成的调节 817
早期的发现界定了分期 817
蛋白质合成过程分五个主要时期 818
第一期：胺基酸的活化 819
第二期：多胜链的起始 819
第五期：摺曲及加工 820
第四期：终止及释放 820
胺基酸的活化需要tRNA 820
第三期：加长 820
胺醯tRNA合成酶将正确胺基酸附著於它们的tRNA 823
转移RNA是一个编辑者 824
多胜链源於胺基终端 825
原核生物中N——甲醯甲硫胺酸是起始的胺基酸而真核生物则为甲硫胺酸 825
核糖体是制造多胜链的分子机器 826
真核细胞的细胞质中核糖体更大、更复杂 828
起始——多胜链需要许多步骤 828
多胜链的加长是一重复的过程 830
多胜链合成的终止需要一特殊讯号 833
需要能量来担保蛋白质合成的忠实性 834
多核糖体使单一讯息可很快转译 834
多胜链进行摺叠及加工处理 835
羧化作用 836
羟基胺基酸的磷酸化作用 836
R基的甲基化作用 836
去掉讯号序列 836
胺基端及羧基端的修饰 836
双硫横连结的形成 837
辅基的加入 837
往目的地行进的新制蛋白质 837
醣类支链的附着 837
蛋白质合成可由许多抗生素抑制 838
遗传密码已被破解 839
遗传密码的一些有趣特徵 840
摆动使某些tRNA辨认一个以上的密码 842
病毒DNA有时可在基因中包合基因或重叠基因 843
蛋白质合成的调节 844
细菌含构成及诱导的两组酶 845
真核生物也有蛋白质合成的阻遏作用 846
操纵子假说 847
阻遏物分子已被游离 849
操纵也有一启动子部位 849
摘要 851
参考文献 853
问题 854
第三十章 对基因的更深入研究：修复、突变、重组与纯株化 857
DNA常常遭受伤害 857
紫外线伤害可以除去与修复 858
由胞嘧啶至尿嘧啶自发脱胺作用的修复 859
由外来化学剂造成的伤害也可以修复 860
单一碱基对的变化导致点突变 861
核苷酸的插入或短缺造成链架移动突变 863
个体的突变是随机而少见的事件 865
许多致突变剂也是有致癌性的 865
基因经常进行重组 866
染色体片段经常进行置换 869
抗体变异性是置换与重组的结果 869
来自不同生物体的基因可以人为方法重组 872
质体与噬菌体λ是将外来基因带入细菌内的媒介 873
基因的分离与cDNA的制备 874
携带基因媒介的建构 876
“载货”质体插入大肠杆菌染色体 876
纯株的cDNA可用来找出相对应的天然基因 878
启动子加强纯株化基因的表现 878
许多基因已可在不同宿主细胞中纯株化 879
重组DNA与基因纯株培养开展遗传研究的新径 880
重组DNA的研究可能有许多实际应用 880
干扰素基因已能纯株培养 881
摘要 882
参考文献 883
问题 884
附录 887
附录A 生物化学文献中常用的缩写 888
附录B 单位缩写、字首、常数及换算因数 890
附录C 原子量表 891
附录D 对数表 892
附录E 问题解答 894
索引 921