目 录 1
第一篇 引 论 1
第一章关于分子生物学 1
分子生物学的特点和研究目标 1
目 录 1
第一篇 引 论 1
分子生物学的特点和研究目标 1
第一章关于分子生物学 1
分子生物学的起源和简史 4
分子生物学的起源和简史 4
第二章某些物理化学原理 5
第二章某些物理化学原理 5
未来一瞥 5
未来一瞥 5
质量作用定律 6
质量作用定律 6
化学平衡 8
化学平衡 8
Le Chatelier原理 9
Le Chatelier原理 9
水的解离与pH 11
水的解离与pH 11
缓冲作用 13
缓冲作用 13
缓冲液 15
缓冲液 15
氢键 17
氢键 17
无序性增加定律 19
无序性增加定律 19
扩散 20
扩散 20
渗透 22
渗透 22
透析 24
透析 24
蛋白质 26
生物大分子 26
第三章蛋白质分子的一级结构 26
第二篇蛋白质和蛋白质集合：结构与功能的关系 26
蛋白质 26
生物大分子 26
第三章蛋白质分子的一级结构 26
第二篇蛋白质和蛋白质集合：结构与功能的关系 26
氮基酸 27
氮基酸 27
肽键的形成 32
肽键的形成 32
蛋白质的一级结构 34
蛋白质的一级结构 34
胰岛素一级结构的测定 37
胰岛素一级结构的测定 37
一级结构的变异与分子进化 42
一级结构的变异与分子进化 42
一级结构与生物学功能 44
一级结构与生物学功能 44
第四章蛋白质分子的二级结构 52
第四章蛋白质分子的二级结构 52
关于螺旋对称的说法 54
关于螺旋对称的说法 54
α－螺旋 55
α－螺旋 55
氨基酸顺序与α－螺旋容量之间的关系 59
氨基酸顺序与α－螺旋容量之间的关系 59
α－螺旋的稳定性 62
α－螺旋的稳定性 62
（i）氢键的长度（62） （ii）可电离的侧基的影响（63）（iii）热力学因素 63
（i）氢键的长度（62） （ii）可电离的侧基的影响（63）（iii）热力学因素 63
其他内部氢键键合的多肽螺旋 64
其他内部氢键键合的多肽螺旋 64
胶原蛋白质的三股螺旋结构 65
胶原蛋白质的三股螺旋结构 65
β－构型：丝心蛋白的结构 70
β－构型：丝心蛋白的结构 70
第五章纤维蛋白质集合：结构蛋白 73
小结 73
小结 73
第五章纤维蛋白质集合：结构蛋白 73
胶原蛋白 74
胶原蛋白 74
胶原纤维的生物合成 82
胶原纤维的生物合成 82
“生物学年龄”与胶原蛋白 83
“生物学年龄”与胶原蛋白 83
弹性蛋白 84
弹性蛋白 84
（i）氨基酸组成（85）（ii）交联物的本质 85
（i）氨基酸组成（85）（ii）交联物的本质 85
（iii）弹性纤维的形成 87
（iii）弹性纤维的形成 87
节枝弹性蛋白 88
节枝弹性蛋白 88
（i）氨基酸组成（89） （ii）节枝弹性蛋白的物理结构（89）（iii）交联物的本质 90
（i）氨基酸组成（89） （ii）节枝弹性蛋白的物理结构（89）（iii）交联物的本质 90
角蛋白 91
角蛋白 91
（i）毛发和羊毛的α－角蛋白结构（91）（ii）羽毛β－角蛋白的结构 95
（i）毛发和羊毛的α－角蛋白结构（91）（ii）羽毛β－角蛋白的结构 95
脊椎动物横纹肌 97
脊椎动物横纹肌 97
（i）横纹肌的纤维状组编和显微结构（97）（ii）肌小节的超微结构（100） （iii）横纹肌的化学组成（103） （iv）肌球蛋白（103） （v）肌球蛋白分子的聚集作用（104） （vi）肌动蛋白（106） （vii）原肌球蛋白和肌钙蛋白（107） （viii）肌动蛋白 117
（i）横纹肌的纤维状组编和显微结构（97）（ii）肌小节的超微结构（100） （iii）横纹肌的化学组成（103） （iv）肌球蛋白（103） （v）肌球蛋白分子的聚集作用（104） （vi）肌动蛋白（106） （vii）原肌球蛋白和肌钙蛋白（107） （viii）肌动蛋白 117
（xiii）关于进化方面的问题——一种推测 118
（xiii）关于进化方面的问题——一种推测 118
球状蛋白质分子的组建特点：三级结构 119
第六章三级结构：球状蛋白质 119
第六章三级结构：球状蛋白质 119
球状蛋白质分子的组建特点：三级结构 119
稳定三级折叠的力 120
稳定三级折叠的力 120
三级折叠模式的决定因素 122
三级折叠模式的决定因素 122
X射线衍射分析 125
X射线衍射分析 125
晶体的X射线衍射 127
晶体的X射线衍射 127
应用X射线衍射技术确定晶体结构 128
应用X射线衍射技术确定晶体结构 128
相位问题 131
相位问题 131
肌红蛋白分子 133
肌红蛋白分子 133
第七章酶 137
第七章酶 137
催化剂和催化反应 138
催化剂和催化反应 138
酶的化学本质和特性 140
酶的化学本质和特性 140
（i）pH对酶活性的影响（140） （ii）热和蛋白质沉淀剂的影响 141
（i）pH对酶活性的影响（140） （ii）热和蛋白质沉淀剂的影响 141
作为蛋白质的酶 142
作为蛋白质的酶 142
（i）溶菌酶（143） （ii）胰核糖核酸酶（143）（iii）牛羧肽酶A(143)(iv)α－胰凝乳蛋白酶 143
（i）溶菌酶（143） （ii）胰核糖核酸酶（143）（iii）牛羧肽酶A(143)(iv)α－胰凝乳蛋白酶 143
（v）枯草杆菌蛋白酶（144）（vi）木瓜蛋白酶 144
（v）枯草杆菌蛋白酶（144）（vi）木瓜蛋白酶 144
酶的专一性和酶－底物的连接 145
酶的专一性和酶－底物的连接 145
酶的竞争性抑制作用 147
酶的竞争性抑制作用 147
活性部位构型的解释 149
活性部位构型的解释 149
柔性活性部位概念 153
柔性活性部位概念 153
酶催化作用的本质和机理 155
酶催化作用的本质和机理 155
（i）“应力”和“应变”作用对底物的活化（156）（ii）提高碰撞次数和取向效力（158）（iii）催化基团的独特反应性（160） （iv）酶通过形成过渡态共价中间体参与反应（162） （v）活性部位疏水环境的作用 163
（i）“应力”和“应变”作用对底物的活化（156）（ii）提高碰撞次数和取向效力（158）（iii）催化基团的独特反应性（160） （iv）酶通过形成过渡态共价中间体参与反应（162） （v）活性部位疏水环境的作用 163
与底物结合有关的酶分子的形态学 164
与底物结合有关的酶分子的形态学 164
钝化酶前体的激活 165
钝化酶前体的激活 165
辅因子的作用 168
辅因子的作用 168
（i）金属离子的催化作用（169） （ii）辅酶的催化作用（吡哆醛） 171
（i）金属离子的催化作用（169） （ii）辅酶的催化作用（吡哆醛） 171
酶蛋白的作用 172
酶蛋白的作用 172
“编队”的酶 174
“编队”的酶 174
第八章抗体（免疫球蛋白） 175
第八章抗体（免疫球蛋白） 175
抗体的本质和一般性质 176
抗体的本质和一般性质 176
抗原－抗体反应和抗原结合部位 178
抗原－抗体反应和抗原结合部位 178
抗体的特异性与半抗原 181
抗体的特异性与半抗原 181
γ－免疫球蛋白的结构 183
γ－免疫球蛋白的结构 183
抗体分子的一级结构 185
抗体分子的一级结构 185
人类免疫球蛋白的分类 189
人类免疫球蛋白的分类 189
抗体特异性的起源和多样性的分子基础 191
抗体特异性的起源和多样性的分子基础 191
抗体的三维构型 195
抗体的三维构型 195
关于抗体起源和合成的学说 199
关于抗体起源和合成的学说 199
（i）指令或模板学说（1 99） （ii）克隆选择学说 200
（i）指令或模板学说（1 99） （ii）克隆选择学说 200
第九章球蛋白质集合：四级结构 203
第九章球蛋白质集合：四级结构 203
血红蛋白分子 204
血红蛋白分子 204
氧的协同性结合 207
氧的协同性结合 207
波耳效应 209
波耳效应 209
“人造”血红蛋白分子与氧的结合 210
“人造”血红蛋白分子与氧的结合 210
正常的和异常的血红蛋白 211
正常的和异常的血红蛋白 211
（i）血红蛋白S(211) （ii）其他异常血红蛋白 215
（i）血红蛋白S(211) （ii）其他异常血红蛋白 215
（iii）其他正常血红蛋白 216
（iii）其他正常血红蛋白 216
血红蛋白的进化 219
血红蛋白的进化 219
无脊椎动物运输氧的蛋白质 224
无脊椎动物运输氧的蛋白质 224
（i）血蓝蛋白（226） （ii）血绿蛋白（226） （iii）无脊椎动物血红蛋白（229）（iv）另一类血红蛋白 229
（i）血蓝蛋白（226） （ii）血绿蛋白（226） （iii）无脊椎动物血红蛋白（229）（iv）另一类血红蛋白 229
同工酶：乳酸脱氢酶（LDH） 230
同工酶：乳酸脱氢酶（LDH） 230
乳酸脱氢酶亚单位的解离和重结合 231
乳酸脱氢酶同工酶的生理学意义 231
乳酸脱氢酶亚单位的解离和重结合 231
乳酸脱氢酶同工酶的生理学意义 231
鲎的乳酸脱氢酶 233
鲎的乳酸脱氢酶 233
谷氨酸脱氢酶 234
谷氨酸脱氢酶 234
四级结构与代谢反应的控制 235
四级结构与代谢反应的控制 235
天冬氨酸代谢的调控 238
天冬氨酸代谢的调控 238
终点产物抑制作用机理——别构效应 240
终点产物抑制作用机理——别构效应 240
别构酶的动力学 241
别构酶的动力学 241
调节酶的别构控制学说 244
调节酶的别构控制学说 244
天冬氨酸转氨甲酰酶的别构调节作用 247
天冬氨酸转氨甲酰酶的别构调节作用 247
五级结构：丙酮酸脱羧酶复合体 248
五级结构：丙酮酸脱羧酶复合体 248
小结 251
小结 251
第三篇 蛋白质－脂质集合：生物膜和能量转换 254
第十章脂质的结构 254
第三篇 蛋白质－脂质集合：生物膜和能量转换 254
第十章脂质的结构 254
简单脂质 255
简单脂质 255
（i）中性脂肪（甘油三酯，酰基甘油）（255） （ii）脂肪酸 256
（i）中性脂肪（甘油三酯，酰基甘油）（255） （ii）脂肪酸 256
复合脂质（磷脂，结合脂质） 257
复合脂质（磷脂，结合脂质） 257
（i）甘油磷脂（257）（ii）神经鞘脂类（257）（iii）缩醛磷脂（258）（iv）脑苷脂类（糖脂类） 258
（i）甘油磷脂（257）（ii）神经鞘脂类（257）（iii）缩醛磷脂（258）（iv）脑苷脂类（糖脂类） 258
（v）神经节苷脂（259）（vi）脑硫脂 260
固醇类（胆固醇） 260
固醇类（胆固醇） 260
（v）神经节苷脂（259）（vi）脑硫脂 260
磷脂的物理化学性质 262
磷脂的物理化学性质 262
第十一章生物膜 264
第十一章生物膜 264
生物膜的功能 264
生物膜的功能 264
质膜的真实存在 265
质膜的真实存在 265
生物膜的结构和化学组成 266
生物膜的结构和化学组成 266
细胞膜的Danielli-Davson模型 267
细胞膜的Danielli-Davson模型 267
神经髓鞘的结构 270
神经髓鞘的结构 270
团粒的镶嵌模型 273
团粒的镶嵌模型 273
对Danielli-Davson膜模型的评论 276
对Danielli-Davson膜模型的评论 276
细胞膜的流体镶嵌模型 278
细胞膜的流体镶嵌模型 278
第十二章光合作用，呼吸和能量贮存 281
第十二章光合作用，呼吸和能量贮存 281
“生命”，电子和能量 281
“生命”，电子和能量 281
能量传递和高能磷酸化合物的合成 284
能量传递和高能磷酸化合物的合成 284
光能的捕集 287
光能的捕集 287
循环的光合磷酸化作用 290
循环的光合磷酸化作用 290
能量贮存与光合磷酸化 291
能量贮存与光合磷酸化 291
（i）还原能力的来源（291） （ii）光合作用中不依赖光的反应（“暗”反应） 295
（i）还原能力的来源（291） （ii）光合作用中不依赖光的反应（“暗”反应） 295
蓄能化合物的分子结构与功能的关系 296
蓄能化合物的分子结构与功能的关系 296
（i）葡萄糖分子（296） （ii）多糖——淀粉和粮元（300） （iii）从多糖贮存中有效利用葡萄糖的可能性 303
（i）葡萄糖分子（296） （ii）多糖——淀粉和粮元（300） （iii）从多糖贮存中有效利用葡萄糖的可能性 303
呼吸作用 304
呼吸作用 304
第十三章生物换能器 307
叶绿体 307
叶绿体 307
第十三章生物换能器 307
（i）形态与超微结构（307）（ii）与叶绿体超微结构相关的光合反应（309） （iii）叶绿体膜的分子组织机构 313
（i）形态与超微结构（307）（ii）与叶绿体超微结构相关的光合反应（309） （iii）叶绿体膜的分子组织机构 313
线粒体 314
线粒体 314
（i）形态与超微结构（314）（ii）线粒体的区域化和分子组成部分的空间组织机构（317）（iii）设想的线粒体ATP合成机理 321
（i）形态与超微结构（314）（ii）线粒体的区域化和分子组成部分的空间组织机构（317）（iii）设想的线粒体ATP合成机理 321
脊椎动物的光感受器细胞 323
脊椎动物的光感受器细胞 323
（i）发育和超微结构（323）（ii）视色素（326）（iii）视觉的分子基础（326）（iv）外段膜的化学组成 328
（i）发育和超微结构（323）（ii）视色素（326）（iii）视觉的分子基础（326）（iv）外段膜的化学组成 328
小结 330
小结 330
第十四章遗传信息的传递 332
第四篇蛋白质－核酸的集合：生物学复制，遗传信息 332
第四篇蛋白质－核酸的集合：生物学复制，遗传信息 332
的贮存与传递 332
第十四章遗传信息的传递 332
的贮存与传递 332
孟德尔遗传学 334
孟德尔遗传学 334
细胞复制中的染色体行为 338
细胞复制中的染色体行为 338
（i）细胞的有丝分裂（338） （ii）减数分裂 342
（i）细胞的有丝分裂（338） （ii）减数分裂 342
连锁群、突变与遗传图 345
连锁群、突变与遗传图 345
基因是干什么的？ 349
基因是干什么的？ 349
链孢霉中的基因与酶 352
链孢霉中的基因与酶 352
什么是“基因”？ 355
什么是“基因”？ 355
基因的微细结构 356
基因的微细结构 356
“使基因图日臻完善” 364
“使基因图日臻完善” 364
多（聚）核苷酸类 365
第十五章DNA的结构与复制 365
第十五章DNA的结构与复制 365
多（聚）核苷酸类 365
DNA的结构 371
DNA的结构 371
DNA的合成与复制 375
DNA的合成与复制 375
细胞核的碱性蛋白质 379
细胞核的碱性蛋白质 379
（i）鱼精蛋白（380）（ii）组蛋白 382
（i）鱼精蛋白（380）（ii）组蛋白 382
真核细胞间期核的组织结构 384
真核细胞间期核的组织结构 384
第十六章染色质纤维与染色体的组织结构 384
第十六章染色质纤维与染色体的组织结构 384
染色体的组织结构 390
染色体的组织结构 390
染色体的电子显微镜研究 395
染色体的电子显微镜研究 395
中期染色体的折叠纤维模型 397
另一种折叠纤维模型的含义 397
另一种折叠纤维模型的含义 397
中期染色体的折叠纤维模型 397
巨型唾液腺染色体 399
巨型唾液腺染色体 399
超染色体的组织结构 403
超染色体的组织结构 403
DNA是遗传信息的仓库吗？——有关证据的讨论 405
第十七章遗传信息的贮存与遗传密码 405
第十七章遗传信息的贮存与遗传密码 405
DNA是遗传信息的仓库吗？——有关证据的讨论 405
（i）细胞核DNA内含物是恒定的（406） （ii）DNA的稳定性及其在细胞分裂中完整的遗传 406
（i）细胞核DNA内含物是恒定的（406） （ii）DNA的稳定性及其在细胞分裂中完整的遗传 406
（iii）物理与化学诱变剂的本质（407） （iv）细菌的转化作用（407） （v）病毒的复制、感染性及细胞的转化（409）结论 414
（iii）物理与化学诱变剂的本质（407） （iv）细菌的转化作用（407） （v）病毒的复制、感染性及细胞的转化（409）结论 414
细胞模板及蛋白质的生物合成 415
蛋白质生物合成的顺序问题 415
蛋白质生物合成的顺序问题 415
细胞模板及蛋白质的生物合成 415
遗传密码 416
遗传密码 416
非重叠三联体密码 418
非重叠三联体密码 418
遗传密码的转录及信使RNA的合成 422
遗传密码的转录及信使RNA的合成 422
遗传密码的破译 424
遗传密码的破译 424
遗传密码的特征 427
遗传密码的特征 427
（i）简并性（427） （ii）氨基酸的特性及其对码的三联体（427）（iii）蛋白质中非编码氨基酸的存在（429） （iv）多肽链与基因的线性对应 429
（i）简并性（427） （ii）氨基酸的特性及其对码的三联体（427）（iii）蛋白质中非编码氨基酸的存在（429） （iv）多肽链与基因的线性对应 429
（v）普遍性 430
（v）普遍性 430
第十八章遗传信息翻译为蛋白质的结构 431
第十八章遗传信息翻译为蛋白质的结构 431
转移核糖核酸（tRNA） 432
转移核糖核酸（tRNA） 432
核糖体 435
核糖体 435
（i）核糖体RNA(rRNA)（437）（ii）核糖体蛋白质（440）（iii）核糖体蛋白质的功能（441）（iv）核糖体中的蛋白质与核糖体核糖核酸（rRNA）的相互作用（443）（v）核糖体组分的三维排列 443
（i）核糖体RNA(rRNA)（437）（ii）核糖体蛋白质（440）（iii）核糖体蛋白质的功能（441）（iv）核糖体中的蛋白质与核糖体核糖核酸（rRNA）的相互作用（443）（v）核糖体组分的三维排列 443
细胞蛋白质的生物合成（翻译） 446
（vi）核糖体的生物发生 446
细胞蛋白质的生物合成（翻译） 446
（vi）核糖体的生物发生 446
（i）氨基酸活化（446）（ii）核糖体的作用 447
（i）氨基酸活化（446）（ii）核糖体的作用 447
（iii）遗传信息解读的方向（449） （iv）多肽链的起始与终止（450）（v）多核糖核蛋白体（多核糖体）（452）（vi）单顺反子与多顺反子的信使RNA(454)（vii）抗生素及其对蛋白质生物合成的影响 456
（iii）遗传信息解读的方向（449） （iv）多肽链的起始与终止（450）（v）多核糖核蛋白体（多核糖体）（452）（vi）单顺反子与多顺反子的信使RNA(454)（vii）抗生素及其对蛋白质生物合成的影响 456
“中心法则” 459
“中心法则” 459
蛋白质合成的遗传控制 461
蛋白质合成的遗传控制 461
（i）大肠杆菌中酶生物合成的遗传调节（461）（ii）高等生物体内蛋白质生物合成的遗传调节 468
（i）大肠杆菌中酶生物合成的遗传调节（461）（ii）高等生物体内蛋白质生物合成的遗传调节 468
第十九章原核细胞的组织结构 474
第五篇细胞超微结构：在表面差异中看到的统一性 474
生物实体 474
第十九章原核细胞的组织结构 474
第五篇细胞超微结构：在表面差异中看到的统一性 474
生物实体 474
细胞的组成成分 475
细胞的定义 475
细胞的组成成分 475
细胞的定义 475
最简单的细胞——原核生物 476
最简单的细胞——原核生物 476
（i）类胸膜肺炎微生物（477） （ii）细菌 478
（i）类胸膜肺炎微生物（477） （ii）细菌 478
（iii）蓝绿藻（483）小结 485
第二十章真核细胞的组织结构 485
第二十章真核细胞的组织结构 485
（iii）蓝绿藻（483）小结 485
膜状结构 487
膜状结构 487
（i）质膜（487） （ii）内质网（487）（iii）高尔基复合体（492） （iv）肌肉细胞内的内质网 494
（i）质膜（487） （ii）内质网（487）（iii）高尔基复合体（492） （iv）肌肉细胞内的内质网 494
（v）核被膜 496
（v）核被膜 496
膜状细胞器 499
膜状细胞器 499
（i）线粒体（499）（ii）溶酶体（499）（iii）过氧物酶体（502）（iv）质体（503）（v）液泡 504
蛋白质纤丝状结构 504
蛋白质纤丝状结构 504
（i）线粒体（499）（ii）溶酶体（499）（iii）过氧物酶体（502）（iv）质体（503）（v）液泡 504
（i）微丝（504）（ii）微管（506）（iii）纤毛和鞭毛（507）（iv）基粒（511）（v）中心粒 511
（i）微丝（504）（ii）微管（506）（iii）纤毛和鞭毛（507）（iv）基粒（511）（v）中心粒 511
（vi）染色体运动与纺锤丝 513
结论 513
结论 513
（vi）染色体运动与纺锤丝 513
真核细胞的起源（515）大分子的自组装 519
真核细胞的起源（515）大分子的自组装 519
参考文献 523
参考文献 523