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第1章　绪论1

1.1 生物化学研究范畴1

1.2 生物化学与其他学科的关系2

1.3 生命中的化学元素3

1.3.1 生命体的元素组成3

1.3.2　生物大分子4

1.4　生命中的水环境5

1.4.1 水的性质5

1.4.2 水分子对生物大分子的结构和性质的影响7

1.4.3 缓冲溶液和生物体的缓冲体系7

1.5 生物化学的发展前景9

1.5.1 生命大分子物质的合成、结构与功能的研究9

1.5.2 生物膜的研究10

1.5.3 物质代谢调控的研究10

1.5.4 生物工程的研究10

小结11

思考题11

第2章　生命执行者——蛋白质12

2.1 氨基酸12

2.1.1 氨基酸概述12

2.1.2 氨基酸的分类13

2.1.3 氨基酸的性质17

2.1.4 氨基酸的特征化学反应19

2.1.5 非标准氨基酸22

2.1.6 生物活性氨基酸22

2.2 肽23

2.2.1 肽和肽键23

2.2.2 肽的性质24

2.2.3　肽的化学合成24

2.2.4 生物活性肽25

2.3 蛋白质27

2.3.1 蛋白质分类27

2.3.2 蛋白质功能28

2.3.3 蛋白质性质29

2.4 蛋白质的结构30

2.4.1 蛋白质的一级结构31

2.4.2 蛋白质的二级结构32

2.4.3 超二级结构和结构域36

2.4.4 蛋白质的三级结构37

2.4.5 蛋白质的四级结构37

2.4.6 蛋白质一级结构的测定38

2.4.7 蛋白质折叠和结构预测40

2.5 蛋白质的功能42

2.5.1 肌红蛋白42

2.5.2 血红蛋白44

2.5.3 抗体47

2.5.4 蛋白质的序列同源性与进化关系48

2.6　蛋白质的分离和纯化49

2.6.1 根据分子大小不同的分离纯化方法50

2.6.2 根据溶解度不同的分离纯化方法51

2.6.3 根据带电性质不同的分离纯化方法51

2.6.4 根据吸附性质不同的分离纯化方法53

2.6.5 蛋白质含量与纯度的测定53

2.7 蛋白质药物研究54

小结55

思考题56

第3章　生物催化剂——酶57

3.1 酶的命名、分类及组成57

3.1.1 酶的命名57

3.1.2 酶的分类及编号58

3.1.3 酶的组成59

3.1.4 辅因子59

3.1.5 核酶64

3.1.6 同工酶64

3.2 酶的结构及催化特点65

3.2.1 酶的结构65

3.2.2 研究酶活性中心的方法65

3.2.3　酶的催化特点66

3.3　酶的催化机制67

3.3.1 底物与酶的作用方式67

3.3.2　酶催化作用机制68

3.3.3 酶催化反应机制举例69

3.4 酶的分离纯化及活力测定72

3.4.1 酶的分离纯化72

3.4.2　酶活性测定72

3.4.3 酶活表征73

3.5 酶催化动力学73

3.5.1 米氏方程73

3.5.2 酶催化反应的影响因素75

3.6 酶的抑制作用77

3.6.1 酶催化反应的抑制作用和类型77

3.6.2 可逆抑制作用动力学78

3.7 酶工程81

3.7.1 人工酶和模拟酶82

3.7.2 酶工程83

3.8 酶的应用86

小结88

思考题89

第4章　生命密码——核酸90

4.1 核酸的分类和组成90

4.1.1 核酸的分类90

4.1.2　核酸的组成91

4.2　核酸的结构93

4.2.1　DNA的结构94

4.2.2　RNA的结构97

4.3 核酸的物理化学性质99

4.3.1 核酸的理化性质99

4.3.2　核酸的水解100

4.3.3 核酸的紫外吸收100

4.3.4 核酸的变性、复性和杂交100

4.4 核酸的研究方法102

4.4.1 核酸的分离纯化102

4.4.2 核酸含量的测定103

4.5 核酸序列的测定及化学合成103

4.5.1　末端终止法104

4.5.2 化学降解法104

4.5.3 核酸的化学合成105

4.6 核酸的生物功能105

4.6.1　复制106

4.6.2　转录107

4.6.3　翻译108

4.6.4 加工与修饰109

4.7 核酸的应用技术110

4.7.1 重组DNA技术110

4.7.2　聚合酶链反应111

4.7.3　16S rRNA技术112

4.7.4 分子杂交技术112

4.7.5 核糖核酸干扰技术112

4.7.6　反义核酸技术113

4.7.7 核酸疫苗113

4.7.8　基因芯片技术113

4.7.9 生物信息学114

4.8 基因、基因组及基因组学114

4.9 DNA畸变与遗传病115

小结116

思考题116

第5章　生命单元——细胞118

5.1 细胞的结构与功能118

5.1.1 细胞的发现118

5.1.2 细胞的分类118

5.1.3　细胞的结构与功能119

5.2 生物膜的组成与结构121

5.2.1 生物膜的组成121

5.2.2 生物膜的结构124

5.3 生物膜的功能125

5.3.1 生物膜功能简介125

5.3.2 膜蛋白与膜脂的相互作用127

5.4 生物膜与疾病127

5.4.1 生物膜与恶性肿瘤128

5.4.2 高血压病128

5.5 生物膜的研究热点128

5.5.1 信号转导途径128

5.5.2 由膜蛋白介导的跨膜转运和能量转换128

5.5.3 膜脂和膜蛋白的动力学组成和更新129

5.5.4 膜的生物力学129

5.5.5 发展基于膜的各种技术129

小结129

思考题130

第6章　生物能131

6.1 概述131

6.1.1 生物氧化的方式131

6.1.2 生物氧化反应与体外氧化反应的区别131

6.1.3 线粒体的膜相结构132

6.1.4 参与生物氧化的酶类132

6.2 线粒体呼吸链的电子传递与非线粒体氧化代谢134

6.2.1 生物氧化还原与自由能变化134

6.2.2 NADH氧化呼吸链136

6.2.3 FADH2呼吸链137

6.2.4 电子传递体复合物的组成与特性137

6.2.5 ATP的生成机制138

6.2.6 线粒体的穿梭系统140

6.2.7 氧化磷酸化的解偶联和抑制142

6.2.8 非线粒体氧化代谢143

6.3 活性氧代谢物的产生及意义144

6.3.1 活性氧代谢物的生成144

6.3.2 活性氧代谢物的作用及伤害145

6.3.3 体内活性氧代谢物的清除机制147

6.3.4 体内活性氧代谢物增加的原因与防止过量产生的措施148

6.4 生物能与生物质能的利用148

6.4.1 能量的储存与转换149

6.4.2 能荷149

6.4.3 光合作用150

6.4.4 生物质能的开发利用156

小结159

思考题160

第7章　糖代谢161

7.1 糖的概念及其分类161

7.1.1 单糖161

7.1.2 低聚糖163

7.1.3 多糖164

7.2　糖的消化与吸收164

7.2.1 糖的消化165

7.2.2 糖的吸收和转运165

7.3　糖的分解代谢165

7.3.1　糖酵解途径166

7.3.2　糖的有氧氧化169

7.3.3　磷酸戊糖途径173

7.4 糖原的合成与分解174

7.4.1 糖原的合成174

7.4.2　糖原的分解代谢176

7.5　糖异生作用177

7.5.1　糖异生途径177

7.5.2 糖异生的生理意义178

7.6 血糖178

7.6.1 血糖的来源和去路179

7.6.2 血糖浓度的调节179

7.7　糖代谢途径之间的联系180

小结180

思考题181

第8章　脂类代谢182

8.1 脂类的消化和吸收182

8.2　脂肪的分解代谢183

8.2.1 甘油三酯的分解代谢183

8.2.2 甘油的分解代谢184

8.2.3 脂肪酸的分解代谢184

8.2.4 酮体的代谢187

8.3 甘油三酯的合成代谢189

8.3.1 磷酸甘油的合成189

8.3.2　脂肪酸的合成代谢189

8.3.3 甘油三酯的合成191

8.4　其他脂类的代谢191

8.4.1 磷脂的代谢191

8.4.2 胆固醇的代谢192

8.5 血脂194

小结195

思考题196

第9章　蛋白质降解和氨基酸代谢197

9.1 蛋白质的消化、吸收197

9.1.1 蛋白质的消化与氮平衡197

9.1.2 氨基酸的吸收和转运198

9.1.3 蛋白质的腐败199

9.2 氨基酸的代谢199

9.2.1 氨基酸的分解代谢199

9.2.2 氨的代谢201

9.2.3　α-酮酸的代谢204

9.3 氨基酸的生物合成206

小结206

思考题207

第10章　核苷酸代谢208

10.1 核酸和核苷酸的分解代谢208

10.2　核苷酸的生物合成209

10.2.1 嘌呤核苷酸的合成209

10.2.2 嘧啶核苷酸的合成212

10.2.3　脱氧核苷酸的合成213

10.2.4 辅酶核苷酸的生物合成215

10.3 抗核苷酸代谢的物质216

小结216

思考题217

第11章　生物调控218

11.1 概述218

11.2 生物调控的基本物质219

11.2.1 生物调控的信号物质219

11.2.2 激素及激素的调控作用机制221

11.3　细胞-酶水平的调控225

11.3.1 细胞结构的调控作用226

11.3.2　酶的调控227

11.4 化学调控与生物活性分子的设计236

11.4.1 酶的化学激活和抑制237

11.4.2 酶活性的化学调控与生物活性分子的设计237

小结238

思考题238

第12章　工业生物技术240

12.1 生物质能源242

12.1.1 燃料乙醇242

12.1.2　沼气244

12.1.3　生物柴油246

12.1.4　生物制氢248

12.2 生物基化工产品249

12.2.1　1,3-丙二醇250

12.2.2　2,3-丁二醇253

12.2.3　乳酸255

12.2.4　丙烯酰胺256

12.2.5　甘油257

12.2.6　柠檬酸257

12.2.7 生物可降解高分子材料257

小结259

思考题259

附录　生物化学实验260

实验1 大肠杆菌质粒DNA的提取——碱裂解法260

实验2　质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳261

实验3 核酸的定量分析263

实验4 小牛肠碱性磷酸酶的提取及酶活测定265

实验5 考马斯亮蓝法测定蛋白质含量266

实验6 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质相对分子质量268

参考文献271