1緒論/1



1.1生物化學研究範疇1



1.2生物化學在生命科學中的地位3



1.3生命中素3



1.3.1生素組成3



1.3.2生物大分子5



1.4生命中的水環境6



1.4.1水的性質6



1.4.2水分子對生物大分子的結構和性質的影響8



1.4.3緩衝溶液和生物體的緩衝體繫9



1.5生物化學的發展前景10



1.5.1生命大分子物質的合成、結構與功能的研究10



1.5.2生物膜的研究11



1.5.3物質代謝調控的研究11



1.5.4生物工程的研究11



小結12



思考題12



2生命執行者——蛋白質/13



2.1氨基酸13



2.1.1氨基酸的結構14



2.1.2氨基酸的分類15



2.1.3氨基酸的性質18



2.1.4氨基酸的特征化學反應22



2.1.5非標準氨基酸24



2.1.6生物活性氨基酸25



2.2肽25



2.2.1肽和肽鍵25



2.2.2肽的性質27



2.2.3肽的化學合成28



2.2.4生物活性肽29



2.3蛋白質32



2.3.1蛋白質分類32



2.3.2蛋白質功能33



2.3.3蛋白質性質33



2.4蛋白質的四級結構35



2.4.1蛋白質的一級結構35



2.4.2蛋白質的二級結構36



2.4.3超二級結構和結構域40



2.4.4蛋白質的三級結構41



2.4.5蛋白質的四級結構42



2.4.6蛋白質折疊和結構預測42



2.4.7蛋白質的序列同源性與進化關繫44



2.5蛋白質的氨基酸序列測定45



2.6蛋白質的結構與功能48



2.6.1肌紅蛋白48



2.6.2血紅蛋白50



2.6.3抗體54



2.7蛋白質的分離與純化56



2.7.1依據蛋白質分子大小的分離純化方法56



2.7.2依據蛋白質溶解度的分離純化方法57



2.7.3依據蛋白質帶電性的分離純化方法58



2.7.4依據蛋白質吸附性質的分離純化方法60



2.7.5蛋白質含量和純度的測定60



2.8蛋白質藥物研究61



小結62



思考題63



3生物催化劑——酶/64



3.1酶的命名、分類及組成64



3.1.1酶的命名64



3.1.2酶的分類及編號65



3.1.3酶的組成66



3.1.4輔酶67



3.1.5同工酶72



3.2酶的結構及催化特點73



3.2.1酶的結構73



3.2.2研究酶活性中心的方法73



3.2.3酶的催化特點74



3.3酶的催化機制75



3.3.1底物與酶的作用方式75



3.3.2酶催化作用機制76



3.3.3酶催化反應機制舉例78



3.4酶的分離純化及活力測定81



3.4.1酶的分離純化81



3.4.2酶的活性測定81



3.4.3酶活表征82



3.5酶催化動力學82



3.5.1米氏方程82



3.5.2酶催化反應的影響因素84



3.6酶的抑制作用86



3.6.1酶催化反應的抑制作用和類型86



3.6.2可逆抑制作用動力學88



3.7酶工程91



3.7.1人工酶和模擬酶91



3.7.2酶工程應用92



3.8酶的應用96



小結99



思考題99



4生命密碼——核酸/100



4.1核酸的分類和組成101



4.1.1核酸的分類101



4.1.2核酸的組成101



4.2核酸的結構104



4.2.1DNA的結構104



4.2.2RNA的結構107



4.3核酸的物理化學性質110



4.3.1核酸的理化性質110



4.3.2核酸的水解111



4.3.3核酸的紫外吸收111



4.3.4核酸的變性、復性和雜交111



4.4核酸研究方法113



4.4.1核酸的分離純化113



4.4.2核酸含量的測定114



4.5核酸序列的測定及化學合成115



4.5.1末端終止法115



4.5.2化學降解法115



4.5.3核酸的化學合成116



4.6核酸的生物功能117



4.6.1復制118



4.6.2轉錄119



4.6.3翻譯120



4.6.4加工與修飾122



4.7核酸的應用技術123



4.7.1重組DNA技術123



4.7.2聚合酶鏈反應技術124



4.7.316S rRNA技術125



4.7.4分子雜交技術125



4.7.5核糖核酸干擾技術125



4.7.6反義核酸技術126



4.7.7核酸疫苗126



4.7.8基因芯片技術126



4.7.9生物信息學127



4.8基因、基因組及基因組學127



4.9DNA畸變與遺傳病128



小結129



思考題130



5——細胞/132



5.1細胞的結構與功能132



5.1.1細胞的發現132



5.1.2細胞的分類133



5.1.3細胞的結構與功能133



5.2生物膜的組成與結構136



5.2.1生物膜的組成136



5.2.2生物膜的結構138



5.3生物膜的功能140



5.3.1生物膜具有的功能140



5.3.2膜蛋白與膜脂的相互作用142



5.4生物膜與疾病142



5.4.1生物膜與惡性腫瘤142



5.4.2高血壓病143



5.5生物膜的研究熱點143



5.5.1信號轉導途徑143



5.5.2由膜蛋白介導的跨膜轉運和能量轉換143



5.5.3膜脂和膜蛋白的動力學組成和更新144



5.5.4膜的生物力學144



5.5.5發展基於膜的各種技術144



小結144



思考題145



6生物氧化——生物能/146



6.1概述146



6.1.1生物氧化的方式146



6.1.2生物氧化反應與體外氧化反應的區別147



6.1.3線粒體的膜結構147



6.1.4參與生物氧化的酶類148



6.2線粒體呼吸鏈的電子傳遞與非線粒體氧化代謝150



6.2.1生物氧化還原與自由能變化150



6.2.2NADH呼吸鏈152



6.2.3FADH2呼吸鏈152



6.2.4電子傳遞復合物的組成與特性153



6.2.5ATP的生成機制154



6.2.6線粒體的穿梭繫統155



6.2.7氧化磷酸化的解偶聯和抑制劑158



6.2.8非線粒體氧化代謝159



6.3活性氧代謝物的產生及意義160



6.3.1活性氧代謝物的生成160



6.3.2活性氧代謝物的作用及傷害162



6.3.3體內活性氧代謝物的清除機制163



6.3.4體內活性氧代謝物增加的原因與防治措施165



6.4生物能與生物質能利用165



6.4.1能量的儲存與轉換165



6.4.2能荷166



6.4.3光合作用167



6.4.4生物質能的開發利用173



小結175



思考題176



7生物能的重要來源——糖代謝/177



7.1糖的概念及其分類177



7.1.1單糖177



7.1.2低聚糖180



7.1.3多糖180



7.2糖的消化與吸收181



7.2.1糖的消化182



7.2.2糖的吸收和轉運182



7.3糖的分解代謝182



7.3.1糖酵解途徑182



7.3.2糖的有氧氧化187



7.3.3磷酸戊糖途徑190



7.4糖原的合成與分解192



7.4.1糖原合成192



7.4.2糖原分解代謝193



7.5糖異生作用194



7.5.1糖異生途徑194



7.5.2糖異生的生理意義195



7.6血糖196



7.6.1血糖的來源和去路196



7.6.2血糖濃度的調節197



7.6.3糖代謝障礙與疾病197



7.6.4血糖濃度檢測198



7.7糖代謝途徑之間的聯繫199



小結200



思考題200



8生物能的輔助途徑——脂類代謝/202



8.1脂類的消化和吸收202



8.2脂肪的分解代謝203



8.2.1甘油三酯的分解代謝203



8.2.2甘油的分解代謝204



8.2.3脂肪酸的分解代謝204



8.2.4酮體的代謝208



8.3甘油三酯的合成代謝209



8.3.1磷酸甘油的合成209



8.3.2脂肪酸的合成代謝210



8.3.3甘油三酯的合成211



8.4其他脂類代謝212



8.4.1磷脂代謝212



8.4.2膽固醇代謝213



8.5血脂215



小結217



思考題217



9蛋白質的降解和氨基酸代謝/219



9.1蛋白質的消化吸收219



9.1.1蛋白質的消化與氮平衡219



9.1.2氨基酸的吸收和轉運220



9.2氨基酸的分解代謝221



9.2.1氨基酸的脫氨基作用222



9.2.2氨基酸的脫羧基作用225



9.3氨的轉運225



9.3.1谷氨酰胺轉氨途徑225



9.3.2丙氨酸-葡萄糖循環轉氨途徑226



9.4氨的代謝——尿素循環227



9.5α-酮酸的代謝230



9.6氨基酸代謝病231



9.7氨基酸的生物合成233



小結234



思考題235



10遺傳物質的合成與降解——核酸代謝/236



10.1核酸和核苷酸的分解代謝236



10.2核苷酸的生物合成238



10.2.1嘌呤核苷酸的合成238



10.2.2嘧啶核苷酸的合成240



10.2.3脫氧核苷酸的合成242



10.2.4輔酶核苷酸的生物合成243



10.3抗核苷酸代謝的物質244



小結245



思考題245



11生物反應的調節——生物調控/247



11.1概述247



11.2生物調控的基本物質248



11.2.1生物調控的信號物質248



11.2.2激素及調控作用機制251



11.3細胞-酶水平的調控255



11.3.1細胞結構的調控作用255



11.3.2酶的調控256



11.4化學調控與生物活性分子的設計266



11.4.1酶的化學激活和抑制267



11.4.2酶活性的化學調控與生物活性分子的設計267



小結268



思考題269



12生物化學的工業應用——工業生物技術/270



12.1生物質能源272



12.1.1燃料乙醇273



12.1.2沼氣275



12.1.3生物柴油277



12.1.4生物制氫278



12.2生物基化工產品280



12.2.11,3-丙二醇281



12.2.22,3-丁二醇285



12.2.3乳酸287



12.2.4丙烯酰胺288



12.2.5甘油289



12.2.6檸檬酸289



12.2.7可生物降解高分子材料289



小結291



思考題291



生物化學實驗/292



實驗一核酸的定量分析292



實驗二考馬斯亮藍法測定蛋白質含量294



實驗三質粒DNA的瓊脂糖凝膠電泳296



實驗四SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質分子量299



實驗五小牛腸堿性磷酸酶的提取及酶活測定302



實驗六酶聯免疫吸附實驗304



參考文獻/306



索引/307



二維碼索引/313