1绪论/1

1.1生物化学研究范畴1

1.2生物化学在生命科学中的地位3

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5

1.4生命中的水环境6

1.4.1水的性质6

1.4.2水分子对生物大分子的结构和性质的影响8

1.4.3缓冲溶液和生物体的缓冲体系9

1.5生物化学的发展前景10

1.5.1生命大分子物质的合成、结构与功能的研究10

1.5.2生物膜的研究11

1.5.3物质代谢调控的研究11

1.5.4生物工程的研究11

小结12

思考题12

2生命执行者——蛋白质/13

2.1氨基酸13

2.1.1氨基酸的结构14

2.1.2氨基酸的分类15

2.1.3氨基酸的性质18

2.1.4氨基酸的特征化学反应22

2.1.5非标准氨基酸24

2.1.6生物活性氨基酸25

2.2肽25

2.2.1肽和肽键25

2.2.2肽的性质27

2.2.3肽的化学合成28

2.2.4生物活性肽29

2.3蛋白质32

2.3.1蛋白质分类32

2.3.2蛋白质功能33

2.3.3蛋白质性质33

2.4蛋白质的四级结构35

2.4.1蛋白质的一级结构35

2.4.2蛋白质的二级结构36

2.4.3超二级结构和结构域40

2.4.4蛋白质的三级结构41

2.4.5蛋白质的四级结构42

2.4.6蛋白质折叠和结构预测42

2.4.7蛋白质的序列同源性与进化关系44

2.5蛋白质的氨基酸序列测定45

2.6蛋白质的结构与功能48

2.6.1肌红蛋白48

2.6.2血红蛋白50

2.6.3抗体54

2.7蛋白质的分离与纯化56

2.7.1依据蛋白质分子大小的分离纯化方法56

2.7.2依据蛋白质溶解度的分离纯化方法57

2.7.3依据蛋白质带电性的分离纯化方法58

2.7.4依据蛋白质吸附性质的分离纯化方法60

2.7.5蛋白质含量和纯度的测定60

2.8蛋白质药物研究61

小结62

思考题63

3生物催化剂——酶/64

3.1酶的命名、分类及组成64

3.1.1酶的命名64

3.1.2酶的分类及编号65

3.1.3酶的组成66

3.1.4辅酶67

3.1.5同工酶72

3.2酶的结构及催化特点73

3.2.1酶的结构73

3.2.2研究酶活性中心的方法73

3.2.3酶的催化特点74

3.3酶的催化机制75

3.3.1底物与酶的作用方式75

3.3.2酶催化作用机制76

3.3.3酶催化反应机制举例78

3.4酶的分离纯化及活力测定81

3.4.1酶的分离纯化81

3.4.2酶的活性测定81

3.4.3酶活表征82

3.5酶催化动力学82

3.5.1米氏方程82

3.5.2酶催化反应的影响因素84

3.6酶的抑制作用86

3.6.1酶催化反应的抑制作用和类型86

3.6.2可逆抑制作用动力学88

3.7酶工程91

3.7.1人工酶和模拟酶91

3.7.2酶工程应用92

3.8酶的应用96

小结99

思考题99

4生命密码——核酸/100

4.1核酸的分类和组成101

4.1.1核酸的分类101

4.1.2核酸的组成101

4.2核酸的结构104

4.2.1DNA的结构104

4.2.2RNA的结构107

4.3核酸的物理化学性质110

4.3.1核酸的理化性质110

4.3.2核酸的水解111

4.3.3核酸的紫外吸收111

4.3.4核酸的变性、复性和杂交111

4.4核酸研究方法113

4.4.1核酸的分离纯化113

4.4.2核酸含量的测定114

4.5核酸序列的测定及化学合成115

4.5.1末端终止法115

4.5.2化学降解法115

4.5.3核酸的化学合成116

4.6核酸的生物功能117

4.6.1复制118

4.6.2转录119

4.6.3翻译120

4.6.4加工与修饰122

4.7核酸的应用技术123

4.7.1重组DNA技术123

4.7.2聚合酶链反应技术124

4.7.316S rRNA技术125

4.7.4分子杂交技术125

4.7.5核糖核酸干扰技术125

4.7.6反义核酸技术126

4.7.7核酸疫苗126

4.7.8基因芯片技术126

4.7.9生物信息学127

4.8基因、基因组及基因组学127

4.9DNA畸变与遗传病128

小结129

思考题130

5生命单元——细胞/132

5.1细胞的结构与功能132

5.1.1细胞的发现132

5.1.2细胞的分类133

5.1.3细胞的结构与功能133

5.2生物膜的组成与结构136

5.2.1生物膜的组成136

5.2.2生物膜的结构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膜蛋白与膜脂的相互作用142

5.4生物膜与疾病142

5.4.1生物膜与恶性肿瘤142

5.4.2高血压病143

5.5生物膜的研究热点143

5.5.1信号转导途径143

5.5.2由膜蛋白介导的跨膜转运和能量转换143

5.5.3膜脂和膜蛋白的动力学组成和更新144

5.5.4膜的生物力学144

5.5.5发展基于膜的各种技术144

小结144

思考题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生物氧化反应与体外氧化反应的区别147

6.1.3线粒体的膜结构147

6.1.4参与生物氧化的酶类148

6.2线粒体呼吸链的电子传递与非线粒体氧化代谢150

6.2.1生物氧化还原与自由能变化150

6.2.2NADH呼吸链152

6.2.3FADH2呼吸链152

6.2.4电子传递复合物的组成与特性153

6.2.5ATP的生成机制154

6.2.6线粒体的穿梭系统155

6.2.7氧化磷酸化的解偶联和抑制剂158

6.2.8非线粒体氧化代谢159

6.3活性氧代谢物的产生及意义160

6.3.1活性氧代谢物的生成160

6.3.2活性氧代谢物的作用及伤害162

6.3.3体内活性氧代谢物的清除机制163

6.3.4体内活性氧代谢物增加的原因与防治措施165

6.4生物能与生物质能利用165

6.4.1能量的储存与转换165

6.4.2能荷166

6.4.3光合作用167

6.4.4生物质能的开发利用173

小结175

思考题176

7生物能的重要来源——糖代谢/177

7.1糖的概念及其分类177

7.1.1单糖177

7.1.2低聚糖180

7.1.3多糖180

7.2糖的消化与吸收181

7.2.1糖的消化182

7.2.2糖的吸收和转运182

7.3糖的分解代谢182

7.3.1糖酵解途径182

7.3.2糖的有氧氧化187

7.3.3磷酸戊糖途径190

7.4糖原的合成与分解192

7.4.1糖原合成192

7.4.2糖原分解代谢193

7.5糖异生作用194

7.5.1糖异生途径194

7.5.2糖异生的生理意义195

7.6血糖196

7.6.1血糖的来源和去路196

7.6.2血糖浓度的调节197

7.6.3糖代谢障碍与疾病197

7.6.4血糖浓度检测198

7.7糖代谢途径之间的联系199

小结200

思考题200

8生物能的辅助途径——脂类代谢/202

8.1脂类的消化和吸收202

8.2脂肪的分解代谢203

8.2.1甘油三酯的分解代谢203

8.2.2甘油的分解代谢204

8.2.3脂肪酸的分解代谢204

8.2.4酮体的代谢208

8.3甘油三酯的合成代谢209

8.3.1磷酸甘油的合成209

8.3.2脂肪酸的合成代谢210

8.3.3甘油三酯的合成211

8.4其他脂类代谢212

8.4.1磷脂代谢212

8.4.2胆固醇代谢213

8.5血脂215

小结217

思考题217

9蛋白质的降解和氨基酸代谢/219

9.1蛋白质的消化吸收219

9.1.1蛋白质的消化与氮平衡219

9.1.2氨基酸的吸收和转运220

9.2氨基酸的分解代谢221

9.2.1氨基酸的脱氨基作用222

9.2.2氨基酸的脱羧基作用225

9.3氨的转运225

9.3.1谷氨酰胺转氨途径225

9.3.2丙氨酸-葡萄糖循环转氨途径226

9.4氨的代谢——尿素循环227

9.5α-酮酸的代谢230

9.6氨基酸代谢病231

9.7氨基酸的生物合成233

小结234

思考题235

10遗传物质的合成与降解——核酸代谢/236

10.1核酸和核苷酸的分解代谢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脱氧核苷酸的合成242

10.2.4辅酶核苷酸的生物合成243

10.3抗核苷酸代谢的物质244

小结245

思考题245

11生物反应的调节——生物调控/247

11.1概述247

11.2生物调控的基本物质248

11.2.1生物调控的信号物质248

11.2.2激素及调控作用机制251

11.3细胞-酶水平的调控255

11.3.1细胞结构的调控作用255

11.3.2酶的调控256

11.4化学调控与生物活性分子的设计266

11.4.1酶的化学激活和抑制267

11.4.2酶活性的化学调控与生物活性分子的设计267

小结268

思考题269

12生物化学的工业应用——工业生物技术/270

12.1生物质能源272

12.1.1燃料乙醇273

12.1.2沼气275

12.1.3生物柴油277

12.1.4生物制氢278

12.2生物基化工产品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柠檬酸289

12.2.7可生物降解高分子材料289

小结291

思考题291

生物化学实验/292

实验一核酸的定量分析292

实验二考马斯亮蓝法测定蛋白质含量294

实验三质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳296

实验四SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量299

实验五小牛肠碱性磷酸酶的提取及酶活测定302

实验六酶联免疫吸附实验304

参考文献/306

索引/307

二维码索引/313