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1绪论1

1.1生物化学的含义1

1.1.1生物化学的基本概念1

1.1.2生物化学的课程性质2

1.1.3生物化学研究的对象和内容2

1.2生物化学在生命科学中的地位及对国民经济发展的作用3

1.2.1农业生产的基础研究依赖于生物化学的理论和方法3

1.2.2生物化学原理和技术促进轻工产品、生物药物的研究、开发与生产4

1.2.3生物化学促进对人或动物致病机制的认识，提高对疾病诊断的正确率4

1.2.4生物化学理论和方法有利于推动我国农副产品的加工产业4

1.2.5生物化学理论和方法对改善人类生存环境具有特殊意义4

1.3生物化学的创立与发展5

1.4生物化学的展望5

2糖类8

2.1糖类的基本概念8

2.2糖类的生物学功能8

2.2.1作为能源物质8

2.2.2作为合成生物体内重要代谢物质的碳架和前体9

2.2.3细胞中结构物质9

2.2.4参与分子和细胞特异性识别9

2.3糖的类型9

2.3.1单糖9

2.3.2寡糖11

2.3.3多糖12

3脂质18

3.1脂质的基本概念18

3.1.1脂质的概念与生物学功能18

3.1.2脂质的分类19

3.2脂肪酸19

3.3单纯脂质20

3.3.1三酰甘油20

3.3.2蜡21

3.4复合脂质21

3.4.1磷酸甘油酯21

3.4.2鞘磷脂24

3.5其他脂质24

3.5.1萜类24

3.5.2类固醇25

4蛋白质28

4.1蛋白质的元素组成28

4.2蛋白质的基本结构单位——氨基酸29

4.2.1氨基酸的分类29

4.2.2氨基酸的主要理化性质33

4.2.3氨基酸的分离分析38

4.3肽39

4.3.1肽与肽键39

4.3.2肽的理化性质40

4.3.3生物体内重要的肽40

4.4蛋白质的分子结构41

4.4.1蛋白质的一级结构41

4.4.2蛋白质的二级结构43

4.4.3超二级结构和结构域47

4.4.4蛋白质的三级结构48

4.4.5蛋白质的四级结构51

4.5蛋白质结构与功能的关系52

4.5.1蛋白质一级结构与功能的关系53

4.5.2蛋白质的高级结构与功能的关系55

4.6蛋白质的理化性质57

4.6.1蛋白质的相对分子质量57

4.6.2蛋白质的两性电离及等电点57

4.6.3蛋白质的胶体性质58

4.6.4蛋白质的沉淀反应58

4.6.5蛋白质的变性59

4.6.6蛋白质的颜色反应60

4.7蛋白质的分离、纯化与鉴定60

4.7.1蛋白质分离纯化的过程和一般原则60

4.7.2蛋白质分离纯化的一般方法61

4.7.3蛋白质相对分子质量的测定方法63

4.8 蛋白质组学简介64

4.8.1蛋白质组学研究的历史和背景64

4.8.2蛋白质组学研究的内容64

4.8.3蛋白质组学的研究技术64

4.8.4蛋白质组学的研究进展67

5核酸化学70

5.1核酸概述70

5.2核酸的结构单元——核苷酸71

5.2.1核苷酸的化学组成与命名71

5.2.2游离核苷酸及其衍生物73

5.3 DNA的分子结构75

5.3.1 DNA的一级结构75

5.3.2 DNA的二级结构77

5.3.3 DNA的三级结构81

5.4 RNA的分子结构与功能82

5.4.1 mRNA的结构82

5.4.2 tRNA的结构84

5.4.3 rRNA的结构84

5.4.4其他蛋白质非编码RNA85

5.5核酸的理化性质及提取分离87

5.5.1核酸的沉降性质87

5.5.2核酸的两性性质与核酸电泳87

5.5.3核酸的光学性质88

5.5.4核酸的变性与复性88

5.5.5核酸的提取90

5.6核酸的分析技术91

5.6.1核酸序列分析91

5.6.2 PCR技术94

5.6.3核酸分子杂交技术95

5.7基因与基因组97

5.7.1基因结构97

5.7.2基因组98

5.7.3基因组学简介101

5.8生物信息学103

5.8.1生物信息学的定义103

5.8.2生物信息学的研究内容104

6大分子复合物107

6.1糖与脂质的复合物107

6.1.1糖基甘油酯108

6.1.2鞘糖脂108

6.2糖与蛋白质的复合物110

6.2.1糖蛋白110

6.2.2蛋白聚糖112

6.3脂质与蛋白质的复合物113

6.3.1脂蛋白113

6.3.2生物膜115

6.4蛋白质与核酸的复合物124

6.4.1染色体124

6.4.2病毒126

7酶131

7.1概述131

7.1.1酶学研究的发展过程131

7.1.2酶的基本概念132

7.1.3酶的化学组成及简单分类132

7.1.4酶促反应的特点133

7.1.5酶的系统命名和分类135

7.2酶的结构和功能138

7.2.1酶的活性中心及结构特征138

7.2.2酶的作用机制139

7.3酶促反应动力学145

7.3.1酶促反应速率的基本概念146

7.3.2底物浓度对于酶促反应速率的影响146

7.3.3酶浓度对于酶促反应速率的影响150

7.3.4温度对酶促反应速率的影响150

7.3.5 pH对酶促反应速率的影响151

7.3.6激活剂对酶活性的影响152

7.3.7抑制剂对酶活性的影响152

7.4别构酶、同工酶和诱导酶158

7.4.1别构酶158

7.4.2同工酶160

7.4.3诱导酶162

7.5酶的分离纯化和活性测定方法162

7.5.1酶的分离纯化162

7.5.2酶的活力测定方法与比活力163

7.6 维生素与辅助因子165

7.6.1维生素及其分类165

7.6.2水溶性维生素及衍生的辅助因子166

7.6.3脂溶性维生素174

8生物氧化179

8.1概述179

8.1.1生物氧化的概念和特点179

8.1.2生物化学反应中自由能的变化180

8.1.3高能化合物184

8.2呼吸链187

8.2.1线粒体187

8.2.2电子传递链188

8.3氧化磷酸化195

8.3.1氧化磷酸化的概念195

8.3.2氧化磷酸化的机制195

8.3.3氧化磷酸化的解偶联和抑制200

8.3.4线粒体穿梭系统201

8.3.5植物线粒体内膜上的NADPH脱氢酶202

8.4其他末端氧化酶系统202

8.4.1多酚氧化酶/抗坏血酸氧化酶203

8.4.2乙醇酸氧化酶203

8.4.3过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶203

8.4.4加氧酶204

9糖类的分解代谢206

9.1双糖和多糖的降解207

9.1.1麦芽糖、蔗糖的降解207

9.1.2淀粉、糖原的降解208

9.1.3纤维素、果胶的降解209

9.2糖酵解211

9.2.1糖酵解的概念211

9.2.2糖酵解的化学历程211

9.2.3糖酵解途径的调控215

9.2.4糖酵解化学计量216

9.2.5糖酵解的生物学意义217

9.3丙酮酸的去路217

9.3.1丙酮酸的无氧代谢217

9.3.2丙酮酸的有氧代谢218

9.4三羧酸循环219

9.4.1三羧酸循环的化学历程219

9.4.2三羧酸循环的调控221

9.4.3三羧酸循环的化学计量223

9.4.4三羧酸循环的特点224

9.4.5三羧酸循环的生物学意义224

9.4.6草酰乙酸的回补225

9.5磷酸戊糖途径225

9.5.1磷酸戊糖途径的化学历程226

9.5.2磷酸戊糖途径的调控229

9.5.3磷酸戊糖途径的化学计量229

9.5.4磷酸戊糖途径的特点和生物学意义229

10糖类的合成代谢231

10.1光合作用232

10.1.1光合作用概述232

10.1.2光反应234

10.1.3卡尔文循环（C3途径）242

10.1.4 C4途径249

10.2糖异生作用252

10.2.1糖异生途径252

10.2.2糖酵解与糖异生作用的关系255

10.3蔗糖和多糖的生物合成257

10.3.1糖核苷酸的作用257

10.3.2蔗糖的生物合成259

10.3.3淀粉和糖原的生物合成259

10.3.4纤维素的生物合成264

10.3.5半纤维素的生物合成265

10.3.6果胶的生物合成265

10.4糖组学简介266

10.4.1糖链结构的多样性266

10.4.2糖类的生物功能267

10.4.3糖链结构研究方法267

11脂质代谢271

11.1脂肪的分解代谢271

11.1.1脂肪的水解272

11.1.2甘油代谢272

11.1.3脂肪酸的分解273

11.1.4酮体的代谢281

11.1.5乙醛酸循环282

11.2脂肪的合成代谢284

11.2.1甘油的生物合成284

11.2.2脂肪酸的生物合成285

11.2.3三酰甘油的生物合成292

11.3其他脂质的代谢293

11.3.1磷脂的降解与生物合成293

11.3.2糖脂的降解与生物合成295

11.3.3胆固醇的生物合成与转化297

12氨基酸和核苷酸代谢301

12.1氨基酸的分解代谢301

12.1.1氨基酸的分解与转化共同途径302

12.1.2氨基酸分解产物的去路306

12.1.3个别氨基酸的分解307

12.2由氨基酸转化为其他化合物310

12.2.1多胺310

12.2.2生物碱310

12.2.3氨基酸衍生的植物和动物激素311

12.3氨基酸的合成代谢312

12.3.1氮素循环312

12.3.2生物固氮312

12.3.3硝酸盐的还原作用313

12.3.4氨的同化作用314

12.3.5氨基酸的生物合成315

12.3.6一碳基团代谢321

12.3.7硫酸根还原322

12.4核苷酸的分解代谢325

12.4.1核苷酸的降解325

12.4.2嘌呤的分解325

12.4.3嘧啶的分解326

12.5核苷酸的生物合成327

12.5.1核糖核苷酸的生物合成327

12.5.2脱氧核糖核苷酸的生物合成333

13核酸的生物合成与降解337

13.1 DNA的生物合成337

13.1.1 DNA的半保留复制338

13.1.2原核生物DNA的复制339

13.1.3 DNA复制过程343

13.1.4真核生物DNA的复制346

13.2确保DNA复制忠实性的机制349

13.2.1采用DNA聚合酶催化聚合反应的保真机制349

13.2.2依赖DNA聚合酶3’→5’核酸外切酶活性的校对机制349

13.2.3使用RNA引物349

13.2.4错配修复系统349

13.3反转录作用349

13.3.1反转录酶350

13.3.2反转录过程350

13.3.3反转录的生物学意义351

13.4 DNA的突变351

13.4.1化学诱变351

13.4.2物理因素致突变352

13.5 DNA的损伤与修复352

13.5.1 DNA损伤的类型及产生的原因352

13.5.2修复的方式与机制353

13.6 RNA的生物合成356

13.6.1原核生物的转录356

13.6.2真核生物的转录359

13.6.3 RNA的转录后加工361

13.6.4 RNA的复制366

13.7核酸的酶促降解367

13.7.1核酸酶367

13.7.2脱氧核糖核酸酶368

13.7.3限制性内切酶369

14蛋白质的生物合成与降解372

14.1蛋白质的合成体系372

14.1.1 mRNA与遗传密码372

14.1.2 tRNA377

14.1.3核糖体377

14.1.4辅助因子379

14.2蛋白质的生物合成过程381

14.2.1原核生物蛋白质的生物合成过程381

14.2.2真核生物蛋白质的生物合成特点386

14.2.3蛋白质合成的抑制剂387

14.3肽链合成后的加工388

14.3.1多肽链的折叠388

14.3.2多肽链的修饰389

14.4蛋白质的定位389

14.4.1共翻译转移389

14.4.2翻译后转移391

14.5蛋白质的酶促降解392

14.5.1细胞内蛋白质降解的重要作用392

14.5.2细胞内蛋白质降解的机制393

15物质代谢的联系及其调控396

15.1物质代谢的相互联系396

15.1.1代谢由分解代谢与合成代谢组成397

15.1.2物质代谢之间的相互关系398

15.2酶活性的调节与控制401

15.2.1酶活性调节的类型401

15.2.2酶活性调节模式与效应404

15.3酶和蛋白质基因的表达与调节406

15.3.1原核生物酶基因的表达与调节406

15.3.2真核生物酶基因的表达与调节413

主要参考文献420