生物化学原理 第2版 张楚富 高等教育出版社 9787040299786

 

生物化学原理(第2版)

 

作者：张楚富

 

定价：69.00元

 

ISBN：978-7-04-029978-6

 

版面字数：1300.000千字

 

开本：16开

 

全书页数：643页

 

装帧形式：平装

 

重点项目：暂无

 

出版时间：2011-02-15

 

读者对象：高等教育

 

一级分类：生物科学

 

二级分类：生物化学

 

 

 

 

 

 

 

图书简介

 

《生物化学原理》一书自第1版出版发行以来，受到读者的欢迎。此次修订结合编者长期从事生物化学教学与研究的积淀和武汉大学“生物化学”国家精品课程建设经验，并参考国外著名的教科书，在内容上做了较大的调整、更新和补充，许多章节都是重新编写。第2版新增“生物膜与物质转运”、“信号转导”两章，“代谢总论”和“生物能学”两章合并构成新的“代谢总论”一章，并把“物质代谢调节和激素的作用机制”一章的相关内容并入相关章节。

 

第2版具有以下特点：① 篇幅适度，内容基础且新颖，便于学生阅读、理解和掌握生物化学基本原理；② 重点突出，点线结合，以点带面；③ 凸显生物化学的生命性，强调章节与章节之间的联系，有利于培养学生科学思维能力和对知识的综合、分析与运用。

 

 

 

 

 

 

 

目录

 

前辅文

第一章 生物化学导论

第一节 生物机体是由生物分子构成的

一、生物分子

（一） 生物分子是含碳的化合物

（二） 生物分子是分级的

二、细胞是构成生命的基本单位

三、生物大分子含有生命的信息

（一） 生物大分子及其构件具有方向性

（二） 蛋白质（包括酶）和核酸是生物信息分子

（三） 生物大分子具有特征性的三维构象

（四） 非共价作用力维持生物大分子的结构

（五） 结构互补性决定生物分子的相互作用并影响生命的状态

（六） 生命的活动限制在一个窄小的环境范围内

第二节 水是生命的载体

一、水的分子结构

二、水在生物化学中的重要性

三、水的溶剂特性

四、非极性物质的疏水相互作用与自由能的变化

五、两性化合物

六、溶质对水的性质的影响

七、水的离子化

八、酸碱化学

（一） 酸是质子的供体

（二） 酸的强度

（三） 溶液的pH由酸和碱的相对浓度决定

九、缓冲系统

第三节 生物化学与其他学科的关系

一、生物化学与化学、物理学和数学的关系

二、生物化学与生物学其他学科的关系

三、“生物化学”学什么？如何学？

（一） 学什么？

（二） 如何学？

本章小结

习题

第二章 氨基酸与蛋白质

第一节 氨基酸

一、氨基酸的种类和结构

（一） 氨基酸的结构共性

（二） 氨基酸侧链结构差异与分类

（三） 氨基酸名称的缩写符号

二、“非标准”氨基酸

三、氨基酸的构型

四、氨基酸的紫外吸收性质

五、氨基酸的酸碱性质

（一） 氨基酸的两性解离性质

（二） 氨基酸的酸碱滴定曲线

（三） 滴定曲线可以预示氨基酸的电荷变化

第二节 氨基酸分离和分析

一、氨基酸的电泳分离

二、离子交换层析是分离氨基酸的有效方法

第三节 肽和蛋白质

一、肽、肽键和肽链

二、肽和蛋白质的解离性质

三、生物活性肽

四、蛋白质结构与功能研究的内容

第四节 蛋白质的分离

一、蛋白质的溶解性质与盐析分离

二、离子交换柱层析是分离蛋白质的有效方法

三、疏水（相互作用）层析

四、凝胶过滤层析是纯化蛋白质的常用方法

五、蛋白质的配体专一性与亲和层析分离

六、电泳技术是分析和鉴定蛋白质的有效方法

（一） 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳

（二） SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDSPAGE）

（三） 双向电泳

（四） 毛细管电泳

（五） 电泳后的蛋白质检测

第五节 蛋白质的一级结构测定

一、一级结构测定所涉及的内容和方法

（一） 末端分析

（二） 二硫键的拆开

（三） 氨基酸组成分析

（四） 肽链的部分水解

（五） 肽碎片的氨基酸序列分析

（六） 片段重叠，重构完整肽链的氨基酸顺序

二、测定蛋白质基因的序列可推出蛋白质的一级结构

三、蛋白质一级结构测定的生物学意义

（一） 蛋白质氨基酸序列的进化

（二） 基因复制和蛋白质家族

（三） 序列分析可以揭示蛋白质一级结构的个体差异

第六节 蛋白质组学

一、蛋白质组和蛋白质组学的基本概念

二、组成蛋白质组学和比较蛋白质组学

三、蛋白质组学的研究方法

（一） 样品制备

（二） 样品分离

（三） 图像分析

（四） 蛋白质鉴定分析

（五） 蛋白质组生物信息学

本章小结

习题

第三章 蛋白质的空间结构与功能

第一节 研究蛋白质空间结构的方法

一、X射线晶体衍射法是研究蛋白质空间结构的主要方法

二、核磁共振光谱法研究液态蛋白质的构象

第二节 构筑蛋白质结构的基本要素

一、肽基的结构

二、多肽链主链的构象可以用扭角来描述

三、多肽允许的构象可以用拉氏图预测

四、α螺旋是有规律的主链构象

五、β结构也是有规律的主链构象

六、转角和环形结构

（一） β转角

（二） 环形构象

（三） 无序结构

第三节 纤维状蛋白——细胞和组织的结构物质

一、α角蛋白——卷曲螺旋

二、丝心蛋白

三、胶原蛋白

第四节 球状蛋白和三级结构

一、三级结构的某些特征

（一） α螺旋和β折叠是球状蛋白质的基本结构要素

（二） 氨基酸残基侧链基团的定位随极性的不同而变化

二、超二级结构和结构域

（一） 超二级结构

（二） 结构域

三、蛋白质基元或结构域是蛋白质结构分类的基础

四、三级结构的比较能揭示进化上的相互关系

五、蛋白质折叠

（一） 多肽链的折叠是一个自然的和有序的过程

（二） 蛋白质折叠需要辅助蛋白

六、推动蛋白质特定构象形成和稳定的作用力

（一） 疏水作用

（二） 氢键

（三） 静电相互作用

（四） 二硫键

七、蛋白质的一级结构决定它的三维结构

（一） 蛋白质变性导致空间构象破坏和生物活性丧失

（二） 复性实验证明蛋白质空间构象是由其一级结构决定的

（三） 蛋白质结构预测

第五节 寡聚体蛋白质与四级结构

一、四级结构研究的内容

二、寡聚体蛋白质的对称性

三、亚基组成的测定

（一） 杂交法提供四级结构的信息

（二） 交联法

四、寡聚体蛋白质存在的意义

（一） 提高蛋白质的稳定性

（二） 亚基汇聚形成酶的活性部位

（三） 协同性

（四） 遗传上的经济性和有效性

第六节 蛋白质的构象与功能的关系

一、血红蛋白和肌红蛋白的生理功能

二、血红蛋白和肌红蛋白的结构特点

（一） 肌红蛋白的结构

（二） 血红蛋白的结构

三、血红蛋白和肌红蛋白的氧合曲线

（一） 氧合曲线的比较

（二） 氧合曲线的不同反映出生理环境的差异

四、协同效应产生的原因

（一） 氧合和脱氧血红蛋白有不同的构象

（二） 协同效应的机制

五、H+和CO2能促进血红蛋白氧的解离

（一） 波尔效应促进氧的转运

（二） 波尔效应产生的原因

（三） CO2影响血红蛋白氧结合力的机制

六、二磷酸甘油酸对O2结合的影响

七、镰状细胞贫血源于脱氧红蛋白的聚集

本章小结

习题

第四章 酶

第一节 酶的基本性质

一、酶是生物催化剂

二、酶能加快化学反应的速度

三、酶不能改变反应的平衡

四、酶的催化反应具有专一性

五、酶的组成和酶的辅助因子

(一) 酶是蛋白质

（二） 许多酶的催化反应需要辅助因子

（三） 酶的活性部位

六、某些RNA具有催化活性

第二节 酶的命名与分类

一、酶的命名

二、酶的分类

第三节 酶反应动力学

一、化学反应动力学

（一） 化学反应级数与速度方程

（二） 活化能与速度常数的关系

二、酶活性与酶的反应速度

（一） 酶活性可用酶的反应速度表示

（二） 酶的比活性

三、酶反应基本动力学

（一） 米氏方程反映底物浓度与酶反应速度间的定量关系

（二） 米氏常数的含义和意义

（三） 双倒数作图求解Km和Vmax

（四） Vmax、Km和反应级数的关系

（五） 转换数

（六） kcat/Km是比较催化效率的最好参数

四、双底物酶促反应动力学

（一） 顺次反应

（二） 乒乓反应

（三） 动力学方法可以区分双底物反应机制

五、pH对酶活性的影响

六、温度对酶活性的影响

第四节 酶的抑制作用

一、可逆抑制剂同酶的结合是非共价的

（一） 竞争性抑制剂只同自由的酶结合

（二） 反竞争性抑制剂只能同ES结合

（三） 非竞争性抑制剂既能同酶结合又能同ES结合

二、不可逆抑制剂与酶共价结合

三、抑制剂的应用

（一） 抑制剂的应用为酶的催化提供重要的信息

（二） 抑制剂在临床上的应用

第五节 酶的作用机制

一、酶的底物专一性是酶的基本属性

（一） 酶底物复合物的存在是可检测的

（二） 结构互补性是酶的专一性的基础

二、酶和底物间的结合能是催化反应的重要因素

（一） 酶与底物转换态的相互作用处在最适状态

（二） 转换态类似物实验证实酶能使转换态稳定

（三） ES复合物向EX复合物转变伴随着熵减和去稳定

三、底物与酶的邻近极大地有利于酶促反应

四、酶功能基团催化

（一） 酸碱催化

（二） 共价催化

五、溶菌酶的作用机制

（一） 溶菌酶的结构以及与底物的结合

（二） 溶菌酶的催化机制

六、丝氨酸蛋白酶类的结构特点与作用机制

（一） 丝氨酸蛋白酶类的结构特点

（二） 胰凝乳蛋白酶的作用机制

（三） 丝氨酸蛋白酶进化上的关系

七、天冬氨酸蛋白酶类的结构特点与作用机制

（一） 天冬氨酸蛋白酶类的结构特点

（二） 天冬氨酸蛋白酶的作用机制

（三） HIV蛋白酶是一种天冬氨酸蛋白酶

第六节 酶活性的调节

一、酶原的激活

二、 同工酶在代谢转换中的作用

三、多酶复合物和多功能酶

（一） 多酶复合物

（二） 多功能酶

四、别构酶与代谢途径活性的调节

（一） 别构酶与别构效应

（二） 调节物

（三） 别构酶的动力学特征

（四） 构象态的改变是别构酶亚基之间的通讯联系的基础

五、共价修饰也是酶活性调节的重要方式

本章小结

习题

第五章 核酸

第一节 核苷酸是核酸的构件单位

一、核苷酸是由碱基、戊糖和磷酸组成

（一） 含氮碱

（二） 核苷

二、DNA和RNA中的核苷酸

（一） RNA和DNA中的核苷酸类别

（二） 细胞内游离的核苷酸及核苷酸衍生物

三、紫外吸收特性

四、核苷酸的解离性质

五、多聚核苷酸是核苷酸的聚合体

第二节 DNA的结构

一、DNA分子的碱基组成特征

二、DNA双螺旋结构

（一） WatsonCrick双螺旋结构模型

（二） 维持DNA双螺旋结构稳定的作用力

（三） DNA其他形式的螺旋结构

（四） DNA分子的线形或环形结构

三、DNA的构象柔性

四、DNA的超螺旋结构

（一） DNA的拓扑异构体

（二） 拓扑异构酶能改变DNA的连环数

五、DNA结构与功能的关系

（一） DNA是遗传物质

（二） 基因是DNA分子上的一段序列

（三） DNA双螺旋结构提供了遗传信息传递的基础

（四） 基因指导蛋白质合成

第三节 DNA序列与基因组织结构特征

一、DNA限制性内切酶

（一） DNA的限制与修饰

（二） 限制性内切酶与限制性图谱

（三） 限制性内切酶与重组体DNA

二、DNA的核苷酸序列测定

（一） 链终止法

（二） DNA序列的自动化测定

三、DNA序列和基因结构的某些特征

（一） 基因重叠

（二） 基因中的插入序列

（三） 重复序列

（四） 回文结构和镜像结构

第四节 RNA的结构特征

一、信使RNA的结构特征

（一） 多顺反子mRNA

(二) 非翻译区和ShineDalgarno序列

（三） 真核生物mRNA的末端修饰结构

二、转移RNA的结构特征

（一） tRNA的二级结构

（二） tRNA的三级结构

三、核糖体RNA

（一） 核糖体的组成

（二） rRNA的结构

第五节 核酸的性质

一、核酸的黏性

二、核酸的溶解性质

三、核酸的紫外吸收特性

四、核酸的沉降特性和密度特征

五、DNA的变性与复性

（一） DNA的变性

（二） DNA的复性

（三） 分子杂交与DNA印迹

第六节 核酸的水解

一、核酸的酸水解

二、核酸的碱水解

三、核酸的酶水解

（一） 核酸酶的专一性

（二） 核糖核酸酶

（三） 脱氧核糖核酸酶

（四） 核酸外切酶

本章小结

习题

第六章 糖类的结构和生物学功能

第一节 糖类概述

一、糖类的化学本质

二、糖类的命名和分类

三、糖类的生物学功能

第二节 单糖的种类、结构和性质

一、单糖结构及构型

（一） 单糖直链结构

（二） 单糖的D构型及L构型

（三） 单糖环状结构

（四） 单糖构象

二、单糖的物理性质

三、单糖的化学性质

（一） 单糖的氧化

（二） 单糖与溴水、稀硝酸的反应

（三） 单糖的还原

（四） 单糖的成脎作用

（五） 单糖的异构化作用

（六） 由半缩醛羟基和醇羟基产生的反应

四、生物体内重要的单糖衍生物

（一） 氨基糖

（二） 醛糖酸、糖二酸和糖醛酸

（三） 单糖羰基还原物——糖醇

（四） 单糖其他衍生物

第三节 双糖

一、双糖的结构及命名

（一） 双糖的结构

（二） 双糖的命名

二、几种常见的双糖

（一） 还原性双糖

（二） 非还原性双糖

第四节 多糖

一、淀粉的结构和功能

（一） 淀粉的组成和结构

（二） 淀粉的酸水解和酶水解

二、糖原的结构和功能

（一） 糖原的组成和结构

（二） 糖原的功能

三、纤维素和几丁质的结构

四、杂多糖

（一） 肽聚糖

（二） 糖胺聚糖

第五节 蛋白聚糖、糖蛋白和糖脂

一、蛋白聚糖的组成、结构和功能

二、糖蛋白的组成、结构和功能

三、糖共接物的寡糖链含有重要的信息

（一） 糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用

（二） 糖链影响糖蛋白的分泌和稳定性

（三） 糖链参与分子识别和细胞识别

（四） 糖链对于糖蛋白的生物活性至关重要

本章小结

习题

第七章 脂质

第一节 三酰甘油

一、脂肪酸

二、三酰甘油的结构和类型

三、三酰甘油的性质

（一） 三酰甘油的物理性质

（二） 三酰甘油的化学性质

四、三酰甘油的功能

（一） 贮存能量

（二） 抵御低温的屏障

第二节 磷脂

一、甘油磷脂

（一） 甘油磷脂的种类和结构

（二） 细胞内重要的甘油磷脂及其功能

二、神经鞘磷脂

（一） 神经鞘磷脂的结构

（二） 神经鞘磷脂的功能

三、磷脂的性质

（一） 甘油磷脂的性质

（二） 鞘磷脂的性质

第三节 糖脂

一、鞘糖脂

（一） 鞘糖脂的结构和分类

（二） 鞘糖脂的功能

二、甘油糖脂

第四节 甾醇类化合物

一、胆甾醇

（一） 胆甾醇的结构和性质

（二） 胆甾醇在生物体内的转化

（三） 食物中的胆甾醇

二、麦角甾醇

（一） 麦角甾醇的结构和性质

（二） 麦角甾醇的功能

本章小结

习题

第八章 生物膜与物质转运

第一节 生物膜的结构与特点

一、膜的组成

（一） 膜脂的种类

（二） 膜脂的多态性

（三） 膜蛋白

（四） 糖

二、膜结构的特点

（一） 膜组分的不对称性

（二） 膜的流动性

第二节 物质的跨膜转运

一、被动运输

（一） 简单扩散

（二） 膜蛋白参与的协助扩散

二、主动运输

（一） 由ATP直接提供能量的初级主动转运

（二） 次级主动转运

（三） 其他一些独特的运输方式

本章小结

习题

第九章 信号转导

第一节 信号受体

一、受体的类型与结构特征

（一） 离子通道型受体

（二） 酶偶联型受体

（三） G蛋白偶联型受体

（四） 与靶基因作用的激素受体及效应元件

二、信号与受体的相互作用

第二节 G蛋白在信号转导中的作用

一、G蛋白的结构及其类型

（一） G蛋白的结构

（二） G蛋白的种类

二、G蛋白与信号转导

（一） G蛋白的激活

（二） G蛋白与第二信使的产生

三、蛋白激酶

（一） 蛋白激酶A

（二） 蛋白激酶G

（三） 蛋白激酶C

四、小G蛋白家族在信号转导中的作用

第三节 细胞内的信号转导

一、环腺苷酸是多种信号分子的第二信使

（一） cAMP的发现及第二信使学说的提出

（二） Gs蛋白与腺苷酸环化酶的激活和cAMP的产生

（三） 蛋白激酶A在信号转导中的作用

二、肌醇三磷酸（IP3）和1,2二酰甘油（DAG）——双信使系统

三、钙离子也是多种信号转导中的第二信使

（一） 钙信号的产生与终止

（二） 钙结合蛋白

（三） Ca2+/CaM介导的信号转导过程

第四节 酪氨酸蛋白激酶受体及其信号转导

一、胰岛素受体是酪氨酸专一的蛋白激酶

二、受体鸟苷酸环化酶催化cGMP的产生

（一） cGMP也是细胞内的第二信使

（二） 鸟苷酸环化酶的受体和环化酶的双重身份

第五节 激素信号转导

一、激素分泌是受到控制的

二、激素作用的特征

（一） 激素作用的一般特征

（二） 激素的作用方式和在生物体中的功能

三、含氮激素的信号转导

四、甾醇类激素信号转导的基本程序

第六节 微生物和植物的信号系统

一、细菌双组分信号转导系统

二、植物信号系统

（一） 植物中的乙烯信号转导途径

（二） 植物中的光信号转导途径

本章小结

习题

第十章 代谢总论

第一节 生物圈构筑了生物间的依存关系

一、代谢的多样性反映生物的多样性

二、生物圈中的代谢循环

（一） 能量的流动与碳和氧循环

（二） 氮循环

第二节 代谢由分解代谢和合成代谢组成

一、分解代谢

二、合成代谢

三、合成代谢和分解代谢不是相互排他的

四、代谢途径是受到控制的

（一） 代谢反应速度的热力学考虑

（二） 限速反应步骤控制代谢物的流量

（三） 控制代谢反应速度的几种方式

第三节 代谢与生物能学

一、生物能学的热力学定律

（一） 细胞需要自由能

（二） 生物能的转换服从热力学定律

二、化学反应中自由能的变化

（一） 化学反应中的标准自由能的变化与平衡常数

（二） 标准自由能的变化可以预示化学反应的方向

（三） 实际的自由能的变化取决于反应物和产物的浓度

（四） 化学反应中标准自由能的变化是可以相加的

第四节 有机物氧化是细胞重要的能量来源

一、氧化还原反应与氧化还原电势

（一） 氧化还原反应

（二） 标准氧化还原电势

（三） 非标准氧化还原电势

二、氧化还原电势与自由能变化的关系

三、脱氢反应是生物氧化的主要形式

（一） 电子转移的形式

（二） 脱氢反应是体内氧化还原反应的主要形式

四、生物氧化还原反应的电子载体

（一） NAD＋是生物氧化反应中的主要电子载体

（二） FMN和FAD也是重要的电子载体

第五节 ATP与磷酸基的转移

一、生物体内的高能磷酸化合物

二、ATP水解时标准自由能变化

（一） ATP能量循环联系着细胞产能反应和需能反应

（二） ATP水解释放很高的自由能

三、ATP具有较高的磷酸基转移势

第六节 研究代谢的方法

一、追踪代谢物去向

二、代谢系统的扰乱

第七节 代谢组学的研究

一、代谢组学的研究方法和研究程序

（一） 样品制备

（二） 数据采集

（三） 数据的分析及解释

二、代谢组学的应用

（一） 代谢组学在疾病诊断中的应用

（二） 代谢组学在生理和病理中的应用

（三） 代谢组学在新药的毒理研究及安全性评价中的应用

（四） 代谢组学在微生物领域中的应用

（五） 代谢组学在研究基因功能中的应用

本章小结

习题

第十一章 糖酵解和磷酸戊糖途径

第一节 糖酵解

一、糖酵解的反应历程

（一） 葡萄糖（六碳糖）转变成磷酸丙糖（三碳糖）

（二） 甘油醛3磷酸转变成丙酮酸

二、糖酵解反应的化学计量

三、丙酮酸在无氧下的代谢去向

（一） 乳酸的生成

（二） 酒精发酵

四、2,3二磷酸甘油酸的代谢

五、果糖、甘露糖、半乳糖等己糖可转变成糖酵解中间物

（一） 果糖有两种不同的途径进入糖酵解途径

（二） 甘露糖进入糖酵解途径

（三） 半乳糖进入糖酵解途径

第二节 糖酵解的调节

一、磷酸果糖激酶处在糖酵解的最关键控制部位

二、己糖激酶的活性调节

三、丙酮酸激酶的活性调节

四、转运载体对葡萄糖进出组织细胞的控制

五、肿瘤细胞糖酵解与肿瘤细胞的定位

第三节 磷酸戊糖途径

一、磷酸戊糖途径的基本过程

（一） 葡萄糖6磷酸的氧化以及NADPH和5磷酸核酮糖的生成

（二） 戊糖磷酸酯的相互转变和碳链的裂解与形成

（三） 磷酸戊糖途径的化学计量

二、磷酸戊糖途径存在的意义

三、转酮醇酶和转醛醇酶使磷酸戊糖途径与糖酵解途径相联系

四、葡萄糖6磷酸脱氢酶控制着磷酸戊糖途径运转

五、葡萄糖6磷酸代谢去向取决于细胞的需要

本章小结

习题

第十二章 柠檬酸循环

第一节 丙酮酸的氧化

一、丙酮酸脱氢酶复合物的结构

二、丙酮酸脱氢酶复合物催化的反应

三、辅酶A是重要的酰基载体

第二节 柠檬酸循环的反应与调节

一、柠檬酸循环的发现

二、柠檬酸循环的酶促反应

（一） 柠檬酸的生成

（二） 异柠檬酸的形成

（三） 异柠檬酸的氧化脱羧

（四） α酮戊二酸的氧化脱羧反应

（五） 琥珀酰CoA转变成琥珀酸

（六） 琥珀酸氧化形成延胡索酸

（七） 延胡索酸的水合反应

（八） 草酰乙酸的生成

三、柠檬酸循环是二碳单位氧化和还原型辅酶产生的主要途径

四、柠檬酸循环为细胞活动提供了有效的能量保障

（一） 柠檬酸循环是产生能量的主要途径

（二） 柠檬酸循环也是其他有机物完全氧化的主要途径

五、柠檬酸循环的双向功能

六、柠檬酸循环中间物的回补

（一） 丙酮酸羧化成草酰乙酸

（二） 磷酸烯醇式丙酮酸转变成草酰乙酸

（三） 苹果酸酶催化丙酮酸羧化为苹果酸

第三节 柠檬酸循环的调节

一、丙酮酸脱氢酶复合物活性的调节

（一） 别构调节

（二） 共价修饰调节

二、柠檬酸循环的活性控制

第四节 乙醛酸途径

一、乙醛酸途径代谢过程

二、乙醛酸途径存在的意义

本章小结

习题

第十三章 电子传递与氧化磷酸化

第一节 线粒体的结构与功能

一、线粒体的形态和结构

二、线粒体的跨膜转运系统

（一） 细胞溶质（胞液）还原辅酶的跨膜转运

（二） ADPATP转运载体

第二节 电子传递链

一、电子传递链及其组成

（一） 烟酰胺腺嘌呤核苷酸

（二） 黄素蛋白

（三） 铁硫蛋白

（四） 辅酶Q

（五） 细胞色素

二、电子传递链的组织结构及其电子传递

（一） 复合物Ⅰ催化电子从NADH转移到辅酶Q

（二） 复合物Ⅱ催化电子从琥珀酸向CoQ转移

（三） 复合物Ⅲ催化电子从CoQH2向细胞色素c转移

（四） 复合物Ⅳ催化电子从细胞色素c转移至氧分子

三、电子传递抑制剂揭示电子传递的顺序

四、电子传递复合物联合形成呼吸体

五、电子的传递存在产生活性氧的危险

第三节 氧化磷酸化

一、化学渗透学说

二、解偶联实验证实ATP的合成需要跨膜的质子梯度

三、ATP合酶催化ATP的合成

（一） ATP合酶的结构

（二） ATP合成的机制

四、P/O比

第四节 氧化磷酸化的控制

一、氧化磷酸化的速度取决于细胞对ATP的需要

二、ATP的合成与物质分解代谢是共调节的

三、解偶联蛋白调节热量的产生

本章小结

习题

第十四章 糖异生作用和糖原代谢

第一节 糖异生作用

一、糖异生作用的前体

二、动物的肝和肾是糖异生作用的主要场所

三、糖异生作用的途径

（一） 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸

（二） 糖异生作用的代谢物跨膜转运

（三） 糖异生作用需要果糖1,6二磷酸酶和葡萄糖6磷酸酶

四、糖异生作用的能量消耗

五、Cori循环

第二节 糖异生作用的调节

一、细胞能量水平决定糖异生和糖酵解的活性

（一） 丙酮酸羧化酶和丙酮酸激酶是交互调节的重要控制点

（二） 果糖1,6二磷酸酶和磷酸果糖激酶也是糖异生的重要控制点

（三） 果糖2,6二磷酸对糖异生和糖酵解的控制

（四） 葡萄糖6磷酸酶和葡萄糖激酶的控制

二、底物循环提供了代谢控制的机制

第三节 糖原的降解

一、糖原磷酸化酶催化糖原的磷酸解

二、糖原磷酸化酶的结构和作用机制

三、糖原脱支酶是一种双功能酶

四、葡萄糖1磷酸转变成葡萄糖6磷酸

五、葡萄糖6磷酸的去向

第四节 糖原的合成

一、UDP葡萄糖是糖基转移的活泼形式

二、糖原合酶催化的反应需要引物

（一） 糖原合酶是催化糖原合成的主要的酶

（二） 糖原蛋白能催化新引物的合成

三、糖原分支酶催化分支的产生

第五节 糖原代谢的调节

一、糖原磷酸化酶的活性调节

（一） 肌糖原磷酸化酶的别构调节

（二） 肌糖原磷酸化酶的共价修饰调节

（三） 肝糖原磷酸化酶的别构调节

二、糖原合酶的活性调节

三、糖原磷酸化和糖原合酶的级联调节

（一） 依赖于cAMP的蛋白激酶系统

（二） 磷蛋白磷酸酶1逆转蛋白激酶对糖原代谢的调节效应

（三） 磷蛋白磷酸酶1和糖原合酶激酶介导胰岛素的效应

本章小结

习题

第十五章 光合作用

第一节 叶绿体是光合作用的部位

一、叶绿体的结构和功能

二、光的吸收

（一） 叶绿素为光合作用吸收光能

（二） 辅助色素扩大了光吸收的范围

第二节 光反应

一、光合单位、光化学反应中心与光系统

二、光推动电子从H2O流向PSⅡ

（一） P680的激发与电荷分离形成P680+

（二） P680+接收电子后回复到基态P

（三） 酪氨酸自由基从水裂解复合物的锰簇中获取电子

（四） 氧化态的Mn复合物使H2O裂解

三、细胞色素b/f复合物连接PSⅡ和PSⅠ

四、PSⅠ的电子传递与NADPH的合成

五、非循环式光合电子传递的“Z”通路

六、光合磷酸化反应

（一） 质子梯度将电子流动与磷酸化偶联

（二） 光合磷酸化的化学计量

（三） 叶绿体ATP合酶催化ATP的合成

第三节 暗反应——固定CO2的卡尔文循环

一、CO2的固定和还原反应

（一） Rubisco催化CO2同化成3磷酸甘油酸

（二） 3磷酸甘油酸还原成3磷酸甘油醛

（三） 核酮糖1,5二磷酸的重新生成

二、CO2同化的化学计量

三、磷酸丙糖与无机磷酸的对向转运

四、卡尔文循环的调节

（一） Rubisco是卡尔文循环调节的重要点

（二） 卡尔文循环酶光激活的其他调节机制

第四节 光呼吸作用

一、Rubisco的加氧酶活性

二、光呼吸作用涉及三种不同的亚细胞结构

三、C4与CAM植物的碳同化

（一） CO2同化的C4途径

（二） CO2同化的景天酸代谢（CAM）途径

本章小结

习题

第十六章 脂质代谢

第一节 脂质的消化、吸收、动员与转运

一、食物性脂质的消化、吸收

二、脂质的转运由载脂蛋白完成

（一） 载脂蛋白的种类和它们的结构特征

（二） 载脂蛋白的功能

三、激素与储脂的动员

第二节 脂肪酸氧化

一、β氧化途径是脂肪酸降解的基本途径

（一） 脂肪酸的活化

（二） 脂肪酸的跨膜转运

（三） 脂肪酸的β氧化过程

二、脂肪酸氧化产生的能量

三、奇数碳原子脂肪酸的氧化

四、不饱和脂肪酸的氧化

（一） 不饱和脂肪酸的氧化需要额外的酶参与

（二） 维生素B12及其辅酶在脂肪酸氧化中的作用

五、脂肪酸氧化的调节

六、脂肪酸氧化的其他途径

（一） 脂肪酸的α氧化

（二） 脂肪酸的ω氧化

第三节 酮体的代谢

一、酮体的形成发生在肝组织中

二、酮体是肝外组织重要的燃料分子

三、酮体生成的生理和病理意义

第四节 脂肪酸的生物合成

一、脂肪酸的从头合成发生在细胞溶质（胞质溶胶）中

二、脂肪酸合成需要乙酰CoA

三、丙二酸单酰CoA是二碳单位的供体形式

（一） 乙酰CoA羧化酶催化丙二酸单酰CoA的形成

（二） 乙酰CoA羧化酶的组织结构

四、脂肪酸合酶催化软脂酸的合成

（一） 脂肪酸合酶的组织结构

（二） 软脂酸生物合成的化学反应

（三） 软脂酸合成的化学计量

五、乙酰CoA、NADPH以及ATP的来源

（一） 乙酰CoA的来源

（二） NADPH的来源

（三） ATP的来源

六、糖转变成软脂酸

（一） 糖转变成软脂酸的化学计量

（二） 糖转变成脂肪酸的途径

七、脂肪酸碳链延长途径

（一） 线粒体脂肪酸碳链延长反应

（二） 内质网脂肪酸碳链延长反应

八、不饱和脂肪酸的合成

（一） 单不饱和脂肪酸的合成

（二） 多不饱和脂肪酸的合成

九、脂肪酸合成的调节

（一） 脂肪酸合成限速酶的调节

（二） 代谢物的调节作用

（三） 激素的调节作用

第五节 三酰甘油的合成

一、三酰甘油的合成需要脂肪酸和磷酸甘油

二、三酰甘油合成途径

三、三酰甘油合成的调节

第六节 膜脂类的合成

一、磷酸甘油是磷脂酰甘油合成的前体

（一） 磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成

（二） 磷脂酰丝氨酸的合成

二、鞘脂类的合成

（一） 鞘磷脂的合成

（二） 鞘糖脂的合成

第七节 胆甾醇的代谢

一、胆甾醇的生物合成需要乙酰CoA

（一） 甲羟戊酸的合成

（二） 鲨烯的合成

（三） 胆甾醇的合成

二、胆甾醇在体内的代谢转变

三、胆甾醇代谢的调节

本章小结

习题

第十七章 氨基酸代谢

第一节 氨基酸生物合成的氮源、碳源以及氨的同化

一、氨基酸合成氮的来源

（一） 硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶催化硝酸盐的还原

（二） 固氮酶系统将大气中的氮气固定还原成铵

二、α酮酸是氨基酸生物合成的直接碳骨架

三、氨的同化途径

（一） 谷氨酸脱氢酶催化氨掺入α酮戊二酸合成谷氨酸

（二） 谷氨酰胺合成酶催化谷氨酰胺的合成

（三） 谷氨酰胺合成酶谷氨酸合酶循环

四、谷氨酰胺合成酶是氮素代谢的主要控制点

五、碳、氮代谢的关系

第二节 氨基酸的合成代谢

一、必需氨基酸与非必需氨基酸

二、非必需氨基酸的合成

（一） 丙氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸与谷氨酰胺的合成

（二） 谷氨酸是脯氨酸和精氨酸合成的前体

（三） 3磷酸甘油酸是丝氨酸和甘氨酸合成的前体

（四） 半胱氨酸由丝氨酸和甲硫氨酸合成

（五） 酪氨酸由苯丙氨酸合成

三、必需氨基酸的合成

（一） 天冬氨酸族氨基酸的合成

（二） 丙酮酸族氨基酸的合成

（三） 芳香族氨基酸的合成

（四） 组氨酸的合成

四、氨基酸合成代谢的调节

（一） 产物反馈抑制——控制酶活性的方式

（二） 酶合成量的调节

第三节 蛋白质在体内的降解

一、细胞外途径

二、细胞内途径

（一） 溶酶体途径

（二） 泛素途径

三、细胞程序性死亡

第四节 氨基酸的脱氨基作用

一、氧化脱氨基作用

（一） L氨基酸氧化酶与D氨基酸氧化酶

（二） L谷氨酸脱氢酶

二、转氨基作用

三、联合脱氨基作用

四、其他脱氨基反应

第五节 鸟氨酸循环

一、氨的代谢去向

二、尿素的合成——鸟氨酸循环

（一） 尿素合成的反应历程

（二） 尿素合成的氮供体与能量消耗

（三） 尿素循环与三羧酸循环的联系

（四） 尿素合成的调节

（五） 高血氨症与氨中毒

三、氨的转运

（一） 丙氨酸葡萄糖循环

（二） 谷氨酰胺是重要的氨转运形式

第六节 氨基酸的分解代谢

一、丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸和色氨酸转变成丙酮酸

二、精氨酸、脯氨酸、组氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺转变成α酮戊二酸

三、甲硫氨酸、缬氨酸和异亮氨酸转变成琥珀酰CoA

四、苯丙氨酸和酪氨酸降解产生延胡索酸和乙酰乙酸

五、亮氨酸和赖氨酸降解产生乙酰CoA和乙酰乙酸

六、天冬酰胺和天冬氨酸降解成草酰乙酸

第七节 氨基酸与生物活性物质

一、氨基酸脱羧产生胺类

（一） 儿茶酚胺类

（二） 组胺和5羟色胺的合成

（三） 多胺

二、氨基酸与一碳单位

（一） 四氢叶酸是一碳单位的载体

（二） 氨基酸与一碳单位

（三） 一碳单位的生理功能

三、氨基酸参与其他生物活性物质的合成

（一） 肌酸与磷酸肌酸

（二） 一氧化氮

（三） 谷胱甘肽

（四） 原卟啉与血红素

本章小结

习题

第十八章 核苷酸代谢

第一节 嘌呤核苷酸的生物合成

一、嘌呤环的原子来源

二、嘌呤核苷酸的从头合成

（一） 5磷酸核糖焦磷酸是嘌呤核苷酸从头合成的起始物

（二） 次黄嘌呤核苷酸的合成

（三） 腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成

三、嘌呤核苷酸从头合成的调节

（一） 磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是主要的反馈调节部位

（二） 腺苷酸代琥珀酸合成酶和IMP脱氢酶是重要的控制点

（三） 磷酸核糖焦磷酸激酶的调节

四、嘌呤核苷酸合成的补救途径

（一） 嘌呤碱与PRPP反应生成嘌呤核苷酸

（二） 腺苷激酶催化腺嘌呤核苷磷酸化

第二节 嘧啶核苷酸的合成

一、嘧啶环的原子来源

二、嘧啶核苷酸的从头合成

（一） 尿嘧啶核苷酸的合成

（二） 胞嘧啶核苷三磷酸的合成

三、嘧啶核苷酸从头合成的调节

四、嘧啶核苷酸合成的补救途径

第三节 脱氧核糖核苷酸的合成

一、核糖核苷酸还原酶体系催化脱氧核苷酸的合成

（一） 核糖核苷酸还原酶体系

（二） 核糖核苷酸还原酶体系催化的反应

二、脱氧胸嘧啶核苷酸的合成

三、脱氧核苷三磷酸合成与调节

第四节 核苷酸的分解代谢

一、嘌呤核苷酸的分解代谢途径

二、嘧啶核苷酸的分解代谢途径

第五节 核苷酸代谢异常和抗代谢物

一、核苷酸代谢异常产生的疾病

（一） 痛风

（二） 自毁容貌症

（三） 腺苷脱氨酶免疫缺陷症

（四） 乳清酸尿症

二、抑制剂与抗核苷酸代谢药物

（一） 嘌呤类似物

（二） 嘧啶类似物

（三） 核苷类似物

（四） 谷氨酰胺和天冬氨酸类似物

（五） 叶酸类似物

本章小结

习题

第十九章 DNA复制、损伤与修复

第一节 DNA复制概述

一、DNA的复制是半保留的

二、DNA复制的起点与复制方式

（一） DNA的复制是定点起始双向进行的

（二） 某些DNA的复制是定点起始单向进行的

（三） 复制起点的结构特点

三、DNA冈崎片段与半不连续复制

四、DNA复制需要RNA引物

第二节 原核生物DNA的复制

一、DNA聚合酶Ⅰ

（一） DNA聚合酶Ⅰ结构与功能

（二） DNA聚合酶Ⅰ催化的条件和反应机制

（三） DNA聚合酶Ⅰ的3′→5′外切酶活性

（四） DNA聚合酶Ⅰ的5′→3′外切酶活性

二、DNA聚合酶Ⅲ催化DNA的复制合成

（一） DNA聚合酶Ⅱ与Ⅲ的发现

（二） DNA聚合酶Ⅲ全酶催化DNA的合成

（三） DNA聚合酶Ⅲ的亚基组成

三、DNA复制的过程

（一） DNA复制的起始——形成复制叉、合成引物

（二） DNA链的延伸

（三） RNA引物的切除和缺口的填补

（四） DNA连接酶催化冈崎片段的连接

（五） 复制的终止

四、DNA复制的保真性

（一） WatsonCrick碱基配对规则提供了结构保障

（二） DNA聚合酶催化反应的保真性

（三） 利用核苷酸代谢库调节系统和体内多种修复系统

第三节 真核生物DNA的复制

一、真核生物DNA复制的特点

二、细胞周期控制DNA的复制

三、真核生物DNA聚合酶

四、真核生物DNA复制叉上的反应

（一） 先导链的合成

（二） 后随链的合成

（三） T抗原的功能通过蛋白质磷酸化调节

五、染色体DNA末端的复制

（一） 端粒酶催化端粒DNA复制

（二） 端粒变化与细胞衰老

第四节 反向转录

一、依赖于RNA的DNA聚合酶

（一） 反向转录酶的发现和鉴定

（二） 反向转录酶是一种多功能酶

二、致癌RNA病毒的信息流向

（一） 逆转录病毒基因组的结构

（二） 逆转录病毒双股DNA的合成

三、反转录的生物学意义

第五节 DNA损伤与修复

一、DNA损伤与突变类型

（一） 点突变

（二） 移码突变

二、DNA突变的作用机制

（一） 碱基类似物诱导突变

（二） 化学突变剂修饰碱基致突变

（三） 碱基插入、缺失与移码突变

（四） 物理因素致突变

三、DNA损伤的修复

（一） 直接修复

（二） 切除修复

（三） 错配修复

本章小结

习题

第二十章 RNA生物合成与加工

第一节 转录：DNA指导的RNA合成

一、转录是由RNA聚合酶催化的

二、转录是不对称的

三、转录的方向性和忠实性

（一） 转录的方向性

（二） 转录的忠实性

第二节 原核生物RNA的合成

一、RNA聚合酶的结构与功能

（一） RNA聚合酶全酶与核心酶

（二） RNA聚合酶亚基的功能

（三） RNA聚合酶催化特性

（四） RNA聚合酶和DNA聚合酶的异同

二、RNA聚合酶与DNA模板的结合

（一） 启动子的结构

（二） 调节蛋白与启动子的结合

三、RNA合成的过程

（一） 模板的识别与转录泡的形成

（二） 转录起始

（三） RNA链的延伸

（四） 转录的终止

第三节 真核生物RNA的合成

一、真核生物RNA聚合酶

（一） 真核RNA聚合酶的结构特点

（二） 线粒体和叶绿体的RNA聚合酶

二、真核生物基因启动子与转录因子

（一） RNA聚合酶Ⅰ启动子（Ⅰ类）与转录因子

（二） RNA聚合酶Ⅲ启动子（Ⅲ类）与转录因子

（三） RNA聚合酶Ⅱ启动子（Ⅱ类）与转录因子

三、真核生物基因的转录

四、RNA生物合成的抑制剂

（一） 嘌呤和嘧啶类似物

（二） DNA模板的抑制剂

（三） RNA聚合酶的抑制物

第四节 RNA转录后加工

一、原核生物RNA的加工

（一） 原核生物rRNA前体的加工

（二） 原核生物tRNA前体的加工

（三） 原核生物mRNA前体的加工

二、真核生物RNA的加工

（一） 真核生物rRNA前体的加工

（二） 真核生物tRNA前体的加工修饰

（三） 真核生物mRNA前体的加工

三、RNA剪接和催化作用

（一） Ⅰ型和Ⅱ型内含子自我剪接

（二） 核mRNA前体的剪接

（三） RNA的反式剪接

（四） RNA选择性剪接与基因产物多样性

（五） 独具催化活性的小分子RNA——核酶

四、RNA的编辑和再编码

（一） 碱基替换

（二） 碱基的插入

（三） 向导RNA(gRNA)的作用

五、RNA降解与控制

第五节 RNA指导下的RNA的合成——RNA复制

一、RNA复制酶

二、噬菌体Qβ RNA的复制

三、病毒RNA复制的主要方式

本章小结

习题

第二十一章 蛋白质的生物合成

第一节 遗传密码的揭示

一、遗传信息是如何编码氨基酸的

二、密码子是如何阐明的

（一） 无细胞测活系统在遗传密码揭示中的运用

（二） 多核苷酸磷酸化酶在密码子揭示中的作用

（三） 核糖体结合技术证实密码子的组成和核苷酸的顺序

三、密码子的性质

（一） 密码子的简并性与兼职

（二） 密码子的通用性与例外

（三） 密码子的不重叠性

（四） 方向性和连续性

（五） 同一氨基酸的不同密码子使用频率不同

第二节 蛋白质生物合成中的大分子

一、mRNA结构特征与翻译起始

二、tRNA

（一） 同功受体

（二） tRAN反密码子的摆动性

三、氨酰tRNA合成酶

（一） 氨酰tRNA合成酶催化氨酰tRNA的合成

（二） 氨酰tRNA合成酶具有校对功能

（三） 氨酰tRNA合成酶起着“第二套遗传密码子”的作用

四、核糖体

（一） 核糖体的组装

（二） 核糖体的结构与功能

（三） 多聚核糖体

第三节 原核生物蛋白质生物合成

一、大肠杆菌蛋白质合成的起始

（一） 甲酰甲硫氨酰tRNA的合成

（二） 起始密码子正确识别的基础

（三） 起始因子与起始复合物的形成

二、肽链的延伸

（一） 延伸因子

（二） 延伸过程

三、肽链合成的终止

（一） 终止因子

（二） 终止过程

四、新合成的多肽链经受折叠和加工

（一） 新生多肽链的折叠

（二） 蛋白质合成后的加工与修饰

五、蛋白质合成过程中的能量问题

六、GTP在蛋白质合成中的作用

七、蛋白质生物合成的抑制剂

第四节 真核生物蛋白质合成

一、真核生物蛋白质合成的起始因子

二、真核生物蛋白质合成

（一） 真核生物蛋白质合成的起始

（二） 真核生物蛋白质合成的延长因子和释放因子

第五节 蛋白质合成后的导向和转运

一、信号肽引导蛋白质的转运

（一） 信号肽

（二） 信号肽假说——分泌蛋白穿膜机制

（三） 信号肽引导细菌蛋白跨膜转运

二、糖基化在蛋白质定位中的作用

三、线粒体和叶绿体蛋白质的定位

四、核蛋白的转运和定位

本章小结

习题

第二十二章 基因表达的调控

第一节 DNA的扩增、重排和转座与基因表达的调节

一、DNA的扩增放大

二、DNA结构重排和转座

第二节 染色质的化学修饰与调控

一、DNA甲基化

二、组蛋白的化学修饰

（一） 组蛋白的乙酰化与甲基化修饰

（二） 组蛋白的磷酸化修饰

（三） 组蛋白密码

第三节 原核生物基因转录水平的调控

一、乳糖操纵子——酶诱导合成

（一） 乳糖操纵子的基因组成与结构

（二） 乳糖操纵子的调节

（三） 分解代谢物阻遏

二、色氨酸操纵子——酶合成阻遏

（一） 色氨酸操纵子的组织结构

（二） 终产物色氨酸对色氨酸操纵子的调节

（三） 弱化基因

第四节 真核生物基因转录水平的调控

一、真核基因组的特征

二、与转录调控相关的因子或元件

（一） 染色质的状态

（二） 启动子区的甲基化状态

（三） 顺式作用元件

（四） 反式作用因子

三、转录激活

（一） 顺式调控与顺式作用元件

（二） 反式调控与反式作用因子

四、转录后的翻译调节

（一） mRNA的翻译抑制

（二） RNA干扰导致基因转录后沉默

五、转录因子对基因转录调控的分子基础

（一） 识别DNA特异序列的结构域

（二） 转录起始激活结构域

（三） 蛋白质蛋白质、蛋白质DNA相互作用对转录激活的调节

（四） HIV基因的转录调节

本章小结

习题

主要参考文献

索引

 

 

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