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绪论1

第一节　生物化学与分子生物学发展简史1

一、蛋白质是生命的主要基础物质1

二、物质代谢通路图的描绘1

三、生物遗传的物质基础是核酸2

四、遗传信息传递中心法则的建立2

五、基因工程技术的发展3

六、基因组研究的发展3

七、细胞信号转导机制的研究4

八、我国科学工作者对近代生物化学与分子生物学的贡献4

第二节　生物化学、分子生物学与其他学科的关系6

第三节　本书的内容7

第一篇　生物大分子的结构与功能8

第1章　蛋白质的结构与功能8

第一节　蛋白质的分子组成8

一、蛋白质中的氨基酸8

二、肽键与肽11

三、蛋白质的分类12

第二节　蛋白质的分子结构13

一、蛋白质的一级结构13

二、蛋白质的空间结构14

第三节　蛋白质结构与功能的关系19

一、蛋白质一级结构与功能的关系19

二、蛋白质空间结构与生物学功能20

第四节　蛋白质的理化性质及其应用22

一、蛋白质的理化性质22

二、蛋白质的分离和纯化23

第2章　核酸的结构与功能26

第一节　核苷酸的结构27

一、碱基27

二、戊糖28

三、核苷28

四、核苷酸28

第二节　核酸的一级结构30

第三节　DNA的空间结构与功能31

一、DNA的二级结构31

二、DNA的三级结构32

三、DNA的功能34

第四节　RNA的空间结构与功能34

一、信使RNA34

二、转运RNA35

三、核糖体RNA36

四、细胞内其他的RNA37

五、核酶37

第五节　核酸的理化性质37

一、核酸的一般理化性质37

二、DNA的变性、复性37

第六节　核酸酶38

第3章　糖复合物40

第一节　糖蛋白41

一、糖蛋白的结构41

二、糖蛋白中寡糖链的功能44

第二节　蛋白聚糖45

一、糖胺聚糖的结构45

二、蛋白聚糖的生物合成46

三、蛋白聚糖的功能47

第三节　糖脂48

一、鞘糖脂48

二、糖脂的功能51

三、糖脂与疾病51

第四节　细胞外基质成分51

一、胶原51

二、纤连蛋白53

三、层黏连蛋白55

第4章　酶和维生素57

第一节　酶的分子结构与功能58

一、酶的分子组成58

二、酶的活性中心59

三、酶活性单位59

第二节　酶的命名与分类60

一、酶的分类60

二、酶的命名61

第三节　酶促反应的特点与机制61

一、酶催化作用的特点61

二、酶催化机制63

第四节　酶动力学65

一、化学反应速度和酶促反应速度65

二、底物浓度对酶促反应速度的影响65

三、酶浓度对反应速度的影响67

四、温度对反应速度的影响68

五、pH对反应速度的影响68

六、抑制剂对酶促反应速度的影响69

七、激活剂对酶活性的影响71

第五节　酶活性调节71

一、酶原激活72

二、同工酶72

三、酶的共价修饰与级联效应73

四、别构酶74

五、酶含量的调节75

第六节　酶与生物医学的关系75

一、酶与疾病的发生75

二、酶与疾病的诊断75

三、酶与疾病的治疗77

四、酶在生物医学研究等方面的应用78

第七节　维生素与辅酶79

一、水溶性维生素与辅酶79

二、脂溶性维生素84

第二篇　物质代谢与调节88

第5章　糖代谢88

第一节　概述88

一、糖的主要生理功能88

二、糖的消化、吸收和转运88

第二节　糖的无氧分解90

一、糖酵解的反应过程90

二、糖酵解的反应特点92

三、糖酵解的调节93

四、糖酵解的生理意义94

第三节　糖的有氧氧化94

一、糖的有氧氧化的反应过程94

二、糖有氧氧化中ATP的生成98

三、糖有氧氧化的调节98

四、糖有氧氧化的生理意义99

五、有氧氧化和糖酵解的相互调节99

第四节　磷酸戊糖途径99

一、磷酸戊糖途径的反应过程100

二、磷酸戊糖途径的生理意义101

第五节　其他糖的代谢101

一、糖醛酸代谢途径101

二、其他单糖的代谢101

第六节　糖异生102

一、糖异生的代谢途径102

二、糖异生的调节104

三、糖异生的生理意义105

第七节　糖原的合成与分解105

一、糖原的合成106

二、糖原的分解107

三、糖原合成和分解代谢的调节108

第八节　血糖及血糖浓度调节109

一、血糖的来源和去路110

二、血糖浓度的调节110

三、糖代谢障碍111

第6章　生物氧化113

第一节　生物氧化概述113

一、氧化反应的类型113

二、生物氧化的酶类114

第二节　线粒体氧化体系116

一、呼吸链116

二、氧化磷酸化120

三、ATP123

四、通过线粒体内膜的物质转运126

第三节　其他氧化体系127

一、微粒体氧化体系127

二、过氧化物酶体中的氧化体系128

三、超氧化物歧化酶129

第7章　脂类代谢130

第一节　脂类概述130

一、脂类的一般概念130

二、脂类的分布及生理功能131

三、脂类的消化吸收132

第二节　脂肪的代谢133

一、脂肪的分解代谢133

二、脂肪的合成代谢138

第三节　磷脂的代谢145

一、磷脂的分类、结构与功能145

二、甘油磷脂的代谢146

三、鞘磷脂的代谢148

第四节　胆固醇代谢150

一、胆固醇概述150

二、胆固醇的生物合成150

三、胆固醇在体内的转变与排泄152

第五节　血浆脂蛋白代谢153

一、血脂153

二、血浆脂蛋白153

三、血浆脂蛋白代谢156

第8章　氨基酸代谢161

第一节　氨基酸的生理功用、营养价值及代谢概况161

一、氨基酸的生理功用161

二、氨基酸的营养价值162

三、氨基酸的代谢概况165

第二节　氨基酸的来源165

一、食物蛋白质的消化、吸收与腐败165

二、体内蛋白质分解168

三、营养非必需氨基酸的生物合成171

第三节　氨基酸的一般分解代谢173

一、氨基酸的转氨及脱氨作用173

二、氨的代谢176

三、α-酮酸的代谢181

第四节　氨基酸的分类代谢181

一、氨基酸的脱羧基作用181

二、一碳单位的代谢183

三、含硫氨基酸的代谢184

四、肌酸的代谢186

五、芳香族氨基酸的代谢187

六、支链氨基酸的分解代谢189

第9章　核苷酸代谢190

第一节　嘌呤核苷酸的代谢190

一、嘌呤核苷酸的合成190

二、嘌呤核苷酸的分解195

第二节　嘧啶核苷酸的代谢196

一、嘧啶核苷酸的合成196

二、嘧啶核苷酸的分解199

第10章　物质代谢的联系与调节200

第一节　物质代谢的特点200

一、开放性200

二、有序性201

三、整体性201

四、统一性201

五、合理性202

六、酶催化202

七、可调性202

八、ATP是能量载体202

九、NADPH是还原当量的主要载体203

十、网络化运行204

第二节　组织、器官的代谢特点及相互联系204

一、几个重要组织、器官的代谢特点204

二、主要器官间的代谢联系205

第三节　物质代谢的相互联系206

一、在能量代谢上的相互联系206

二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系206

第四节　代谢调节207

一、细胞水平调节207

二、激素水平的代谢调节208

三、整体水平的调节208

第11章　血液生物化学210

第一节　血液的化学成分210

一、水和电解质211

二、血浆蛋白质211

三、非蛋白含氮化合物212

四、气体和其他有机化合物213

第二节　红细胞代谢213

一、血红素的合成213

二、成熟红细胞的代谢特点218

第三节　血红蛋白的结构和功能220

一、血红蛋白的结构220

二、血红蛋白的生理功能222

第12章　肝胆生物化学227

第一节　肝的结构与在物质代谢中的作用228

一、肝的结构和组成与功能的关系228

二、肝在物质代谢中的作用228

第二节　肝的生物转化作用229

一、生物转化的概念229

二、生物转化反应的主要类型230

三、生物转化的特点233

四、影响生物转化作用的因素234

第三节　胆汁与胆汁酸的代谢235

一、胆汁235

二、胆汁酸代谢235

第四节　胆色素代谢238

一、胆红素的生成与转运238

二、胆红素在肝中的转变239

三、胆红素在肠道的变化和胆色素肠肝循环241

四、血清胆红素与黄疸242

第三篇　生命信息的传递与调控244

第13章　DNA的生物合成244

第一节　DNA指导的DNA合成——DNA复制概述244

一、半保留复制244

二、半不连续复制246

三、双向复制247

第二节　DNA复制的酶学248

一、解螺旋酶248

二、DNA拓扑异构酶248

三、单链DNA结合蛋白249

四、引物酶249

五、DNA聚合酶249

六、DNA连接酶252

第三节　DNA复制的过程252

一、原核生物的DNA复制过程252

二、真核生物的DNA复制过程254

第四节　DNA损伤的修复256

一、基因突变的诱发因素及其作用256

二、基因突变的类型257

三、基因突变的后果258

四、DNA损伤的修复259

第五节　RNA指导的DNA合成——逆转录260

第14章　RNA的生物合成262

第一节 DNA指导的RNA合成——转录体系263

一、RNA聚合酶263

二、转录的模板264

第二节　转录过程267

一、原核生物的转录过程267

二、真核生物的转录过程269

第三节　RNA的转录后加工271

一、原核生物中RNA的加工271

二、真核生物中RNA的加工272

第四节　RNA指导RNA的合成——RNA的复制277

第15章　蛋白质生物合成279

第一节　蛋白质生物合成体系280

一、携带遗传密码的mRNA280

二、转运氨基酸的tRNA281

三、合成多肽链场所的核糖体281

第二节　蛋白质生物合成过程282

一、氨基酸的活化与转运282

二、核糖体循环283

三、真核细胞与原核细胞蛋白质合成的异同287

第三节　翻译后加工288

一、一级产物的修饰288

二、高级结构的修饰289

三、蛋白质合成的靶向输送291

第四节　蛋白质生物合成的干扰和抑制292

一、抗生素292

二、干扰蛋白质生物合成的生物活性物质293

三、干扰素293

第16章　基因表达调控295

第一节　基因表达调控及其生物学意义295

一、基因表达调控295

二、基因表达调控的生物学意义295

第二节　顺式作用元件295

一、启动子296

二、增强子296

三、终止子296

四、沉默子297

五、隔离子297

第三节　反式作用因子297

一、反式作用因子的类别297

二、普通转录因子297

三、激活因子299

四、共调节因子299

第四节　调节蛋白质的结构特征299

一、螺旋-转角-螺旋（HTH）模体299

二、碱性亮氨酸拉链（bLZ）模体300

三、锌指模体300

四、“溴”结构域302

第五节　原核基因转录调控302

一、原核基因转录调控的基本概念302

二、乳糖操纵子303

第六节　真核基因转录调控304

一、真核基因组织结构特征304

二、真核染色质基因转录调节307

第17章　细胞信号转导311

第一节　细胞信号和受体311

一、细胞间通讯类型311

二、化学信号的种类311

三、细胞分泌化学信号的作用方式312

四、受体312

第二节　G蛋白偶联型受体的信号转导314

一、G蛋白314

二、跨膜信号转导的机制315

三、胞内信号转导通路316

第三节　细胞内Ca2+稳态平衡与Ca2+信号通路318

一、Ca2+信号的产生与终止318

二、钙调素319

三、CaM激酶信号通路319

第四节　催化型受体和酶偶联型受体的信号转导319

一、催化型受体的信号转导320

二、酪氨酸蛋白激酶偶联型受体的信号转导323

第五节　细胞核内信号转导324

一、核受体介导的信号转导324

二、转录因子调控的信号转导324

三、细胞周期调控的信号转导325

第六节　细胞信号转导网络325

一、信号转导网络的分子基础325

二、信号转导网络326

三、蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的作用326

第七节　细胞信号转导与医学327

一、细胞信号转导与肿瘤327

二、细胞信号转导与动脉粥样硬化327

三、细胞信号转导与缺血性脑损伤328

第18章　细胞增殖、分化与凋亡的分子基础329

第一节　细胞增殖及其调控329

一、细胞周期329

二、细胞周期的调控点330

三、参与细胞周期调控的主要蛋白因子330

四、细胞周期调控系统与肿瘤发生的关系332

第二节　细胞分化333

一、细胞分化特征333

二、基因差别表达是细胞分化基础333

第三节　细胞凋亡334

一、细胞凋亡的概念334

二、细胞凋亡的生理意义335

三、细胞凋亡的主要途径335

第四节　癌基因与抑癌基因337

一、癌基因337

二、抑癌基因340

第五节　生长因子342

一、生长因子342

二、生长因子受体343

三、生长因子及其受体的作用机制343

四、生长因子及其受体与癌基因343

第四篇　分子生物学技术与应用345

第19章　分子生物学常用技术345

第一节　分子杂交与印迹技术345

一、分子杂交与印迹技术基本原理345

二、分子杂交与印迹技术的应用347

第二节　聚合酶链反应348

一、聚合酶链反应的基本原理与过程348

二、几种常用的PCR衍生技术349

第三节　基因测序351

一、Sanger双脱氧链末端终止法352

二、Maxam-Gilbert化学降解法353

第四节　基因定点诱变技术353

一、寡核苷酸介导的定点突变法353

二、PCR介导的定点诱变353

三、基因突变的检测方法354

四、基因定点诱变技术的应用354

第五节　RNA干扰技术354

一、RNA干扰的机制354

二、RNA干扰的实验方法355

三、RNA干扰技术的应用356

第六节　生物芯片356

一、基因芯片356

二、蛋白质芯片357

第七节　双向电泳357

第八节　酵母双杂交技术358

一、酵母双杂交技术的原理358

二、酵母双杂交体系的应用358

第九节　基因转移和基因剔除技术359

一、基因转移技术359

二、基因剔除技术359

第20章　基因工程361

第一节　自然界的基因重组361

一、转化作用361

二、转导作用362

三、转位362

第二节　基因克隆的工具酶363

一、限制性核酸内切酶363

二、其他工具酶364

第三节　基因克隆的载体365

一、克隆载体365

二、表达载体367

第四节　基因克隆的一般过程368

一、目的基因的获取369

二、克隆载体的选择与制备369

三、目的基因与克隆载体的连接369

四、重组DNA的导入371

五、重组体的筛选与鉴定372

第五节　克隆基因的表达374

一、原核生物表达系统374

二、真核生物表达系统375

第六节　蛋白质工程376

一、蛋白质结构的分析376

二、蛋白质结构、功能的设计和预测376

三、蛋白质的改造和创造376

第七节　基因工程技术的应用及意义377

一、对人类遗传信息的认识377

二、基因工程药物与疫苗378

三、转基因动物和植物378

四、基因诊断与基因治疗379

第21章　基因诊断与基因治疗380

第一节　基因诊断380

一、基因诊断的概念和特点380

二、基因诊断的内容与基本策略381

三、基因诊断的基本步骤382

四、基因诊断的常用技术方法382

五、基因诊断的应用385

第二节　基因治疗387

一、基因治疗的概念与分类388

二、基因治疗的动物模型389

三、基因治疗的总体策略390

四、基因治疗的基本程序391

五、基因治疗的应用现状393

六、基因治疗面临的问题与展望394

第22章　基因组学与后基因组学396

第一节　基因组学397

一、基因组和基因组学的概念397

二、人类基因组计划397

第二节　后基因组学401

一、功能基因组学401

二、转录组学402

第三节　蛋白质组学402

一、蛋白质组和蛋白质组学的概念403

二、蛋白质组与基因组的比较403

三、蛋白质组学研究的内容和方法404

四、蛋白质组数据库406

五、蛋白质组学的应用及进展407

第四节　后基因组时代生命科学的发展与趋势407

一、基因组学研究的进一步发展407

二、基因组学相关学科的诞生407

三、基因组与后基因组研究将引发的医学革命409

主要参考资料411

英中名词对照索引412