生物化学_梁成伟,赵锦芳,饶瑜_9787577211381

生物化学(第三版)分为16章，包括生命现象的化学基础、糖化学、脂质化学、蛋白质化学、酶化学、核酸化学、维生素化学、激素化学、生物氧化、糖代谢、脂质降解与脂肪酸代谢、蛋白质降解与氨基酸代谢、核酸降解与核苷酸代谢、遗传信息传递、蛋白质合成、代谢调节控制等。第1章主要介绍细胞组成和细胞膜结构，为学习本课程打下基础；第2~8章是静态生物化学部分，主要介绍生物有机体的化学组成和性质；第9~16章为动态生物化学部分，主要介绍生物有机体的物质变化、能量变化和调控过程，包括合成代谢、分解代谢以及遗传信息的传递和表达。本书可供高等院校生物化工、生物工程、生物技术、制药工程、食品工程、精细化工、环境工程、化学工程以及相关专业的师生、科研院所科研人员和企事业工程技术人员等使用。

生物化学就是生命的化学，它是用化学方法和化学理论研究生命过程的化学变化和能量代谢的一门科学。在美国生物化学与分子生物学会会刊(《Journal of Biological Chemistry》)的创刊词中有这样一句话：生物学的未来取决于那些用化学观点来解决生物学问题的人。现代生物化学起源于1897年Bchner E.的偶然发现，即不存在完整细胞时，无酵母抽提液能够发酵葡萄糖，产生乙醇和二氧化碳。他将这种可溶性物质命名为酶，从而终止了人们长期奉守的活力论观念(即发酵需要完整的细胞作用)。经过一个多世纪的扩张和延伸，目前已形成一系列研究领域，包括酶化学、分子生物学、结构生物学、基因组学、蛋白质组学、生物信息学、代谢物组学和糖组学等。生物化学旨在研究构成生命的化学物质，以及这些物质变化的过程。生物化学是生物科学中较活跃的核心学科之一，是现代生物学和生物工程技术的重要基础。工业、农业、医药、食品、能源、环境科学等越来越多的研究领域都以生物化学理论为依据，并以其实验技术为手段。生物化学内容十分广泛，新的理论和研究成果与日俱增，为此，我们组织在教学第一线从事多年生物化学理论与实验教学、具有丰富工作经验的教师编写了此书。在编写过程中，我们尽量保证教材内容的科学性、准确性、系统性和实用性，并力求做到概念清晰、文字简练、图文并茂。本书共分16章，主要内容包括糖类、脂类、蛋白质、酶、核酸、维生素与激素等生物大分子的结构、性质、功能及在生物技术中的应用，物质代谢和能量代谢的一般规律和代谢过程的调控机制，以及生物信息的传递和蛋白质的合成。青年兴则国家兴，中国发展要靠广大青年挺膺担当。年轻充满朝气，青春孕育希望。广大青年要厚植家国情怀、涵养进取品格，以奋斗姿态激扬青春，不负时代，不负华年。习近平总书记在二〇二三年新年贺词中对我国青年寄予厚望，并且在党的二十大报告中指出要实施科教兴国战略。在祖国科技迅猛发展的背后，是一代又一代科学家为之奉献的一生。本书在编写过程中分享了一些我国科学家艰苦探索、勇于创新取得骄人科技成果的案例，希望读者通过阅读，感受到科学的精神，也能感受到我国科学家的爱国情怀、创新思想和人格魅力。本书由梁成伟、赵锦芳、饶瑜担任主编。编写人员包括：青岛科技大学梁成伟、张久明、李凤梅，湖北工业大学赵锦芳、王志、徐宁，西华大学饶瑜、徐敏、刘媛媛，大连工业大学叶淑红、詹宏磊，陕西科技大学薛海燕，郑州轻工业大学邵化，郑州大学李红丽，淮北师范大学黄卓然，邵阳学院黄秀琼、王凤。在本书编写过程中，借鉴和参考了国内外大量的相关教材和论文，第一版、第二版作者付出了大量的劳动，打下了良好的基础，在此一并表示衷心的感谢！本书可供高等生物化工、生物工程、生物技术、制药工程、食品工程、精细化工、环境工程、化学工程以及相关专业的高等院校师生、科研院所科研人员和企事业工程技术人员等使用。由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

目录绪论(1)第1章生命现象的化学基础(6)1.1细胞的分子构成与类型(6)1.1.1细胞的化学基础(6)1.1.2细胞类型与结构(9)1.2生物膜的结构、功能与应用(10)1.2.1生物膜的结构(11)1.2.2生物膜的功能(15)1.2.3生物膜与膜工程(17)思考题(18)第2章糖化学(19)2.1概述(19)2.1.1糖的结构和分类(19)2.1.2糖的命名方法(20)2.1.3糖的生物学功能(20)2.2单糖(21)2.2.1单糖的结构(21)2.2.2单糖的理化性质(26)2.2.3单糖的衍生物(31)2.3寡糖(33)2.3.1寡糖的结构(33)2.3.2寡糖的性质(33)2.3.3常见的寡糖(34)2.4多糖(36)2.4.1同多糖(36)2.4.2杂多糖(41)2.5复合糖(44)思考题(46)第3章脂质化学(47)3.1概述(47)3.1.1脂质的概念(47)3.1.2脂质的分类(47)3.1.3脂质的生理功能(47)3.2脂肪与脂肪酸(48)3.2.1脂肪的概念(48)3.2.2脂肪的结构(48)3.2.3脂肪的理化性质(49)3.2.4脂肪酸(51)3.3复合脂质(54)3.3.1磷脂(54)3.3.2糖脂(58)3.4衍生脂类(59)3.4.1固醇(59)3.4.2其他衍生脂类(62)思考题(63)第4章蛋白质化学(64)4.1概述(64)4.1.1蛋白质的概念(64)4.1.2蛋白质的分类(64)4.1.3蛋白质的生物学功能(65)4.1.4蛋白质的组成(67)4.2氨基酸(67)4.2.1氨基酸的结构与分类(67)4.2.2氨基酸的重要理化性质(71)4.3肽(78)4.3.1肽键及肽链(78)4.3.2肽的命名及结构(78)4.3.3天然存在的活性肽(79)4.4蛋白质的分子结构(81)4.4.1蛋白质的一级结构(81)4.4.2蛋白质的二级结构(86)4.4.3超二级结构和结构域(91)4.4.4蛋白质的三级与四级结构(92)4.4.5维持蛋白质构象的作用力(94)4.4.6蛋白质结构与功能的关系(96)4.5蛋白质的性质(99)4.5.1两性解离和等电点(99)4.5.2大分子及胶体性质(100)4.5.3沉淀作用(102)4.5.4变性与复性(102)4.5.5颜色反应(103)4.6蛋白质分离与多肽合成(104)4.6.1蛋白质分离技术(104)4.6.2多肽的人工合成(107)思考题(109)第5章酶化学(111)5.1概述(111)5.1.1酶的概念和作用(111)5.1.2酶催化作用的特点(112)5.1.3酶的命名与分类(115)5.1.4酶的化学本质(118)5.2酶的结构(119)5.2.1酶的结构特点(119)5.2.2与酶催化作用相关的结构特点(122)5.3酶的催化作用机制(125)5.3.1酶促反应的本质(125)5.3.2酶的催化机制中间产物学说(126)5.3.3酶与底物的结合(126)5.3.4酶反应的高效性机制(128)5.4酶促反应动力学(130)5.4.1底物浓度对酶促反应速率的影响(130)5.4.2酶浓度对酶促反应速率的影响(135)5.4.3pH值对酶促反应速率的影响(135)5.4.4温度对酶促反应速率的影响(137)5.4.5激活剂对酶促反应速率的影响(137)5.4.6抑制剂对酶促反应速率的影响(138)5.4.7双底物反应(146)5.5酶活性的调节控制(148)5.5.1别构调节(148)5.5.2可逆的共价修饰调节(151)5.5.3同工酶(151)5.5.4酶原激活(152)5.6酶的制备与活力测定(153)5.6.1酶的分离纯化(153)5.6.2酶活力的测定(153)思考题(155)第6章核酸化学(157)6.1概述(157)6.1.1染色体、基因和DNA(157)6.1.2核酸的分类与功能(158)6.1.3核酸的化学组成(159)6.2核苷酸(159)6.2.1碱基(159)6.2.2核糖(160)6.2.3核苷(160)6.2.4核苷酸的化学组成(161)6.2.5核苷酸的性质(162)6.2.6核苷酸衍生物(164)6.3DNA的结构与功能(166)6.3.1DNA的一级结构(166)6.3.2DNA的二级结构(166)6.3.3DNA的三级结构(171)6.4RNA的结构与功能(173)6.4.1RNA的一级结构(173)6.4.2RNA的空间结构(174)6.4.3RNA的种类(176)6.5核酸的性质(182)6.5.1核酸的黏度和沉降特性(182)6.5.2溶解性(182)6.5.3核酸的显色反应(183)6.5.4核酸的化学反应(183)6.5.5变性、复性及杂交(184)6.6核酸序列测定与组学研究(186)6.6.1核酸序列的测定(186)6.6.2基因组学与转录组学(187)思考题(188)第7章维生素化学(190)7.1概述(190)7.2脂溶性维生素(191)7.3水溶性维生素(194)思考题(200)第8章激素化学(201)8.1激素的作用机制(202)8.2主要激素的化学与生理功能(206)思考题(211)第9章生物氧化(212)9.1概述(212)9.1.1生物氧化的特点和方式(212)9.1.2参与生物氧化的酶类(214)9.1.3生物系统的高能化合物(216)9.2生物氧化系统(218)9.2.1呼吸链(218)9.2.2呼吸链的电子传递(223)9.3氧化磷酸化(227)9.3.1ATP酶复合体(227)9.3.2ATP合成反应(229)9.3.3电子传递反应和ATP合成偶联机制(230)9.3.4氧化磷酸化的解偶联和抑制作用(232)思考题(233)第10章糖代谢(234)10.1概述(234)10.1.1多糖及寡糖的降解(234)10.1.2糖的消化和吸收(240)10.1.3糖的中间代谢(240)10.2糖的无氧分解(243)10.2.1糖酵解的反应历程(243)10.2.2其他单糖进入糖酵解的途径(247)10.2.3糖酵解的调节(249)10.2.4糖酵解与发酵(250)10.2.5乙醇发酵(251)10.2.6甘油发酵(252)10.2.7同型乳酸发酵(253)10.3糖的有氧分解(254)10.3.1乙酰CoA的形成(254)10.3.2三羧酸循环(256)10.3.3TCA循环的生物学意义(260)10.3.4TCA循环的补偿途径(261)10.3.5柠檬酸发酵(263)10.4糖有氧分解的代谢支路(264)10.4.1单磷酸己糖途径(HMP途径)(264)10.4.2HMP途径的生物学意义(267)10.4.3异型乳酸发酵(268)10.4.4细菌乙醇发酵(269)10.5糖的合成代谢(271)10.5.1糖原的生物合成(271)10.5.2糖异生作用(272)思考题(274)第11章脂质降解与脂肪酸代谢(275)11.1概述(275)11.1.1脂质的消化、吸收和运输(275)11.1.2脂肪的分解与合成(277)11.2脂肪酸氧化(279)11.2.1脂肪酸的氧化(279)11.2.2脂肪酸的其他氧化途径(282)11.2.3酮体的代谢(283)11.2.4脂肪酸合成(286)11.3磷脂和胆固醇代谢(292)11.3.1磷脂代谢(292)11.3.2胆固醇代谢(297)思考题(302)第12章蛋白质降解与氨基酸代谢(303)12.1蛋白质降解与蛋白质营养(303)12.1.1氮源与氨基酸库(303)12.1.2蛋白质的酶促水解(305)12.2氨基酸分解代谢的共同途径(307)12.2.1氨基酸的脱氨基作用(307)12.2.2氨基酸的脱羧基及氨基和羧基的共同脱除(313)12.2.3氨基酸降解产物的代谢(315)12.3氨基酸合成代谢(319)12.3.1概述(319)12.3.2氨基酸合成的公共途径(319)12.3.3氨基酸的生物合成途径(320)12.4谷氨酸发酵及生物体物质代谢的相互关系(325)12.4.1谷氨酸发酵(325)12.4.2糖、脂肪、蛋白质代谢的相互关系(327)思考题(328)第13章核酸降解与核苷酸代谢(329)13.1核酸的降解(329)13.1.1核酸的消化与吸收(329)13.1.2核酸降解中的酶类(329)13.2核苷酸的分解代谢(331)13.2.1核苷酸的降解(331)13.2.2嘌呤碱的分解(331)13.2.3嘧啶碱的分解(333)13.3核苷酸的合成代谢(336)13.3.1嘌呤核苷酸的生物合成(336)13.3.2嘧啶核苷酸的生物合成(341)13.3.3脱氧核糖核苷酸的合成(344)思考题(347)第14章遗传信息传递(348)14.1DNA复制(348)14.1.1分子遗传学的中心法则(348)14.1.2DNA复制过程相关的酶和蛋白质(349)14.1.3DNA复制方式(352)14.1.4DNA复制过程(354)14.1.5DNA损伤与修复(355)14.1.6RNA指导下的DNA合成(359)14.2RNA的生物合成(360)14.2.1RNA聚合酶与转录因子(360)14.2.2基因转录的过程(363)14.2.3基因转录的方式(367)14.2.4转录后核糖核酸链的加工(367)14.2.5RNA的复制合成(372)14.3核酸技术(373)14.3.1聚合酶链式反应技术(373)14.3.2重组DNA技术(376)14.3.3核酸分子杂交(377)14.3.4基因定点突变技术(379)14.3.5核酸探针(379)14.3.6基因编辑技术(380)14.3.7DNA纳米自组装技术(381)思考题(381)第15章蛋白质合成(383)15.1蛋白质合成的物质条件(383)15.1.1密码子(383)15.1.2核糖体(386)15.1.3tRNA(388)15.1.4mRNA(389)15.1.5蛋白质因子(389)15.2蛋白质合成过程(391)15.2.1氨基酸的活化(391)15.2.2肽链合成的起始与延伸(392)15.2.3肽链合成的终止(395)15.2.4真核细胞蛋白质合成的特点(396)15.3合成后的加工修饰(398)15.3.1一级结构的加工修饰(398)15.3.2高级结构的形成(399)15.3.3靶向输送(400)15.4利用基因工程技术表达蛋白质(402)15.4.1工具酶(402)15.4.2基因载体(404)15.4.3目的基因的获得(406)15.4.4重组DNA的筛选与表达(407)思考题(410)第16章代谢调节控制(411)16.1概述(411)16.1.1代谢网络(411)16.1.2代谢的单向性(411)16.2代谢调节(412)16.2.1代谢调节的作用点(412)16.2.2反馈调节(413)16.3酶合成水平调节(416)16.3.1酶的诱导合成(417)16.3.2酶合成的阻遏作用(417)16.3.3诱导与阻遏机制(418)16.3.4乳糖操纵子结构及活性调节(422)16.3.5全局调控蛋白CcpA的调控作用(425)16.4代谢调控在工业生产中的指导意义(426)16.4.1酶活性调节在工业生产中的应用(426)16.4.2酶合成调节在工业生产中的应用(428)思考题(429)

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