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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、生物化学与分子生物学发展所经历的三个阶段1

二、我国科学家对生物化学与分子生物学发展所做的贡献2

第二节 当代生物化学与分子生物学研究的主要内容3

一、生物化学与分子生物学的主要研究内容3

二、生物化学与分子生物学研究的发展趋势4

第三节 本书的主要内容4

第一章 蛋白质的结构与功能5

第一节 蛋白质的分子组成6

一、氨基酸6

二、肽9

第二节 蛋白质的分子结构11

一、蛋白质的一级结构11

二、蛋白质的二级结构11

三、蛋白质的三级结构15

四、蛋白质的四级结构16

五、蛋白质的分类16

第三节 蛋白质结构与功能的关系17

一、蛋白质一级结构与功能的关系17

二、蛋白质空间结构与功能的关系19

第四节 蛋白质的理化性质及其应用21

一、蛋白质的理化性质21

二、蛋白质理化性质的应用23

第二章 核酸的结构与功能28

第一节 核酸的化学组成及一级结构28

一、核酸的分类28

二、核酸的基本组成单位28

三、核苷酸29

四、核苷酸的连接31

五、核酸的一级结构31

第二节 DNA的空间结构与功能32

一、DNA的二级结构32

二、DNA的高级结构34

三、DNA的功能36

第三节 RNA的结构与功能36

一、信使RNA的结构与功能37

二、转运RNA的结构与功能38

三、核糖体RNA的结构与功能40

四、其他RNA分子40

第四节 核酸的理化性质及其应用41

一、紫外吸收41

二、DNA的变性42

三、DNA的复性43

四、核酸分子杂交43

第三章 酶和维生素45

第一节 酶的分子结构与功能45

一、酶的分子组成46

二、酶的活性中心46

三、酶活性的表示方法47

第二节 酶的命名与分类48

一、酶的系统命名和习惯命名48

二、酶的分类48

第三节 酶促反应的特点与机制49

一、酶促反应的特点49

二、酶促反应的机制49

第四节 酶促反应动力学51

一、底物浓度对反应速率的影响51

二、酶浓度对反应速率的影响53

三、温度对反应速率的影响54

四、pH对反应速率的影响54

五、激活剂对反应速率的影响54

六、抑制剂对反应速率的影响55

第五节 酶的调节58

一、酶活性的调节58

二、酶含量的调节60

第六节 酶与医学的关系61

一、酶与疾病发生61

二、酶与疾病诊断61

三、酶与疾病治疗63

四、酶在生物医学研究中的应用63

第七节 维生素与辅酶64

一、水溶性维生素与辅酶64

二、脂溶性维生素68

第四章 糖代谢76

第一节 糖的消化与吸收76

一、糖的生理功能76

二、糖的分类77

三、糖的消化与吸收77

第二节 糖的无氧分解79

一、糖的无氧分解过程及主要特点79

二、糖酵解的调节82

三、糖无氧分解的生理意义82

第三节 糖的有氧氧化83

一、糖有氧氧化的过程83

二、糖有氧氧化的调节89

三、糖有氧氧化的生理意义90

四、糖有氧氧化和糖酵解之间的相互调节90

第四节 磷酸戊糖途径91

一、磷酸戊糖途径的反应过程92

二、磷酸戊糖途径的生理意义94

第五节 糖异生96

一、糖异生的过程96

二、糖异生的调节98

三、糖异生的生理意义99

第六节 糖原的合成与分解101

一、糖原的合成101

二、糖原的分解102

三、糖原合成与分解代谢的调节103

四、糖原累积症105

第七节 葡萄糖的其他代谢途径105

一、糖醛酸途径105

二、多元醇途径106

三、甘油酸-2,3-二磷酸旁路106

第八节 血糖的调节及糖代谢障碍106

一、血糖的来源与去路106

二、血糖浓度的调节107

三、糖代谢障碍108

第五章 生物氧化111

第一节 生物氧化概述111

一、氧化反应的类型112

二、生物氧化的酶以不需氧脱氢酶最常见113

第二节 线粒体氧化体系114

一、代谢物脱氢经呼吸链传递给氧生成水114

二、氧化磷酸化是电子经呼吸链传递产生的能量与ADP磷酸化偶联的过程118

三、能量的生成、利用、储存是以ATP为中心124

四、线粒体内膜对物质的转运具有选择性125

第三节 线粒体外氧化体系127

一、微粒体中的细胞色素P450单加氧酶使底物羟基化127

二、过氧化物酶体中的氧化体系可分解过氧化氢128

三、超氧化物歧化酶可清除超氧阴离子128

第六章 脂质代谢130

第一节 脂质概述130

一、脂质的生理功能131

二、脂质的消化与吸收131

三、脂肪酸的分类与命名132

第二节 脂肪代谢133

一、脂肪的分解133

二、脂肪的合成141

第三节 磷脂代谢146

一、甘油磷脂的合成与分解147

二、鞘磷脂的合成与分解150

第四节 胆固醇代谢152

一、胆固醇的合成152

二、胆固醇的转化154

第五节 血浆脂蛋白代谢155

一、血脂的组成、来源与去路155

二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构155

三、载脂蛋白157

四、血浆脂蛋白的代谢158

五、血浆脂蛋白代谢异常161

第七章 氨基酸的代谢164

第一节 蛋白质的生理功能和营养价值165

一、蛋白质的生理功能165

二、氮平衡166

三、蛋白质的需要量和营养价值166

第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败167

一、蛋白质的消化167

二、氨基酸的吸收168

三、蛋白质的腐败作用169

第三节 细胞内蛋白质的降解170

一、蛋白质以不同速率降解170

二、真核细胞内蛋白质降解途径170

第四节 氨基酸的一般代谢171

一、氨基酸代谢库172

二、氨基酸的脱氨基作用172

三、α-酮酸的代谢175

第五节 氨的代谢176

一、体内氨的来源177

二、氨的转运177

三、氨的去路178

第六节 个别氨基酸的代谢183

一、氨基酸的脱羧基作用183

二、一碳单位的代谢185

三、含硫氨基酸的代谢185

四、芳香族氨基酸的代谢189

五、支链氨基酸的代谢191

第八章 核苷酸代谢193

第一节 嘌呤核苷酸代谢194

一、嘌呤核苷酸的合成代谢194

二、嘌呤核苷酸分解代谢198

第二节 嘧啶核苷酸代谢200

一、嘧啶核苷酸的合成代谢200

二、嘧啶核苷酸的分解代谢202

第三节 脱氧核糖核苷酸及核苷三磷酸的生成203

一、脱氧核糖核苷酸的生成203

二、核苷三磷酸的生成205

第四节 核苷酸抗代谢物205

一、嘌呤核苷酸抗代谢物205

二、嘧啶核苷酸抗代谢物206

第九章 物质代谢的联系与调节209

第一节 物质代谢的特点209

一、物质代谢的整体性209

二、物质代谢过程的有序性209

三、代谢反应需要酶催化并受到精细调节210

四、ATP是能量储存和消耗的共同形式210

五、NADPH提供合成代谢所需的还原当量211

第二节 物质代谢的相互联系211

一、三大营养物在能量代谢上相互联系相互制约211

二、三大营养物代谢通过中间代谢物而相互联系211

第三节 物质代谢的调节方式213

一、细胞水平的代谢调节213

二、激素水平的代谢调节215

三、整体水平的代谢调节216

第四节 组织、器官的代谢特点及相互联系220

一、肝在物质代谢中的作用220

二、脑内物质代谢的特点221

三、骨骼肌物质代谢的特点222

四、肾在物质代谢中的作用222

五、心肌物质代谢的特点222

六、脂肪组织物质代谢中的作用222

七、成熟红细胞物质代谢的特点222

第十章 血液生物化学224

第一节 血液的化学成分225

一、血液中的水和电解质226

二、血浆蛋白质226

三、血液中的非蛋白含氮化合物229

四、血液中的气体和其他有机化合物229

第二节 血液凝固230

一、凝血因子与抗凝血成分230

二、凝血途径231

三、血凝块的形成和溶解233

第三节 血细胞代谢234

一、红细胞代谢234

二、白细胞代谢239

第十一章 肝胆生物化学240

第一节 肝脏的解剖结构特点及其生物化学功能241

一、肝的结构组成241

二、肝在机体物质代谢中的作用242

第二节 肝的生物转化作用244

一、生物转化的主要生物学意义244

二、生物转化的两相反应244

三、生物转化的特点248

四、影响和调节生物转化的因素249

第三节 胆汁酸的代谢250

一、胆汁的分泌与浓缩250

二、胆汁酸的分类251

三、胆汁酸代谢及其肠肝循环252

第四节 胆色素代谢与黄疸256

一、胆红素的生成256

二、胆红素在血液中的运输258

三、胆红素在肝中的转变与分泌259

四、结合胆红素在肠道内的转变261

五、黄疸263

第十二章 DNA的生物合成267

第一节 DNA的复制267

一、DNA的半保留复制268

二、DNA的双向复制268

三、DNA复制的半不连续性269

四、参与DNA复制的酶270

五、原核生物DNA复制274

六、真核生物DNA复制276

第二节 逆转录278

一、逆转录机制和逆转录酶279

二、逆转录的发现发展了中心法则279

三、逆转录研究的意义280

四、滚环复制和D环复制280

第三节 DNA损伤与修复281

一、DNA损伤281

二、DNA损伤的修复284

三、DNA损伤和修复的意义287

第十三章 RNA的生物合成290

第一节 转录体系的构成291

一、DNA模板291

二、依赖DNA的RNA聚合酶292

三、RNA聚合酶与模板的辨认结合293

第二节 转录过程294

一、原核生物的转录过程294

二、真核生物的转录过程298

第三节 RNA的转录后加工302

一、真核生物mRNA前体的转录后加工303

二、tRNA的转录后加工308

三、rRNA的转录后加工309

第四节 RNA复制310

第十四章 蛋白质的生物合成313

第一节 蛋白质生物合成体系的构成313

一、mRNA313

二、tRNA317

三、核糖体317

四、酶类和蛋白质因子318

第二节 蛋白质的生物合成过程319

一、氨基酸的活化320

二、肽链合成的起始321

三、肽链的延长322

四、肽链合成终止323

五、真核细胞与原核细胞蛋白质生物合成的异同323

第三节 翻译后加工324

一、一级结构的修饰324

二、高级结构的修饰326

三、蛋白质构象病327

四、蛋白质合成的靶向输送327

第四节 蛋白质生物合成的干扰和抑制330

一、某些抗生素的作用机制330

二、细菌毒素与植物毒素对蛋白质生物合成的抑制331

三、其他蛋白质合成阻断剂333

第十五章 基因表达调控335

第一节 基因表达调控的基本原理及其生物学意义336

一、基因表达调控的基本规律336

二、基因表达调控的生物学意义337

第二节 原核生物基因表达调控338

一、细菌的操纵子调控模式338

二、原核生物翻译水平的基因表达调控343

第三节 真核生物基因表达调控344

一、真核基因组DNA水平表达调控345

二、真核生物基因转录水平调控347

三、真核生物基因转录后水平调控352

四、真核生物基因翻译水平调控355

第十六章 癌基因、抑癌基因与生长因子357

第一节 癌基因357

一、病毒癌基因357

二、细胞癌基因358

三、癌基因的活化机制359

四、原癌基因的表达产物与功能361

第二节 抑癌基因362

一、概述362

二、抑癌基因的功能363

第三节 生长因子366

一、生长因子的分类366

二、生长因子的作用机制368

第十七章 细胞信号转导369

第一节 信息物质369

一、细胞外信息分子369

二、细胞内信息分子370

第二节 受体及其所介导的信号转导通路372

一、离子通道偶联受体及其所介导的信号转导通路373

二、酶偶联受体及其所介导的信号转导通路374

三、G蛋白偶联受体及其所介导的信号转导通路377

四、核受体及其所介导的信号转导通路381

第三节 受体与配体的结合特点及受体活性的调节382

一、受体与配体的结合特点382

二、受体活性的调节383

第四节 细胞信号转导通路的交叉联系384

一、一种信息分子可活化几条信号转导通路385

二、一条信号通路的成员可参与调节另一条信号通路的活性386

三、不同的信号通路可共同作用于同一效应蛋白或基因387

四、多种信息分子可活化相同的信号转导通路387

五、同一种配体（或受体）可结合不同的受体（或配体）388

六、不同的第一信使之间可相互调节388

第五节 细胞信号转导与疾病388

一、细胞信号转导异常与疾病发生388

二、细胞信号转导与疾病治疗390

第十八章 常用分子生物学技术392

第一节 PCR技术392

一、PCR技术的基本原理、体系及步骤393

二、PCR衍生技术394

三、定量PCR394

第二节 分子杂交与印迹技术395

一、分子杂交与印迹技术的原理396

二、常用的分子杂交与印迹技术396

第三节 生物大分子相互作用研究技术399

一、蛋白质相互作用研究技术399

二、蛋白质与核酸相互作用研究技术402

第四节 生物芯片技术403

一、基因芯片403

二、蛋白质芯片404

第五节 基因沉默技术405

一、反义寡核苷酸、核酶与脱氧核酶405

二、RNA干扰406

第六节 转基因技术与基因敲除技术408

一、转基因技术408

二、基因敲除技术408

第十九章 基因工程411

第一节 基因克隆的工具酶412

一、限制性核酸内切酶412

二、其他工具酶415

第二节 基因克隆的载体416

一、克隆载体417

二、表达载体421

第三节 基因克隆的一般过程422

一、目的基因的获取422

二、选择与制备合适的基因载体424

三、目的基因与载体的连接424

四、重组DNA导入宿主细胞426

五、重组体的筛选与鉴定428

第四节 克隆基因的表达430

一、原核生物表达系统430

二、真核生物表达系统431

第五节 基因工程的下游技术432

一、基因工程菌的发酵432

二、目的蛋白的分离纯化435

三、目的蛋白的分析鉴定438

第六节 基因工程技术在医学中的应用440

一、基因工程技术与药物和疫苗的生产440

二、基因工程技术在医学中的其他应用443

第二十章 基因诊断与基因治疗445

第一节 基因诊断445

一、基因诊断的特点446

二、基因诊断的内容与基本策略446

三、基因诊断的基本步骤447

四、基因诊断常用的技术方法448

五、基因诊断的应用450

第二节 基因治疗454

一、基因治疗的分类455

二、基因治疗的总体策略456

三、基因治疗的基本程序456

四、基因治疗的应用458

五、基因治疗面临的问题与展望461

参考文献462

索引463