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目录1

第一篇 生物大分子3

第一章 细胞3

第一节 细胞的结构形态和类型3

一、细胞的结构和组成3

二、细胞是体积很小的生命单位6

第二节 原核细胞7

一、原核细胞是最小、最简单的细胞7

三、细胞的两大类——原核细胞和真核细胞7

二、大肠杆菌8

第三节 真核细胞11

一、真核细胞比原核细胞大而且复杂得多11

二、真核细胞的核11

三、真核细胞的线粒体15

四、真核细胞细胞质内的其他细胞器16

提要24

第二章 蛋白质26

一、氨基酸的化学结构28

第一节 氨基酸28

二、组成蛋白质的二十种氨基酸29

三、氨基酸的主要化学反应37

四、层析法分离和测定氨基酸40

第二节 肽和蛋白质44

一、肽键和肽链44

二、蛋白质的组成46

三、蛋白质的电性和等电点48

四、蛋白质的提纯和测试48

五、蛋白质的氨基酸序列分析60

第三节 蛋白质的结构67

一、周期性结构：α-螺旋，β-折叠以及胶原螺旋结构68

二、β-转折和团块结构72

三、蛋白质的4级结构73

四、氨基酸序列决定蛋白质结构，蛋白质结构决定其功能74

第四节 介绍几种蛋白质77

一、肌红蛋白77

二、血红蛋白83

三、胶原蛋白96

四、羧肽酶A108

提要113

第三章 酶117

第一节 酶与酶催化反应117

一、酶催化反应的专一性117

二、酶不改变化学平衡119

四、酶的活性中心120

五、介绍几种酶和底物的结合力120

三、酶转换能量的形式121

六、水在生物化学中的作用122

七、酶催化反应的调控123

第二节 酶动力学和米氏公式124

一、米氏公式的导出128

二、Vmax和Km值的求得及其涵义130

三、变构酶不服从米氏公式133

第三书酶活性的抑制134

一、酶可以被某些小分子抑制134

二、竞争性抑制和非竞争性抑制的动力学及其区别136

第四节 介绍几个酶的例子140

一、溶菌酶140

二、消化酶147

提要158

第四章 生物膜161

第一节 生物膜的形态——组成和结构161

一、膜脂162

二、磷脂和糖脂形成双分子层166

三、膜蛋白质170

四、糖基连在多种质膜的外部171

第二节 生物膜的一些性质173

一、膜脂和多种膜蛋白沿膜平面作横向运动173

二、膜脂和膜蛋白质不能穿过双分子层膜翻转174

三、生物膜不对称175

第三节 膜传递176

一、被动传递和主动传递177

二、钠钾离子泵178

三、共传递183

四、和磷酸化偶联的糖主动传递185

五、膜传递抗生素186

提要189

一、自由能是生物化学中最常用的热力学函数195

第一节 自由能195

第二篇 代谢195

第五章 代谢概论195

二、自由能差？G的计算197

三、一个热力学不宜进行的反应可以被另一个热力学宜于进行的反应所驱动198

第二节 ATP198

一、ATP是细胞活动中能量制造和能量消耗之间最主要的化学环节198

二、ATP水解的标准自由能差200

三、ATP在许多磷酸化反应中作为磷酸的供体201

四、ATP的浓度控制代谢过程201

一、NADH、NADPH和FADH2在生物氧化时是主要的电子载体203

第三节 辅酶和维生素203

二、辅酶A是一种普遍的乙酰基载体206

三、维生素207

提要211

第六章 糖酵解213

第一节 单糖213

一、单糖的构型和命名213

二、葡葡糖和果糖214

一、糖酵解的途径216

第二节 葡萄糖酵解216

二、酵解过程中产生ATP及NADE等能量分子220

三、糖酵解的控制222

第三节 丙酮酸继续转化223

一、乙醇是丙酮酸在酵母和有些微生物中的转化形式223

二、乳酸是某些微生物中或供氧不足的高等生物体的某些组织中丙酮酸转化的另一途径224

三、生成乙酰辅酶A是丙酮酸继续转化的主要途径224

提要225

一、三羧循环是一个循环途径227

二、三羧循环的反应过程227

第一节 三羧循环的化学反应227

第七章 三羧循环227

三、三羧循环中化学物质变化的结算232

四、三羧循环的调控234

第二节 丙酮酸脱氢酶复合体系235

一、丙酮酸脱氢酶复合体系的组成和各部分的功能235

二、α-酮戊二酸脱氢酶也是类似的酶复合体系239

三、丙酮酸脱氢酶复合体系的控制239

第三节 三羧循环为生物合成提供原料241

提要243

第八章 氧化磷酸化245

第一节 氧化磷酸化过程中的电子传递246

一、线粒体246

二、呼吸链上的电子传递246

三、细胞色素c253

第二节 ATP在氧化磷酸化过程中的合成255

一、ATP的合成同电子的传递是偶联的255

二、氧化磷酸化和一个质子梯度偶联256

三、质子驱动力258

四、ATP的合成259

第三节 葡萄糖最终氧化的总结算262

一、3-磷酸甘油酯梭将细胞液中NADH提供的电子载入线粒体内263

二、葡萄糖氧化至CO2和H2O产生能量分子的总结算264

提要266

第九章 戊糖磷酸途径和葡萄糖异生作用268

第一节 戊糖磷酸途径269

一、NADPH在戊糖磷酸途径的形成269

二、戊糖磷酸途径与酵解相连271

三、戊糖磷酸途径的调控274

第二节 转酮醇酶和转醛醇酶的催化作用275

一、转酮醇酶的辅基TPP转移活性羟乙酰基275

二、转醛醇酶通过形成西佛碱转移二羟丙酮基团276

第三节 葡萄糖异生作用278

一、葡萄糖可以由非碳水化合物前体合成278

二、葡萄糖异生作用不是酵解的可逆过程280

三、葡萄糖异生作用的调控282

提要283

第十章 糖原和二糖代谢285

第一节 糖原的降解286

一、磷酸化酶催化磷酸化裂解糖原非还原末端的α-1,4糖苷键286

二、在分杈处糖原的降解287

三、葡萄糖-1-磷酸转变成葡萄糖传递到体内各部位288

第二节 糖原的合成289

一、糖原合成是以尿苷二磷酸葡萄糖为活性单体的289

二、由分枝酶催化形成分枝化的α-1,6糖苷键291

一、环腺苷一磷酸和一些激素对糖原的降解和合成起主要的调控作用292

第三节 糖原降解和合成的调控292

二、糖原降解和合成的调控的关键是酶的磷酸化修饰改变活性294

三、激素-cAMP体系通过反应级联调控糖原的代谢296

第四节 淀粉和二糖代谢298

一、淀粉的降解298

二、麦芽糖、蔗糖和乳糖299

三、果糖和半乳糖进入酵解302

提要304

第十一章 脂肪酸代谢307

一、三酸甘油酯的水解308

第一节 脂肪酸的降解308

二、饱和脂肪酸的降解309

三、不饱和脂肪酸的降解313

四、奇数碳原子脂肪酸降解产物丙酰辅酶A的转化316

第二节 酮体318

一、酮体是在脂肪酸裂解过量时由乙酰辅酶A生成的318

二、酮体在代谢中的作用320

第三节 脂肪酸的合成322

一、脂肪酸的合成与其降解的途径不同322

二、真核细胞中的脂肪酸合成多酶复合体329

三、柠檬酸将乙酰基团从线粒体载运到细胞液330

四、增链和不饱和脂肪酸的合成332

五、脂肪酸合成的调控333

提要334

第十二章 氨基酸的降解337

第一节 氨基酸中α-氨基的代谢337

一、氨基酸的α-氨基转化为铵离子337

二、尿素循环341

第二节 氨基酸碳骨架的降解代谢345

提要365

第十三章 光合作用367

第一节 叶绿素的光化学367

一、光的物理定义367

二、叶绿素是光受体分子368

三、光引起电子转移反应369

四、绿色植物的光合作用发生在叶绿体中372

五、发生光化学反应的叶绿素位于一个称为反应中心的复合物中373

第二节 光合细菌中的电子传递体系375

一、从P870到醌的电子传递链376

二、电子回到P870的传递链377

第三节 植物叶绿体中的电子传递体系378

一、叶绿体中有两个串联的光系统378

二、O2的产生需要在光系统Ⅱ积聚4个氧化当量379

三、连接两个体系的电子传递链381

四、光系统Ⅰ最终将电子传递给NADP+383

五、叶绿体中的电子传递的全过程及氧化还原反应383

第四节 暗反应——固碳作用384

一、还原戊糖循环385

三、光呼吸作用和C4循环389

二、还原戊糖循环的控制389

提要393

第三篇 遗传信息399

第十四章 脱氧核糖核酸399

第一节 DNA的化学组成和结构400

一、DNA的化学组成400

二、Waston-CrickDNA双螺旋结构404

三、DNA的形态及一些性质407

一、DNA的半保留复制411

第二节 DNA的复制411

二、DNA聚合酶Ⅰ413

三、DNA连接酶419

四、DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ421

五、DNA的复制423

六、DNA的复修429

第三节 DNA序列分析433

一、5′末端标记裂解法DNA序列分析433

二、链终止法DNA序列分析436

三、限制性内切酶439

提要446

第十五章 信使RNA以及转录449

第一节 RNA的分类及其组成和结构449

一、细胞中有三类不同的RNA449

二、RNA的组成和结构451

三、信使RNA是遗传信息指导蛋白质合成的中介物452

第二节 RNA的转录453

一、RNA聚合酶453

二、RNA的转录456

三、新生RNA链的加工、切割与修饰458

四、抑制转录的抗生素461

第三节 RNA的序列分析464

提要467

第十六章 蛋白质的合成469

第一节 遗传密码、基因与蛋白质的关系469

一、基因密码469

二、基因的碱基序列和蛋白质氮基酸序列之间的关系473

三、DNA的碱基序列改变引起的突变475

第二节 tRNA479

一、tRNA是蛋白质合成时联系氨基酸和mRNA的遗传信息的衔接分子479

二、tRNA具有共同的结构480

三、氨基酸被专一的氨基酰-tRNA合成酶活化并连接到相应的tRNA上485

四、tRNA的反密码识别mRNA上的密码488

第三节 蛋白质在核蛋白体中的合成491

一、核蛋白体491

二、蛋白质在核蛋白体中合成493

三、多种蛋白质在翻译后要进行修饰501

四、抑制蛋白质合成的抗生素502

提要505

第十七章 病毒508

第一节 病毒的感染及组装509

一、烟草花叶病毒509

二、T4噬菌体513

第二节 RNA病毒518

一、RNA病毒的复制518

二、反转录病毒523

三、一些小的RNA噬菌体也含有覆盖的基因525

第三节 溶源噬菌体526

第四节 干扰素529

提要530

第十八章 基因表达的调控533

第一节 mRNA的转录受到调节基因的调控533

一、大肠杆菌中β-半乳糖苷酶基因表达的调控533

二、cAMP可激发一些可被诱导涉及降解代谢的酶的基因转录538

三、阿拉伯糖操纵子转录的调控540

一、色氨酸操纵子的转录被一个衰减子和一个调节基因共同调控541

第二节 色氨酸操纵子转录的调控541

二、衰减子以先导mRNA的翻译为前导调控trp操纵子的转录543

第三节 λ噬菌体基因的调控546

一、λ噬菌体溶菌途径的基因表达546

二、λ噬菌体的溶源过程547

三、λ阻遏物合成的自我调控548

提要550

一、真核细胞中的DNA及组蛋白552

第一节 真核细胞中染色体的构造及DNA的复制552

第十九章 真核细胞中的染色体和基因表达552

二、核小体554

三、真核细胞的DNA及其复制555

第二节 真核细胞中的转录559

一、真核细胞中的RNA聚合酶559

二、真核细胞中的RNA及转录560

第三节 真核细胞中的蛋白质合成562

提要566

一、基因重组是通过不同的亲代DNA链裂解并重新组合连接进行的568

第一节 基因重组568

第二十章 基因重排568

二、在基因重组中两条双链DNA形成二倍体中间物570

三、Holliday-M？selson-Radding基因重组模型572

四、recA蛋白质催化基因重组中由ATP驱动的DNA链交换575

第二节 转位576

一、细菌中含有质粒和其他可移动的基因成分576

二、F因子使细菌能通过接合向受体提供基因577

三、R因子质粒使细菌能抵抗抗生素580

四、转座子的插入序列对它插入其他基因组分中负责581

一、克隆是将实验室得到的基因结构引入适当的寄主中去进行繁衍的手段583

第三节 克隆583

二、克隆所需要的重组DNA分子的构成需要限制性内切酶和DNA连接酶参与585

三、质粒和λ噬菌体在克隆时经常被选为载体588

四、真核基因可以在细菌细胞中转录和翻译591

五、克隆技术为分子生物学开辟了一个全新的天地591

提要593

索引596

Index642

缩略语表688