《生物化學》共分為4部分:第一部分是緒論,主要介紹了生物化學的研究內容,生物化學的發展歷史及我國勞動人民和科學家在該領域的貢獻,生物化學與其他學科的關系及生物化學知識在工業、農業、醫藥等領域的應用;第二部分是組成生命的物質基礎,主要包括對蛋白質、核酸、酶、生物膜及維生素與輔酶的結構、性質和功能的介紹;第三部分是生命的物質代謝,包括糖類、蛋白質、核酸及脂質等物質的分解與合成代謝;第四部分是代謝調節。《生物化學》每個章節前有學習要點,章節后有思考題,書后列出了主要參考文獻,以方便學生學習。另外,為了使《生物化學》具有時效性,擴大學生的知識面,書中對生物化學的新成果與新進展以知識窗的形式加以簡要介紹。
《生物化學》可作為農業、林業、水產、食品、師范及工科等院校生物類和非生物類專業學生的教材,也可作為從事生命科學研究的教師、工作人員及研究生的參考書。
生物化學是生物學科中最活躍的基礎學科之一。工業、農業、醫藥、食品、能源、環境科學等越來越多的研究領域都以生物化學理論為依據,以其實驗技術為手段。生物化學是高等學校植物生產類、生物類及相關專業的重要專業基礎課、必修課以及研究生入學考試的重要科目。打好堅實的生物化學基礎,對該學科的基本理論與基本研究技術的原理有較全面和清晰的理解,是學生對后續相關的專業知識的學習和研究工作的共同需要。因此,為了滿足現代農業及生命科學對科技人才的需要,根據農科、工科及綜合院校植物生產類及生物類各專業人才培養計劃對生物化學課程的要求,我們組織多年在教學一線從事生物化學理論與實驗教學、具有豐富工作經驗的教師編寫了本書。在編寫過程中,我們盡量實現教材內容科學性、準確性、系統性和實用性的有機統一。
全書共分為四大部分,第一部分是緒論,主要介紹了生物化學的研究內容,生物化學的發展歷史,生物化學與其他學科的關系及在各個領域的應用等。第二部分是組成生命的物質基礎,主要介紹生物大分子的結構、性質和功能_;由蛋白質、核酸、酶、維生素與輔因子及生物膜共五章組成。第三部分為生命的物質代謝,主要介紹生物大分子前體的合成和分解代謝途徑以及生物能量的生成方式;由糖類代謝、生物氧化、脂質代謝、含氮化合物代謝、核酸的降解與生物合成及蛋白質的降解與生物合成共六章組成。第四部分即第十二章 代謝調節。為了使本書具有時效性,并擴大學生的知識面,本書還同時對生物化學的新成果與新進展以知識窗的形式加以簡要介紹。每一章包括:學習要點、章節具體內容、知識窗及思考題,以方便學生學習。
本書可作為高等院校農學類及生物類各專業本科生的教材,也可作為其他專業本科生與專科生的教材,還可作為從事生命科學研究的教師、工作人員及研究生的參考書。
本書由王冬梅與呂淑霞主編。參加編寫的單位有河北農業大學、沈陽農業大學、山西農業大學、河北師范大學、河北經貿大學、河北大學、首都師范大學、大同大學和晉中學院。在編寫過程中,我們得到河北農業大學教務處、河北農業大學生命科學院和科學出版社農林與生命科學分社的大力支持,在此深表謝意。
由于編者水平有限,書中難免有不足之處,敬請讀者批評指正。
前言
緒論
一、生物化學的概念和研究內容
二、生物化學的發展
三、生物化學與其他學科的關系
四、生物化學的應用
第一章 蛋白質
第一節 氨基酸
一、蛋白質氨基酸的一般結構及其分類
二、非蛋白質氨基酸
三、氨基酸的主要理化性質
四、氨基酸的分離分析和鑒定
第二節 肽
一、肽和肽鏈
二、天然存在的活性肽
第三節 蛋白質的結構
一、蛋白質的一級結構
二、蛋白質的空間結構
第四節 蛋白質結構與功能的關系
一、蛋白質一級結構與功能的關系
二、蛋白質空間結構與功能的關系
第五節 蛋白質的理化性質
一、蛋白質的兩性性質和等電點
二、蛋白質的紫外吸收性質
三、蛋白質的膠體性質
四、蛋白質的沉淀反應
五、蛋白質的變性與復性
六、蛋白質的呈色反應
第六節 蛋白質的分離純化
一、蛋白質分離純化的一般原則
二、分離純化蛋白質的一般程序
三、蛋白質含量測定與純度鑒定
四、蛋白質相對分子質量的測定
思考題
第二章 核酸
第一節 概述
一、核酸的種類與分布
二、核酸的生物學功能
第二節 核酸的化學組成
一、核酸的元素組成
二、核酸的分子組成
第三節 核酸的分子結構
一、DNA的分子結構
二、RNA的分子結構
三、核酸與蛋白質的復合體
第四節 核酸的理化性質
一、核酸的一般物理性質
二、核酸的兩性性質
三、核酸的紫外吸收性質
四、核酸的變性和復性
第五節 核酸的分離純化和含量測定
一、核酸的提取和分離
二、核酸含量的測定
思考題
第三章 酶
第一節 酶的概述
一、酶的概念
二、酶的作用特點
第二節 酶的命名及分類
一、酶的命名
二、酶的分類
第三節 酶的作用機制
一、酶的活性中心
二、酶和底物作用的專一性
三、酶作用的高效性機制
四、酶的作用機制舉例
第四節 酶促反應動力學
一、酶活力與酶促反應速度
二、底物濃度對酶促反應速度的影響
三、酶濃度對酶促反應速度的影響
四、溫度對酶促反應速度的影響
五、pH對酶促反應速度的影響
六、激活劑對酶促反應速度的影響
七、抑制劑對酶促反應速度的影響
第五節 生物體內重要的調節酶
一、別構酶
二、共價修飾調節酶
三、同工酶
第六節 酶的分離純化與酶活力測定
一、分離純化的一般原則
二、酶活力測定
三、得率和純化倍數
第七節 酶工程與酶的應用
一、酶工程的概念與研究內容
二、酶的應用
思考題
維生素與輔因子
第四章 維生素與輔因子
第一節 維生素的概念及分類
一、維生素的概念
二、維生素的分類
第二節 水溶性維生素與輔因子
一、維生素B2與TPP
二、維生素B2與FMN和FAD
三、維生素島與CoA和ACP
四、維生素B與NAD和NADP
五、維生素B6和磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺
六、維生素島與羧化輔酶
七、維生素B11與四氫葉酸
八、維生素B12及其輔酶
九、維生素C
十、硫辛酸
思考題
第五章 生物膜
第一節 生物膜的化學組成
一、膜脂
二、膜蛋白
三、糖類
第二節 生物膜的結構
一、生物膜結構的研究歷史
二、目前對生物膜結構的認識
第三節 生物膜的功能
一、物質的跨膜運輸
二、能量轉換
三、信號轉導
四、細胞識別
思考題
第六章 糖類代謝
第一節 生物體內的糖類
一、單糖
二、雙糖
三、多糖
第二節 雙糖和多糖的酶促降解
一、雙糖的酶促降解
二、多糖的酶促降解
第三節 糖酵解
一、糖酵解的概念
二、糖酵解途徑的反應歷程
三、糖酵解產生的能量
四、糖酵解的生物學意義
五、糖酵解途徑的調控
六、丙酮酸的去路
第四節 三羧酸循環
一、丙酮酸氧化為乙酰CoA
二、三羧酸循環的反應歷程
三;三羧酸循環的能量釋放
四、三羧酸循環的生物學意義
五、三羧酸循環中間產物的回補
六、三羧酸循環的調控
第五節 磷酸戊糖途徑
一、磷酸戊糖途徑的反應歷程
二、磷酸戊糖途徑的生物學意義
三、磷酸戊糖途徑的調控
第六節 光合作用
一、光合作用概述
二、光反應
三、卡爾文循環
四、光呼吸和C途徑簡介
第七節 糖異生作用
一、糖異生作用的概念
二、糖異生途徑的反應歷程
三、糖異生作用的生物學意義
四、糖異生作用的調控
第八節 雙糖和多糖的生物合成
一、糖核苷酸的形成及作用
二、蔗糖的生物合成
三、淀粉的生物合成
四、糖原的合成
思考題
第七章 生物氧化
第一節 生物氧化概述
一、生物氧化的概念及特點
二、生化反應中自由能的變化
三、高能化合物
第二節 電子傳遞鏈
一、電子傳遞鏈的概念
二、電子傳遞鏈的組成及排列順序
三、電子傳遞鏈抑制劑
第三節 氧化磷酸化
一、氧化磷酸化的概念和P/O比
二、氧化磷酸化的機制
三、ATP合酶
四、氧化磷酸化的解偶聯劑和抑制劑
五、線粒體穿梭系統
思考題
第八章 脂類代謝
第一節 脂肪的分解代謝
一、脂肪的水解
二、甘油的氧化分解與轉化
三、脂肪酸的分解
第二節 脂肪的合成代謝
一、磷酸甘油的生物合成
二、脂肪酸的生物合成
三、脂肪的生物合成
第三節 其他脂質的代謝
一、甘油磷脂的水解與生物合成
二、膽固醇的生物合成及轉化
思考題
第九章 含氮化合物的代謝
第一節 氨基酸的分解和轉化
一、脫氨基作用
二、脫羧基作用
三、氨基酸分解產物的去向
第二節 氨同化和氨基酸的生物合成
一、氨的來源
二、氨同化
三、氨基酸的生物合成
四、一碳單位
第三節 核苷酸的分解代謝
一、核苷酸和核苷的分解
二、嘌呤的分解
三、嘧啶的分解
第四節 核苷酸的合成代謝
一、核糖核苷酸的合成
二、脫氧核糖核苷酸的合成
三、核苷酸磷酸化成核苷三磷酸
四、核苷酸合成的抑制劑
思考題
第十章 核酸的降解與生物合成
第一節 核酸的酶促降解
一、外切核酸酶
二、內切核酸酶
三、限制性內切核酸酶
第二節 DNA的生物合成
一、DNA復制概述
二、逆轉錄
三、DNA的突變
四、DNA損傷修復
第三節 RNA的生物合成
一、轉錄的概念及不對稱性
二、大腸桿菌的RNA聚合酶
三、原核細胞的轉錄過程
四、真核生物RNA聚合酶及轉錄特點
五、轉錄產物的加工與修飾
六、RNA的復制
第四節 基因工程簡介
一、基因工程的概念
二、基因工程的操作技術
三、PCR介紹
思考題
第十一章 蛋白質的降解與生物合成
第一節 蛋白質的酶促降解
一、外源蛋白質在體內的消化
二、細胞內蛋白質的主要降解過程和途徑
第二節 蛋白質合成體系的重要組分
一、mRNA及遺傳密碼
二、tRNA攜帶氨基酸至mRNA模板上
三、核糖體
四、輔助因子
第三節 蛋白質的合成過程
一、氨基酸的活化
二、大腸桿菌蛋白質的合成
三、多核糖體
四、真核生物蛋白質合成的特點
第四節 蛋白質合成后的加工與運輸
一、肽鏈合成后的加工與折疊
二、蛋白質運輸的分選信號
三、蛋白質的分泌途徑與方式
思考題
第十二章 代謝調節
第一節 物質代謝的相互關系
一、糖代謝與蛋白質代謝的相互關系
二、糖代謝與脂代謝的相互關系
三、脂類代謝與蛋白質代謝的相互關系
四、核酸代謝與糖、脂肪及蛋白質代謝的相互關系
第二節 代謝調節
一、酶水平調節
二、細胞水平的調節
三、多細胞生物整體水平的調節
思考題
主要參考文獻
一、生物化學的概念和研究內容生物化是關于生命的科學。它是以生物體為研究對象,利用化學、物理和生物學的方法,研究生物體的物質組成、結構與性質,物質在體內發生的化學變化,以及這些變化與生命活動之間關系的科學。
生物化學的研究內容主要包括以下幾個方面:①研究構成生物有機體的物質基礎,即對蛋白質、核酸、糖類、脂類以及對代謝起催化和調控作用的酶、維生素和激素的結構、性質和功能開展研究;②研究構成生物體的這些物質在生命活動過程中的合成代謝、分解代謝以及它們在這些代謝過程中的能量轉化和調節規律;③除了物質代謝和能量代謝之外,信息代謝也已成為近代生物化學研究的核心內容,即生物體如何在細胞間和世代間保證信息的準確復制和傳遞。
21世紀是生命科學的世紀,從事生命科學研究的工作者越來越多,使得生物化學的發展更加突飛猛進。目前,生物化學的理論和技術已經滲透到更加廣泛的學科和領域,如根據生物化學研究的對象,可將之分為人體生物化學、動物生物化學、植物生物化學、微生物生物化學等;根據生物化學研究的領域,可將之分為工業生物化學、農業生物化學、醫學生物化學等;農業生物化學還可再細分為果樹生物化學、昆蟲生物化學、作物生物化學等。
本書只是介紹生物化學研究的基本內容,如四大基本物質(蛋白質、核酸、糖類和脂類)的結構、性質、功能、代謝以及代謝調節等,屬于基礎生物化學部分。