生物化學

前言

《生物化學》第l版自2005年8月問世以來，受到諸多高等院校和研究單位等教師和學生的歡迎，許多學校以此作為本校學生學習基礎生物化學課程的教材。本教材之所以能得到廣大師生的認可，主要原因是我們在編寫過程中注重并較好地處理了相關的教學內(nèi)容，包括基本理論、基本概念與新理論、新知識之間的關系，傳統(tǒng)生物化學實驗方法與近十年最新實驗技術進展之間的關系，教材內(nèi)容組織和布局與學生閱讀興趣之間關系等。當今生物化學發(fā)展日新月異，新理論、新技術層出不窮，知識更新速度不斷加快，如何讓學生獲取更多的知識，培養(yǎng)他們獲取知識的能力、科學思維能力和解決問題的能力一直是教育工作者的中心研究課題。我們的目的就是要向?qū)W生提供知識內(nèi)涵豐富、閱讀性強、反映生物化學學科最新研究成果、高質(zhì)量的教科書。盡管《生物化學》第1版教材受到讀者好評，而且本書于2006年被教育部列為“十一五規(guī)劃教材”，但也存在不少問題如有些章節(jié)安排不盡合理和出現(xiàn)錯誤等。我們認真收集了在過去三年使用過程中所出現(xiàn)的各種問題和意見，決定在適當時間對教材進行修訂。為此，我們?nèi)w編寫人員于2008年8月12日至15日在黃山屯溪召開了修訂會議。通過幾天交流和充分討論，全體人員形成了一致的修改意見。在修訂教材中，主要從以下幾方面進行了改進：1.修訂教材在內(nèi)容結構上仍分為五大部分，包括第一部分緒論；第二部分為生物（大）分子，如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸和大分子復合物，這部分作為靜態(tài)生物化學的內(nèi)容；第三部分為酶學；第四部分包括生物氧化、糖類的分解代謝、糖類的合成代謝、脂質(zhì)代謝、氨基酸和核苷酸代謝、核酸的生物合成與降解、蛋白質(zhì)的生物合成與降解；第五部分為物質(zhì)代謝的聯(lián)系及其調(diào)控。對有些章節(jié)順序進行了調(diào)整，例如，將原來的第8章糖類的分解代謝與第9章生物氧化次序作了對調(diào)。另外，第12章“主要含氮化合物代謝”改為“氨基酸和核苷酸代謝”，等等。2.對每一章節(jié)中所涉及的新技術、新方法以及學科發(fā)展的新成果進行了更新，并增加了一些新的內(nèi)容。對引進的新的生物化學術語進行詳細的解釋。3.對書中的有些圖表作了調(diào)整，包括去除內(nèi)容不清楚的圖片，增加一些新的圖片。4.為了激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)整了一些“知識窗”的內(nèi)容。另外，對書中的網(wǎng)址、參考文獻等進行了更新。參加本書修訂的主要人員有（以下按姓氏筆畫排列）王征、王冬梅、王松華、鄧小江、劉鵬舉、狄洌、沈文飚、楊志敏、楊虹琦、周正義、段江燕、侯春燕、聶理、徐朗萊、蔣立科、闞國仕、潘登奎等。本書在修訂過程中還得到北京林業(yè)大學汪曉峰等老師及各個用書單位老師的支持與幫助。高等教育出版社生命科學與醫(yī)學出版中心對本書修訂工作給予大力支持，并作了詳細的編輯與修改，在此。一并感謝。

內(nèi)容概要

　　《生物化學（第2版）》內(nèi)容分為五大部分：第一部分緒論，介紹生物化學研究內(nèi)容，生物化學發(fā)展史及其應用和發(fā)展前景；第二部分介紹生物大分子，包括糖類、脂質(zhì)、核酸、蛋白質(zhì)、復合體及其結構與功能；第三部分介紹酶的基本特性以及各種酶的作用特點等；第四部分介紹生物分子代謝，包括糖類代謝、脂質(zhì)代謝、氨基酸和蛋白質(zhì)代謝、核酸代謝等；第五部分介紹代謝調(diào)節(jié)和模式。《生物化學（第2版）》每個章節(jié)后面附有小結、中英文關鍵詞、復習思考題。書后附有參考文獻，并給出了與課程教學內(nèi)容有關的因特網(wǎng)地址?！渡锘瘜W（第2版）》內(nèi)容全面，布局合理，兼有廣度和深度，可作為各類農(nóng)、林、師范及綜合性大學生物類和動植物生產(chǎn)類專業(yè)的教材，也可供從事生物化學研究的教師和研究人員參考。

書籍目錄

1 緒論1.1 生物化學的涵義1.1.1 生物化學的基本概念1.1.2 生物化學的課程性質(zhì)1.1.3 生物化學研究的對象和內(nèi)容1.2 生物化學在生命科學中的地位及對國民經(jīng)濟發(fā)展的作用1.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎研究依賴于生物化學的理論和方法1.2.2 生物化學原理和技術促進輕工產(chǎn)品、生物藥物的研究、開發(fā)與生產(chǎn)1.2.3 生物化學促進對人或動物致病機制的認識，提高對疾病診斷的正確性1.2.4 生物化學理論和方法有利于推動我國農(nóng)副產(chǎn)品的加工產(chǎn)業(yè)1.2.5 生物化學理論和方法對改善人類生存環(huán)境具有特殊意義1.3 生物化學的創(chuàng)立與發(fā)展1.3.1 啟蒙時期的生物化學（1900年以前）1.3.2 生物化學學科的確立與發(fā)展（1900－1953年）1.3.3 現(xiàn)代生物化學發(fā)展時期（1953年至今）1.3.4 生物化學的展望小結關鍵詞復習思考題2 糖類2.1 糖類的基本概念2.2 糖類的生物功能2.2.1 作為能源物質(zhì)2.2.2 作為合成生物體內(nèi)重要代謝物質(zhì)的碳架和前體2.2.3 作為細胞中結構物質(zhì)2.2.4 參與分子和細胞特異性識別2.3 糖的分類2.3.1 單糖2.3.2 寡糖2.3.3 多糖小結關鍵詞復習思考題3 脂質(zhì)3.1 脂質(zhì)的基本概念3.1.1 脂質(zhì)的概念與生物學功能3.1.2 脂質(zhì)的分類3.2 脂肪酸3.3 單純脂質(zhì)3.3.1 三酰甘油3.3.2 蠟3.4 復合脂質(zhì)3.4.1 磷酸甘油酯3.4.2 鞘磷脂3.5 其他脂質(zhì)3.5.1 萜類3.5.2 類固醇小結關鍵詞復習思考題4 蛋白質(zhì)4.1 蛋白質(zhì)的元素組成4.2 蛋白質(zhì)的基本結構單位——氨基酸4.2.1 氨基酸的分類4.2.2 氨基酸的主要理化性質(zhì)4.2.3 氨基酸的分離分析4.3 肽4.3.1 肽與肽鍵4.3.2 肽的理化性質(zhì)4.3.3 生物體內(nèi)重要的肽4.4 蛋白質(zhì)的分子結構4.4.1 蛋白質(zhì)的一級結構4.4.2 蛋白質(zhì)的二級結構4.4.3 超二級結構和結構域4.4.4 蛋白質(zhì)的三級結構4.4.5 蛋白質(zhì)的四級結構4.5 蛋白質(zhì)結構與功能的關系4.5.1 蛋白質(zhì)一級結構與功能的關系4.5.2 蛋白質(zhì)的高級結構與功能的關系4.6 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)4.6.1 蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量4.6.2 蛋白質(zhì)的兩性電離及等電點4.6.3 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)4.6.4 蛋白質(zhì)的沉淀4.6.5 蛋白質(zhì)的變性4.6.6 蛋白質(zhì)的顏色反應4.7 蛋白質(zhì)的分離、純化與鑒定4.7.1 蛋白質(zhì)分離純化的過程和一般原則4.7.2 蛋白質(zhì)分離純化的一般方法4.7.3 蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的測定方法4.8 蛋白質(zhì)組學簡介4.8.1 蛋白質(zhì)組學研究的歷史和背景4.8.2 蛋白質(zhì)組學研究的內(nèi)容4.8.3 蛋白質(zhì)組學的研究技術4.8.4 蛋白質(zhì)組學的研究進展小結關鍵詞復習思考題5 核酸5.1 概述5.1.1 核酸的種類和分布5.1.2 核酸的化學組成5.2 核酸的分子結構5.2.1 DNA的一級結構5.2.2 DNA的二級結構5.2.3 DNA的三級結構5.2.4 RNA的分子結構5.2.5 基因與基因組5.2.6 基因組學簡介5.3 核酸的理化性質(zhì)、提取和分析5.3.1 核酸的一般性質(zhì)5.3.2 核酸的酸堿性質(zhì)和核酸電泳5.3.3 核酸的光學性質(zhì)5.3.4 核酸的變性和復性5.3.5 核酸的提取5.4 核酸的分析技術5.4.1 序列分析5.4.2 PCR技術5.4.3 核酸分子雜交技術5.5 生物信息學與核酸化學5.5.1 生物信息學的定義5.5.2 國際著名的生物信息數(shù)據(jù)庫5.5.3 生物信息學在核酸研究中的應用5.5.4 生物信息學在核酸研究中的應用實例——基于表達序列標簽的基因克隆小結關鍵詞復習思考題6 大分子復合物6.1 糖與脂質(zhì)的復合物6.1.1 糖基甘油酯6.1.2 鞘糖脂6.2 糖與蛋白質(zhì)的復合物6.2.1 糖蛋白6.2.2 蛋白聚糖6.3 脂質(zhì)與蛋白質(zhì)的復合物6.3.1 脂蛋白6.3.2 生物膜6.4 蛋白質(zhì)與核酸的復合物6.4.1 染色體6.4.2 病毒小結關鍵詞復習思考題7 酶7.1 概述7.1.1 酶學研究的發(fā)展過程7.1.2 酶的基本概念7.1.3 酶的化學組成及簡單分類7.1.4 酶促反應的特點7.1.5 酶的系統(tǒng)命名和分類7.2 酶的結構和功能7.2.1 酶的活性中心及結構特征7.2.2 酶的作用機制7.3 酶促反應動力學7.3.1 酶促反應速率的基本概念7.3.2 底物濃度對于酶促反應速率的影響7.3.3 酶濃度對于酶促反應速率的影響7.3.4 溫度對酶促反應速率的影響7.3.5 pH對酶促反應速率的影響7.3.6 激活劑對酶活性的影響7.3.7 抑制劑對酶活性的影響7.4 別構酶、同工酶和誘導酶7.4.1 別構酶7.4.2 同工酶7.4.3 誘導酶7.5 酶的分離純化和活性測定方法7.5.1 酶的分離純化7.5.2 酶的活力測定方法與比活力7.6 維生素與輔助因子7.6.1 維生素及其分類7.6.2 水溶性維生素及衍生的輔助因子7.6.3 脂溶性維生素小結關鍵詞復習思考題8 生物氧化8.1 概述8.1.1 生物氧化的概念和特點8.1.2 生物化學反應中自由能的變化8.1.3 高能化合物8.2 呼吸鏈8.2.1 線粒體8.2.2 電子傳遞鏈8.3 氧化磷酸化8.3.1 氧化磷酸化的概念8.3.2 氧化磷酸化的機制8.3.3 氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制8.3.4 線粒體穿梭系統(tǒng)8.3.5 植物線粒體內(nèi)膜上的NAD（P）H脫氫酶8.4 其他末端氧化酶系統(tǒng)8.4.1 多酚氧化酶／抗壞血酸氧化酶8.4.2 乙醇酸氧化酶8.4.3 過氧化氫酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶小結關鍵詞復習思考題9 糖類的分解代謝9.1 雙糖和多糖的降解9.1.1 麥芽糖、蔗糖降解為單糖9.1.2 淀粉、糖原的降解9.1.3 纖維素、果膠的降解9.2 糖酵解9.2.1 糖酵解的概念9.2.2 糖酵解的化學歷程9.2.3 糖酵解途徑的調(diào)控9.2.4 糖酵解化學計算量9.2.5 糖酵解的生物學意義9.3 丙酮酸的去路9.3.1 丙酮酸的無氧代謝9.3.2 丙酮酸的有氧代謝9.4 三羧酸循環(huán)9.4.1 三羧酸循環(huán)的化學歷程9.4.2 三羧酸循環(huán)的調(diào)控9.4.3 三羧酸循環(huán)的化學計量9.4.4 三羧酸循環(huán)的特點9.4.5 三羧酸循環(huán)的生物學意義9.4.6 草酰乙酸的回補9.5 磷酸戊糖途徑9.5.1 磷酸戊糖途徑的化學歷程9.5.2 磷酸戊糖途徑的調(diào)控9.5.3 磷酸戊糖途徑的化學計量9.5.4 磷酸戊糖途徑的特點和生物學意義小結關鍵詞復習思考題10 糖類的合成代謝10.1 光合作用10.1.1 光合作用概述10.1.2 光反應10.1.3 卡爾文循環(huán)（C3途徑）10.1.4 途徑10.2 糖異生作用10.2.1 葡萄糖異生途徑10.2.2 糖酵解與葡萄糖異生作用的關系10.3 蔗糖和多糖的生物合成10.3.1 糖核苷酸的作用10.3.2 蔗糖的生物合成10.3.3 淀粉和糖原的生物合成10.3.4 纖維素的生物合成10.3.5 半纖維素的生物合成10.3.6 果膠的生物合成10.4 糖組學簡介10.4.1 糖鏈結構的多樣性10.4.2 糖類的生物功能10.4.3 糖鏈結構研究方法10.4.4 糖工具酶10.4.5 肽聚糖的生物合成、轉(zhuǎn)移……11 脂質(zhì)代謝12 氨基酸和核苷酸代謝13 核酸的生物合成與降解14 蛋白質(zhì)的生物合成與降解15 物質(zhì)代謝的聯(lián)系及其調(diào)控《生物化學》網(wǎng)絡信息資源主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：它是社會的產(chǎn)物，是人們從生產(chǎn)勞動中不斷總結和歸納的人類知識的結晶。由于生物化學與人們衣、食、住、行、醫(yī)密切相關，因此其學科的創(chuàng)立和發(fā)展是與社會生產(chǎn)力的發(fā)展密切聯(lián)系在一起的。根據(jù)許多史實的記載，我們可以粗略地把生物化學發(fā)展分為三個時期，即早期啟蒙時期、生物化學地位確立和發(fā)展時期以及現(xiàn)代生物化學時期。在啟蒙時期，人們通過長期的生產(chǎn)活動和社會實踐積累了許多與農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、食品加工、醫(yī)藥等有關的知識和經(jīng)驗，為學科的建立儲備了豐富的實踐知識和技術；在學科的確立和發(fā)展時期，生物化學學科與經(jīng)典的守舊觀念和狹隘的認知程度不斷地斗爭，同時，通過對許多科學規(guī)律的揭示，證實自身存在的必要性及對社會發(fā)展的推動作用，從而獲得穩(wěn)固的生存空間；現(xiàn)代生物化學時期，是指該學科在現(xiàn)代科學和技術的影響和推動下，與許多其他學科相互滲透和融合，擴大了自己的學科范疇，衍生出許多學科分支，得到了前所未有的高速發(fā)展。1.3.1 啟蒙時期的生物化學（1900年以前）遠古時代，我們的祖先雖然不能從科學上真正理解生物化學過程，但在生產(chǎn)實踐和生活中，對于生物化學相關知識有了相當?shù)姆e累。根據(jù)對古村落遺址及墓葬酒具的發(fā)掘，我國釀酒的起源可以追溯到公元前21世紀的上古時代，到殷商時祖先已開始用陶制酒具裝酒祭天；西周有制醬的記載；公元前春秋戰(zhàn)國時期有制醋和制造麥芽糖的記載；北魏賈思勰撰寫的《齊民要術》中記載了有關釀酒、制醋和制豉的生產(chǎn)方法；唐末韓鄂撰寫的《四時篡要》中對造酪、造醋和造豉等釀造技術作了具體敘述；北宋時寇宗所寫《本草衍義》對制豆腐作了記載。公元前4世紀時，莊子就已記載了癭病（即甲狀腺腫脹）；公元4世紀晉朝時，葛洪已采用含碘豐富的海藻治療癭??；盛唐時（公元700多年），孫思邈所撰《本草經(jīng)集注》記載腳氣病是食米區(qū)的一種病，還記載用豬肝治夜盲癥。以上事實都充分說明我國人民很早以前就進行了對生化知識和技術的積累和運用，比西方國家認識和運用生化知識早500-1000年。由于封建社會宗教勢力的束縛，神的迷信觀念在人們頭腦里根深蒂固，生產(chǎn)力落后，科學技術發(fā)展很慢，17-18世紀歐洲爆發(fā)了資產(chǎn)階級民主革命，紛紛推翻封建王朝，生產(chǎn)力得到一定的解放，經(jīng)濟開始復興，實現(xiàn)了第一次工業(yè)革命。1'776年Priestley發(fā)現(xiàn)了光合作用。Scheele于1742-1786年研究了生物體內(nèi)化學組成后，發(fā)現(xiàn)了多種有機酸。1785年法國著名生物學家Iavoisier根據(jù)Mayow于1674年發(fā)現(xiàn)的動物呼吸和有機物在空氣中燃燒有相似之處，證明了動物呼吸是體內(nèi)緩慢和不發(fā)光的燃燒，在呼吸過程中，吸進的氧氣被消耗，呼出的是CO：，同時放出熱能，拉開了生物氧化和能量代謝研究的序幕。進入19世紀，德國化學家L5ebig于1840年出版的《有機化學在農(nóng)業(yè)和生物學中的應用》一書中詳細描述了自然界存在的物質(zhì)循環(huán)，闡明了動物、植物和微生物在物質(zhì)和能量方面相互依賴和循環(huán)的關系；1864年，Hoppe-Seyler。結晶出并命名了血紅蛋白（1lemoglobin，Hb）；1869年，Miescher。第一次分離了DNA；1878年，：Ktinhe提出“enzyme”一詞，意即“酵母中”以表示酶；1897年由德國化學家Biichner兄弟通過證明無細胞酵母提取液仍然能使蔗糖發(fā)酵為酒精，告訴我們這種發(fā)酵因子雖然由活細胞所產(chǎn)生，但是在離開細胞后仍起j作用；1890年，荷蘭醫(yī)生Eiykman東行荷屬印度治療流行的腳氣病時，證明“腳氣病”是因長期食：用丟棄米糠的精白米所致，后來波蘭科學家Funk證明米糠含有一種營養(yǎng)素，即爾后進一步證明；的復合維生素B?？傊?，在此階段生物化學主要進行了生物材料中各種物質(zhì)的分離和鑒定，并進行了一些酶學的研究，而且已正式作為一門獨立學科應運而生。

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《生物化學(第2版)》由高等教育出版社出版。

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