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第一篇 分子生物学基础3

第一章 核酸3

第一节 核酸是遗传物质3

一、肺炎球菌转化实验3

二、同位素标记实验4

三、RNA也是遗传物质5

第二节 DNA和RNA的结构5

一、核苷酸的组成5

二、DNA的一级结构6

三、DNA的二级结构—双螺旋结构6

四、DNA的三级结构—超螺旋结构7

五、RNA的种类和结构8

第三节 DNA和RNA的主要性质11

一、DNA分子的形状11

二、DNA的粘度11

三、紫外吸收12

四、与二苯胺和地衣酚的反应12

五、变性和复性12

第二章 基因和基因组16

第一节 原核生物的基因组16

第二节 真核生物的基因组18

第三节 转位因子21

第四节 质粒、线粒体和叶绿体基因组22

一、质粒DNA22

二、线粒体DNA24

三、叶绿体DNA26

第三章 DNA的复制29

第一节 DNA复制的特点29

一、DNA的半保留复制29

二、DNA的半不连续复制29

三、DNA复制的起点和复制单位30

第二节 参与DNA复制的酶和蛋白质31

一、DNA聚合酶31

二、其它酶和蛋白质33

第三节 DNA复制的过程和形式34

一、DNA复制的过程34

二、环状DNA的复制形式36

第四章 遗传信息的表达39

第一节 RNA聚合酶39

一、大肠杆菌RNA聚合酶40

二、真核生物RNA聚合酶40

第二节 启动子和转录起点41

一、启动子41

二、转录起点的研究方法43

第三节 转录的过程44

一、转录过程的概貌44

二、转录的起始44

三、链的延伸46

四、转录的终止46

第四节 转录后加工48

一、tRNA前体的加工48

二、rRNA前体的加工49

三、mRNA前体的加工51

第五节 翻译过程的概貌53

第六节 遗传密码54

一、遗传密码的碱基组成55

二、遗传密码的特点55

三、密码子与反密码子的识别56

第七节 蛋白质的生物合成和加工58

一、核糖体58

二、酶和蛋白质因子59

三、蛋白质生物合成过程60

四、翻译后加工64

第五章 基因工程的工具酶和载体66

第一节 工具酶66

一、限制性核酸内切酶66

二、DNA聚合酶68

三、RNA聚合酶71

四、连接酶71

五、T4激酶72

六、碱性磷酸酯酶72

七、核酸酶S172

八、核酸酶Bal 3172

九、DNaseⅠ72

第二节 载体73

一、载体的一般特点73

二、质粒载体73

三、λ噬菌体载体76

四、M13噬菌体载体77

五、Cosmid载体78

第六章 基因工程常用技术80

第一节 凝胶电泳80

第二节 细菌的转化和转染81

第三节 定点突变的诱发81

第四节 核酸分子杂交83

一、Southern杂交83

二、Northern杂交85

三、原位杂交85

第五节 PCR技术85

第六节 RFLP和RAPD技术86

第七节 DNA序列分析87

一、Maxam-Gilbert化学修饰法87

二、双脱氧末端终止法的原理88

三、双脱氧-M13体系DNA序列分析法89

第八节 目的基因的分离91

一、基因文库的建立91

二、PCR扩增克隆93

三、示踪核苷酸法94

四、目的基因的筛选和鉴定94

第九节 外源基因导入植物细胞的方法95

一、植物转化的遗传标记95

二、载体法95

三、DNA直接导入法97

第二篇 植物的呼吸与代谢101

第七章 细胞质碳代谢101

第一节 碳水化合物代谢101

一、蔗糖代谢101

二、淀粉代谢104

三、蔗糖和淀粉代谢的调节107

四、己糖代谢107

五、纤维素代谢108

第二节 糖酵解途径109

第三节 磷酸戊糖途径111

第四节 无氧呼吸113

第八章 线粒体代谢115

第一节 线粒体结构115

一、线粒体的形态和分布115

二、线粒体的亚显微结构115

第二节 线粒体碳代谢116

一、三羧酸循环116

二、三羧酸循环中间产物的代谢119

三、三羧酸循环的调节120

第三节 线粒体中NADH氧化和ATP合成122

一、线粒体呼吸电子链的分布和结构122

二、氧化磷酸化125

三、细胞色素电子传递途径的调节127

四、细胞色素途径和抗氰途径之间的电子分配128

第九章 植物线粒体和细胞质之间的关系130

第一节 植物线粒体基因及其表达130

一、植物线粒体DNA结构130

二、线粒体DNA的遗传功能131

三、植物线粒体基因组131

第二节 线粒体蛋白质合成135

一、线粒体蛋白质在细胞质中的合成136

二、蛋白质进入线粒体的过程136

第三节 代谢产物在线粒体和细胞质之间的交换138

一、线粒体膜的特异通透作用138

二、磷酸盐和腺苷酸的运转139

三、有机酸载体139

四、氨基酸运转141

五、脂肪酸运转142

六、线粒体对辅助因子的吸收143

第十章 脂质代谢145

第一节 植物微体结构和功能145

一、微体的形态、结构和性质145

二、微体的功能145

三、微体蛋白的发生148

第二节 脂质代谢149

一、脂质的结构和功能149

二、脂肪酸合成152

三、脂肪酸氧化分解159

四、油性种子脂质代谢159

第三节 类萜合成161

一、异戊烯焦磷酸合成162

二、类萜合成164

第十一章 植物代谢调节167

第一节 植物基因表达的调节167

一、DNA甲基化167

二、转录水平上的调节167

三、转录后的调节169

四、翻译水平上的调节170

五、翻译后的调节170

第二节 植物激素调节171

第三节 外界环境的调节172

第三篇 植物光合作用177

第十二章 质体的生理177

第一节 质体的结构和发育177

一、质体的共同特征177

二、质体的遗传性177

三、质体的超微结构178

第二节 高等植物叶绿体的分子生物学基础186

一、叶绿体的功能186

二、叶绿体的染色体186

三、叶绿体和细胞的配合188

四、叶绿体的基因189

五、叶绿体染色体的解密193

六、核基因编码的叶绿体蛋白197

七、叶绿体发育过程中基因表达的调节199

第十三章 光合作用的光反应—ATP和还原力的产生203

第一节 光能的吸收和传递203

一、光能的吸收机理203

二、光能的传递207

第二节 光化学反应和光合磷酸化208

一、PSI作用中心209

二、PSII作用中心209

三、电子传递过程209

四、光合磷酸化214

第三节 集光色素蛋白及其能量调节217

第四节 水的光解218

一、光合放氧系统219

二、闪光试验219

三、离子的作用220

第十四章 光合作用的碳代谢221

第一节 Rubisco的作用机理及其调节221

一、Rubisco的特性221

二、Rubisco的结构223

三、Rubisco的合成和组装223

四、Rubisco的两重性及其调节224

附：CO2和O2的物化性质225

第二节 卡尔文循环及其调节227

一、卡尔文循环途径228

二、卡尔文循环的调节233

三、磷酸三碳糖的输出235

四、CO2固定和蔗糖合成的协调236

第三节 光呼吸239

一、光呼吸途径241

二、同位素标记试验241

三、光呼吸的氮循环243

四、光呼吸与热效率244

五、光呼吸与叶片光合作用245

六、光呼吸的功能及其调节247

七、各类植物的光呼吸特征247

第四节 C4和CAM的羧化途径249

一、C4二羧酸途径251

二、C4途径的类型253

三、C4植物叶片的物质运输255

四、C4途径的调节258

五、景天酸代谢260

第十五章 叶绿体和细胞质间的相互影响266

第一节 胞质蛋白转移到叶绿体的过程266

一、引导肽的结构266

二、前体蛋白进入叶绿体的机理268

第二节 同化产物在叶绿体和细胞质间的流动270

一、磷酸三碳糖转化为蔗糖和淀粉的途径270

二、叶绿体膜上的其它载体275

三、光合作用过程中的物质运转调节276

四、呼吸代谢中的物质转运调节281

第四篇 植物的氮代谢287

第十六章 植物氮代谢的生化学和生理学基础287

第一节 植物氮代谢的分子生物学和细胞生物学基础287

一、硝酸还原酶288

二、亚硝酸还原酶290

三、固氮酶291

四、共生型固氮293

五、氨同化的控制298

第二节 植物氮素代谢的酶化学基础300

一、N2的固定300

二、硝酸的同化303

三、氨的同化305

四、根瘤中物质传递的特点309

第三节 氨基酸和脲的生物合成310

一、氨的同化途径312

二、植物体内的氮素流313

三、植物体内的碳素流313

四、转氨作用314

五、天冬氨酸和丙氨酸315

六、光呼吸的产物—丝氨酸和甘氨酸的合成316

七、赖氨酸、异亮氨酸和苏氨酸的合成317

八、缬氨酸和亮氨酸318

九、含硫氨基酸—半胱氨酸和甲硫氨酸318

十、精氨酸和脯氨酸319

十一、芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的合成320

十二、非蛋白氨基酸的合成321

十三、脲类物质的合成321

第四节 光合作用、呼吸作用和氮代谢之间的相互关系322

一、光合作用与呼吸作用间的相互影响322

二、氮素同化作用与光合作用和呼吸作用的相互关系324

第十七章 高等植物中C、N物质的长距离运输327

第一节 C、N物质运输的通道327

一、筛管细胞327

二、运输的模式328

三、被运输的C、N物质330

第二节 韧皮部中C、N物质的装载和卸出332

一、韧皮部C、N物质的装载332

二、韧皮部C、N物质的卸出332

第三节 C、N物质从“源”向“库”运输的特点和机理335

一、韧皮部物质运输的特点335

二、筛管运输的机理338

三、器官发育中C、N物质的运输和利用339

第十八章 蛋白的转化341

第一节 酶蛋白的合成341

一、原核生物基因的转录342

二、真核生物基因的转录343

三、酶蛋白的合成344

第二节 植物蛋白的降解347

一、植物蛋白酶347

二、辅酶Q的作用348

三、叶绿体蛋白的降解348

第三节 蛋白水解的调节348

一、蛋白酶作用底物的特征349

二、蛋白酶活性的调节349

第四节 种子中蛋白的贮藏和利用350

一、蛋白质的类型和组分350

二、蛋白体351

三、贮藏蛋白的形成351

四、豆科植物中蛋白体的形成354

五、谷类植物种子中蛋白体的形成355

六、蛋白糖基化的辅移作用和转移后低聚糖侧链的修饰355

七、环境因素对蛋白积累的影响356

八、贮存蛋白从积累到分解的转化356

九、贮存蛋白的转化356

第五篇 植物光形态建成361

第十九章 研究概况361

第一节 植物光形态建成的概念、发展历史361

一、概念361

二、发展历史361

第二节 植物光形态建成的研究范围362

第三节 植物光形态建成的研究方法363

一、光源的选择363

二、滤光片366

三、绿色安全光367

四、作用光谱和效应光谱368

第二十章 光敏色素与光敏色素反应370

第一节 光敏色素的分子结构370

一、发色团370

二、蛋白质372

第二节 光转化和光平衡374

一、光转化模式374

二、转化中间体375

三、光平衡和?值376

第三节 光敏色素合成、降解及暗逆转376

第四节 绿色组织中的光敏色素377

第五节 光敏色素的基因表达378

一、光敏色素的分子多型性378

二、光敏色素基因379

三、基因工程的进展381

四、光敏色素突变体382

第六节 光敏色素的分布与含量测定383

一、光敏色素的分布383

二、光敏色素的分离、纯化及含量测定383

第七节 光敏色素反应类型和作用方式388

一、光敏色素反应类型388

二、光敏色素反应的时间、空间模式393

三、光敏色素的作用方式395

第八节 高等植物的光敏色素反应404

一、需光种子萌发404

二、去黄化406

三、光周期调节410

第二十一章 蓝光及紫外光反应415

第一节 隐花色素415

一、蓝光、近紫外光反应和隐花色素415

二、作用方式416

第二节 蓝光反应417

一、低等植物中的蓝光反应417

二、高等植物中的蓝光反应418

第三节 紫外光-B受体和紫外光反应422

一、概述422

二、实验方法423

三、紫外光-B反应423

四、紫外光-B反应与环境胁迫的关系427

第二十二章 不同光受体之间的相互作用429

一、光受体相互作用模式429

二、实验依据429

附录：专有名词中英文索引438

主要参考文献452