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第1章 绪论——从分子水平理解生命1

第一节 生物体的元素组成1

1．生物体元素组成的特征1

2．常量元素和微量元素2

第二节 生化反应的水环境3

1．水分子是极性分子3

2．水分子之间相互形成氢键3

3．水分子的解离和酸碱度3

4．水是良好的溶剂4

第三节 生物分子中的化学键5

1．生物分子中常见的联键方式5

2．生物分子中的非共价键5

3．非共价键在生命过程中的重要作用7

第四节 生物体的分子组成9

1．四大类生物分子9

2．从生物小分子到生物大分子10

3．复合生物大分子11

第五节 生物体的新陈代谢11

1．代谢反应11

2．代谢途径和代谢网络12

思考题12

第2章 蛋白质和酶13

第一节 氨基酸是蛋白质的构件分子13

1．氨基酸的结构特征13

2．不常见氨基酸和氨基酸衍生物16

3．氨基酸的理化性质17

4．蛋白质水解和氨基酸的分离分析21

第二节 从氨基酸到蛋白质22

1．肽键和肽链22

2．一些重要的寡肽和多肽22

第三节 蛋白质的一级结构与高级结构24

1．蛋白质结构的四个层次24

2．稳定蛋白质高级结构的非共价键和共价键25

3．蛋白质高级结构的改变和破坏26

4．蛋白质分子一级结构决定高级结构28

第四节 酶是生物催化剂28

1．蛋白质的生物功能28

2．酶促反应的特点30

3．酶的化学本质31

4．酶的命名与分类32

5．酶的分离纯化和活力测定35

第五节 酶促反应的机制和影响因素37

1．酶促反应的机制37

2．底物浓度对酶促反应的影响——米氏公式和米氏常数39

3．影响酶催化反应的各种因素42

第六节 酶活性的调节47

1．酶活性的非共价调节（noncovalent regulation）47

2．酶活性的共价调节——基团修饰49

3．酶活性的共价调节——酶原活化51

思考题53

第3章 维生素与辅酶55

第一节 什么是维生素55

1．维生素的定义55

2．维生素的分类55

第二节 水溶性维生素55

1．维生素C55

2．维生素B1——硫胺素58

3．维生素B2和维生素B359

4．维生素B5——泛酸63

5．维生素B664

6．生物素65

7．叶酸66

8．硫辛酸68

9．维生素B1269

第三节 脂溶性维生素71

1．维生素A71

2．维生素D73

3．维生素E74

4．维生素K75

第四节 作为蛋白质辅助因子的金属离子76

1．金属离子和蛋白质的结合76

2．几类重要的金属离子77

思考题78

第4章 糖代谢79

第一节 糖类化合物79

1．糖的结构特征、理化性质和生物功能79

2．生物体内重要的糖类化合物82

第二节 单糖的分解和合成88

1．单糖的分解——糖酵解途径88

2．单糖的分解——戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway）94

3．单糖的合成——葡糖异生作用98

4．双糖的分解和合成100

第三节 多糖和糖复合物的降解和合成102

1．淀粉的降解与合成102

2．糖原的降解和合成103

3．糖蛋白的生物合成105

思考题106

第5章 脂代谢109

第一节 脂类物质的结构与功能109

1．生物体内的脂类物质109

2．中性脂肪109

3．复合脂类——磷脂和鞘酯112

4．萜类和类固醇114

5．脂蛋白116

第二节 脂酸的分解和合成117

1．脂酸的分解117

2．脂酸的合成121

第三节 中性脂肪和磷脂的分解和合成127

1．中性脂肪和甘油磷脂的分解127

2．中性脂肪和甘油磷脂的合成128

3．鞘脂类的合成130

第四节 类固醇的合成132

1．IPP和DPP的合成132

2．胆固醇的合成132

思考题135

第6章 生物体的能量代谢137

第一节 化学反应和化学能变化的基础知识137

1．自由能和标准自由能变化138

2．标准生成自由能变化和化学反应方向139

3．偶联化学反应和标准自由能变化的可加性140

4．ATP是生物能量代谢的核心141

第二节 三羧酸循环——“燃料”有机小分子的彻底“燃烧”143

1．三羧酸循环的主要步骤143

2．三羧酸循环的整体评介146

3．三羧酸循环是重要的代谢枢纽147

第三节 生物氧化148

1．有机碳化物氧化148

2．氧化还原电位和能量计算149

3．呼吸链150

4．氧化磷酸化154

第四节 光合作用157

1．什么是光合作用157

2．光反应——将光能转变为化学能160

3．暗反应——CO2的固定166

4．光呼吸和光合作用的多种模式170

思考题173

第7章 氨基酸代谢和核苷酸代谢175

第一节 氨基酸代谢175

1．氨基酸的分解代谢175

2．氨基酸的合成代谢185

第二节 核苷酸代谢186

1．核苷酸是大分子核酸的基本结构单位186

2．核苷酸的分解代谢188

3．核苷酸的合成代谢191

思考题196

第8章 核酸代谢199

第一节 大分子核酸的分子结构199

1．核苷酸之间的共价键199

2．DNA和RNA的一级结构200

3．DNA的高级结构202

4．RNA的高级结构205

第二节 DNA的合成代谢207

1．生物大分子合成代谢的特点207

2．DNA的复制208

第三节 RNA的合成代谢227

1．RNA指导下RNA的合成227

2．DNA指导下RNA的合成229

思考题239

第9章 蛋白质合成241

第一节 生物体内的蛋白质合成241

1．蛋白质合成是生命活动的重要核心241

2．蛋白质合成的场所242

3．蛋白质合成的速度和精确度242

4．遗传密码和反密码子243

第二节 肽链合成的主要步骤245

1．氨基酸的活化——氨酰-tRNA的生成245

2．肽链合成的起始247

3．肽链的延伸250

4．肽链合成的终止252

5．肽链合成的抑制剂253

第三节 蛋白质的定向输送和翻译后修饰253

1．原核细胞合成蛋白质的定向输送和修饰253

2．真核细胞合成蛋白质的定向输送253

3．新生肽链的共价修饰256

思考题262

第10章 代谢调控263

第一节 代谢调控的多样性和稳定性263

1．代谢反应的共同特点263

2．代谢调控的不同层面264

第二节 代谢途径中的酶活性调控265

1．前馈调节和反馈调节265

2．共价调节和非共价调节268

第三节 细胞分隔和物质跨膜运输272

1．细胞分隔和代谢途径分布272

2．物质的跨膜运入胞内272

3．代谢物在细胞内的跨膜运输276

第四节 细胞信号传递279

1．核激素受体调控基因表达280

2．细胞膜上受体的信号传递途径281

3．细胞信号传递网络288

第五节 基因表达的调控289

1．原核生物的基因表达调控290

2．真核生物基因表达调控293

思考题296

第11章 分子生物学导论299

第一节 分子生物学简介299

1．分子生物学定义299

2．分子生物学的发展历程299

3．分子生物学主要研究内容300

4．基础分子生物学研究方法301

5．分子生物学新兴研究领域303

第二节 基因组学简介304

1．基因组学定义304

2．基因组学研究内容304

3．结构基因组学304

4．功能基因组学307

5．基因组学基础技术308

6．基因组学应用310

第三节 蛋白质组学简介311

1．蛋白质组学定义311

2．蛋白质组学的研究内容311

3．蛋白质组学的研究方法311

4．蛋白质组学的应用314

第四节 代谢组学简介314

1．代谢组学定义314

2．代谢组学研究内容315

3．代谢组学研究方法315

4．代谢组学的应用315

思考题316

参考文献317