現代生物化學(三版)（簡體書）

《現代生物化學》（第2版）自2005年出版以來，由於內容簡明新穎，概念準確，功能齊全，受到教師和學生的普遍歡迎。2006年被教育部評為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。《現代生物化學（第3版）》在第2版的基礎上作了重大修改和增刪，完善體系、更新內容，以適應學科發展與教學需求。《現代生物化學（第3版）》體系完整，表述清晰，每章附有思考題，書末附有關鍵生化名詞中英文對照及索引。適合生物學各專業和農、林、醫、藥、工各相關專業本科生、研究生作教學用書，也可作科研參考書。·

柯南·道爾（1859——1931），英國傑出的偵探小說家、劇作家。柯南·道爾被尊稱為“英國偵探小說之父”，而他的書成為世界最暢銷書之一，柯南·道爾也稱為世界上最著名的偵探小說家。·

《現代生物化學(第3版)》適合生物學各專業和農、林、醫、藥、工各相關專業本科生、研究生作教學用書，也可作科研參考書。

第一章緒論第一節生命的特徵和生物化學的研究範疇第二節一些生物化學的基本概念一、生物分子是含有不同功能基團的含碳化合物二、細胞含有一組通用的小分子三、分子量，分子質量和它們的正確單位四、摩爾和摩拉五、生物大分子是細胞的主要成分六、生物分子的構型七、生物分子的構象八、生物分子之間的相互作用有立體特異性第三節生物能學和熱力學一、生物能量轉化服從熱力學定律二、細胞需要自由能資源三、標準自由能改變和一個反應的平衡常數直接相關第四節水及生物分子間的弱相互作用一、氫鍵使水具有特殊性質二、水和極性溶質形成氫鍵三、水和帶電溶質的相互作用四、結晶物質溶于水導致熵增加五、非極性氣體在水中的溶解度很小六、非極性化合物迫使水結構作能量優化改變七、范德華作用是原子間的弱吸引力八、弱相互作用是大分子結構和功能的關鍵九、溶質影響水溶液的依數性和滲透壓提要思考題19第二章蛋白質化學第一節通論一、蛋白質的化學概念二、蛋白質的分類三、蛋白質的元素組成第二節蛋白質的組成單位--氨基酸一、氨基酸的一般結構特徵二、氨基酸的分類和結構三、蛋白質中的修飾性氨基酸四、非蛋白質氨基酸五、氨基酸的一般性質六、氨基酸的化學性質第三節蛋白質的結構一、蛋白質的一級結構［附］：質譜在肽和蛋白質研究中的應用二、蛋白質的二級結構三、纖維狀蛋白質的結構四、超二級結構和結構域五、球狀蛋白質的三級結構六、蛋白質的四級結構第四節蛋白質的結構與功能一、蛋白質的一級結構決定其高級結構二、蛋白質的一級結構與功能三、蛋白質的空間結構與功能第五節蛋白質的性質一、蛋白質的水合作用和透析二、蛋白質的兩性性質和等電點三、蛋白質的變性作用與複性四、蛋白質的沉澱作用第六節蛋白質的分離純化和測定一、蛋白質分離純化的一般原則二、分離純化的主要方法三、蛋白質分子量的測定四、蛋白質純度的鑒別標準五、蛋白質含量的測定［附］：蛋白質結構的X射線晶體衍射法分析提要生化基本題型舉例89第三章酶化學第一節通論一、酶是生物催化劑二、酶催化的特徵第二節酶的分類和命名一、酶的命名二、酶的國際系統分類法三、酶的組成分類第三節酶催化作用的結構基礎一、酶分子結構的特徵二、酶原及酶原的激活第四節酶催化作用的機理一、酶依靠降低活化能加速化學反應二、一般酸堿催化三、共價催化四、金屬離子催化五、酶執行催化功能的幾個實例第五節酶促反應的動力學一、酶濃度的影響二、底物濃度對反應速度的影響三、溫度對酶促反應速度的影響四、pH的影響五、激活劑的影響六、抑制劑的影響七、過渡態類似物是酶的一種潛在抑制劑第六節重要酶類及其活性調節一、多酶體系二、調節酶三、同工酶四、催化抗體第七節酶的分離純化和活力測定一、酶分離純化的一般原則二、酶的活力與測定三、回收率和純化倍數提要思考題142第四章核苷酸和核酸第一節堿基、核苷和核苷酸一、堿基、核苷和核苷酸二、核苷酸的生物學功能第二節磷酸二酯鍵與多核苷酸第三節堿基的性質和核酸結構第四節DNA結構一、DNA儲存遺傳信息的證實二、各物種DNA有著獨特的堿基組成三、WatsonCrick DNA雙螺旋結構四、DNA存在不同的三維結構形式五、與DNA堿基順序相關的特殊結構第五節RNA的種類和結構一、信使RNA二、其他RNA及結構第六節核酸的變性、複性和雜交一、DNA的變性與複性二、DNA的熔解溫度三、核酸的雜交及應用第七節核酸的化學反應和酶法修飾一、核酸的化學反應二、DNA的酶法甲基化第八節核酸酶和DNA限制性內切酶一、核酸的酶法水解與核酸酶的分類二、核酸酶的特異性三、限制性內切酶（限制酶）四、限制片段的長度和限制圖第九節DNA一級結構測定與DNA的化學合成一、DNA堿基順序的測定(DNA sequencing)二、DNA的化學合成(DNA chemical synthesis)第十節基因和基因組一、天然DNA分子的大小與順序特徵二、基因與順反子三、染色體DNA的堿基順序特徵第十一節DNA超螺旋和染色質結構一、DNA的拓撲學結構二、DNA在體內的包裝提要思考題191第五章碳水化合物和糖生物學第一節概論第二節單糖和二糖一、單糖的兩大家族：醛糖和酮糖二、單糖有不對稱中心三、一般單糖具有環形結構四、生物體含有許多六碳糖衍生物五、許多單糖是還原糖糖尿症和血糖測定六、二糖含有一個糖苷鍵提要第三節多糖一、一些勻聚多糖是能量的儲存形式二、澱粉三、糖原四、葡聚糖五、一些勻聚多糖起結構支持作用六、幾丁質七、立體結構因子和氫鍵影響勻聚多糖的折疊八、細菌和藻類細胞壁含有結構性異質多糖九、糖胺聚糖是細胞外基質異質多糖提要第四節複合糖：肽聚糖、糖蛋白和糖酯一、肽聚糖是含有糖胺聚糖的細胞表面或胞外基質中的生物大分子二、糖蛋白共價結合寡糖三、糖脂和脂多糖是膜成分提要第五節碳水化合物信息分子和糖密碼一、凝集素是能閱讀糖密碼和介導許多生物學過程的蛋白二、凝集素和碳水化合物的相互作用提要第六節糖組學及研究方法一、糖組學二、糖類的研究方法提要思考題225第六章維生素與輔酶第一節維生素的概念與分類一、維生素的一般概念和重要性二、維生素的命名和分類第二節重要的脂溶性維生素一、維生素A及維生素A原二、維生素D及維生素D原三、維生素K四、維生素E第三節重要的水溶性維生素一、維生素C二、維生素B1和焦磷酸硫胺素三、維生素B2和FMN、FAD四、泛酸與輔酶A五、煙酸、煙醯胺和NAD、NADP六、維生素B6及其輔酶七、生物素八、葉酸和四氫葉酸九、維生素B12及其輔酶十、硫辛酸提要思考題244第七章生物膜第一節生物膜的組成與結構特徵一、生物膜結構的一般特徵二、生物膜的組成［附］：因膜脂儲積所致人的遺傳性代謝缺陷病第二節生物膜的流動性一、膜脂和膜蛋白的運動二、膜脂跨脂雙層的運動需要催化劑三、脂筏［附］：原子力顯微鏡呈現膜蛋白的形象第三節小分子物質的跨膜轉運一、跨膜轉運的類型二、載體蛋白介導的被動轉運三、轉運ATP酶四、離子梯度驅動的二級主動轉運提要思考題275第八章激素與生物信號轉導第一節激素的概念與分類一、激素的一般概念二、激素的分類三、激素作用的特點第二節重要的動物激素一、下丘腦激素二、垂體激素三、甲狀腺激素四、胰腺激素五、腎上腺激素六、性激素七、脂肪酸衍生類激素(二十烷酸類激素，eicosanoids)第三節激素分泌的調控一、下丘腦承上啟下的調節二、反饋調節三、多元調控第四節生物信號轉導一、受體二、信號轉導機制第五節昆蟲激素第六節植物激素提要思考題305第九章新陳代謝引論第一節新陳代謝的一般概念一、代謝途徑的多酶體系二、細胞代謝中的主要化學反應第二節新陳代謝的調控及研究方法一、新陳代謝的調控二、新陳代謝的研究方法提要思考題310第十章糖代謝第一節糖酵解一、糖酵解的基本概念二、糖酵解途徑三、糖酵解總觀四、丙酮酸的命運第二節葡萄糖的異生作用一、葡萄糖異生作用的前體二、葡萄糖異生作用途徑三、糖異生作用與糖酵解的協同調控第三節檸檬酸循環一、丙酮酸的氧化二、檸檬酸循環途徑三、乙醛酸循環第四節磷酸戊糖途徑一、磷酸戊糖途徑的反應過程二、磷酸戊糖途徑的調節三、磷酸戊糖途徑的生理意義第五節糖原的代謝一、糖原的降解二、糖原的合成三、糖原合成與降解的協同調控四、激素對血糖水平的調節提要思考題338第十一章生物氧化第一節生物能學的基本概念一、生物體能量的轉換遵循熱力學定律二、標準自由能變化與平衡常數三、偶聯化學反應標準自由能變化的可加和性及意義四、關於生物化學中能量變化的一些規定五、氧化還原電勢與自由能變化的關係六、高能生物分子第二節電子傳遞與氧化磷酸化一、生物體電子傳遞的方式與電子載體二、呼吸鏈及其組成三、氧化磷酸化作用四、線粒體外NADH的跨膜轉運提要思考題358第十二章光合作用第一節光合作用的光反應一、葉綠體與光合膜二、光合色素三、光合色素對光能的吸收和傳遞四、光合單位五、雙光系統與電子傳遞鏈六、光合磷酸化第二節光合作用中碳水化合物的生物合成一、卡爾文循環二、卡爾文循環的調節三、植物細胞中CO2的濃縮機制提要思考題379第十三章脂代謝第一節概述一、脂類的一般概念二、脂肪的消化和吸收第二節脂肪的分解代謝一、體內甘油三酯的分解二、甘油的代謝三、脂肪酸的分解代謝四、酮體的代謝第三節脂肪的合成代謝一、脂肪酸的生物合成二、甘油三酯（脂肪）的合成第四節磷脂和鞘脂的代謝一、磷脂的代謝二、鞘脂的代謝第五節膽固醇的代謝一、膽固醇的生物合成二、膽固醇、膽固醇酯及其他脂類進入細胞的轉運三、膽固醇的去路提要思考題405第十四章氨基酸的代謝第一節蛋白質的降解一、外源蛋白的消化與吸收二、組織蛋白質的胞內降解第二節氨基酸的分解代謝一、氨基酸分解的基本反應二、氨的排泄三、氨基酸碳架的氧化第三節氨基酸的生物合成一、氨基酸的生物合成途徑二、幾種氨基酸合成的簡單途徑三、氨基酸生物合成途徑中的反饋調節提要思考題423第十五章核苷酸代謝第一節核酸和核苷酸的分解代謝一、嘌呤堿的分解代謝二、嘧啶堿的分解代謝第二節核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的生物合成二、嘧啶核苷酸的生物合成三、核苷一磷酸轉變為核苷三磷酸四、脫氧核糖核苷酸的生物合成提要思考題437第十六章DNA的複製、修復和重組第一節DNA的代謝一、DNA代謝包括DNA複製、修復和重組二、大腸桿菌遺傳圖第二節DNA複製的一般規律一、關於模板的概念二、DNA複製是半保留的三、DNA複製的起始點和方向四、DNA的複製是半不連續的第三節DNA聚合酶一、DNA是由DNA聚合酶催化合成的二、DNA聚合酶催化DNA合成的精確性三、大腸桿菌的三種DNA聚合酶四、DNA複製需要許多酶和蛋白質因子第四節細胞DNA複製的階段性一、DNA複製的起始二、DNA複製的延長階段三、複製終止過程四、真核細胞DNA的複製第五節DNA修復一、突變導致腫瘤發生二、錯配修復三、堿基切割修復（baseexcision repair）四、核苷酸切割修復五、直接修復六、重組修復與差錯傾向修復第六節體內DNA重組過程一、同源遺傳重組有著多重的功能二、重組需要特殊的酶三、同源重組是DNA修復的重要途徑第七節位點特異遺傳重組一、可轉座遺傳因子可從一個座位轉移到另一座位二、免疫球蛋白基因的重組提要思考題468第十七章RNA代謝第一節依賴DNA的RNA合成一、RNA是由RNA聚合酶合成的二、模板鏈與非模板鏈第二節足跡法與啟動子第三節RNA合成的終止第四節真核生物細胞核RNA聚合酶一、RNA聚合酶Ⅱ需要許多其他蛋白質因子二、RNA聚合酶和轉錄因子在啟動子上的組裝三、RNA合成的起始四、RNA合成的延長、終止和釋放五、RNA聚合酶Ⅱ活性的調節六、DNA指導的RNA聚合酶能被選擇性地抑制第五節新生RNA的剪接和修飾一、除去內含子的剪接過程二、真核生物mRNA進行裝飾性加工三、不同RNA剪接方式導致一個基因多種產物四、核糖體RNA和tRNA的轉錄後加工五、細胞RNA以不同速度降解六、多核苷酸磷酸化酶合成隨機順序的類RNA多聚物第六節核酶一、Ⅰ類內含子的酶學特性二、M1 RNA第七節以RNA為模板的DNA和RNA合成一、反轉錄酶從病毒RNA產生DNA二、逆轉錄病毒引起癌症和艾滋病三、用HIV反轉錄酶抑制物治療艾滋病四、許多轉座子，逆病毒和內含子可能有共同的進化始祖五、端粒酶是一種特殊的反轉錄酶六、一些病毒RNA是由RNA指導的RNA聚合酶複製的七、SELEX方法產生具有新功能的RNA聚合物八、一個由未知功能RNA組成的RNA世界提要思考題第十八章蛋白質的生物合成與修飾第一節概述第二節遺傳密碼的破譯一、三聯體密碼與閱讀框二、人工合成多核苷酸和無細胞體系蛋白質合成三、三核苷酸誘導氨醯tRNA對核糖體的特異結合四、具有特定重複順序多聚核糖核苷酸模板的合成第三節遺傳密碼的幾個重要特性一、遺傳密碼的幾個重要特性二、翻譯移碼和RNA編輯（RNA editing）三、tRNA對密碼子的識別四、遺傳密碼的天然改變五、病毒DNA中不同閱讀框的重疊基因第四節蛋白質的生物合成一、核糖體是一個複雜的超分子結構二、轉移RNA具有特徵性結構三、氨醯tRNA合成酶和它們催化的反應四、一些氨醯tRNA合成酶具有校對(proofreading)功能五、氨醯tRNA合成酶對tRNA的識別六、多肽鏈的合成從氨基末端開始七、一個特定氨基酸起始蛋白質的合成八、多肽合成起始的三個步驟九、延長階段中肽鍵的形成十、核糖體的校正功能僅限於密碼子與反密碼子的相互作用十一、多肽合成的終止第五節多肽鏈的折疊與加工一、氨基末端和羧基末端的修飾二、信號序列的切除三、氨基酸殘基的修飾四、糖側鏈的連接五、異戊二烯基團的附加六、輔基的附加七、蛋白酶水解修飾八、二硫鍵的形成九、蛋白質合成受許多抗生素和毒素抑制第六節蛋白質投遞和降解一、許多真核蛋白的翻譯後修飾開始於內質網二、糖基化在蛋白質投遞過程中起重要作用三、線粒體和葉綠體蛋白的投遞四、通往細胞核的信號順序五、細菌蛋白質投遞途徑的信號序列六、細胞通過受體介導的胞飲作用（pinocytosis）輸入蛋白七、所有細胞中蛋白質的降解是由專一的系統進行的提要思考題536第十九章基因表達的調節第一節基因表達調節的原理一、RNA聚合酶結合啟動子順序二、轉錄起始接受DNA結合蛋白的調節第二節基因的調節單位--操縱子一、許多原核基因是以操縱子為單位調節的二、乳糖操縱子的負調節作用第三節調節蛋白與DNA的結合一、調節蛋白有獨立的DNA結合結構域二、螺旋轉角螺旋三、鋅指四、同質異形結構域第四節蛋白質與蛋白質的相互作用一、調節蛋白的蛋白質蛋白質相互作用結構域二、亮氨酸拉鍊三、鹼性螺旋環螺旋第五節原核生物基因表達的調節一、Lac操縱子的正調節系統二、阿拉伯糖操縱子的正調節和負調節作用三、色氨酸操縱子的轉錄弱化調節四、SOS反應的誘導五、核糖體蛋白與rRNA合成的協調六、遺傳重組對基因表達的調節七、mRNA的功能受小分子RNA的調節八、RNA開關第六節λ噬菌體的發育調節一、噬菌體λ對大腸桿菌的感染二、噬菌體λ的溶菌繁殖三、反終止作用（antitermination）四、λ溶原的建立（establishing lysogeny）五、溶原狀態的維持和cⅠ基因的自我調節六、λ感染命運的決定：溶菌週期或溶原化七、溶原的誘導第七節真核基因表達的調節一、轉錄活性染色質在結構上區別於滅活染色質二、染色質的乙醯化和核小體置換三、許多真核啟動子是正調節的四、反激活蛋白和輔激活蛋白促進普通轉錄因子的組裝第八節真核基因表達的調節蛋白一、TATA結合蛋白二、DNA結合反激活蛋白(DNAbinding transactivator)三、輔激活蛋白複合物四、轉錄激活過程五、可逆轉錄激活六、酵母半乳糖代謝基因既有正調節也有負調節七、結合DNA的反激活蛋白具有組件型結構八、真核基因表達的細胞間和細胞內信號調節九、通過磷酸化核轉錄因子的調節第九節真核生物mRNA的翻譯阻遏第十節發育過程中調節蛋白的級聯控制一、母性基因二、節化基因三、同質異形基因四、Epigenetics（表遺傳學）第十一節由RNA干擾介導的基因沉默一、RNA干擾二、真核生物RNA介導的基因表達調節提要思考題584第二十章重組DNA技術與基因組學第一節DNA克隆技術的基礎第二節重組DNA技術的基本操作原理一、重要的工具酶二、DNA克隆的載體三、目的基因的獲得四、DNA的體外重組五、將重組DNA導入細胞的技術六、篩選克隆細胞第三節重組DNA技術的應用一、重組DNA技術產生新品種新選擇二、法醫學的強大武器--DNA指紋法三、工程化微生物用於地下採油、採礦及消除環境污染四、基因治療與遺傳性疾病的基因診斷第四節基因組文庫和基因組學一、DNA文庫提供基因組特異的遺傳信息二、多聚酶鏈式反應擴增特異性DNA片段三、基因組測序提供最完善的基因文庫第五節從基因組到蛋白質組一、蛋白質組和蛋白質組學二、序列和結構相關性提供蛋白質功能的信息三、細胞基因表達圖譜（cellular expression pattern）四、雙向凝膠電泳五、DNA微陣列六、蛋白質芯片（protein chip）七、蛋白質相互作用的檢測八、基因組成分的比較九、純化蛋白質複合物十、酵母雙雜交分析（yeast twohybrid analysis）提要思考題參考文獻生化英漢名詞對照及索引·

2.不可逆的沉淀作用
如重金屬鹽類、有機溶劑、有機酸如三氯乙酸等都可使蛋白質發生沉淀，且不能用透析等方法除去沉淀劑而使蛋白質重新溶解于原來的溶劑中，這種沉淀作用稱為不可逆的沉淀作用。
重金屬鹽沉淀蛋白質的機理是：在堿性條件下，蛋白質帶負電，可與重金屬離子如汞離子、鉛離子結合，形成不溶性的重金屬蛋白鹽沉淀。
臨床檢驗實驗中，常用醋酸鉛或硫酸銅沉淀體液中的蛋白質，以分析體液中的氨基酸或其他小分子化合物。
第六節 蛋白質的分離純化和測定
一、蛋白質分離純化的一般原則
蛋白質的分離純化具有重要的理論和實際意義，許多蛋白質是重要的藥物，研究蛋白質的結構與功能的關系，按照人們的意愿去制備一些特殊功能的蛋白質，也需要獲得一定量的純品作為研究的對象；生物技術所需的許多工具酶，如DNA連接酶、限制性核酸內切酶等本身就是蛋白質。
蛋白質的分離提純是一項復雜的工作。因為大多數蛋白質在組織細胞中都是和核酸等生物分子結合在一起的，許多蛋白質在性質、結構上有許多相似之處；到目前為止，還沒有一套一成不變的方法能把不同蛋白質從復雜的混合物中提取出來。但是對于任何一種蛋白質都有可能選擇一種較合適的分離純化程序以獲得高純度的制品，蛋白質分離純化的基本原則有以下幾點。
1.材料的預處理及細胞破碎
要制備有活性的蛋白質，所用的材料必須新鮮，含量高。如果要制備的蛋白質對丙酮不敏感，可將材料先用丙酮處理成干燥狀態，以防止組織中的蛋白酶對蛋白質的破壞作用，并確保蛋白質不至于因溫度的變化而變性。
除體液外，一般材料都需要破碎，以使蛋白質從細胞中釋放出來。以下為常用的破壞組織細胞的方法。
①機械破碎法 是利用機械力的攪切作用，使細胞破碎。常用設備有，高速組織搗碎機、勻漿器、研缽等。
②滲透破碎法 利用低滲條件使細胞溶脹而破碎。
③反復凍融法 生物組織經凍結后，細胞內液結冰膨脹而使細胞脹破。該法簡單方便，但要注意那些對溫度變化敏感的蛋白質不宜采用此法。
④超聲波法 使用超聲波振蕩器使細胞膜上所受張力不均而使細胞破碎。
⑤酶法 如用溶菌酶破壞微生物細胞等。