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第一章 绪论1

第一节 生命的分子逻辑1

第二节 细胞——生命有序性表现的基本单位2

第三节 生物化学与分子生物学的发展与现状2

第四节 生物化学与分子生物学与医学的关系4

第二章 生物小分子结构与构能6

第一节 氨基酸6

一、氨基酸的分子结构6

二、氨基酸的理化性质11

第二节 核苷酸15

一、核酸构件分子——核苷酸分子结构15

二、激离核苷酸及其衍生物17

三、核苷酸重要的理化性质19

第三节 维生素20

一、脂溶性维生素21

二、水溶性维生素24

小结31

第三章 蛋白质结构与功能33

第一节 肽与肽健33

一、肽键与肽单元33

二、肽链34

三、天然活性肽35

第二节 蛋白质的共价结构35

一、蛋白质结构的剖析和理解35

二、蛋白质的一级结构36

三、蛋白质一级结构的测定原理36

第三节 蛋白质的三维护空间结构38

一、蛋白质分子的二级结构38

二、蛋白质分子的三级结构44

一、因红蛋白与变构效应47

第四节 蛋白质的三维空间结构47

三、蛋白质分子的四级结构47

二、蛋白质前体的活化49

三、分子病50

四、蛋白质变性51

第五节 蛋白质的性质及其应用52

一、蛋白质的胶体性质52

二、蛋白质的酸、碱性质53

三、蛋白质的免疫学性质53

小结54

第四章 酶的催化作用56

第一节 酶作用的特点56

一、高度的催化效率56

二、高度的作用专一性57

第二节 酶分子结构与催化活性59

一、酶的分子组成59

四、催化活性可被调节控制59

三、酶活性对反应条件具有高度敏感性59

二、酶的活性中心和酶原激活60

第三节 酶作用的机制62

一、酶催化反应的中间产物学说62

二、多元催化63

第四节 抗体酶和核酶65

一、抗体酶65

二、核酶66

第五节 酶促反应动力学67

一、酶促反应速率和酶活性67

二、底物浓度与酶反应速率的关系68

三、Michaelis-Menten方程69

四、关于多底物酶的作用和酶反应动力学73

二、可逆抑制作用74

第六节 酶的抑制作用动力学74

一、不可逆抑制作用74

第七节 pH、温度对酶反应的影响78

一、pH对酶反应的影响78

二、温度对酶反应的影响79

第八节 酶活性的调节79

一、酶的共价修饰79

二、酶的变构效应80

第九节 临床酶学诊断与治疗原理82

一、临床酶学诊断82

二、酶在治疗上的应用83

小结84

第五章 生物氧化与能量代谢86

第一节 自由能和标准自由能变化86

第二节 氧化还原电势与ΔG87

二、类型88

第三节 高能磷酸化合物88

一、基本概念88

三、ATP——能量载体90

四、能量的贮存和转移91

第四节 线粒体电子传递系统92

一、呼吸链的电子载体92

二、电子传递体在线粒体内膜上的定位94

三、呼吸链中电子传递的顺序96

第五节 氧化磷酸化作用98

一、呼吸链偶联ADP磷酸化的部位98

二、氧化磷酸化偶联机制100

三、线粒体外 NADH的氧化磷酸化102

第六节 非线粒体氧化体系104

一、氧化酶的需氧脱氢酶104

四、加单氧酶系105

二、过氧化氢酶和过氧化物酶105

三、超氧化物歧化酶105

小结106

第六章 糖代谢108

第一节 糖酵解108

一、反应过程和有关的酶109

二、丙酮酸的去路和NAD＋的再生115

三、其他单糖进入糖酵解的途径116

四、糖酵解的生理意义117

五、糖酵解的调节118

六、糖酵解途径中的2，3-二磷酸甘油酸支路118

第二节 糖的有氧氧化119

一、反应过程和有关的酶119

二、糖的有氧氧化的生理意义128

一、反应过程129

第三节 灰酸戊糖途径129

二、磷酸戊糖途径的生理意义132

第四节 糖原的合成和分解133

一、糖原的分解代谢133

二、糖原的合成代谢135

三、糖原代谢的调节136

第五节 糖异生138

一、反应过程138

二、糖异生的生理意义140

三、糖异生的调节141

第六节 血糖143

一、血糖浓度与糖代谢的关系144

二、调节血糖浓度的激素145

三、高血糖及低血糖146

小结148

第七章 脂肪酸代谢150

第一节 脂肪酸的分解代谢150

一、脂肪动员150

二、脂肪酸经血液运到各组织152

三、脂肪酸的氧化152

四、酮体的生成及利用159

第二节 脂肪酸的合成代谢161

一、胞浆中脂肪酸合成系统162

二、脂肪酸碳链延长或缩短165

三、不饱和脂肪酸的合成165

四、类花生酸的合成166

五、三酰甘油的生物合成171

小结173

一、甘油磷脂175

第一节 磷脂的分类和基本功能175

第八章 磷脂、胆固醇和血浆脂蛋白的代谢175

二、鞘磷脂178

附 糖脂179

第二节 磷脂的代谢180

一、甘油磷脂的合成代谢180

二、甘油磷脂的降解184

第三节 胆固醇的化谢186

一、胆固醇的结构、分布和生理作用186

二、人体内胆固醇的来源187

三、胆固醇的合成188

四、胆固醇的专座经193

第四节 血浆脂蛋白198

一、血浆蛋白的物理化学特征199

二、血浆脂蛋白的代谢概况202

小结209

第九章 氨基酸代谢211

第一节 蛋白质的酶促降解212

一、与食蛋白质酶促降解有关的酶及其特异性212

二、组织蛋白质的酶促降解214

第二节 氨基酸的跨膜转移214

一、氨基酸酸跨膜转运机制215

二、γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用216

第三节 氨基酸的脱氨基作用217

一、氧化脱氨基作用217

二、转氨基作用218

三、联合联氨基作用220

四、嘌呤核苷酸循环221

五、其他脱氨基方式221

一、体内氨的来源222

第四节 氨的代谢222

二、氨的转运223

三、氨的代谢去路224

第五节 α酮酸的代谢229

一、氨基酸的族系229

二、α酮酸的代谢去路235

第六节 氨基酸的脱羧基作用236

一、γ氨基丁酸237

二、组胺237

三、5-羟色胺与褪黑激素238

四、儿茶酚胺239

五、牛磺酸241

六、多胺241

第七节 氨基酸代谢和其他含氨物质的合成243

一、一碳单位的代谢243

二、甲硫氨酸循环246

三、肌酸的生成247

四、谷胱甘肽的合成248

五、磷酸腺苷磷酸硫酸的合成248

六、黑色素的合成249

七、一氧化氮的合成249

小结251

第十章 核苷酸代谢253

第一节 嘌呤核苷酸的生物合成254

一、嘌呤核苷酸的从头合成途径254

二、嘌呤核苷酸的补救合成途径257

三、嘌呤核苷酸合成的调节258

第二节 嘌呤核苷酸的分解代谢258

第三节 嘧啶核苷酸的生物合成260

一、嘧啶核苷酸的从头合成途径260

二、嘧啶核苷酸的补救合成262

三、嘧啶核苷酸合成的调节263

第四节 嘧啶核苷酸的分解代谢264

第五节 核苷三磷酸和脱氧核苷酸的生成265

一、核苷三磷酸的生成265

二、脱氧核苷酸的合成265

第六节 核苷酸辅酶的生物合成267

一、FMN和FAD267

二、NAD＋和NAD＋268

三、辅酶A269

第七节 抗核酸代谢物270

一、谷氨酰胺类似物270

二、叶酸类似物270

三、嘌呤类似物271

四、嘧啶类似物271

小结272

一、生物膜的化学组成273

第十一章 生物膜与生物信息的跨膜传递273

第一节 生物膜的结构273

二、生物膜的基本结构277

第二节 物质的跨膜转运281

一、小分子物质的跨膜运输281

二、生物大分子的跨膜运输283

第三节 生物信息的跨膜传递284

一、激素的定义284

二、激素的化学本质及分类285

三、激素作用一般特征285

四、激素作用的机制290

五、信息传递的整合306

六、激素与癌基因307

小结309

二、多核苷酸的结构特点310

三、多核苷酸的分类310

第一节 多核苷酸310

一、核苷酸之间的连接310

第十二章 核酸的结构与性质310

第二节 DNA分子结构311

一、DNA的一级结构312

二、DNA的二级结构312

三、DNA的三级结构315

四、真核生物染色体DNA结构的特点316

第三节 RNA分子结构319

一、核糖体RNA320

二、信使RNA（mRAN）和不均一核RNA（hnRNA）321

三、转运RNA（tRNA）324

四、其他RNA分子325

二、酸碱性326

三、核酸变性326

第四节 核酸的理化性质326

一、紫外吸收特征326

四、核酸的复性与杂交327

第五节 核酸碱基序列测定的基本原理328

一、DNA的化学裂解法测序328

二、RNA的核酸酶酶切法测序328

三、DNA的末端终止法测序329

小结331

第十三章 基因与基因组333

第一节 基因和基因组的概念333

一、遗传物质333

第二节 病毒和原核生物的基因组334

一、病毒基因组的一般特点334

二、基因和基因组334

二、噬菌体的基因组335

三、几种病毒的基因组336

四、细菌基因组337

第三节 真核生物基因组338

一、真核生物基因组的特点338

二、真核生物基因组的几种组分338

第四节 真核细胞的基因家族及其结构342

一、rRNA基因家族342

二、5S rRNA基因342

三、组蛋白基因家族343

四、珠蛋白基因家族343

五、生长激素基因家族344

六、超基因344

第五节 真核基因的结构344

二、基因不连续性的证实345

一、基因不连续性发现的背景345

三、真核基因的外显子与内含子347

四、外显子与内含子的关系348

五、内含子的功能349

六、外显子与蛋白质结构域350

第六节 线粒体基因的结构与功能351

一、线粒体DNA351

二、线粒体DNA的复制、转录和蛋白质合成352

三、线粒体DNA的变异352

第七节 人类基因组研究353

一、人类基因组研究的目标和内容353

二、人类基因组研究的策略353

三、蛋白质组研究354

四、生物信息学355

小结356

第二节 DNA复制的特性358

第十四章 遗传信息载体的复制358

第一节 核酸生物合成的一般规则358

一、DNA的半保留复制原则359

二、复制子359

三、复制叉360

四、双向复制360

五、复制起始点361

六、复制的终止点362

第三节 复制的模型363

一、半保留复制的几何学363

二、复制的模型364

三、为连续复制367

四、RNA遗传信息的表达368

第四节 复制过程中的酶和蛋白质因子368

一、原核生物的DNA聚合酶369

三、拓扑异构酶376

二、DNA连接酶376

四、解链酶378

五、DNA结合蛋白378

第五节 复制的过程379

一、DNA复制的过程379

二、E. coli DNA的复制起始379

三、引发380

四、复制链的延伸和终止383

五、复制的忠实性386

第六节 真核细胞的DNA复制387

一、真核生物DNA复制的特点388

二、真核生物的DNA聚合酶及其复制因子388

三、SV40 DNA的复制391

四、末端复制与端粒酶395

五、DNA复制与细胞周期399

小结400

第十五章 DNA损伤、修复和基因突变402

第一节 DNA损伤和修复402

一、DNA损伤的环境因素402

二、DNA损伤的体内因素404

三、DNA损伤的修复405

第二节 基因突变409

一、突变的概念和类型409

二、基因突变的分子机制410

三、基因突变的校正412

小结412

第十六章 基因重组414

第一节 概述414

第二节 同源重组414

一、断裂-重接414

二、Holliday中间体结构415

三、同源重组中的酶和蛋白质416

一、λ噬菌体的整合和切除419

第三节 位点特异性重组419

二、λ噬菌体整合的分子机制420

第四节 转座因子420

一、转座因子的发现420

二、原核生物的转座因子421

三、真核生物的转座因子426

四、逆转录病毒427

小结429

第十七章 DNA转录——RNA生物合成430

第一节 DNA转录的一般规则430

第二节 依赖DNA的RNA聚合酶431

一、原核细胞的RNA聚合酶的结构与功能431

二、真核细胞的RNA聚合酶的结构与功能432

三、某些病毒的RNA聚合酶的结构与功能433

一、原核细胞的DNA转录434

第三节 转录的过程及机制434

二、真核细胞的DNA转录438

第四节 RNA前体的后加工445

一、原核细胞RNA前体的后加工445

二、真核细胞RNA前体的后加工447

第五节 DNA转录的抑制剂463

小结463

第十八章 蛋白质的生物合成465

第一节 参与翻译过程的主要生物大分子的结构与功能465

一、核糖体的结构与功能465

二、mRNA的结构与功能468

三、tRNA的结构与功能469

四、氨酰tRNA合成酶的结构与功能470

五、起始因子、延伸因子和释放因子的结构与功能471

二、翻译的极性472

第二节 蛋白质生物合成的一般规律472

一、mRNA、tRNA和核糖体的作用472

三、三联体密码473

四、密码子与反密码子之间的作用476

五、摆动规则476

第三节 蛋白质生物合成的过程及机制477

一、原核生物的蛋白质合成477

二、真核生物的蛋白质合成483

第四节 多肽链折叠与翻译后加工486

一、多肽链折叠486

二、翻译后加工487

第五节 蛋白质翻译后的定向运输与分拣488

一、信号肽学说489

二、细胞膜蛋白、分泌蛋白和溶酶体蛋白的共翻译定向489

三、蛋白质的翻译后定向491

一、翻译水平的移框493

第六节 再次程序化的遗传解码493

二、通读494

三、跳跃翻译494

四、含硒半胱氨酸的参入495

五、反式翻译495

第七节 蛋白质合成的抑制剂497

第八节 蛋白质在细胞内的定向降解498

小结500

第十九章 原核生物基因表达的调控502

第一节 乳糖操纵子的调控502

一、乳糖操纵子为代表的操纵子结构502

二、操纵子的调控508

第二节 其他原核操纵子的调控512

一、关乳糖操纵子512

二、阿拉伯糖操纵子514

三、色氨酸操纵子515

小结519

第二十章 真核生物基因表达的调控521

第一节 真核基因在染色质水平上的调控521

一、真核细胞的染色质521

二、染色质水平上基因的活化522

三、活性染色质的结构特征526

第二节 真核基因转录水平上的调控528

一、真核细胞2类基因的调控区528

二、真核细胞调控因子的结构特性530

三、2类基因调控因子的类型533

四、反式作用因子功能的鉴别方法536

五、2类基因的转录起始复合物538

一、细胞周期549

第三节 细胞周期及其调控549

二、细胞周期蛋白550

三、细胞周期的调控552

小结556

第二十一章 基因工程原理558

第一节 基因工程中的工具酶558

一、限制性内切酶558

二、DNA连接酶559

三、DNA聚合酶559

四、逆转录酶559

五、RNA聚合酶560

第二节 基因工程的载体560

一、载体的基本要求和特点560

二、质粒载体560

三、噬菌体载体562

五、酵母人工染色体563

四、柯斯质粒563

六、杆状病毒载体564

第三节 重组DNA文库564

一、基因组 DNA文库564

二、cDNA基因文库566

第四节 目的基因与载体的连接569

一、DNA的连接反应569

二、DNA连接的策略569

第五节 重组DNA导入受体细胞570

一、受体细胞的一般特征570

二、重组DNA导入大肠杆菌570

三、酵母细胞的转化571

四、重组DNA导入哺乳动物细胞571

一、直接筛选——遗传学筛选法572

第六节 基因文库的筛选和基因分离572

二、间接筛选573

三、已知目的基因的分离575

四、寻找未知的基因575

第七节 克隆基因的表达584

一、真核基因在原核细胞中表达的主要问题584

二、真核基因在原核细胞中高效表达的因素585

三、哺乳细胞的转基因技术586

第八节 基因芯片587

一、基因芯片的概念587

二、基因芯片的主要类型587

三、样品杂交588

四、基因芯片的应用588

第九节 蛋白质工程588

一、蛋白质工程的研究内容588

二、蛋白质工程的基因突变技术589

三、蛋白质改性和药物设计590

小结591

第二十二章 基因诊断与基因治疗592

第一节 基因诊断的概念592

第二节 基因诊断的常用技术592

一、核酸杂交592

二、聚合酶链反应（PCR）594

三、核酸序列分析596

第三节 基因诊断的应用596

一、感染性疾病和寄生虫病596

二、遗传性疾病597

三、遗传易感性疾病597

四、肿瘤597

五、法医鉴定和组织配型598

第四节 基因治疗的概念598

一、基因治疗的概念598

三、基因治疗的类型599

二、实施基因治疗应具备的条件599

第五节 基因治疗的基本步骤600

一、选择和制备目的基因600

二、选择基因转运载体600

三、选择靶细胞601

四、转移基因602

五、筛选阳性细胞602

六、回输细胞到体内603

第六节 基因治疗的应用603

一、遗传性疾病603

二、肿瘤603

三、基因治疗的展望604

小结605

汉英索引606

参考文献639