生物化學

前言

生物化學就是生命的化學，它是用化學方法和化學理論研究生命過程的化學變化和能量代謝的一門科學。在美國生化與分子生物學會會刊（Journal of Biological Chemistry）的創(chuàng)刊詞中有這樣一句話：“生物學的未來取決于那些用化學觀點來解決生物學問題的人?！爆F代生物化學起源于1897年Buchner E的偶然發(fā)現，即不存在完整細胞時，無酵母抽提液能夠發(fā)酵葡萄糖，產生乙醇和二氧化碳。他將這種可溶性物質命名為酶，從而終止了人們長期奉守的“活力論”觀念（即發(fā)酵需要完整的細胞作用）。經過近一個世紀的擴張和延伸，目前已形成了一系列研究領域，其中包括酶化學、分子生物學、結構生物學、基因組學、蛋白質組學、生物信息學、代謝物組學和糖組學等。生物化學旨在研究構成生命的化學物質，以及這些物質變化的過程。生物化學是生物科學中最活躍的核心學科之一，是現代生物學和生物工程技術的重要基礎。工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、食品、能源、環(huán)境科學等越來越多的研究領域都以生物化學理論為依據，并以其實驗技術為手段。生物化學內容十分廣泛，新的理論和研究成果與日俱增，因此，不可能在有限的篇幅里得以全面介紹。為此，我們組織在教學第一線從事多年生物化學理論與實驗教學、具有豐富工作經驗的教師編寫了此書。在編寫過程中，我們盡量保證教材內容的科學性、準確性、系統(tǒng)性和實用性，并力求做到概念清晰、文字簡練、圖文并茂。本書共分15章，主要內容包括糖類、脂類、蛋白質、酶、核酸、維生素與激素等生物大分子的結構、性質、功能及在生物技術中的應用，物質代謝和能量代謝的一般規(guī)律和代謝過程的調控機制，以及生物信息的傳遞和蛋白質的合成。本教材由李憲臻（大連輕工業(yè)學院）擔任主編，車振明（西華大學）、宋宏新（陜西科技大學）和王金華（湖北工業(yè)大學）為副主編。具體編寫分工如下：李憲臻（大連輕工業(yè)學院）編寫前言和緒論，陳曉藝（大連輕工業(yè)學院）編寫第1章，吳正奇（湖北工業(yè)大學）編寫第2章，于建生、葛曉萍（青島科技大學）共同編寫第3、10章，宋宏新、李紅心（陜西科技大學）共同編寫第4、5、7章，宋宏新（陜西科技大學）編寫第11章，劉志國（湖北工業(yè)大學）編寫第6章，車振明（西華大學）編寫第8章，李玉峰（西華大學）編寫第9章，王金華（湖北工業(yè)大學）編寫第12章，楊君（大連理工大學）編寫第13章，葉淑紅（大連輕工業(yè)學院）編寫第14章，陳雄（湖北工業(yè)大學）編寫第15章。

內容概要

　　生物化學旨在研究構成生命的化學物質，以及這些物質變化的過程。生物化學是生物科學中最活躍的核心學科之一，是現代生物學和生物工程技術的重要基礎。工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥、食品、能源、環(huán)境科學等越來越多的研究領域都以生物化學理論為依據，并以其實驗技術為手段。　　生物化學內容十分廣泛，新的理論和研究成果與日俱增，因此，不可能在有限的篇幅里得以全面介紹。為此，我們組織在教學第一線從事多年生物化學理論與實驗教學、具有豐富工作經驗的教師編寫了此書。在編寫過程中，我們盡量保證教材內容的科學性、準確性、系統(tǒng)性和實用性，并力求做到概念清晰、文字簡練、圖文并茂。本書共分15章，主要內容包括糖類、脂類、蛋白質、酶、核酸、維生素與激素等生物大分子的結構、性質、功能及在生物技術中的應用，物質代謝和能量代謝的一般規(guī)律和代謝過程的調控機制，以及生物信息的傳遞和蛋白質的合成。

書籍目錄

緒論第1章 生命現象的化學基礎1.1 細胞的分子構成1.1.1 細胞的化學基礎1.1.2 細胞類型與結構1.2 生物膜的結構與功能1.2.1 生物膜結構1.2.2 生物膜的功能思考題第2章 糖化學2.1 概述2.1.1 糖的結構和分類2.1.2 糖的命名方法2.1.3 糖類的生物學功能2.2 單糖2.2.1 單糖的結構2.2.2 單糖的理化性質2.2.3 單糖的衍生物2.3 寡糖2.3.1 寡糖的結構2.3.2 寡糖的性質2.3.3 常見的寡糖2.4 多糖2.4.1 同多糖2.4.2 雜多糖2.5 復合糖思考題第3章 脂質化學3.1 概述3.1.1 脂質的概念3.1.2 脂質的分類3.1.3 脂質的生理功能3.2 脂肪3.2.1 脂肪與脂肪酸3.2.2 脂肪的結構3.2.3 脂肪的理化性質3.2.4脂肪酸3.3 磷脂和固醇類3.3.1 磷脂3.3.2 固醇類3.3.3 其他類脂思考題第4章 蛋白質化學4.1 概述4.1.1 蛋白質的概念4.1.2 蛋白質的分類4.1.3 蛋白質的生物學功能4.1.4 蛋白質的組成4.2 氨基酸4.2.1 氨基酸的結構與分類4.2.2 氨基酸的重要理化性質4.3 肽4.3.1 肽鍵及膚鏈4.3.2 肽的命名及結構4.3.3 天然存在的活性肽4.4 蛋白質的分子結構4.4.1 蛋白質的一級結構4.4.2 蛋白質的二級結構4.4.3 超二級結構和結構城4.4.4 蛋白質的三級與四級結構4.4.5 維持蛋白質構象的作用力4.4.6 蛋白質結構與功能的關系4.5 蛋白質的性質4.5.1 兩性解離和等電點4.5.2 大分子及膠體性質4.5.3 沉淀作用第5章 酶化學第6章 核酸第7章 維生素與激素第8章 糖代謝第9章 生物氧化第10章 脂質降解與脂肪酸代謝第11章 蛋白質降解與氨基酸代謝第12章 核酸降解與核苷酸代謝第13章 遺傳信息傳遞第14章 蛋白質合成第15章 代謝調節(jié)控制參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 生命現象的化學基礎細胞是生命體活動的基本組成單位，主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體和各種細胞器組成。生命體內所有的生理功能和化學反應都是在細胞及其合成排泄基質的基礎上進行的。生物依組成個體的細胞數可分為單細胞生物與多細胞生物，后者由許多細胞共同組成個體，這些細胞分司不同功能以維持個體生存。細胞內各種生物分子的化學與空間結構、生物分子間的化學反應、生物分子的合成與降解、物質代謝與能量代謝的調控以及遺傳信息的傳遞與表達等是生物化學研究的主要內容。1.1　細胞的分子構成細胞是生命活動的基本結構和功能單位，它是由膜包被的一種原生質（proto—plasm）團，通過質膜與周圍環(huán)境進行物質和信息交流。細胞具有自我復制能力，是有機體生長發(fā)育的基礎。細胞是代謝與功能表達的基本單位，具有一套完整的代謝和調節(jié)系統(tǒng)。細胞是遺傳的基本單位，具有發(fā)育的全能性。1.1.1　細胞的化學基礎組成細胞的基本元素包括氧、碳、氫、氮、硅、鉀、鈣、磷、鎂等，其中氧、碳、氫、氮四種元素占90％以上。所有細胞都是由水、蛋白質、糖、脂、核酸、鹽和各種微量有機化合物組成的。1.水水是生物化學的核心，不僅因為它是細胞中含量最高的分子，還因為幾乎所有生物分子的結構和功能都與其周圍水的理化性相關；水是生化反應的最主要介質，也是代謝物，營養(yǎng)物和排泄物在細胞內和細胞間運輸的介質；水還是代謝過程中很多化學反應的直接參與者。

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