生物化学(赵玉娥)(第三版)

前言

《生物化学》第二版已于2009年出版，在总结7年来的教学改革经验及反馈的基础上，我们对此教材进行了修订。

《生物化学》第三版的修订遵循高职教育的特点和规律以及生物化学自身的体系，同时结合了日新月异的科技进步及行业发展的重要成果；再版更新了很多生物化学方面的实例、数据、图表，便于学生加深理解。新增了第11章生物化学实验，旨在强化基础、拓展思路、提升学生的实践创新能力，掌握现代生物化学实验方法。在体例设计上，增加了每章前的“导读”部分，帮助学生带着问题阅读教材的重点内容，激发兴趣、加深认识；某些章后新增的“知识链接”，带领学生了解身边的生物化学或者前沿的科技发展。

参加修订工作的有：赵玉娥修订第1章、第4章、第9章；刘晓宇修订第2章、第3章、第8章、第11章；钟正伟修订第6章；钟正伟、徐雅君修订第5章、第7章、第10章。本书承蒙中国人民解放军军需大学颜立成教授主审，他对本书提出了宝贵意见，并指出了不足之处；编者在此一并表示衷心感谢。

由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，衷心希望专家和使用本书的师生批评指正。

编者

2017年7月

版前言

高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分。近年来高职高专教育有很大发展，为社会主义现代化事业培养了大批急需的各类专门人才，使得高职高专教育当前成为社会关注的热点，并面临大好的发展机遇。经济、科技和社会的发展对高职高专人才培养也提出了许多新的和更高的要求，迫切需要与之相适应的、面向21世纪的、适合高职高专学生使用的教材和教学参考书。为此，我们在化学工业出版社的组织下编写了这本教材。本书可以作为高等职业教育生物技术类专业两年制和三年制专科、五年制高职教材，亦可作为成人教育的教材以及普通高等院校生物技术类专业学生、生物技术工作人员、生产人员的参考书。

本书的编写按照*高职高专教材建设的要求，紧密围绕培养高等技术应用型专门人才这一宗旨。教材的定位是：以应用为目的，以必需、够用为度，以加强概念、强化应用为重点，加强针对性和实用性。在内容选择和编排顺序上既强调适合生物工程、制药工程、生物医学工程、食品工程、精细化工以及一些相关轻工业专业使用，也注意适合于一些“不相关”专业的学生选修或自学参考。本书按照生物化学的体系和规律，力求做到简明扼要、由浅入深、循序渐进。部分章节还增加了实例分析以激发学生对生物化学的学习兴趣，同时也有助于教师进行启发式教学。

生物化学内容十分广泛，新的理论与研究与日俱增，因此，不可能在有限的篇幅里得以全面介绍。为此，本书除注意精选内容外，并力求做到概念清晰、准确，语言文字简练、易懂，图文并茂、形象、直观等。

本书由赵玉娥（北京联合大学生物化学工程学院）编写第1章、第2章、第6章；程艳玲（北京联合大学生物化学工程学院）编写第3章、第4章、第10章；荣瑞芬（北京联合大学师范学院）编写第5章、第7章、第8章、第11章；李艳华（沈阳工业大学）编写第9章。本书承蒙中国人民解放军军需大学颜立成教授主审，他对本书提出了宝贵意见，并指出了不足之处。对此作者表示衷心感谢。

高职高专教育正处于蓬勃发展阶段，本教材在高职高专教育特色方面作了尝试，但教学内容和体系改革是一个长期的、复杂的、需要反复探索和实践的系统工程，限于编者的水平，疏漏之处在所难免，衷心希望专家和使用本书的师生予以匡正，对此谨致以真诚的谢意。

编者

2005年2月

第二版前言

2005年出版的《生物化学》已经历了5年的教学实践，在总结5年来的课程改革和教材建设的基础上和听取了部分用书院校教师对教材修订的宝贵建议后，我们对此教材进行了修订。

《生物化学》第二版根据通用性、实用性和先进性有机结合的原则进行修订。考虑到高职学生对《生物化学》知识的需求，删掉了第11章基因工程和蛋白质过程。其余10章大框架进行了较小的调整，虽然章节变化不大，但具体内容进行了许多精简、添加和调整，强化了某些重要概念及应用，删除或简化了某些陈旧的或枝节的内容。从多方面在高职高专教育特色方面作了尝试。

本书由赵玉娥（北京联合大学生物化学工程学院）担任主编，编写分工情况是：赵玉娥编写第1章、第2章、第6章、第9章；程艳玲（北京联合大学生物化学工程学院）编写第3章、第4章、第10章；徐雅君（北京联合大学生物化学工程学院）编写第5章、第7章、第8章。本书承蒙中国人民解放军军需大学颜立成教授主审，他对本书提出了宝贵意见，并指出了不足之处；在修订的过程中，化学工业出版社的同志对本教材的出版也付出了辛勤的劳动，编者在此一并表示衷心感谢。

我们的设想是编出一本新型的实用型教材，但限于编者的水平，疏漏之处在所难免，衷心希望专家和使用本书的师生予以匡正，对此谨致以真诚的谢意。

编者

2009年12月

第1章 绪论

1.1 生物化学的概念和研究内容 1

1.1.1 生物化学的概念 1

1.1.2 生物化学的研究内容 1

1.2 生物化学发展简史 2

1.3 生物化学与其他生命科学的关系 3

1.4 生物化学与现代工、农、医的关系 4

1.5 生物化学与保健 4

1.6 21世纪生物化学的发展趋势 4

1.7 生物化学的学习方法 5

习题 6

第2章 蛋白质化学

2.1 蛋白质的分子组成 7

2.1.1 蛋白质的元素组成 7

2.1.2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸 7

2.2 蛋白质的分类和功能 12

2.2.1 蛋白质的分类 12

2.2.2 蛋白质的功能 13

2.3 蛋白质的分子结构 13

2.3.1 肽 13

2.3.2 蛋白质分子的一级结构 15

2.3.3 蛋白质分子的空间结构 15

2.3.4 蛋白质结构和功能的关系 20

2.4 蛋白质的性质 21

2.4.1 蛋白质的分子量 21

2.4.2 蛋白质的两性解离和等电点 22

2.4.3 蛋白质的胶体性质 22

2.4.4 蛋白质的沉淀作用 23

2.4.5 蛋白质的变性 24

2.4.6 蛋白质的紫外吸收特征及呈色反应 25

2.5 蛋白质及氨基酸的分离纯化与测定 26

2.5.1 蛋白质的提取 26

2.5.2 蛋白质的分离纯化 27

2.5.3 蛋白质的分析检测 28

习题 29

第3章 酶

3.1 概述 31

3.1.1 酶的概念 31

3.1.2 酶催化作用的特点 32

3.1.3 酶的命名和分类 33

3.2 酶的结构和功能 34

3.2.1 酶的分子组成 35

3.2.2 酶的活性部位和必需基团 35

3.2.3 酶原的激活 36

3.2.4 几种重要的调节酶 37

3.3 酶的催化机制 38

3.3.1 酶的催化作用、过渡态、分子活化能 38

3.3.2 中间产物学说 38

3.3.3 诱导契合学说 39

3.3.4 使酶具有高催化效率的因素 39

3.4 酶促反应动力学 40

3.4.1 酶浓度对酶促反应速率的影响 41

3.4.2 底物浓度对酶促反应速率的影响 41

3.4.3 pH值对酶促反应速率的影响 42

3.4.4 温度对酶促反应速率的影响 43

3.4.5 激活剂对酶促反应速率的影响 43

3.4.6 抑制剂对酶促反应速率的影响 44

3.5 酶的分离提纯及活力测定 46

3.5.1 分离提纯 46

3.5.2 酶活力的测定 47

3.6 酶的应用 48

3.6.1 酶在食品工业上的应用 49

3.6.2 酶在轻工业品制造方面的应用 49

3.6.3 酶在医药工业中的应用 49

习题 50

第4章 维生素与辅酶

4.1 脂溶性维生素 51

4.1.1 维生素A  51

4.1.2 维生素D  52

4.1.3 维生素K  53

4.1.4 维生素E  54

4.2 水溶性维生素 55

4.2.1 维生素B1和TPP 55

4.2.2 维生素B2 和FAN、FMN 56

4.2.3 泛酸和辅酶A 57

4.2.4 维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ 58

4.2.5 生物素 59

4.2.6 叶酸和叶酸辅酶 60

4.2.7 维生素B6 和磷酸吡哆醛 60

4.2.8 维生素B12 和维生素B12 辅酶类 61

4.2.9 维生素C (抗坏血酸) 62

4.2.10 硫辛酸 63

习题 64

第5章 生物代谢总论与生物氧化

5.1 生物代谢总论 65

5.1.1 生物代谢的概念 65

5.1.2 生物代谢的特点及其研究方法 66

5.2 生物氧化 67

5.2.1 概述 67

5.2.2 呼吸链 69

5.2.3 生物氧化中能量的生成、储存和利用 72

5.2.4 非线粒体氧化体系 76

5.2.5 生物氧化过程中水和二氧化碳的生成 78

习题 79

第6章 糖类与糖代谢

6.1 糖类 80

6.1.1 糖的分类 80

6.1.2 单糖 81

6.1.3 寡糖 85

6.1.4 多糖 86

6.1.5 结合糖 88

6.1.6 糖类化合物的生理功能 88

6.1.7 糖的消化吸收 89

6.2 糖代谢 89

6.2.1 糖的分解代谢 89

6.2.2 糖的合成代谢 101

6.2.3 糖代谢在工业上的应用 107

习题 108

第7章 脂类与脂代谢

7.1 脂类 109

7.1.1 脂类的概念和分类 109

7.1.2 脂类的主要生理功能 109

7.1.3 油脂的结构和性质 110

7.1.4 类脂和固醇 112

7.1.5 生物膜 115

7.2 脂类代谢 117

7.2.1 脂肪的代谢 117

7.2.2 磷脂的代谢 122

7.2.3 胆固醇的代谢 123

习题 126

第8章 核酸化学与核酸的代谢

8.1 核酸化学 127

8.1.1 概述 127

8.1.2 核酸的结构与功能 130

8.1.3 核酸的理化性质 136

8.2 核酸的降解和核苷酸代谢 139

8.2.1 核酸的酶促降解 139

8.2.2 核苷酸的分解代谢 140

8.2.3 核苷酸的合成代谢 140

8.3 核酸的生物合成 145

8.3.1 DNA的生物合成 145

8.3.2 RNA的生物合成——转录 149

习题 153

第9章 蛋白质降解与氨基酸代谢

9.1 蛋白质的营养作用 154

9.1.1 蛋白质的生理需要量 155

9.1.2 蛋白质的营养价值 155

9.2 蛋白质酶促降解 156

9.2.1 蛋白质酶促降解的相关酶类 156

9.2.2 蛋白质降解的基本过程 156

9.3 氨基酸的分解代谢 157

9.3.1 氨基酸的脱氨基作用 157

9.3.2 氨基酸的脱羧基作用 160

9.3.3 氨基酸分解产物的代谢 162

9.4 氨基酸的合成代谢 165

9.4.1 氨基酸合成途径的类型 165

9.4.2 氨基酸的其他代谢与某些重要生物活性物质 167

9.5 蛋白质的生物合成——翻译 171

9.5.1 遗传信息传递的中心法则和翻译 171

9.5.2 蛋白质的生物合成体系 172

9.5.3 参与蛋白质生物合成的酶类 174

9.5.4 参与蛋白质生物合成的其他因子 175

9.5.5 蛋白质合成的分子机制 175

习题 180

第10章 代谢的调节

10.1 物质代谢的相互关系 181

10.1.1 糖代谢与蛋白质代谢的相互关系 182

10.1.2 糖代谢与脂肪代谢的关系 182

10.1.3 脂类代谢与蛋白质代谢的相互关系 182

10.1.4 核酸代谢与糖、脂肪、蛋白质代谢的相互联系 183

10.2 代谢的调节 184

10.2.1 三种不同水平的代谢调节 184

10.2.2 细胞水平的调节 184

10.2.3 激素水平的调节 189

10.2.4 整体水平的调节 191

10.3 代谢调控的应用——合成生物学 192

习题 192

第11章 生物化学实验

实验一 牛奶中酪蛋白的制备 193

实验二 果蔬中维生素C含量的测定与比较 194

实验三 影响酶促反应的因素 196

实验四 紫外吸收法测定核酸含量 199

实验五 植物油中碘值的测定 200

参考文献 203