生物化学（第5版）

图书标准信息

• 作者 刘玉乐
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2023-01
• 版次 5
• ISBN 9787302623298
• 定价 99.80元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

本书是清华大学生命科学学院多年生物化学教学经验的总结和体现. 读者通过本书可以了解生物化学原理的最主要内容蛋白质和核酸的分子结构和功能；生物膜的组成以及信号转导；遗传信息载体DNA的储存、复制、转录和表达；涉及到糖酵解、柠檬酸循环、糖异生、电子传递和氧化磷酸化以及尿素循环等代谢途径的糖、脂、氨基酸和核苷酸等物质代谢和能量代谢。还能学习到蛋白质纯化、分析的基本方法和手段；DNA重组、转化以及基因表达的技术，这些方法和技术的学习有助于概念的理解和原理的掌握。

【作者简介】

刘玉乐  清华大学生命科学学院教授,博士生导师,博士,美国耶鲁大学博士后,国家杰出青年基金获得者,在Cell等世界权威期刊发表论文数十篇,为国内分子伴侣、细胞自噬机制、植物病毒相互作用机制研究权威学者

【目录】

1　生物化学与细胞

　1.1　生物化学的化学基础1

　1.2　生物大分子3

　　1.2.1　蛋白质3

　　1.2.2　核酸3

　　1.2.3　多糖3

　　1.2.4　脂类4

　1.3　生物化学反应4

　1.4　细胞——生命的基本单元4

　　1.4.1　原核细胞5

　　1.4.2　真核细胞7

　　　1.4.2.1　细胞核7

　　　1.4.2.2　线粒体8

　　　1.4.2.3　内质网8

　　　1.4.2.4　叶绿体8

　　　1.4.2.5　高尔基体9

　　　1.4.2.6　其他细胞器和细胞组成9小结9习题10

2　氨基酸及蛋白质11 

　2.1　氨基酸结构及其生物化学性质11

　　2.1.1　氨基酸结构及其分类11

　　　2.1.1.1　氨基酸结构11

　　　2.1.1.2　氨基酸分类14

　　2.1.2　氨基酸的酸碱特性17

　　2.1.3　氨基酸的化学反应20

　　2.1.4　肽21

　2.2　蛋白质结构及其功能25

　　2.2.1　蛋白质一级结构25

　　2.2.2　蛋白质二级结构27

　　　2.2.2.1　肽平面27

　　　2.2.2.2　α-螺旋28

　　　2.2.2.3　β-折叠30

　　　2.2.2.4　转角31

　　　2.2.2.5　胶原32

　　2.2.3　蛋白质三级结构34

　　　2.2.3.1　超二级结构34

　　　2.2.3.2　结构域35

　　　2.2.3.3　几种蛋白质的三级结构35

　　2.2.4　蛋白质四级结构36

　　2.2.5　蛋白质变性与复性37

　　　2.2.5.1　稳定蛋白质结构的作用力37

　　　2.2.5.2　蛋白质变性与复性概述38相关话题:疯牛病40

　　2.2.6　肌红蛋白和血红蛋白41

　　　2.2.6.1　肌红蛋白和血红蛋白结构41

　　　2.2.6.2　肌红蛋白和血红蛋白氧合曲线42

　　　2.2.6.3　别构作用43

　　　2.2.6.4　玻尔效应44相关话题:镰刀形细胞贫血病45

　　2.2.7　抗体47相关话题:自身免疫性疾病48小结49习题50

3　酶51 

　3.1　酶的命名和分类52

　3.2　酶活性与比活53

　3.3　酶活性部位54

　3.4　活化能56

　3.5　酶催化机制57

　　3.5.1　酸碱催化57

　　3.5.2　共价催化58

　　3.5.3　金属离子催化58

　　3.5.4　趋近和定向效应59

　3.6　米氏方程59

　　3.6.1　米氏方程的推导60

　　3.6.2　双倒数作图61

　　3.6.3　双底物反应61Ⅵ 

　3.7　可逆抑制作用63

　　3.7.1　竞争性抑制63

　　3.7.2　反竞争性抑制64

　　3.7.3　非竞争性抑制64

　　3.7.4　酶抑制剂的应用65

　3.8　不可逆抑制作用66

　3.9　pH对酶促反应速度的影响67

　3.10　温度对酶促反应速度的影响68

　3.11　酶的调节68

　　3.11.1　酶原的激活68

　　　3.11.1.1　消化道蛋白酶酶原的激活68相关话题:加酶洗衣粉69

　　　3.11.1.2　血液凝固70

　　3.11.2　别构调节和共价修饰调节71

　　　3.11.2.1　别构调节71

　　　3.11.2.2　两种底物协同结合模型72

　　　3.11.2.3　共价修饰调节73

　3.12　同工酶74

　3.13　抗体酶74

　3.14　酶作为生产工具75

　3.15　酶作为活性药物75相关话题:酶在抗肿瘤治疗中的应用76小结76习题76

4　辅酶和维生素78 

　4.1　辅因子78

　4.2　NAD＋ 和NADP＋ 79 

　4.3　FMN和FAD80

　4.4　辅酶A82

　4.5　硫胺素焦磷酸82

　4.6　磷酸吡哆醛83

　4.7　生物素85

　4.8　四氢叶酸86

　4.9　腺苷钴胺素和甲基钴胺素88

　4.10　硫辛酰胺89

　4.11　维生素C90

　4.12　脂溶性维生素91

　　4.12.1　维生素A91Ⅶ 　　4.12.2　维生素D91

　　4.12.3　维生素E92

　　4.12.4　维生素K92相关话题:维生素类药物92小结93习题94

5　糖95 

　5.1　单糖95

　　5.1.1　单糖的开链结构：醛糖和酮糖95

　　5.1.2　单糖的环式结构97

　　5.1.3　单糖的构象99

　　5.1.4　单糖衍生物101

　　　5.1.4.1　单糖磷酸酯101

　　　5.1.4.2　脱氧糖101

　　　5.1.4.3　氨基糖101

　　　5.1.4.4　糖醇102

　　　5.1.4.5　糖酸103

　　5.1.5　单糖的氧化还原反应103

　5.2　二糖和糖苷104

　　5.2.1　二糖104

　　　5.2.1.1　麦芽糖104

　　　5.2.1.2　异麦芽糖105

　　　5.2.1.3　纤维二糖105

　　　5.2.1.4　乳糖105

　　　5.2.1.5　蔗糖106

　　5.2.2　还原糖和非还原糖106

　　5.2.3　核苷和其它糖苷106

　5.3　多糖107

　　5.3.1　储存多糖：淀粉和糖原107

　　　5.3.1.1　淀粉107

　　　5.3.1.2　糖原108

　　5.3.2　结构多糖：纤维素、几丁质和糖胺聚糖109

　　　5.3.2.1　纤维素109

　　　5.3.2.2　几丁质110

　　　5.3.2.3　糖胺聚糖110

　5.4　复合糖111

　　5.4.1　蛋白聚糖112

　　5.4.2　肽聚糖113相关话题:青霉素114

Ⅷ 

　　5.4.3　糖蛋白115

　　　5.4.3.1　N-联糖蛋白115

　　　5.4.3.2　O-联糖蛋白115相关话题:ABO 血型116小结116习题117

6　脂类和生物膜118 

　6.1　脂肪酸119相关话题:反式脂肪酸121

　6.2　三酰甘油121

　6.3　甘油磷脂122

　6.4　鞘脂126

　　6.4.1　鞘磷脂127

　　6.4.2　脑苷脂127

　　6.4.3　神经节苷脂127

　6.5　类固醇128

　6.6　前列腺素128

　6.7　生物膜129

　　6.7.1　膜基本结构：流动镶嵌模型130

　　6.7.2　膜蛋白131

　　　6.7.2.1　内在膜蛋白131

　　　6.7.2.2　外周膜蛋白132

　　　6.7.2.3　脂锚定膜蛋白132

　　　6.7.2.4　红细胞膜蛋白132

　6.8　膜的流动性134

　　6.8.1　膜脂的侧向运动134

　　6.8.2　相变温度135

　　6.8.3　膜蛋白的侧向扩散136

　6.9　跨膜转运137

　　6.9.1　被动转运（易化扩散）137

　　　6.9.1.1　膜孔蛋白和通道蛋白137

　　　6.9.1.2　载体蛋白139

　　　6.9.1.3　离子载体140

　　6.9.2　主动转运141

　6.10　脂类的提取、分离和分析143

　　6.10.1　脂类的提取143

　　6.10.2　脂类的分离和纯化143

　　6.10.3　脂类的分析144小结145

Ⅸ 

习题145

7　核酸146 

　7.1　核苷酸和核酸的一级结构146

　　7.1.1　碱基147

　　7.1.2　核苷148

　　7.1.3　核苷酸150

　　7.1.4　核酸的一级结构151

　7.2　DNA——遗传信息载体152

　7.3　DNA碱基组成——Chargaff法则153

　7.4　DNA的二级结构——双螺旋结构153

　　7.4.1　DNA双螺旋结构模型153

　　7.4.2　稳定DNA双螺旋结构的作用力155

　　7.4.3　DNA双螺旋的构象155

　7.5　DNA的三级结构——超螺旋156

　7.6　核小体和染色质157相关话题:染色体检查158

　7.7　几种类型的RNA159

　　7.7.1　rRNA159

　　7.7.2　tRNA159

　　7.7.3　mRNA159

　　7.7.4　小分子RNA160

　7.8　核酸变性、复性和杂交160

　　7.8.1　DNA变性160

　　7.8.2　DNA复性161

　　7.8.3　杂交161

　7.9　核酸酶162

　7.10　限制酶163小结164习题164

8　DNA复制165

　8.1　DNA复制概述166

　　8.1.1　半保留复制166

　　8.1.2　双向复制167

　　8.1.3　半不连续复制168

　8.2　原核生物DNA的复制169

　　8.2.1　大肠埃希菌DNA聚合酶169Ⅹ 

　　8.2.2　大肠埃希菌DNA的复制170

　8.3　真核生物DNA的复制173

　　8.3.1　真核生物DNA聚合酶173

　　8.3.2　复制起始机制174

　　8.3.3　端粒与端粒酶177

　8.4　其它复制方式178

　　8.4.1　滚环复制178

　　8.4.2　D环复制179

　8.5　逆转录180

　8.6　DNA修复182

　　8.6.1　直接修复182

　　8.6.2　核苷酸切除修复183

　　8.6.3　碱基切除修复183

　　8.6.4　错配修复183

　　8.6.5　重组修复185相关话题:着色性干皮病185基因编辑技术(CRISPR/Cas9)186小结187习题188

9　RNA合成与加工189

　9.1　原核生物的转录190

　　9.1.1　RNA聚合酶和启动子190相关话题:DNA 酶足迹法191

　　9.1.2　转录起始和延伸192

　　9.1.3　转录终止193

　　9.1.4　原核生物转录调控194

　　　9.1.4.1　阻遏作用195

　　　9.1.4.2　分解代谢物抑制作用195

　　　9.1.4.3　弱化作用197

　9.2　真核生物的转录200

　　9.2.1　转录起始201

　　　9.2.1.1　真核生物的RNA聚合酶201

　　　9.2.1.2　真核生物中的基因调控序列201

　　　9.2.1.3　真核生物的转录过程202

　　9.2.2　DNA结合域和转录激活域204

　　　9.2.2.1　DNA结合域205

　　　9.2.2.2　转录激活域207

　9.3　RNA初级转录物的加工207

　　9.3.1　剪接207Ⅺ 

　　　9.3.1.1　Ⅰ型内含子的剪接209

　　　9.3.1.2　Ⅱ型内含子的剪接209

　　9.3.2　真核生物mRNA初级转录物的加工209

　　　9.3.2.1　戴“帽子”210

　　　9.3.2.2　加“尾巴”210

　　　9.3.2.3　剪接212

　　9.3.3　tRNA的加工214

　9.4　RNA编辑215

　9.5　转录抑制剂216

　　9.5.1　放线菌素D216

　　9.5.2　利福霉素216

　　9.5.3　鹅膏蕈碱216小结217习题217

10　蛋白质合成218 

　10.1　遗传密码218

　10.2　tRNA222

　　10.2.1　tRNA的三维结构222

　　10.2.2　“摆动”假说224

　10.3　氨酰-tRNA的合成225

　10.4　核糖体227

　10.5　原核生物的翻译228

　　10.5.1　肽链合成起始229

　　　10.5.1.1　翻译起始位点229

　　　10.5.1.2　起始tRNA分子229

　　　10.5.1.3　起始复合物的组装230

　　10.5.2　肽链延伸230

　　10.5.3　肽链终止233

　　10.5.4　多聚核糖体233

　10.6　真核生物的翻译234

　　10.6.1　肽链合成起始236

　　10.6.2　肽链延伸和终止237

　10.7　蛋白质的修饰和定位237

　　10.7.1　结构的改变238

　　10.7.2　加入官能团238

　　　10.7.2.1　磷酸化238

　　　10.7.2.2　糖基化239

　　　10.7.2.3　甲基化239

　　　10.7.2.4　乙酰化239Ⅻ 

　　　10.7.2.5　琥珀酰化239

　　　10.7.2.6　脂质化240

　　10.7.3　结合其它肽或蛋白质240

　　　10.7.3.1　泛素化240

　　　10.7.3.2　相素化241

　10.8　蛋白质合成的抑制剂241相关话题:氨基酸的奥秘242小结243习题244

11　代谢导论245 

　11.1　分解代谢和合成代谢246

　11.2　代谢途径的区室化247

　11.3　代谢调控248

　11.4　热力学原理249

　11.5　高能化合物250

　　11.5.1　高能磷酸化合物250

　　11.5.2　硫酯253

　　11.5.3　还原型辅酶254

　11.6　代谢中常见的有机反应255

　　11.6.1　基团转移反应255

　　11.6.2　氧化-还原反应256

　　11.6.3　消除、异构化及重排反应258

　　11.6.4　碳-碳键的形成与断裂258小结259习题259

12　糖代谢261 

　12.1　糖酵解261

　　12.1.1　糖酵解概述261

　　12.1.2　糖酵解的10步反应263

　　12.1.3　丙酮酸的代谢269

　　　12.1.3.1　酒精发酵269

　　　12.1.3.2　乳酸发酵270相关话题:酿造啤酒272肿瘤有氧糖酵解效应272

　　12.1.4　糖酵解的调控274

　　12.1.5　三种单糖代谢276.. 

　　　12.1.5.1　果糖276

　　　12.1.5.2　半乳糖276

　　　12.1.5.3　甘露糖277

　12.2　糖原代谢、糖异生和戊糖磷酸途径278

　　12.2.1　糖原降解278

　　12.2.2　糖原合成279

　　12.2.3　糖异生282

　　　12.2.3.1　旁路Ⅰ：丙酮酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸283

　　　12.2.3.2　旁路Ⅱ：果糖-1,6-二磷酸水解生成果糖-6-磷酸284

　　　12.2.3.3　旁路Ⅲ：葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖284

　　　12.2.3.4　底物循环286

　　　12.2.3.5　葡糖-丙氨酸循环286

　　12.2.4　戊糖磷酸途径287

　　　12.2.4.1　氧化阶段反应288

　　　12.2.4.2　非氧化阶段反应288相关话题:蚕豆病290

　　12.2.5　葡糖醛酸途径291小结292习题293

13　柠檬酸循环294 

　13.1　乙酰CoA的合成295

　13.2　柠檬酸循环的反应机制297

　13.3　柠檬酸循环产生的能量302

　13.4　柠檬酸循环的调控303

　13.5　柠檬酸循环的生物学意义304

　13.6　乙醛酸循环305相关话题:砷中毒308柠檬酸循环与减肥308小结309习题309

14　电子传递和氧化磷酸化311 

　14.1　电子传递和氧化磷酸化概述311

　14.2　线粒体313

　14.3　电子传递314

　　14.3.1　复合物Ⅰ316

　　14.3.2　复合物Ⅱ317.. 

　　14.3.3　复合物Ⅲ317

　　14.3.4　复合物Ⅳ318

　14.4　氧化磷酸化319

　14.5　化学渗透假说321

　14.6　穿梭途径323

　　14.6.1　甘油磷酸穿梭途径323

　　14.6.2　苹果酸-天冬氨酸穿梭途径324相关话题:棕色脂肪324小结325习题325

15　光合作用327 

　15.1　叶绿体和光合色素328

　15.2　光系统330

　15.3　光反应332

　　15.3.1　光系统Ⅱ：裂解水332

　　15.3.2　光系统Ⅰ：生成NADPH334

　　15.3.3　循环电子传递334

　　15.3.4　光合磷酸化335

　15.4　暗反应336

　　15.4.1　Calvin循环336

　　15.4.2　Calvin循环的调控337

　15.5　光呼吸338

　15.6　C4途径340小结342习题342

16　脂类代谢343 

　16.1　脂肪的消化、吸收及转运343

　16.2　脂肪动员和降解344

　16.3　脂肪酸β-氧化345

　　16.3.1　脂肪酸激活346

　　16.3.2　酰基CoA转运347

　　16.3.3　脂肪酸β-氧化348

　　　16.3.3.1　第一次氧化348

　　　16.3.3.2　水合349

　　　16.3.3.3　第二次氧化349

　　　16.3.3.4　硫解349.. 

　　16.3.4　脂肪酸氧化产生的能量350

　16.4　奇数碳脂肪酸的氧化351

　16.5　不饱和脂肪酸的氧化351

　16.6　过氧化物酶体中脂肪酸β-氧化353

　16.7　α-氧化和ω-氧化354

　16.8　酮体355

　　16.8.1　酮体合成355

　　16.8.2　酮体氧化356

　16.9　脂肪酸的生物合成357

　　16.9.1　乙酰CoA的转运357

　　16.9.2　丙二酸单酰CoA的合成358

　　16.9.3　脂肪酸合成358相关话题:抑制肥胖的新靶点———乙酰CoA 羧化酶361

　16.10　脂肪酸链的延长和去饱和362

　16.11　其它脂类的生物合成363

　　16.11.1　三酰甘油和磷脂的合成363

　　16.11.2　鞘脂的合成363

　　16.11.3　胆固醇的合成365小结367习题367

17　蛋白质降解和氨基酸代谢369 

　17.1　蛋白质的降解369

　　17.1.1　食物蛋白质的摄取与水解369

　　17.1.2　细胞内蛋白质的降解369

　　　17.1.2.1　泛素-蛋白酶体系统369

　　　17.1.2.2　自噬-溶酶体系统370

　17.2　氨基酸的分解代谢370

　　17.2.1　氨基酸的转氨基作用371

　　17.2.2　氧化脱氨372

　　17.2.3　尿素循环373相关话题:肝昏迷(氨中毒)375

　　17.2.4　氨基酸碳骨架的降解375

　17.3　氨基酸的生物合成377

　　17.3.1　生物固氮378

　　17.3.2　硝酸盐同化379

　　17.3.3　氨载体——谷氨酸和谷氨酰胺379

　　17.3.4　氨基酸的生物合成380

　17.4　生理活性胺和一氧化氮381.. 

　　17.4.1　生理活性胺381

　　17.4.2　一氧化氮382小结382习题383

18　核苷酸代谢384 

　18.1　嘌呤核苷酸的合成384

　　18.1.1　从头合成——IMP的合成385

　　18.1.2　AMP和GMP的合成386

　　18.1.3　补救途径388

　18.2　嘧啶核苷酸的合成389

　　18.2.1　UMP的从头合成389

　　18.2.2　CTP的合成391

　　18.2.3　嘧啶核苷酸的补救合成391

　18.3　脱氧核糖核苷酸的合成392

　18.4　嘌呤核苷酸的降解393

　　18.4.1　AMP和GMP的降解394相关话题:痛风395腺苷脱氨酶缺陷型重症联合免疫缺陷396

　　18.4.2　嘌呤核苷酸循环397

　18.5　嘧啶核苷酸的降解397相关话题:肿瘤细胞的核苷酸代谢398小结400习题400

19　生物化学技术401 

　19.1　蛋白质相关技术401

　　19.1.1　蛋白质纯化与分析401

　　　19.1.1.1　柱层析401

　　　19.1.1.2　HPLC404

　　　19.1.1.3　LC-MS405

　　　19.1.1.4　电泳406

　　19.1.2　蛋白质的鉴定和定量分析408

　　　19.1.2.1　蛋白质含量的测定409

　　　19.1.2.2　蛋白质的鉴定409

　　　19.1.2.3　蛋白质定量分析411

　　　19.1.2.4　蛋白质翻译后修饰分析412

　19.2　核酸相关技术414ⅩⅦ 

　　19.2.1　聚合酶链式反应414

　　19.2.2　DNA核苷酸序列测定415

　　　19.2.2.1　第一代DNA测序技术415

　　　19.2.2.2　第二代DNA测序技术416

　　　19.2.2.3　第三代DNA测序技术417

　　19.2.3　重组DNA技术417

　　19.2.4　DNA印迹法418

　　19.2.5　RNAi技术418

　　　19.2.5.1　RNAi技术的基本原理418

　　　19.2.5.2　RNAi技术的广泛应用419

　　19.2.6　CRISPR/Cas9技术420

　　19.2.7　蛋白质-蛋白质相互作用技术420相关话题:亲子鉴定423小结423习题424

习题答案425 

参考文献445