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绪论1

1 蛋白质化学5

1.1 蛋白质的重要性5

1.2 蛋白质的基本组成单位——氨基酸6

1.2.1 元素组成6

1.2.2 蛋白质氨基酸的结构通式6

1.2.3 蛋白质氨基酸的分类及其结构7

1.2.4 蛋白质氨基酸的重要性质10

1.3 肽15

1.3.1 肽和肽键的结构15

1.3.2 肽的重要性质16

1.3.3 天然存在的活性肽17

1.4 蛋白质的分子结构19

1.4.1 蛋白质的一级结构19

1.4.2 蛋白质的高级结构20

1.5 蛋白质结构与功能的关系28

1.5.1 蛋白质一级结构和高级结构的关系29

1.5.3 蛋白质高级结构与功能的关系30

1.6 蛋白质的重要性质31

1.6.1 一般物理性质31

1.6.2 两性性质及等电点32

1.6.3 胶体性质与沉淀反应32

1.6.4 蛋白质的变性作用33

1.6.5 光吸收性质34

1.6.6 重要化学性质35

1.7 蛋白质的分类36

1.8 蛋白质的研究方法37

1.8.1 蛋白质的分离、纯化及鉴定37

1.8.2 蛋白质的含量测定38

1.8.3 蛋白质一级结构的测定39

1.9 植物蛋白质在食品方面的利用39

2 酶化学41

2.1 概述41

2.1.1 酶的概念41

2.1.2 酶的化学本质42

2.1.3 酶的分类42

2.1.4 酶的命名43

2.2 酶的特性44

2.2.1 酶促反应的高效性44

2.2.2 高度的专一性44

2.2.3 敏感性和可调节性46

2.3 酶的化学组成和结构特点46

2.3.1 酶的化学组成46

2.3.2 酶的结构特征48

2.4 维生素与辅助因子51

2.4.1 水溶性维生素51

2.4.2 脂溶性维生素57

2.4.3 其他重要辅酶59

2.4.4 维生素在植物生活中的作用60

2.5 酶的作用机制61

2.5.1 酶的中间产物学说62

2.5.2 酶催化的专一性机制62

2.5.3 酶催化的高效性机制63

2.6 酶促反应动力学65

2.6.1 酶浓度的影响66

2.6.2 底物浓度的影响66

2.6.3 温度对酶促反应的影响68

2.6.4 pH对酶促反应的影响69

2.6.5 激活剂对酶促反应的影响69

2.6.6 抑制剂对酶促反应速度的影响70

2.7 酶的多样性75

2.7.1 调节酶75

2.7.2 同工酶76

2.7.3 核酶76

2.7.4 人工酶76

2.8 酶的分离纯化与活力测定77

2.8.1 酶的提取与分离纯化77

2.8.2 酶活力测定79

2.9 酶的应用80

3 核酸化学82

3.1 核酸的分类及分布82

3.2 核酸的生物学功能83

3.3 核酸的基本组成单位——核苷酸83

3.3.1 核糖和脱氧核糖的结构84

3.3.2 嘧啶和嘌呤碱的结构84

3.3.3 核苷和核苷酸的结构85

3.3.4 核苷酸衍生物86

3.4 DNA的分子结构87

3.4.1 DNA的一级结构87

3.4.2 DNA的二级结构88

3.4.3 DNA的三级结构92

3.5 RNA的分子结构94

3.5.1 mRNA的分子结构94

3.5.2 tRNA的分子结构96

3.5.3 rRNA的分子结构97

3.6 核酸的性质97

3.6.1 核酸的一般性质97

3.6.2 核酸的酸碱性质97

3.6.3 核酸的水解98

3.6.4 核酸的紫外吸收性质98

3.6.5 核酸的变性、复性及杂交99

3.7 核酸的研究方法101

3.7 1核酸的分离纯化及测定101

3.7.2 核酸一级结构的测定102

4 植物中的糖类物质105

4.1 概述105

4.1.1 糖的概念106

4.1.2 糖的分类106

4.2 单糖106

4.2.1 单糖的结构106

4.2.2 单糖的基本性质109

4.2.3 重要的单糖及其衍生物111

4.3 寡糖115

4.4 多糖117

4.4.1 淀粉117

4.4.2 纤维素119

4.4.3 杂多糖121

4.4.4 复合糖122

4.5 糖类与植物细胞壁124

4.5.1 植物细胞壁的结构124

4.5.2 植物细胞壁中的糖类物质124

5 植物中的重要次生代谢物128

5.1 概述128

5.2 植物中的萜类化合物129

5.2.1 萜类化合物的种类与来源129

5.2.2 萜类的主要功能131

5.2.3 天然萜类分子的修饰与应用134

5.2.4 转基因萜类产物及其应用135

5.3 植物中的酚类化合物136

5.3.1 植物酚类化合物的种类与来源137

5.3.2 酚类物质的功能与应用139

5.4 含氮有机物140

5.4.1 生物碱141

5.4.2 生氰糖苷142

5.4.3 其他含氮次生代谢物143

6 生物能学与生物氧化145

6.1 生物能学145

6.1.1 生物系统中的能流145

6.1.2 热力学上的几个重要概念146

6.1.3 生化反应中的自由能147

6.1.4 高能化合物及其作用148

6.2 生物氧化的概念及特点151

6.3 生物氧化的方式152

6.3.1 细胞中的氧化还原反应152

6.3.2 CO2、H2O的生成以及ATP的产生152

6.4 呼吸链与生物氧化体系153

6.4.1 电子传递与呼吸链153

6.4.2 线粒体氧化体系160

6.4.3 植物中的非线粒体氧化体系162

6.5 氧化磷酸化164

6.5.1 ATP的生成方式164

6.5.2 氧化磷酸化的作用机制165

6.5.3 氧化磷酸化的抑制167

6.5.4 线粒体外的NADH的氧化168

6.6 光合磷酸化169

6.6.1 叶绿体与光合作用169

6.6.2 光合系统中的电子传递体系170

6.6.3 光合磷酸化的作用机制172

6.6.4 光合磷酸化的抑制剂173

6.6.5 ATP经叶绿体膜的运转174

7 糖的生物合成与转化175

7.1 二氧化碳的固定与单糖的生成175

7.1.1 卡尔文循环175

7.1.2 CO2的固定与单糖的生成175

7.2 寡糖的生物合成与降解179

7.2.1 蔗糖的合成与降解179

7.2.2 棉籽糖系列寡糖的合成与降解182

7.3 多糖的生物合成与降解184

7.3.1 淀粉的生物合成与降解184

7.3.2 菊糖的生物合成与降解188

7.3.3 植物细胞壁相关多糖的合成与降解189

7.4 糖类的相互转化192

7.4.1 单糖间的相互转化192

7.4.2 蔗糖和淀粉的转变194

8 糖的分解代谢196

8.1 初生代谢与次生代谢196

8.2 糖酵解197

8.2.1 糖酵解的历程197

8.2.2 糖酵解过程的调节202

8.2.3 其他己糖进入糖酵解的途径203

8.3 无氧呼吸与发酵204

8.3.1 植物的无氧呼吸和乙醇发酵204

8.3.2 乳酸发酵204

8.3.3 丁酸发酵205

8.4 有氧氧化与三羧酸循环205

8.4.1 三羧酸循环的准备阶段206

8.4.2 三羧酸循环的历程206

8.4.3 草酰乙酸的回补210

8.4.4 三羧酸循环的调控212

8.4.5 葡萄糖有氧氧化的全过程212

8.5 磷酸戊糖途径212

8.5.1 磷酸戊糖途径的反应历程213

8.5.2 磷酸戊糖途径的生物学意义214

8.6 乙醛酸循环与糖异生作用214

8.6.1 乙醛酸循环215

8.6.2 糖异生作用216

8.7 莽草酸途径218

8.8 有机酸的代谢220

8.8.1 植物中的有机酸220

8.8.2 糖与有机酸的互变221

8.8.3 固定CO2形成有机酸222

8.8.4 草酸的代谢223

8.8.5 芳香族有机酸的代谢224

9 脂质代谢225

9.1 概述225

9.1.1 脂肪酸226

9.1.2 植物中的常见脂质及功能227

9.2 脂肪的分解代谢231

9.2.1 脂肪的水解231

9.2.2 甘油的降解与转化231

9.2.3 脂肪酸降解的主要方式——β-氧化231

9.2.4 植物细胞与动物细胞中β-氧化的区别237

9.2.5 脂肪酸的其他氧化方式237

9.2.6 植物细胞内脂肪酸氧化与乙醛酸循环237

9.3 脂肪的合成代谢238

9.3.1 磷酸甘油的生物合成238

9.3.2 脂肪酸合成的基本途径238

9.3.3 线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长242

9.3.4 不饱和脂肪酸的合成242

9.3.5 脂肪的生物合成243

9.4 磷脂的代谢244

9.4.1 甘油磷脂的代谢244

9.4.2 鞘磷脂的代谢246

10 氮素代谢249

10.1 自然界和植物中的氮素249

10.2 生物固氮251

10.2.1 固氮酶系统251

10.2.2 共生固氮254

10.3 氨的来源与吸收255

10.4 硝酸盐的吸收和还原258

10.4.1 硝酸盐的吸收258

10.4.2 硝酸盐的还原259

10.5 氨的同化260

10.6 氮代谢与碳代谢的相互作用262

10.6.1 共生固氮体中的碳氮交流262

10.6.2 光合碳代谢与氮代谢263

11 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢265

11.1 蛋白质的酶促降解265

11.1.1 蛋白酶的种类和专一性265

11.1.2 蛋白质的酶促降解266

11.2 氨基酸的分解代谢268

11.2.1 脱氨基作用268

11.2.2 脱羧基作用272

11.2.3 氨基酸分解产物的代谢去向274

11.3 个别氨基酸的降解及转化278

11.3.1 甘氨酸278

11.3.2 谷氨酸279

11.3.3 鸟氨酸279

11.4 氨基酸的生物合成279

11.4.1 一碳单位与氨基酸的合成280

11.4.2 各族氨基酸的生物合成281

12 核酸的酶促降解及核苷酸代谢286

12.1 核酸的酶促降解286

12.1.1 外切核酸酶287

12.1.2 内切核酸酶287

12.1.3 限制性内切核酸酶288

12.2 核苷酸的分解代谢289

12.2.1 嘌呤碱的降解290

12.2.2 嘧啶碱的降解291

12.3 核苷酸的合成代谢292

12.3.1 嘌呤核苷酸的生物合成293

12.3.2 嘧啶核苷酸的生物合成295

12.3.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成297

12.3.4 核苷酸从头合成的调节299

13 核酸的生物合成301

13.1 概述301

13.2 DNA的复制302

13.2.1 DNA的半保留复制302

13.2.2 DNA复制的起始及方向303

13.2.3 参与DNA复制的主要酶和蛋白因子303

13.2.4 原核生物DNA的复制308

13.2.5 真核生物DNA的复制311

13.2.6 DNA复制的高度忠实性311

13.2.7 DNA的损伤及修复313

13.3 逆转录319

13.4 RNA的生物合成320

13.4.1 原核生物RNA的转录320

13.4.2 原核生物RNA的转录后加工324

13.4.3 真核生物RNA的转录325

13.4.4 真核生物RNA的转录后加工329

13.3.5 RNA依赖的RNA合成334

13.3.6 RNA生物合成的抑制剂334

13.5 DNA重组技术335

14 蛋白质的生物合成339

14.1 蛋白质合成的基本组分339

14.1.1 mRNA与遗传密码339

14.1.2 氨基酸的搬运者——tRNA342

14.1.3 rRNA与核糖体343

14.2 蛋白质合成的基本步骤345

14.2.1 原核生物蛋白质的合成345

14.2.2 真核生物蛋白质的合成351

14.2.3 植物叶绿体中蛋白质的合成353

14.3 蛋白质合成的抑制剂354

14.3.1 原核生物蛋白质合成的抑制剂355

14.3.2 真核生物蛋白质合成的抑制剂355

14.3.3 原核生物和真核生物蛋白质合成的抑制剂355

14.4 蛋白质翻译后加工及靶向输送356

15 代谢调节与控制359

15.1 代谢调节的类型359

15.2 酶定位的区域化调节360

15.3 酶活性的调节360

15.3.1 变构效应与反馈调节360

15.3.2 共价修饰与级联放大效应363

15.4 酶含量的调节——原核基因的表达与调控364

15.5 酶含量的调节——真核基因的表达与调控370

15.5.1 转录前的基因活化371

15.5.2 转录水平的调控373

15.5.3 基因表达的转录后调控377

主要参考资料379