生物化学实践Practical Biochemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:John M. Walker

出品人:

页数:783

译者:

出版时间:2000-01-15

价格:773.00元

装帧:Paperback

isbn号码:9780521658737

丛书系列:

图书标签:

• 生物化学
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• 实验
• 教学
• 大学教材
• 理学
• 化学
• 生物
• 分子生物学
• 实验室

现代生物化学基础：从分子到生命系统 本书旨在为学习生物化学的学生和研究人员提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架，着重于阐述生命活动背后的基本分子机制，及其在复杂生物系统中的整合应用。 --- 第一部分：生命分子的化学基础 本部分奠定了理解生物化学所需的所有基础化学概念，强调生命体系的特有化学性质。 第一章：水——生命的溶剂与反应介质 生命活动发生的独特环境——水。本章将详细探讨水的结构特性，包括其偶极矩、氢键的形成与作用。深入分析水在溶解极性与非极性物质中的独特能力，以及酸碱平衡在生物系统中的至关重要性。重点解析 $ ext{p}K_a$ 值、缓冲体系（如磷酸缓冲系统和碳酸氢盐缓冲系统）在维持细胞 $ ext{pH}$ 稳态中的动态作用，以及水对生物大分子结构和功能的影响。 第二章：氨基酸、多肽与蛋白质的结构与功能 蛋白质是生命活动的执行者。本章从氨基酸的结构（侧链的化学多样性）入手，分类讨论其理化性质。随后，详细阐述多肽键的形成、多肽链的构象（一级、二级、三级和四级结构）的精确化学基础，包括 $alpha$ 螺旋、$eta$ 折叠和随机卷曲的形成驱动力。我们将深入探讨蛋白质折叠的能量学与热力学原理，以及错误折叠（如朊病毒）的分子机制。最后，介绍蛋白质功能多样性背后的结构基础，例如酶活性位点的设计和抗体结合特异性的实现。 第三章：酶学：催化、调控与动力学 酶作为生物体内最高效的催化剂，其工作机制是理解代谢的核心。本章聚焦于酶动力学的经典理论，详细阐释米氏方程、最大反应速率 ($ ext{V}_{ ext{max}}$) 和米氏常数 ($ ext{K}_{ ext{m}}$) 的实验测定和理论意义。我们将区分竞争性、非竞争性和混合性抑制的分子机制，并介绍现代酶学研究中常用的底物和产物分析技术。同时，讨论酶的催化机理，如酸碱催化、共价催化和金属离子辅助催化，并深入探讨变构调控和共价修饰（如磷酸化）对酶活性的精确控制。 第四章：核酸的结构与功能：遗传信息的载体 本章考察构成遗传物质的分子基础。详细描述核糖和脱氧核糖的化学差异，嘌呤和嘧啶碱基的结构特点。重点解析 $ ext{DNA}$ 的双螺旋结构，包括碱基配对、骨架的形成以及 $ ext{B}$ 型、$ ext{A}$ 型和 $ ext{Z}$ 型 $ ext{DNA}$ 构象的转换。对于 $ ext{RNA}$，探讨其单链结构、茎环的形成及其在 $ ext{tRNA}$、$ ext{rRNA}$ 和 $ ext{mRNA}$ 中的功能特化。此外，讨论 $ ext{DNA}$ 拓扑结构（如超螺旋）的分子机制及其在基因调控中的作用。 第五章：碳水化合物的化学与生物学意义 碳水化合物是重要的结构材料和能量来源。本章分析单糖的醛酮结构、手性中心及其环化反应。深入探讨二糖（如蔗糖、乳糖）和多糖（如淀粉、糖原、纤维素）的化学键合方式和三维结构，并阐明这些结构如何决定其生物学功能——从能量储存到细胞识别和结构支持。着重介绍糖缀合物（糖蛋白和糖脂）在细胞膜上的重要作用。 第六章：脂质与生物膜：结构、功能与信号传导 本章聚焦于疏水性分子。详细描述脂肪酸的结构、饱和度和不饱和度的影响，以及甘油三酯和磷脂的分子组成。重点解析磷脂双分子层模型的形成、膜的流体镶嵌模型及其关键特性（如渗透性）。讨论胆固醇在调节膜流动性中的作用，以及膜蛋白的类型、定位机制和跨膜运输机制（如主动和被动运输）。 --- 第二部分：能量代谢与生物合成 本部分是生物化学的核心，系统阐述生命体如何获取、转化和储存能量，并利用这些能量进行生命活动的构建。 第七章：生物能学与三磷酸腺苷 ($ ext{ATP}$) 本章建立能量转化的化学基础。定义标准自由能变化 ($Delta ext{G}^{circ prime}$) 及其与反应平衡常数的关系。深入分析高能磷酸键的化学本质，特别是 $ ext{ATP}$ 水解的驱动力。讨论能量偶联的概念，即利用放能反应驱动吸能反应的过程，为后续的代谢通路学习奠定热力学基础。 第八章：糖酵解、糖异生与糖原代谢 这是细胞能量获取的第一步。详细分解糖酵解的十个步骤，精确分析每一步的反应物、产物、酶和能量得失，尤其是关键的不可逆步骤和调控点。对比糖酵解与糖异生的路径异同及其在肝脏中的生理意义。同步解析糖原的合成与分解代谢，明确它们如何协同应对血糖水平的波动。 第九章：三羧酸循环与氧化磷酸化：有氧呼吸的中心枢纽 本章深入探讨在线粒体内完成的能量生产过程。详细描绘柠檬酸循环（$ ext{TCA}$ 循环）的八个酶促反应，强调其作为能量产生和生物合成前体提供者的双重角色。随后，聚焦于电子传递链（$ ext{ETC}$）的四个复合物，解释电子的逐步传递过程和质子泵送机制。核心阐释氧化磷酸化中的化学渗透理论（普拉切尔效应），描述 $ ext{ATP}$ 合成酶的工作原理，以及氧气在整个过程中的最终作用。 第十章：脂肪酸的氧化与利用 脂质是重要的能量储备。本章详细阐述脂肪酸的激活、转运进入线粒体（肉碱穿梭系统）的过程。重点解析 $eta$ 氧化循环的四个步骤，计算其产生的能量效率，并讨论酮体的生成与利用。同时，简要介绍极不饱和脂肪酸的特殊氧化机制。 第十一章：氨基酸代谢与含氮化合物的周转 探讨氨基酸如何被分解、转化为能量或作为合成其他分子（如核苷酸）的原料。详细描述转氨基反应、脱氨基反应（如氧化脱氨和非氧化脱氨），以及氮在尿素循环中的解毒和排出机制。分析支链氨基酸的特殊分解途径。 第十二章：核苷酸的合成与降解 本章覆盖了遗传物质和信号分子构筑模块的代谢。分别阐述从头合成和补救合成嘌呤和嘧啶核苷酸的复杂路径。讨论核苷酸降解的最终产物——尿酸的形成及其在痛风中的病理学意义。 --- 第三部分：信息流与基因表达调控 本部分关注分子生物学的核心过程，即信息如何从 $ ext{DNA}$ 传递到 $ ext{RNA}$ 再到蛋白质，以及这些过程如何被精确调控。 第十三章：核酸的生物合成：复制、修复与重组 详细解析 $ ext{DNA}$ 复制的半保留模型，描述复制起点、解旋酶、引物酶、$ ext{DNA}$ 聚合酶（区分原核与真核）和连接酶在复制叉处协同工作的分子机制，强调保真性的保障。讨论 $ ext{DNA}$ 损伤的类型和关键的 $ ext{DNA}$ 修复通路（如错配修复、核苷酸切除修复）。简述 $ ext{RNA}$ 转录的引发、延伸和终止过程，强调启动子识别和 $ ext{RNA}$ 聚合酶的作用。 第十四章：蛋白质的合成：遗传密码与翻译 阐释遗传密码的特性（普遍性、简并性）。深入描述翻译过程的三个阶段：起始、延伸和终止，重点分析核糖体（$ ext{rRNA}$ 和蛋白质的复合体）在 $ ext{mRNA}$ 阅读和肽链形成中的催化作用。讨论氨酰 $- ext{tRNA}$ 合成酶在确保信息准确传递中的关键角色。 第十五章：基因表达的调控 本章探讨生物体如何根据环境和发育需求精确控制基因表达。在原核生物中，分析 $ ext{Lac}$ 操纵子等经典的负反馈和正反馈调控模型。在真核生物中，探讨染色质重塑（组蛋白修饰和 $ ext{DNA}$ 甲基化）对转录起始的初步控制。深入研究转录因子、增强子、沉默子以及 $ ext{RNA}$ 干扰（$ ext{RNAi}$）等多种后转录水平的调控机制。 --- 第四部分：专业领域与前沿应用 本部分将基础知识应用于更复杂的生物系统和现代研究技术。 第十六章：免疫化学与信号转导通路 免疫球蛋白（抗体）的结构、多样性产生机制和特异性结合原理。简要介绍抗原提呈和细胞免疫的基础。随后，详细分析细胞内信号转导的基本模块：受体、第二信使（如 $ ext{cAMP}$、$ ext{Ca}^{2+}$）和级联放大效应（如 $ ext{MAPK}$ 通路），阐明信号如何在分子水平上驱动细胞行为的改变。 第十七章：代谢流的整合与调控 从整体视角审视代谢网络。讨论代谢物在不同通路间的交叉调控（如 $ ext{F}2,6 ext{BP}$ 在糖酵解和糖异生中的双重作用）。阐述激素（如胰岛素、胰高血糖素）如何通过信号转导系统，从全局层面调控主要的能量代谢器官（肝、肌肉、脂肪组织）的代谢状态，实现生物体的能量平衡。 第十八章：生物化学研究中的关键技术导论 简要介绍现代生物化学实验室常用的关键技术原理，以便学生理解数据来源和实验验证过程。包括：蛋白质和核酸的电泳技术（$ ext{SDS-PAGE}$、凝胶电泳）、色谱分离技术（离子交换、亲和层析）、光谱分析（紫外可见吸收、圆二色性）以及分子克隆的基本流程（限制性内切酶、载体和转化）。 --- 本书的特色在于，它不仅仅罗列了反应和结构，更强调了驱动这些现象背后的化学原理、热力学约束和分子间的精确识别机制，为读者建立一个严谨、连贯的生物化学知识体系。

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