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生物化学 - 李晓华覃益民

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出版日期:2005年10月
本教材是在全国化工高职教学指导委员会制药专业委员会的指导下，根据教育部有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专制药技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了制药企业专家的意见，具有较强的实用性。

生物化学是“制药技术类”和“生物技术类”专业的一门重要专业基础课程。学习本课程之后，能更好地了解微生物在制药工业、生物技术方面的应用。

从中国的制药技术方面来看，生物制药技术、化学制药技术、中药制药技术已成为各有特色的制药三大技术。生物制药技术更具有现代化的特色，已成为中国制药技术的重要分支之一。微生物发酵制药技术是以抗生素制药技术为基础发展起来的传统生物制药技术，而基因工程、酶工程、细胞工程在制药技术方面的研究、应用与推广已为生物制药技术展现了一个全新的视野。

中国已将生物技术作为21世纪国家重点发展方向之一，将继续加大在生物技术、生物制药技术、中药提取技术、中药制剂的投入，同时中国在生物技术类药物、中药新药的研制与申报、生产、销售等各环节的管理工作中均需培养一大批掌握生物化学、生物技术、药品生产等知识的现代制药技术的技术人员、管理人员。为此本书中加强了以下几个方面的教学内容。

1加强大分子化合物（如中药成分）的分离内容，强调了蛋白质、酶的分离与提纯过程中保持生物活性的意义。

2加强酶活力表示、测定方法与测定条件，酶的应用性问题的学习，对酶制剂的生产作了简略的介绍。

3从学习的宏观性方面，增强代谢的整体性观念，强调物质代谢与能量代谢的偶联关系，主要通过呼吸链中氢、电子传递，利用氧化还原反应、供能与产能反应的偶联等多种形式的代谢现象将分解代谢与合成代谢有机联系在一起，形成一个整体代谢模式。

4在代谢调控方面，强调糖类、蛋白质、脂肪代谢的基本途径和共同途径的桥梁的意义，又强调代谢方向与速率是受控制的，代谢产物对代谢过程有反馈作用，简介了发酵产物合成代谢、产物积累等基本知识以及代谢调控的意义。

5加强核苷酸代谢、蛋白质合成等涉及基因工程的教学内容。

6在书的附录中补充实验试剂分级，指示剂、缓冲溶液的配制内容和注意事项，加强了实验准备环节的教学内容，强化酶学的实验内容，以进一步提高同学们的生化实验技能，为培养将来从事生物技术药物、中药制剂以及新药生产所需的新技术工人、工程技术和管理技术人员贮备必要的实验知识和技能。

书中标*号者为超大纲内容，供学生自学。

本书共十二章，制药技术类专业教学计划安排共92学时，其中讲授62学时，实验教学30学时。其他相关专业可根据教学大纲和教学计划安排调整理论教学与实验学时。

教材编写分工如下：广西工业职业技术学院李晓华副教授编写第一章、第七章、第十二章，沧州职业技术学院吴国柱老师编写第二章、第八章，贵州科技工程职业学院罗芳老师编写第三章、第十章、第十一章，承德石油高等专科学校钟正伟老师编写第四章、第九章，河南工业大学化工职业技术学院柴凤兰老师编写第五章、第六章。全书由李晓华统稿并担任主编。

在本书的编写过程中，广西工业职业技术学院食品与生物工程系部分教师参加了校稿方面的工作，广西大学化学化工学院覃益民副教授担任主审并对本书提出了很好的修改意见，在此表示衷心的感谢。$quot$

生物化学目录
第一章绪论1

一、生物化学与其基本特色1

二、生物化学的学习内容与其学习目的2

三、细胞组成成分与其生物学功能3

四、学习生物化学的要点与难点7

五、生物化学与生物技术、制药技术的关系8

思考题8

第二章蛋白质化学9

第一节概述9

一、蛋白质的定义与其生物学作用9

二、蛋白质的组成11

三、蛋白质的分类12

第二节蛋白质的基本单位——氨基酸13

一、氨基酸的结构特点与通式13

二、氨基酸的分类14

三、氨基酸的理化性质16

第三节蛋白质的分子结构27

一、蛋白质一级结构27

二、蛋白质的空间结构28

三*、蛋白质结构与功能的关系33

第四节蛋白质的理化性质36

一、蛋白质的两性解离与等电点36

二、蛋白质的胶体性质36

三、蛋白质变性、沉淀与凝固37

四、蛋白质的颜色反应39

五、蛋白质的分离、纯化和鉴定39

六、蛋白质含量测定42

第五节*蛋白质与氨基酸类药物45

一、蛋白质与人体健康45

二、氨基酸药物46

三、蛋白质药物46

练习题47

第三章核酸化学50

第一节核酸的化学组成51

一、核酸的元素组成51

二、核酸的基本结构单位——核苷酸52

三、核苷酸的衍生物54

第二节DNA分子的组成和结构56

一、DNA的碱基组成56

二、 DNA的分子结构57

第三节RNA分子的组成和结构59

一、RNA分子的组成及种类60

二、RNA的一级结构60

三、RNA的二级结构60

第四节核酸的理化性质62

一、核酸的分子大小62

二、核酸的溶解性和黏度63

三、核酸的酸碱性质63

四、核酸的紫外吸收63

五、核酸的变性、复性和DNA杂交63

第五节核酸的提取、分离和含量测定65

一、核酸的提取65

二、核酸含量的测定65

练习题67

第四章酶69

第一节概述69

一、酶的定义与其生物学功能69

二、酶的发现简史70

三、酶的存在与分布70

四、酶的应用71

第二节酶的催化特性71

一、酶与无机催化剂的共性71

二、酶催化的高效性72

三、酶高度的专一性72

四、酶活力的调节72

第三节酶的命名与分类73

一、习惯命名法73

二、国际系统命名法73

三、国际系统分类法及酶的编号73

四、六大类酶的特征和举例74

第四节酶的化学组成与结构75

一、酶的化学本质75

二、酶的化学组成75

三、单体酶、寡聚酶、多酶复合体76

四、酶的活性中心76

五、调节酶76

六、诱导酶与结构酶78

七、同工酶78

八、抗体酶78

第五节酶的作用机制79

一、结构专一性80

二、立体异构专一性80

三、酶具有高催化效率的机理80

四、中间产物学说81

五、诱导契合学说82

第六节酶促反应速率及其影响因素82

一、酶促反应速率的测定82

二、酶浓度对酶促反应速率的影响83

三、底物浓度对酶促反应速率的影响83

四、温度对酶促反应速率的影响85

五、pH对酶促反应速率的影响86

六、激活剂对酶促反应速率的影响86

七、抑制剂对酶促反应速率的影响87

第七节酶活力测定89

一、酶活力概述及其测定89

二、酶活力测定举例92

第八节酶的制备与应用93

一、酶的分离和纯化93

二、酶的应用94

三、固定化酶的制备及应用95

四、制备固定化酶的方法96

思考题100

第五章维生素和辅酶101

第一节维生素概述101

一、维生素的定义与其生物学功能101

二、维生素的分类103

三、维生素的命名103

四、维生素药物103

第二节水溶性维生素103

一、维生素B1和羧化辅酶103

二、维生素B2和黄素辅酶104

三、维生素B3（泛酸）和辅酶A106

四、维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ106

五、维生素B6和脱羧酶、转氨酶的辅酶107

六、生物素和羧化酶的辅酶108

七、叶酸和叶酸辅酶109

八、维生素B12和维生素B12辅酶110

九、维生素C和维生素C发酵111

十*、复合维生素113

第三节脂溶性维生素113

一、维生素A113

二、维生素D114

三、维生素E115

四、维生素K116

五、鱼肝油与深海鱼油117

思考题117

第六章糖代谢119

第一节新陈代谢119

一、分解代谢与产能119

二、合成代谢与耗能120

第二节*自由能与高能化合物120

一、自由能的产生和变化120

二、高能化合物及其类型120

第三节多糖的降解121

一、多糖的酶促降解122

二、淀粉水解糖的制备123

第四节糖的分解代谢124

一、糖的无氧分解代谢125

二、糖的有氧分解代谢128

三、乙醛酸循环132

四*、磷酸戊糖循环（磷酸己糖支路）133

五*、其他糖类代谢途径134

第五节*糖的合成代谢135

一、蔗糖的合成135

二、淀粉的合成135

三、糖原的合成136

练习题139

第七章生物氧化140

第一节概述140

一、生物氧化与能量供需141

二、生物氧化的特点151

第二节生物氧化中CO2的生成154

一、体内生成CO2的特点154

二、有机酸的脱羧方式154

第三节生物氧化中H2O的生成154

一、呼吸链的概念154

二、水的生成过程157

思考题158

练习题158

第八章脂类及其代谢160

第一节脂类及其生理功能160

一、脂类的定义160

二、脂类的组成、结构160

三、脂类的分类161

四、脂类的性质161

五、脂类的生物学功能164

六、脂类的消化与吸收165

第二节*生物膜与物质转运166

一、生物膜的组成与结构166

二、生物膜的功能166

三、物质的转运167

四、生物膜的特异性167

第三节脂肪及类脂的酶促水解168

一、脂肪的酶促水解168

二、类脂的酶促水解169

第四节脂肪的分解代谢169

一、甘油的氧化169

二、脂肪酸的β氧化169

三*、脂肪酸氧化过程中的能量转化171

四*、葡萄糖与软脂酸彻底氧化产生ATP的总结算172

练习题174

第九章蛋白质降解及氨基酸的代谢175

第一节蛋白酶类175

一、蛋白酶概述175

二、蛋白酶的分类175

第二节蛋白质的消化、吸收与腐败176

一、蛋白质的消化176

二、蛋白质的酶促降解176

三、蛋白质的腐败作用176

第三节氨基酸的分解代谢177

一、氨基酸的脱氨基作用177

二、氨基酸的氧化脱氨基作用177

三、氨基酸的非氧化脱氨基作用179

四、氨基酸的脱酰氨基作用180

五、氨基酸的转氨基作用180

六、氨基酸的联合脱氨基作用181

七、氨基酸的脱羧基作用182

八、氨的去路183

九、尿素的形成185

十、α酮酸的代谢转变188

第四节糖、脂肪、蛋白质代谢的相互转化189

一、糖与蛋白质的相互转化189

二、糖与脂类的相互转化189

三、蛋白质与脂类的相互转化189

思考题190

第十章核苷酸代谢191

第一节概述191

一、核苷酸在体内的生理功能191

二、核酸酶191

三、核苷酸的分解192

第二节嘌呤核苷酸代谢192

一、合成代谢193

二、分解代谢196

第三节嘧啶核苷酸的代谢197

一、合成代谢197

二、分解代谢200

第四节核苷酸的抗代谢物200

一、嘌呤类似物和嘧啶类似物200

二、叶酸类似物201

三、氨基酸类似物201

练习题202

第十一章蛋白质的生物合成体系203

第一节概述203

一、基因的概念203

二、遗传信息传递的中心法则203

第二节DNA的生物合成——复制204

一、DNA的复制204

二、DNA的逆转录合成210

第三节RNA的生物合成——转录211

一、转录的条件211

二、参与转录的酶类及蛋白因子211

三、转录过程212

四、转录后的加工213

五、RNA的复制215

第四节蛋白质的生物合成——翻译216

一、蛋白质的生物合成体系216

二、蛋白质的生物合成过程219

三、肽链合成后的加工修饰223

第五节影响蛋白质生物合成的因素224

一、异常蛋白质与分子病224

二、药物对蛋白质合成体系的影响224

第六节基因工程及其应用技术226

一、基因工程的概念226

二、基因诊断与基因治疗226

三、PCR技术226

四、DNA生物芯片227

五、核酸序列分析与基因组文库构建228

练习题230

第十二章物质代谢的调控231

第一节生化物质的代谢调节机制231

一、反馈代谢调节机制232

二、中间产物调节233

三、最终产物调节233

四、发酵过程控制236

第二节酶合成调节239

一、酶的诱导合成239

二、酶合成的阻遏作用240

三、诱导与阻遏的机制240

第三节*激素与神经系统调节242

一、激素的定义与分类242

二、激素的分泌242

三、动物激素242

四、植物激素244

五、人体激素调节244

六、神经系统调节244

第四节*抗生素244

一、抗生素定义244

二、抗生素分类245

三、耐药性与酶抑制剂246

实验一蛋白质与氨基酸的理化性质实验247

一、实验目的247

二、蛋白质的盐析与变性247

三、蛋白质的颜色反应248

四、蛋白质等电点的测定249

五、实验思考题250

实验二蛋白质的定量分析实验251

一、食品中蛋白质的测定方法251

二、考马斯亮蓝法测定蛋白质含量252

实验三蛋白质、氨基酸电泳257

一、纸电泳257

二、血清蛋白的醋酸纤维素薄膜电泳258

实验四α淀粉酶活力的测定方法260

一、实验目的260

二、实验原理260

三、器材和试剂260

四、操作步骤260

五、计算261

六、说明261

七、思考题261

实验五糖化酶活力的测定方法262

一、实验目的262

二、糖化酶活力定义262

三、实验原理262

四、试剂和溶液262

五、仪器和设备262

六、操作步骤262

七、计算263

八、思考题263

实验六影响酶促反应速率的因素——激活剂与抑制剂264

一、实验目的264

二、实验原理264

三、试剂264

四、器材264

五、操作步骤264

六、注意事项265

七、思考题265

实验七影响酶促反应速率的因素——pH266

一、实验目的266

二、实验原理266

三、试剂266

四、器材266

五、操作步骤266

六、注意事项267

七、思考题267

实验八影响酶促反应速率的因素——温度268

一、实验目的268

二、实验原理268

三、试剂268

四、器材268

五、操作步骤268

六、注意事项269

七、思考题269

实验九维生素C含量测定270

一、实验目的和要求270

二、实验基本原理270

三、试剂和仪器270

四、实验步骤271

五、实验结果处理271

六、说明271

七、思考题272

实验十肉制品中含糖量的测定273

一、实验目的和要求273

二、实验基本原理273

三、试剂和仪器274

四、实验步骤274

五、结果处理274

六、说明及注意事项275

七、思考题275

实验十一还原糖含量的测定276

一、实验目的和要求276

二、实验基本原理276

三、仪器和试剂276

四、实验步骤276

五、结果处理277

六、说明278

七、思考题278

八、实验试剂的配制278

附录279

附录一实验室安全注意事项279

一、实验室安全知识279

二、实验室灭火法280

三、实验室急救280

附录二实验室管理守则281

一、实验员守则281

二、实验室学生守则281

附录三化学试剂纯度分级282

附录四生化实验的基本操作282

一、搅拌和振荡282

二、沉淀的过滤和洗涤283

三、烘箱和恒温箱的使用284

四、电动离心机284

五、分光光度计285

附录五实验记录及实验报告要求287

一、实验记录287

二、实验报告287

附录六常用指示剂的配制方法288

附录七生物化学常用缓冲溶液的配制290

参考文献294$quot$

本书供高职高专制药技术类、生物技术类专业使用，也可作为食品类及相关专业的教材或参考书。生物化学内容介绍:
生物化学是一门与现代生物学、化学、分子生物学有一定程度交叉的学科，因此本书既保持了从分子水平上介绍生物化学知识的特色，又拓展了从细胞水平、亚细胞水平等方面介绍与生物化学相关的内容。本着“理论知识够用”的高职高专教材编写特点，较重视实际应用问题。本书主要涵盖蛋白质化学、核酸化学、酶、维生素和辅酶、糖代谢、生物氧化、脂类及其代谢、蛋白质降解及氨基酸的代谢、核苷酸代谢、蛋白质的生物合成体系、物质代谢的调控等内容。

本书供高职高专制药技术类、生物技术类专业使用，也可作为食品类及相关专业的教材或参考书。$quot$

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