本書(shū)遵循生物化學(xué)的體系和規(guī)律兼顧高等職業(yè)教育的特點(diǎn),力求做到簡(jiǎn)明扼要、由淺入深、循序漸進(jìn)、學(xué)以致用。部分章節(jié)增加了實(shí)例分析和閱讀材料以激發(fā)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也有助于教師進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。為了培養(yǎng)學(xué)生的工作能力和職業(yè)拓展能力,豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。教材的定位是:以應(yīng)用為目的,以加強(qiáng)概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn),加強(qiáng)針對(duì)性和實(shí)用性。本書(shū)共分11章,主要內(nèi)容包括:蛋白質(zhì)、酶、維生素和輔酶、糖類(lèi)、脂類(lèi)、核酸等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能以及在生物技術(shù)中的應(yīng)用;物質(zhì)代謝和能量代謝的一般規(guī)律;以及生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分。本書(shū)通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)生物化學(xué)變化規(guī)律的闡述以說(shuō)明生物機(jī)體所需主要物質(zhì)的代謝變化機(jī)理;通過(guò)對(duì)信息分子代謝的闡述,以奠定將來(lái)對(duì)生物技術(shù)的研究和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)所必須的理論基礎(chǔ)。本書(shū)適合生物工程、制藥工程、生物醫(yī)學(xué)工程、食品工程、精細(xì)化工以及一些相關(guān)輕工業(yè)專(zhuān)業(yè)使用,也可供其它相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生選修或參考。
基礎(chǔ)課的好教材,簡(jiǎn)潔易懂
前言
《生物化學(xué)》第二版已于2009年出版,在總結(jié)7年來(lái)的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)及反饋的基礎(chǔ)上,我們對(duì)此教材進(jìn)行了修訂。
《生物化學(xué)》第三版的修訂遵循高職教育的特點(diǎn)和規(guī)律以及生物化學(xué)自身的體系,同時(shí)結(jié)合了日新月異的科技進(jìn)步及行業(yè)發(fā)展的重要成果;再版更新了很多生物化學(xué)方面的實(shí)例、數(shù)據(jù)、圖表,便于學(xué)生加深理解。新增了第11章生物化學(xué)實(shí)驗(yàn),旨在強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓展思路、提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,掌握現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。在體例設(shè)計(jì)上,增加了每章前的導(dǎo)讀部分,幫助學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀教材的重點(diǎn)內(nèi)容,激發(fā)興趣、加深認(rèn)識(shí);某些章后新增的知識(shí)鏈接,帶領(lǐng)學(xué)生了解身邊的生物化學(xué)或者最前沿的科技發(fā)展。
參加修訂工作的有:趙玉娥修訂第1章、第4章、第9章;劉曉宇修訂第2章、第3章、第8章、第11章;鐘正偉修訂第6章;鐘正偉、徐雅君修訂第5章、第7章、第10章。本書(shū)承蒙中國(guó)人民解放軍軍需大學(xué)顏立成教授主審,他對(duì)本書(shū)提出了寶貴意見(jiàn),并指出了不足之處;編者在此一并表示衷心感謝。
由于編者水平有限,書(shū)中疏漏之處在所難免,衷心希望專(zhuān)家和使用本書(shū)的師生批評(píng)指正。
編者
2017年7月
第一版前言
高職高專(zhuān)教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分。近年來(lái)高職高專(zhuān)教育有很大發(fā)展,為社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)培養(yǎng)了大批急需的各類(lèi)專(zhuān)門(mén)人才,使得高職高專(zhuān)教育當(dāng)前成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn),并面臨大好的發(fā)展機(jī)遇。經(jīng)濟(jì)、科技和社會(huì)的發(fā)展對(duì)高職高專(zhuān)人才培養(yǎng)也提出了許多新的和更高的要求,迫切需要與之相適應(yīng)的、面向21世紀(jì)的、適合高職高專(zhuān)學(xué)生使用的教材和教學(xué)參考書(shū)。為此,我們?cè)诨瘜W(xué)工業(yè)出版社的組織下編寫(xiě)了這本教材。本書(shū)可以作為高等職業(yè)教育生物技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)兩年制和三年制專(zhuān)科、五年制高職教材,亦可作為成人教育的教材以及普通高等院校生物技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生、生物技術(shù)工作人員、生產(chǎn)人員的參考書(shū)。
本書(shū)的編寫(xiě)按照教育部高職高專(zhuān)教材建設(shè)的要求,緊密?chē)@培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才這一宗旨。教材的定位是:以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度,以加強(qiáng)概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn),加強(qiáng)針對(duì)性和實(shí)用性。在內(nèi)容選擇和編排順序上既強(qiáng)調(diào)適合生物工程、制藥工程、生物醫(yī)學(xué)工程、食品工程、精細(xì)化工以及一些相關(guān)輕工業(yè)專(zhuān)業(yè)使用,也注意適合于一些不相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生選修或自學(xué)參考。本書(shū)按照生物化學(xué)的體系和規(guī)律,力求做到簡(jiǎn)明扼要、由淺入深、循序漸進(jìn)。部分章節(jié)還增加了實(shí)例分析以激發(fā)學(xué)生對(duì)生物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)也有助于教師進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。
生物化學(xué)內(nèi)容十分廣泛,新的理論與研究與日俱增,因此,不可能在有限的篇幅里得以全面介紹。為此,本書(shū)除注意精選內(nèi)容外,并力求做到概念清晰、準(zhǔn)確,語(yǔ)言文字簡(jiǎn)練、易懂,圖文并茂、形象、直觀等。
本書(shū)由趙玉娥(北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院)編寫(xiě)第1章、第2章、第6章;程艷玲(北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院)編寫(xiě)第3章、第4章、第10章;榮瑞芬(北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院)編寫(xiě)第5章、第7章、第8章、第11章;李艷華(沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué))編寫(xiě)第9章。本書(shū)承蒙中國(guó)人民解放軍軍需大學(xué)顏立成教授主審,他對(duì)本書(shū)提出了寶貴意見(jiàn),并指出了不足之處。對(duì)此作者表示衷心感謝。
高職高專(zhuān)教育正處于蓬勃發(fā)展階段,本教材在高職高專(zhuān)教育特色方面作了嘗試,但教學(xué)內(nèi)容和體系改革是一個(gè)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的、需要反復(fù)探索和實(shí)踐的系統(tǒng)工程,限于編者的水平,疏漏之處在所難免,衷心希望專(zhuān)家和使用本書(shū)的師生予以匡正,對(duì)此謹(jǐn)致以最真誠(chéng)的謝意。
編者
2005年2月
第二版前言
2005年出版的《生物化學(xué)》已經(jīng)歷了5年的教學(xué)實(shí)踐,在總結(jié)5年來(lái)的課程改革和教材建設(shè)的基礎(chǔ)上和聽(tīng)取了部分用書(shū)院校教師對(duì)教材修訂的寶貴建議后,我們對(duì)此教材進(jìn)行了修訂。
《生物化學(xué)》第二版根據(jù)通用性、實(shí)用性和先進(jìn)性有機(jī)結(jié)合的原則進(jìn)行修訂?紤]到高職學(xué)生對(duì)《生物化學(xué)》知識(shí)的需求,刪掉了第11章基因工程和蛋白質(zhì)過(guò)程。其余10章大框架進(jìn)行了較小的調(diào)整,雖然章節(jié)變化不大,但具體內(nèi)容進(jìn)行了許多精簡(jiǎn)、添加和調(diào)整,強(qiáng)化了某些重要概念及應(yīng)用,刪除或簡(jiǎn)化了某些陳舊的或枝節(jié)的內(nèi)容。從多方面在高職高專(zhuān)教育特色方面作了嘗試。
本書(shū)由趙玉娥(北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院)擔(dān)任主編,編寫(xiě)分工情況是:趙玉娥編寫(xiě)第1章、第2章、第6章、第9章;程艷玲(北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院)編寫(xiě)第3章、第4章、第10章;徐雅君(北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院)編寫(xiě)第5章、第7章、第8章。本書(shū)承蒙中國(guó)人民解放軍軍需大學(xué)顏立成教授主審,他對(duì)本書(shū)提出了寶貴意見(jiàn),并指出了不足之處;在修訂的過(guò)程中,化學(xué)工業(yè)出版社的同志對(duì)本教材的出版也付出了辛勤的勞動(dòng),編者在此一并表示衷心感謝。
我們的設(shè)想是編出一本新型的實(shí)用型教材,但限于編者的水平,疏漏之處在所難免,衷心希望專(zhuān)家和使用本書(shū)的師生予以匡正,對(duì)此謹(jǐn)致以最真誠(chéng)的謝意。
編者
2009年12月
趙玉娥,北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院,教授,趙玉娥本科、碩士、博士均畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)系,碩士從師于教學(xué)名師宋天佑;博士從師于孫家鍾院士。博士畢業(yè)后一直在大學(xué)從事化學(xué)教學(xué)工作,主講基礎(chǔ)化學(xué)、無(wú)機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué),并指導(dǎo)各門(mén)課程的實(shí)驗(yàn);A(chǔ)化學(xué)和無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課程的教學(xué)改革已經(jīng)取得了較好的成績(jī)。
第1章 緒論
1.1 生物化學(xué)的概念和研究?jī)?nèi)容 1
1.1.1 生物化學(xué)的概念 1
1.1.2 生物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1
1.2 生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 2
1.3 生物化學(xué)與其他生命科學(xué)的關(guān)系 3
1.4 生物化學(xué)與現(xiàn)代工、農(nóng)、醫(yī)的關(guān)系 4
1.5 生物化學(xué)與保健 4
1.6 21世紀(jì)生物化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.7 生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法 5
習(xí)題 6
第2章 蛋白質(zhì)化學(xué)
2.1 蛋白質(zhì)的分子組成 7
2.1.1 蛋白質(zhì)的元素組成 7
2.1.2 蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸 7
2.2 蛋白質(zhì)的分類(lèi)和功能 12
2.2.1 蛋白質(zhì)的分類(lèi) 12
2.2.2 蛋白質(zhì)的功能 13
2.3 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 13
2.3.1 肽 13
2.3.2 蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu) 15
2.3.3 蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu) 15
2.3.4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 20
2.4 蛋白質(zhì)的性質(zhì) 21
2.4.1 蛋白質(zhì)的分子量 21
2.4.2 蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn) 22
2.4.3 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 22
2.4.4 蛋白質(zhì)的沉淀作用 23
2.4.5 蛋白質(zhì)的變性 24
2.4.6 蛋白質(zhì)的紫外吸收特征及呈色反應(yīng) 25
2.5 蛋白質(zhì)及氨基酸的分離純化與測(cè)定 26
2.5.1 蛋白質(zhì)的提取 26
2.5.2 蛋白質(zhì)的分離純化 27
2.5.3 蛋白質(zhì)的分析檢測(cè) 28
習(xí)題 29
第3章 酶
3.1 概述 31
3.1.1 酶的概念 31
3.1.2 酶催化作用的特點(diǎn) 32
3.1.3 酶的命名和分類(lèi) 33
3.2 酶的結(jié)構(gòu)和功能 34
3.2.1 酶的分子組成 35
3.2.2 酶的活性部位和必需基團(tuán) 35
3.2.3 酶原的激活 36
3.2.4 幾種重要的調(diào)節(jié)酶 37
3.3 酶的催化機(jī)制 38
3.3.1 酶的催化作用、過(guò)渡態(tài)、分子活化能 38
3.3.2 中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō) 38
3.3.3 誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō) 39
3.3.4 使酶具有高催化效率的因素 39
3.4 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 40
3.4.1 酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 41
3.4.2 底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 41
3.4.3 pH值對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 42
3.4.4 溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 43
3.4.5 激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 43
3.4.6 抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響 44
3.5 酶的分離提純及活力測(cè)定 46
3.5.1 分離提純 46
3.5.2 酶活力的測(cè)定 47
3.6 酶的應(yīng)用 48
3.6.1 酶在食品工業(yè)上的應(yīng)用 49
3.6.2 酶在輕工業(yè)品制造方面的應(yīng)用 49
3.6.3 酶在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用 49
習(xí)題 50
第4章 維生素與輔酶
4.1 脂溶性維生素 51
4.1.1 維生素A 51
4.1.2 維生素D 52
4.1.3 維生素K 53
4.1.4 維生素E 54
4.2 水溶性維生素 55
4.2.1 維生素B1和TPP 55
4.2.2 維生素B2 和FAN、FMN 56
4.2.3 泛酸和輔酶A 57
4.2.4 維生素PP和輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ 58
4.2.5 生物素 59
4.2.6 葉酸和葉酸輔酶 60
4.2.7 維生素B6 和磷酸吡哆醛 60
4.2.8 維生素B12 和維生素B12 輔酶類(lèi) 61
4.2.9 維生素C (抗壞血酸) 62
4.2.10 硫辛酸 63
習(xí)題 64
第5章 生物代謝總論與生物氧化
5.1 生物代謝總論 65
5.1.1 生物代謝的概念 65
5.1.2 生物代謝的特點(diǎn)及其研究方法 66
5.2 生物氧化 67
5.2.1 概述 67
5.2.2 呼吸鏈 69
5.2.3 生物氧化中能量的生成、儲(chǔ)存和利用 72
5.2.4 非線粒體氧化體系 76
5.2.5 生物氧化過(guò)程中水和二氧化碳的生成 78
習(xí)題 79
第6章 糖類(lèi)與糖代謝
6.1 糖類(lèi) 80
6.1.1 糖的分類(lèi) 80
6.1.2 單糖 81
6.1.3 寡糖 85
6.1.4 多糖 86
6.1.5 結(jié)合糖 88
6.1.6 糖類(lèi)化合物的生理功能 88
6.1.7 糖的消化吸收 89
6.2 糖代謝 89
6.2.1 糖的分解代謝 89
6.2.2 糖的合成代謝 101
6.2.3 糖代謝在工業(yè)上的應(yīng)用 107
習(xí)題 108
第7章 脂類(lèi)與脂代謝
7.1 脂類(lèi) 109
7.1.1 脂類(lèi)的概念和分類(lèi) 109
7.1.2 脂類(lèi)的主要生理功能 109
7.1.3 油脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 110
7.1.4 類(lèi)脂和固醇 112
7.1.5 生物膜 115
7.2 脂類(lèi)代謝 117
7.2.1 脂肪的代謝 117
7.2.2 磷脂的代謝 122
7.2.3 膽固醇的代謝 123
習(xí)題 126
第8章 核酸化學(xué)與核酸的代謝
8.1 核酸化學(xué) 127
8.1.1 概述 127
8.1.2 核酸的結(jié)構(gòu)與功能 130
8.1.3 核酸的理化性質(zhì) 136
8.2 核酸的降解和核苷酸代謝 139
8.2.1 核酸的酶促降解 139
8.2.2 核苷酸的分解代謝 140
8.2.3 核苷酸的合成代謝 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的生物合成轉(zhuǎn)錄 149
習(xí)題 153
第9章 蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝
9.1 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用 154
9.1.1 蛋白質(zhì)的生理需要量 155
9.1.2 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 155
9.2 蛋白質(zhì)酶促降解 156
9.2.1 蛋白質(zhì)酶促降解的相關(guān)酶類(lèi) 156
9.2.2 蛋白質(zhì)降解的基本過(guò)程 156
9.3 氨基酸的分解代謝 157
9.3.1 氨基酸的脫氨基作用 157
9.3.2 氨基酸的脫羧基作用 160
9.3.3 氨基酸分解產(chǎn)物的代謝 162
9.4 氨基酸的合成代謝 165
9.4.1 氨基酸合成途徑的類(lèi)型 165
9.4.2 氨基酸的其他代謝與某些重要生物活性物質(zhì) 167
9.5 蛋白質(zhì)的生物合成翻譯 171
9.5.1 遺傳信息傳遞的中心法則和翻譯 171
9.5.2 蛋白質(zhì)的生物合成體系 172
9.5.3 參與蛋白質(zhì)生物合成的酶類(lèi) 174
9.5.4 參與蛋白質(zhì)生物合成的其他因子 175
9.5.5 蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)制 175
習(xí)題 180
第10章 代謝的調(diào)節(jié)
10.1 物質(zhì)代謝的相互關(guān)系 181
10.1.1 糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系 182
10.1.2 糖代謝與脂肪代謝的關(guān)系 182
10.1.3 脂類(lèi)代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系 182
10.1.4 核酸代謝與糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝的相互聯(lián)系 183
10.2 代謝的調(diào)節(jié) 184
10.2.1 三種不同水平的代謝調(diào)節(jié) 184
10.2.2 細(xì)胞水平的調(diào)節(jié) 184
10.2.3 激素水平的調(diào)節(jié) 189
10.2.4 整體水平的調(diào)節(jié) 191
10.3 代謝調(diào)控的應(yīng)用合成生物學(xué) 192
習(xí)題 192
第11章 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一 牛奶中酪蛋白的制備 193
實(shí)驗(yàn)二 果蔬中維生素C含量的測(cè)定與比較 194
實(shí)驗(yàn)三 影響酶促反應(yīng)的因素 196
實(shí)驗(yàn)四 紫外吸收法測(cè)定核酸含量 199
實(shí)驗(yàn)五 植物油中碘值的測(cè)定 200
參考文獻(xiàn) 203