高等学校教材 现代生物心学 于白然黄熙泰主编 ©化学子业曲旅社
前言 生物化学是一门研究生命现象的化学本质的学科。其目标是在分子水平上探讨构成生物 体的基本物质（如糖、脂、蛋白质、核酸、酶、维生素和激素等）的结构、性质和功能，这 些物质在生物体内的代谢规律及其与复杂的生命现象如生长、生殖、衰老、运动、免疫等之 间的关系。 19世纪末和20世纪初，在有机化学和生理学研究的基础上，生物化学才逐渐发展成为 一门独立的学科。虽然，生物化学与有机化学、生理学、物理化学、分析化学等有着密切的 联系，但是作为一门独立的学科，生物化学本身具有独特的研究对象和研究方法。 生物化学既是各门生物学科的基础，又是现代生物学中发展最快的一门前沿学科。细胞 生物学、遗传学、微生物学、免疫学、病毒学、进化论甚至分类学的研究都离不开生物化学 的理论和方法。生物化学又是临床医学、药学与制药工程、食品和营养等学科的基础。它与 人类的健康，疾病的诊断与治疗，工农业生产及国防建设等密切相关。 1953年，Watson 和Crick建立了DNA分子的双螺旋结构模型，从此生命科学揭开历 史新的一页。DNA的复制与修复、RNA和蛋白质的生物合成、遗传密码的破译等知识极大 地丰富了生物化学的理论和实践。同时，人们也不断依靠对生物大分子——蛋白质、核酸和 酶的结构与功能关系的新的认识来充实和促进生物化学的发展；而生物化学研究成果的不断 积累，又为分子生物学的发展奠定了坚实的基础。一个最明显的例子是分子生物学的关键技 术——重组DNA技术就是在两个关键的工具酶，DNA限制性内切酶和DNA连接酶的发现 之后诞生的。由于DNA重组技术的出现，使生命科学出现了革命性变化，从此生命现象和 生命过程的研究开始全面进入分子水平。 经典生物化学一般是从分离纯化一种生物物质开始，进而研究这种物质的结构和功能。 它很难准确了解这些物质在整个机体中的作用。现代生物化学则借助分子生物学的理论和手 段，从基因水平全面了解蛋白质的结构，确定它们在生物体的生长发育、生殖、衰老等过程 中的作用。使生物化学研究变得更加彻底、更加多元化、更加丰富多彩了。 由于人类基因组工程的接近完成，一批模型生物基因组DNA序列的完全了解，生命科 学已进入后基因组时代，即功能基因组时代或蛋白质组(proteinome)时代，一个生命过程 的网络结构正逐渐清晰地呈现在人们面前。《现代生物化学》一书将为广大读者提供一本全 新的生物化学教材，以适应21世纪生命科学及其相关学科发展的需要。 本书共分16章，包括氨基酸和蛋白质化学、核酸和核苷酸、酶化学、维生素与辅酶、 激素及其作用机理、糖类及其代谢、脂类代谢、氨基酸代谢、DNA的复制与修复、RNA的 代谢、蛋白质的生物合成与修饰、DNA重组技术、基因表达的调节控制等。书中基本概念 论述准确，深度适中，紧紧扣住生物化学的基本内容，又力求反映生物化学研究的新成果、 新进展、新的研究手段和方法，以达到拓宽基础、开拓视野、加强对学生的科学素养和能力 培养之目的。 本书适合作为综合性大学及师范院校生命科学院各专业学生共同的生物化学基础课教 材，也可作为与生命科学相关的学科，如化学、医学、农学、发酵工程、药学、制药工程
营养与食品科学、环境科学和生物物理等专业学生学习生物化学果程的教材或参考书。近年 来，遗传信息及其传递部分的研究新成果甚多，本书在第十二意第十五章里作了较为详细 的介绍，可供生化及分子生物学专业的学生及对该部分感兴趣的读者参考 本书编写过程中，受到兄弟院校同行、南开大学生命科学院各级领导和同事以及化学工 业出版社的鼓励和支持，在此表示由衷的感谢。21世纪将是科学技术飞速发展的世纪，作 为高新科技基础和前沿的生命科学，生物化学等也将有新的突和发展。由于学科本身每年 都会有大量新的研究成果通现，加上编者水平、经验有限，书中难免会有不当之处，数请厂 大读者批评指正。 编者 2001年5月
第一章白质化学 第一节通论 一、蛋白瓶的化学概念 蛋白质的分类 三、蛋白质的元素组成 第二节蛋白质的组成单位氨恭酸 酸的一根结构特任 二、氨基酸的分类和结构. 5 三、蛋白质中不常见的氢基酸 四、蛋白质氯基酸（天然基酸 五、D-氨基酸研究进展 六、氢基酸的一般性质. 氣基酸的化学性质 第三节蛋白质的结构 一、蛋白质的一级结构 13 、蛋白质的二结构 19 三、纤维状蛋白质的结构 24 四、规二领结构和结构城。 4446* 五、球状蛋白质的三级结构 28 六、蛋白质的四绒结构+. 31 第四节蛋白质的结构与功能 蛋白质的一级结构决定其高级结构 32 二、蛋白质的一毅结构与功能. 三、蛋白质的空何结构与功能. 35 第五芳蛋白质的性质 一、蛋白质的胶体性质 45 二、两性姓重和等电点.+.4,4.+4.+.+.*+.44.+.+*.46 三、蛋白质的变性作用与复性 47 四、蛋白质的沉茂作用 五、蛋白质的沉降作用 第六节蛋白质的分离纯化和测定 ,蛋白质分离纯化的一敷原则 .49 二、分离纯化的主要方法 0 三、蛋白质分子量的测定 四、白质纯度的鉴尉标准
五、蛋自质含量的测定+4中.+4.4.*4*#” .56 提要.56 生化善本题型半创 第二章核苷酸和核酸 第一节碱基、被苷和核苷酸 一、碱基、核苷和校苷酸 59 二、核苷酰的生物半功能 62 第二节磷酸二酯饨与多核苷酸· ▣63 第三节碱基的性质影响楼酸结构 65 第因节DNA结构 67 一、DNA储存遗传信意的证实. 二、各物种DNA有着独特的减基组成 68 三、Watson-Crick DNA双蝶旋结构 69 四、DNA存在不同的三维结构形式.71 五、与DNA碱基顺序相关的特殊结构 第五节RNA的种类和结构 一、有使RNA 二、有着更复杂结构的RNA .75 第大节核酸的变性、复性和杂交 8 一、DNA的变性与复性. +78 二、DNA的解温度： 三、核酸的杂交及应用 第七节核酸的化学反应和磨法修饰 80 一、枝酸的化学反应. .80 二、DNA的降法甲基化. 83 第八节枝酸酶和DNA限制性内切盛 +84 一、核酸的酶法水解与的分类 .84 二、 核酸晦的特异性 84 三、限制性内切晦（限制晦） .85 四、限制片段的长度和限制图 .85 第九节DNA一领结构测定与DNA的化学合成· ”8 一、DNA碱基顺序的测定： 88 二、DNA的化洋合成 .88 第十节基因和因组 491 一、天然DNA分子的大小与顺序特征 .91 二、基因与反子. 三、染色体DNA的藏基顺序特征 ”95 第十一节DNA超渠旋和染色体结构.96 一、DNA的拓扑半结构. 二、DNA在体内的包装 102