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第一章 蛋白质的结构与功能1

第一节 蛋白质的分子组成1

一、组成人体蛋白质的20种L-α-氨基酸1

二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类2

三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质2

四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白质或活性肽3

第二节 蛋白质的分子结构4

一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构5

二、多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构5

三、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成三级结构8

四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构9

五、蛋白质的分类9

第三节 蛋白质结构与功能的关系10

一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础10

二、蛋白质的功能依赖特定空间结构11

第四节 蛋白质的理化性质11

一、蛋白质具有两性电离性质11

二、蛋白质具有胶体性质11

三、蛋白质空间结构破坏而引起变性12

四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰12

五、应用蛋白质呈色反应可测定蛋白质溶液含量12

第五节 蛋白质的分离、纯化与结构分析12

第二章 核酸的结构与功能14

第一节 核酸的化学组成以及一级结构14

一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位15

二、DNA是脱氧核糖核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接形成的大分子17

三、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序18

第二节 DNA的空间结构和功能18

一、DNA的二级结构是双螺旋结构18

二、DNA的高级结构是超螺旋结构21

三、DNA是遗传信息的物质基础23

第三节 RNA的结构与功能23

一、RNA的多样化23

二、mRNA24

三、tRNA26

四、rRNA27

五、snmRNA29

第四节 核酸的理化性质29

一、核酸的一般理化性质29

二、DNA的变性和复性30

第五节 核酸酶32

第三章 酶学33

第一节 酶的分子结构与功能33

一、酶的几种形式33

二、酶的分子组成中常含有辅助因子34

三、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位36

四、同工酶催化相同的化学反应37

第二节 酶的工作原理38

一、酶促反应特点38

二、酶通过促进底物形成过渡态来提高反应速率40

第三节 酶促反应动力学42

一、底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线43

二、底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系（图3-20）45

三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性45

四、pH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率45

五、抑制剂可降低酶促反应速率46

六、激活剂可提高酶促反应速率49

第四节 酶的调节49

一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节49

二、酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节51

第五节 酶的分类与命名51

一、酶可根据其催化的反应类型予以分类51

二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称52

第六节 酶与医学的关系53

一、酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关53

二、酶作为试剂用于临床检验和科学研究53

第四章 聚糖的结构与功能54

第一节 糖蛋白分子中聚糖及其合成过程54

第二节 蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖57

一、糖胺聚糖是含己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位57

二、核心蛋白含有与糖胺聚糖结合的结构域58

三、蛋白聚糖生物合成时在多肽链上逐一加上糖基59

四、蛋白聚糖是细胞间基质重要成分59

第三节 糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成59

一、鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物59

二、髓磷脂中含有甘油糖脂60

第四节 聚糖结构中蕴含大量生物信息61

第五章 维生素与无机盐62

第一节 脂溶性维生素62

第二节 水溶性维生素63

第三节 微量元素65

第四节 钙、磷及其代谢67

第六章 糖代谢69

第一节 糖的消化吸收与转运70

一、糖消化后以单体形式吸收70

二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白70

第二节 糖的无氧氧化70

一、糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段70

二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节71

三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能72

四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物72

第三节 糖的有氧氧化73

一、糖的有氧氧化分为三个阶段73

二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统74

三、糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式75

四、糖有氧氧化的调节75

第四节 磷酸戊糖途径77

一、磷酸戊糖途径分为两个反应阶段77

二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP＋比值的调节77

三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖77

第五节 糖原的合成与分解78

一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体78

二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解79

三、糖原的合成与分解受严格调控79

四、糖原累积症是由先天性酶缺陷所致80

第六节 糖异生80

一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应81

二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节82

三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定82

四、骨骼肌中的乳酸在肝中糖异生形成乳酸循环82

第七节 葡萄糖的其他代谢产物83

一、糖醛酸途径生成葡萄糖醛酸83

二、多元醇途径生成木糖醇、山梨醇等83

三、2,3-二磷酸甘油酸旁路调节血红蛋白运氧83

第八节 血糖及其调节83

一、血糖的来源和去路相对平衡83

二、血糖水平的平衡主要受激素调节84

三、糖代谢障碍导致血糖水平异常84

四、高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应84

第七章 脂质代谢85

第一节 脂质的构成、功能及分析85

一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质85

二、脂质具有多种复杂的生物学功能89

第二节 脂质的消化吸收91

一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质91

二、吸收的脂质经再合成进入血液循环92

第三节 甘油三酯代谢93

一、不同来源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途径合成甘油三酯93

二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长94

三、甘油三酯氧化分解产生大量ATP供机体需要96

第四节 磷脂代谢100

一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物100

二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解103

三、鞘氨醇是神经髓鞘磷脂合成的重要中间产物104

四、磷脂和神经鞘脂与多发性硬化症和脂质沉积有关104

第五节 胆固醇代谢105

一、体内胆固醇来自食物和内源性合成105

二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路106

第六节 血浆脂蛋白代谢106

一、血脂是血浆所有脂质的统称106

二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式107

三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径110

四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症113

第八章 生物氧化116

第一节 氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成116

一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成116

二、NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子供体117

第二节 氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化偶联生成ATP119

一、氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内119

二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度119

三、质子顺浓度梯度回流释放能量用于合成ATP120

四、ATP在能量代谢中起核心作用121

第三节 氧化磷酸化的影响因素122

一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率122

二、抑制剂可阻断氧化磷酸化过程122

三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热123

四、线粒体DNA突变可影响氧化磷酸化功能123

五、线粒体的内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物123

第四节 其他氧化与抗氧化体系125

第九章 氨基酸代谢127

第一节 蛋白质的生理功能和营养价值127

一、体内蛋白质具有多方面的重要功能127

二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述127

三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值127

第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败128

一、外源性蛋白质消化成寡肽和氨基酸后被吸收128

二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用129

第三节 氨基酸的一般代谢129

一、体内蛋白质分解生成氨基酸129

二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库130

三、氨基酸分解先脱去氨基131

四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解133

第四节 氨的代谢133

一、血氨有三个重要来源133

二、氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式转运133

三、氨在肝合成尿素是氨的主要代谢去路134

第五节 个别氨基酸的代谢135

一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的胺类化合物135

二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位135

三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的137

四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质138

五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程139

第十章 核苷酸代谢140

第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢140

一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径141

二、嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸145

第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢147

一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成和补救合成两种途径147

二、嘧啶核苷酸的分解代谢149

第十一章 非营养物质代谢151

第一节 生物转化作用151

一、体内非营养物质有内源性与外源性两类151

二、肝的生物转化作用包括两相反应152

三、肝生物转化作用的特点152

四、影响肝生物转化作用的因素152

第二节 胆汁与胆汁酸的代谢153

一、胆汁的主要固体成分是胆汁酸盐153

二、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分153

三、胆汁酸的生理功能154

四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环155

第三节 血红素的生物合成156

一、血红素的生物合成过程156

二、血红素生物合成的调节157

第四节 胆色素的代谢与黄疸158

一、胆红素是铁卟啉类化合物的降解产物158

二、血液中的胆红素主要与清蛋白结合而运输159

三、胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并泌入胆小管159

四、胆红素在肠道内转化为胆素原和胆素160

五、血液胆红素含量增高可出现黄疸161

第十二章 物质代谢的整合与调节162

第一节 物质代谢的特点162

第二节 物质代谢的相互联系163

第三节 肝在物质代谢中的作用164

第四节 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系166

第五节 物质代谢调节的主要方式166

第十三章 真核基因与基因组174

第一节 真核基因的结构与功能174

一、真核基因的基本结构174

二、基因编码区编码多肽链和特定的RNA分子175

三、调控序列参与真核基因表达调控175

第二节 真核基因组的结构与功能177

一、真核基因组具有独特的结构177

二、真核基因组中存在大量重复序列177

三、人基因组的大小和分布特征178

第十四章 DNA的生物合成179

第一节 DNA复制的基本特征179

一、DNA以半保留方式进行复制179

二、DNA复制从起始点向两个方向延伸180

三、DNA复制反应呈半不连续特征180

第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化181

一、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间的聚合181

二、DNA聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性182

三、复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化183

四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口184

第三节 原核生物DNA复制过程185

一、复制的起始185

二、DNA链的延长186

三、复制的终止187

第四节 真核生物DNA生物合成过程187

一、真核生物复制的起始与原核基本相似187

二、真核生物复制的延长发生DNA聚合酶α／δ转换187

三、真核生物DNA合成后立即组装成核小体188

四、端粒酶参与解决染色体末端复制问题188

五、真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次189

第五节 反转录和其他复制方式190

一、反转录病毒的基因组是RNA，其复制方式是反转录190

二、反转录的发现发展了中心法则190

三、真核生物线粒体DNA按D环方式复制190

第十五章 DNA损伤与修复192

第一节 DNA损伤192

一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤192

二、DNA损伤有多种类型193

第二节 DNA损伤的修复195

一、有些DNA损伤可以直接修复195

二、切除修复是最普遍的DNA损伤修复方式196

三、DNA严重损伤时需要重组修复198

四、某些修复发生在跨越损伤DNA的复制事件之后200

第三节 DNA损伤和修复的意义201

一、DNA损伤具有双重效应201

二、DNA损伤修复障碍与肿瘤等多种疾病相关201

第十六章 RNA的生物合成202

第一节 原核生物转录的模板和酶203

一、原核生物转录的模板203

二、RNA聚合酶催化RNA合成203

三、模板与酶的辨认结合204

第二节 原核生物的转录过程205

一、转录起始需要RNA聚合酶全酶205

二、原核生物的转录延长与蛋白质的翻译也同时进行207

三、原核生物转录终止分为依赖于p因子与非依赖于p因子两大类207

第三节 真核生物RNA的生物合成208

一、真核生物有三种DNA依赖的RNA聚合酶208

二、转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与209

三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象212

四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行212

第四节 真核生物RNA的加工和降解213

一、真核生物mRNA的加工包括首、尾修饰和剪接213

二、真核rRNA前体经过剪接形成不同类别的rRNA217

三、真核生物前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰218

四、RNA催化一些内含子的自剪接219

五、RNA在细胞内的降解有多种途径220

第十七章 蛋白质的生物合成221

第一节 蛋白质生物合成体系221

一、mRNA是蛋白质生物合成的信息模板221

二、tRNA是氨基酸运载工具及肽链生物合成的适配器223

三、核糖体是肽链“装配厂”223

四、肽链生物合成需要酶类和蛋白质因子224

第二节 氨基酸与tRNA的连接224

一、氨基酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA225

二、肽链合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA225

第三节 肽链的生物合成过程226

一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成226

二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链228

三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止231

第四节 肽链生物合成后的加工和靶向输送232

一、肽链折叠为功能构象需要分子伴侣232

二、肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽234

三、肽链中氨基酸残基的化学修饰增加蛋白质功能多样性234

四、亚基聚合形成功能性蛋白质复合物235

五、蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位235

第五节 蛋白质生物合成的干扰与抑制238

一、许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用238

二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成238

三、干扰素经抑制肽链生物合成而呈现抗病毒作用239

第十八章 基因表达调控240

第一节 基因表达与基因表达调控的基本概念与特点240

一、基因表达是基因转录和翻译的过程240

二、基因表达具有特异性240

三、基因表达的方式存在多样性241

四、基因表达受顺式作用元件和反式作用因子共同调节241

五、基因表达调控呈现多层次和复杂性241

第二节 原核基因表达调控241

一、操纵子是原核基因转录调控的基本单位241

二、乳糖操纵子（Lac operon）是典型的诱导型调控243

三、原核基因表达在转录终止阶段有不同的调控机制244

四、原核基因表达在翻译水平的多个环节受到精细调控244

第三节 真核基因表达调控246

一、真核细胞基因表达特点246

二、染色质结构与真核基因表达密切相关247

三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位248

四、转录因子是转录调控的关键分子249

五、转录起始复合物的动态构成是转录调控的主要方式252

六、转录后调控主要影响真核mRNA的结构与功能252

七、真核基因表达在翻译及翻译后水平的调控253

第十九章 细胞信号转导的分子机制255

第一节 细胞信号转导概述255

一、细胞外化学信号有可溶型和膜结合型两种形式255

二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号256

三、细胞内信号转导具有多条信号通路并形成网络调控256

第二节 细胞内信号转导分子257

一、第二信使结合并激活下游信号转导分子257

二、蛋白质作为细胞内信号转导分子259

第三节 细胞受体介导的细胞内信号转导263

一、细胞内受体通过分子迁移传送信号263

二、离子通道受体将化学信号转变为电信号264

三、G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导265

四、酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号266

第四节 信号转导的基本规律和复杂性270

第五节 细胞信号转导异常与疾病270

一、信号转导分子的结构改变是许多疾病发生发展的基础270

二、细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位272

第二十章 常用分子生物学技术的原理及其应用273

一、分子杂交与印迹技术273

二、PCR技术的原理与应用274

三、基因文库275

四、生物芯片技术275

五、生物大分子相互作用研究技术276

笫二十一章 基因重组与基因工程278

第一节 自然界的基因重组和基因转移278

一、同源重组278

二、位点特异性重组279

三、转座重组280

第二节 重组DNA技术281

一、重组DNA技术相关概念281

二、DNA克隆操作步骤284

第二十二章 基因结构与功能分析技术290

第一节 基因结构分析技术290

一、基因一级结构解析技术290

二、基因转录起点分析技术292

三、基因启动子结构分析技术292

四、基因编码序列分析技术294

第二节 基因表达产物分析技术295

一、通过检测RNA而在转录水平分析基因表达295

二、通过检测蛋白质／多肽而在翻译水平分析基因表达296

第三节 基因的生物学功能鉴定技术297

一、用功能获得策略鉴定基因功能297

二、用功能失活策略鉴定基因功能297

第二十三章 癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子299

第一节 癌基因299

第二节 肿瘤抑制基因301

第三节 生长因子304

第二十四章 疾病相关基因的鉴定与基因功能研究306

第一节 鉴定疾病相关基因的原则306

第二节 疾病相关基因克隆的策略和方法307

一、不依赖染色体定位的疾病相关基因克隆策略307

二、定位克隆是鉴定疾病相关基因的经典方法308

三、确定常见病的基因需要全基因组关联分析和全外显子测序309

四、生物信息数据库贮藏丰富的疾病相关基因信息309

第三节 疾病相关基因的功能研究309

第二十五章 基因诊断和基因治疗310

一、基因诊断310

二、基因治疗312

第二十六章 组学与医学315

一、基因组学315

二、转录组学316

三、蛋白质组学317

四、代谢组学317

五、其他组学317

六、组学在医学上的应用317