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生物化学导论：生命的分子基础 第一版 作者： [在此处填写作者姓名，例如：约翰·史密斯 博士 & 简·道尔顿 博士] 出版商： [在此处填写出版商名称，例如：学术科学出版社] --- 内容简介 《生物化学导论：生命的分子基础》旨在为初学者和希望系统性回顾生物化学核心概念的学生提供一个全面、深入且易于理解的入门性教材。本书严格聚焦于构成生命系统及其运作机制的分子层面，完全避开了环境化学（如污染物、生态毒理学或环境分析方法）的相关主题。 本书的核心目标是构建坚实的生物化学基础，使读者能够理解生命体如何从简单的分子构建复杂的结构、如何获取和转化能量，以及如何存储和表达遗传信息。全书内容组织清晰，逻辑严谨，力求在保持科学准确性的同时，提供充足的教学支持材料，帮助学生建立起对生物化学这一跨学科领域的深刻认识。 本书内容结构 本书共分为六个主要部分，涵盖了生物化学的经典核心领域： 第一部分：生物化学基础与水环境 本部分为后续章节奠定基础，专注于生命过程发生的化学背景。 1. 化学基础回顾： 快速回顾有机化学的关键概念，包括碳骨架、官能团、立体异构（对映异构体和非对映异构体）以及酸碱平衡在生物系统中的重要性。着重讨论与生物分子相关的化学键类型。 2. 水：生命的溶剂： 深入探讨水的独特物理和化学性质——极性、氢键、高比热容和表面张力。详细分析水在溶解生物分子、作为反应介质以及维持细胞环境稳定性中的关键作用。本章完全专注于水作为生命物质基础的作用，不涉及水质分析或环境水体化学。 3. 弱相互作用： 详细阐述范德华力、离子相互作用、氢键和疏水效应。解释这些弱相互作用如何决定蛋白质的折叠、核酸的结构稳定性和膜的形成。 第二部分：生物大分子 I：结构与功能 本部分深入探讨构成生命结构和功能的四大类核心生物聚合物。 4. 氨基酸与蛋白质： 对二十种标准氨基酸的结构、理化性质（pKa值、侧链特性）进行分类和详细描述。探讨肽键的形成、蛋白质的一级、二级（α螺旋和β折叠）、三级和四级结构。着重介绍蛋白质折叠的驱动力以及伴侣蛋白的作用。 5. 酶学基础： 详细介绍酶作为生物催化剂的原理。涵盖酶促反应的动力学（米氏方程、饱和曲线）、底物特异性、催化机制（酸碱催化、共价催化、金属离子催化）。深入讨论酶抑制（竞争性、非竞争性、混合型）和酶活性的调节（别构调节、可逆共价修饰）。 6. 糖类化学： 介绍单糖、双糖和多糖的结构异构（醛糖/酮糖、环化形式）。详细分析葡萄糖、果糖、半乳糖的结构。重点讨论多糖在生物体内的功能角色，如糖原（能量储存）和纤维素/几丁质（结构支持）。着重于糖的生物学合成和降解通路的基础化学。 7. 脂质与膜结构： 探讨脂肪酸的结构和命名，甘油三酯、磷脂和鞘脂的结构。详细解释脂质双分子层如何自发形成，以及生物膜的流动性模型（流体镶嵌模型）。讨论膜蛋白的类型、跨膜转运机制（简单扩散、易化扩散、主动转运）。 第三部分：遗传物质与信息流 本部分专注于生命的蓝图——核酸的化学结构和信息的复制与表达。 8. 核酸化学： 详细描述核苷酸的结构（碱基、核糖/脱氧核糖、磷酸基团）。阐述DNA和RNA的化学结构、碱基配对规则以及双螺旋的稳定机制。讨论核酸的物理化学性质和吸收光谱特性。 9. 基因表达的基础： 介绍中心法则。详细阐述DNA复制的化学机制（引物、DNA聚合酶、半保留复制的验证）。讨论DNA损伤修复的基本化学模型。 10. 从RNA到蛋白质：转录与翻译： 深入解析转录过程中的化学步骤，RNA聚合酶的作用。重点分析遗传密码的特性。详述核糖体在蛋白质合成中的催化作用，tRNA的作用，以及肽链延伸的化学过程。 第四部分：能量代谢与生物氧化还原 本部分是本书的重点，它解释了生物体如何获取、储存和利用化学能。 11. 能量学基础： 介绍热力学第一、第二定律在生物系统中的应用。理解自由能（ΔG）的概念，以及高能磷酸键（如ATP）的化学意义。分析反应的耦合机制。 12. 糖酵解与发酵： 详细解析葡萄糖分解的十二个酶促步骤，包括关键的调控点和能量得失。深入探讨厌氧条件下丙酮酸转化为乳酸或乙醇的化学过程。 13. 三羧酸循环（Krebs循环）： 阐述丙酮酸如何转化为乙酰辅酶A，以及乙酰辅酶A如何通过循环释放二氧化碳和还原力（NADH, FADH₂）。 14. 氧化磷酸化： 详细描述线粒体内膜的结构。重点解释电子传递链（复合物I-IV）的氧化还原电位驱动下的电子流动，以及质子梯度驱动ATP合酶的化学机制（化学渗透偶联假说）。 15. 脂肪酸氧化与酮体： 阐述脂肪酸的活化和β-氧化循环的化学步骤，以及产生的乙酰辅酶A如何进入TCA循环。简要介绍酮体的形成和利用。 第五部分：代谢整合与调控 本部分探讨各种代谢通路如何协同工作，以维持细胞稳态。 16. 糖异生与糖原代谢： 阐述肝脏中葡萄糖的合成途径（糖异生）的关键酶和不可逆反应。分析糖原的合成（糖原合酶）和分解（糖原磷酸化酶）的调控化学。 17. 电子传递的替代途径： 简要介绍磷酸戊糖途径的功能及其在核酸前体合成中的角色。 18. 氮代谢基础： 探讨氨基酸的转氨基作用和脱氨基作用的化学机制。介绍尿素循环的步骤，用于处理过量氨的解毒过程。 第六部分：生物化学的分子工具与视角 本部分侧重于现代生物化学研究中的关键技术和概念。 19. 蛋白质分离与分析： 介绍用于纯化蛋白质的主要技术，如沉淀、层析（离子交换、疏水作用、凝胶过滤）和电泳（SDS-PAGE）。讨论用于确定蛋白质一级结构和三维结构的生化方法（如质谱分析）。 20. 基因克隆与重组DNA技术基础： 介绍限制性内切酶的作用、载体的构建、PCR反应的化学原理以及基因克隆的基本流程。 --- 本书的特点： 强调机制： 每一步化学反应都配有清晰的、手绘风格的反应方程式和底物/产物的结构图示，突出酶作用的具体位点和电子转移过程。 结构与功能紧密结合： 始终强调特定生物分子的化学结构如何直接决定其生物学功能。 严谨的化学视角： 本书侧重于生物分子间的相互作用、能量的传递以及催化反应的精确化学原理，不涉及环境介质或污染物相关的分析化学或化学毒理学内容。 丰富的习题设计： 每章末尾包含概念回顾题、计算题和结构解析题，以巩固读者对复杂代谢通路的理解。 本书是生物学、医学预科、药学、营养学以及相关生命科学领域本科生学习生物化学的理想首选教材。它为学生提供了全面深入的知识体系，是理解生命科学更高级课程（如分子生物学、生理学和药理学）的坚实基石。
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