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生物化學與分子生物學(案例版,第3版) 版權信息
- ISBN:9787030685919
- 條形碼:9787030685919 ; 978-7-03-068591-9
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
生物化學與分子生物學(案例版,第3版) 內容簡介
引進國外優選教學模式,將真實、典型案例與理論教學相結合,引領醫學教育教材發展趨勢。體現當代教育、教學和課程改革的精神和研究成果,強調學科間的聯系,強化理論與實踐的結合。符合教育部專業類教學質量國家標準和專業認證的需要,滿足早臨床、多臨床、反復臨床的要求。重視實踐,貼近崗位,配套教學大綱,緊跟研究生入學考試和國家執業醫師資格考試案例分析的命題方向。設計精美、圖文并茂、煥然一新的醫學類系列教材。配套出版思維導圖與復習考試指南;同步數字化教學資源,掃描書中二維碼,尊享免費增值服務。
生物化學與分子生物學(案例版,第3版) 目錄
第1章 緒論 1
第1節 生物化學與分子生物學發展簡介 1
第2節 當代生物化學與分子生物學研究的主要內容 2
第3節 生物化學與分子生物學和醫學 3
第4節 本書的主要內容 3
**篇 生物分子的結構與功能
第2章 蛋白質結構與功能 5
第1節 蛋白質的分子組成 5
第2節 蛋白質的分子結構 11
第3節 蛋白質結構與功能的關系 17
第4節 蛋白質的理化性質及其分離純化 22
第3章 核酸的結構與功能 29
第1節 核酸的化學組成及一級結構 29
第2節 DNA的空間結構與功能 32
第3節 RNA的結構與功能 36
第4節 核酸的理化性質 40
第5節 核酸的分離與純化 42
第4章 酶 45
第1節 概述 45
第2節 酶的分子結構與功能 47
第3節 酶促反應的特點與機制 48
第4節 酶促反應動力學 51
第5節 酶的調節 60
第6節 酶與醫學的關系 63
第5章 維生素與微量元素 69
第1節 維生素 69
第2節 微量元素 82
第6章 聚糖的結構與功能 86
第1節 糖蛋白分子中的聚糖 86
第2節 蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖 90
第3節 糖脂 92
第二篇 物質代謝與調節
第7章 糖代謝 96
第1節 概述 96
第2節 糖的無氧分解 98
第3節 糖的有氧氧化 101
第4節 磷酸戊糖途徑 106
第5節 糖異生 109
第6節 糖原的合成與分解 113
第7節 血糖及其調節 116
第8章 生物氧化 120
第1節 線粒體氧化體系與ATP的生成 120
第2節 其他氧化體系 133
第9章 脂質代謝 137
第1節 脂質的生理功能 137
第2節 脂質的消化和吸收 138
第3節 不飽和脂肪酸的命名及分類 139
第4節 甘油三酯代謝 140
第5節 磷脂的代謝 158
第6節 膽固醇的代謝 165
第7節 血漿脂蛋白代謝 169
第10章 氨基酸代謝 180
第1節 蛋白質的營養作用 180
第2節 蛋白質的消化、吸收與腐敗 181
第3節 氨基酸的一般代謝 183
第4節 氨的代謝 189
第5節 個別氨基酸的代謝 195
第11章 核苷酸代謝 205
第1節 核酸的酶促降解 205
第2節 嘌呤核苷酸代謝 205
第3節 嘧啶核苷酸代謝 212
第12章 物質代謝的聯系與調節 217
第1節 物質代謝的特點 217
第2節 物質代謝的相互聯系 220
第3節 某些組織、器官的代謝特點 223
第4節 代謝調節 223
第三篇 遺傳信息的傳遞
第13章 DNA的生物合成 231
第1節 復制的基本規律 231
第2節 DNA復制的酶學和拓撲學變化 234
第3節 DNA生物合成過程 238
第4節 逆轉錄和其他復制方式 243
第5節 DNA損傷(突變)與修復 245
第14章 RNA的生物合成 253
第1節 RNA合成的模板和酶 253
第2節 原核生物RNA的合成過程 257
第3節 真核生物RNA的合成過程 260
第4節 真核生物RNA前體的加工 263
第5節 RNA復制 271
第15章 蛋白質的生物合成 273
第1節 蛋白質生物合成體系 273
第2節 蛋白質生物合成過程 278
第3節 翻譯后加工及蛋白質輸送 284
第4節 蛋白質生物合成的干擾和抑制 291
第16章 基因表達調控 295
第1節 基因表達調控的基本原理 295
第2節 原核生物基因表達調控 302
第3節 真核生物基因表達調控 306
第四篇 專題篇
第17章 細胞信號轉導 312
第1節 信息物質 313
第2節 受體 314
第3節 信號的轉導途徑 320
第4節 信號轉導途徑的交互聯系 330
第5節 信號轉導異常與疾病的關系 331
第18章 血液生物化學 334
第1節 血漿蛋白 334
第2節 血細胞代謝 338
第19章 肝的生物化學 346
第1節 肝在代謝中的作用 346
第2節 肝的生物轉化作用 348
第3節 膽汁和膽汁酸鹽 352
第4節 膽色素代謝與黃疸 354
第20章 重組DNA技術 362
第1節 重組DNA技術的基本過程 362
第2節 重組DNA技術中常用工具酶 363
第3節 重組DNA技術中常用載體 367
第4節 目的基因的獲得和體外重組 371
第5節 重組DNA分子的導入和篩選與鑒定 374
第6節 外源基因的表達 377
第7節 重組DNA技術在醫學中的應用 379
第21章 分子生物學常用技術及其應用 380
第1節 分子印跡與雜交技術 380
第2節 PCR技術 384
第3節 轉基因技術與基因剔除技術 391
第4節 生物芯片技術 395
第5節 蛋白質相互作用研究技術 396
第6節 蛋白質-核酸相互作用研究技術 398
第22章 癌基因與抑癌基因 402
第1節 癌基因 402
第2節 抑癌基因 406
第3節 生長因子 410
第23章 基因診斷與基因治療 414
第1節 基因診斷 414
第2節 基因治療 420
第24章 疾病相關基因檢測 424
第1節 鑒定疾病相關基因的原則 424
第2節 疾病相關基因檢測的策略和方法 425
第25章 組學 432
第1節 基因組學 432
第2節 轉錄物組學 436
第3節 蛋白質組學 437
第4節 代謝組學 440
第5節 其他組學 441
主要參考資料 444
附錄 生物化學和分子生物學知識相關的諾貝爾獎一覽表(收錄至2020年) 445
生物化學與分子生物學(案例版,第3版) 節選
第1章 緒論 生物化學(biochemistry)即生命的化學(life chemistry),簡稱生化。它是研究活細胞和生物體內的各種化學分子及其化學反應的一門科學。其任務是研究生物體內物質的化學組成、分子結構與功能、物質代謝與調節和基因信息傳遞與調控及其與生理功能的關系。其目的是從分子水平和化學變化的深度揭示生命奧秘,探討生命現象的本質,并把這些基礎理論、基本原理與方法應用于有關學科領域和生產實踐,從而為控制生物并改造生物,保障人類健康和提高人類生存質量服務。 第1節 生物化學與分子生物學發展簡介 生物化學的發展,在歐洲約是在200年前開始的,逐漸發展,一直到20世紀初才引進“生物化學”這個名稱而成為一門獨立的學科。但在我國,其發展歷史悠久,可追溯到遠古,所以生物化學是一門既古老又年輕的學科。 近代生物化學發展可劃分成三個階段:初期、蓬勃發展時期和分子生物學時期。 **階段——生物化學初期(或萌芽時期):從18世紀中葉至20世紀初。在這一個多世紀中,一些化學家、生理化學家的主要工作是研究生物體的化學組成,客觀描述組成生物體的物質含量、分布、結構、性質與功能,故又稱為敘述生物化學階段。其間對生物化學發展所作出的重要貢獻有:對三大供能營養素(糖、脂質、蛋白質或氨基酸)的性質進行了較為系統的研究;證實了肽鏈中肽鍵的作用;人工合成簡單多肽化合物并可被消化酶水解;淀粉酶、蛋白水解酶的發現;提出了酶催化作用特異性的“鎖鑰”學說;無細胞提取物中的“可溶性催化劑”的作用證實;核酸的發現并確定了嘌呤和嘧啶環的結構等。實際上,在這一時期,不少的科學家已經在進行物質代謝方面的研究,并有所發現,也取得了很多成果。例如,18世紀末至19世紀20年代證明動物呼吸過程中氧被消耗的同時,呼出CO2并釋放出熱量,認為這是食物在體內“燃燒”的結果,是生物氧化及能量代謝研究的開端。并在19世紀40年代提出了新陳代謝的概念,認為體內的物質是處于合成與分解的化學變化過程。 第二階段——生物化學蓬勃發展時期:從20世紀初期開始,生物化學進入這一時期。這一時期在營養、內分泌及酶學等方面有許多重大發現與進展,如研究了人體對蛋白質的需要及需要量,并發現了營養必需氨基酸、營養必需脂肪酸、多種維生素及一些不可或缺的微量元素;發現了多種激素并能進行純化與合成;制備出多種酶的結晶等。除此之外,更主要的進展是利用化學分析及放射性核素示蹤技術對體內主要物質代謝,尤其是物質的分解代謝途徑如脂肪酸β氧化、糖酵解、鳥氨酸循環及三羧酸循環等過程均已基本弄清楚。所以,又稱此階段為動態生物化學階段。 第三階段——分子生物學時期:20世紀50年代以來,生物化學的發展進入了一個新的高潮——分子生物學崛起,即分子生物學時期。所以,分子生物學也被視為生物化學的發展與延續。科學家們采用現代的先進技術與方法,更深入地研究物質代謝途徑,尤其是對錯綜復雜的“中間代謝”網絡途徑的研究,重點是研究物質代謝的調節與合成代謝。焦點是研究蛋白質與核酸之類生物大分子的結構與功能、代謝與調節(調控),并取得了舉世矚目的成果。特別是1953年沃森(Watson)和克里克(Crick)提出DNA雙螺旋結構模型,作為現代分子生物學誕生的里程碑,開創了分子遺傳學基本理論建立和發展的黃金時代。在此基礎上建立了遺傳信息傳遞的中心法則并得到補充與完善;遺傳密碼的破譯揭示mRNA堿基序列與多肽鏈中氨基酸序列的關系。 20世紀70年代,以重組DNA技術的出現作為新的里程碑,標志著人類深入認識生命本質并能主動改造生命的新時代開始。通過基因工程技術,相繼獲得了許多基因工程產品,大大推動了醫藥工業和農業的發展,并且產生了巨大的社會效益和經濟效益。轉基因動植物和基因敲除(gene knockout)動物模型的成功建立及基因診斷與基因治療等都是重組DNA技術在各個領域中的應用,這些都足以說明重組DNA技術對人類生產、生活和健康的影響是巨大的。 基因工程的迅速發展與應用得益于許多分子生物學新技術的不斷涌現。包括核酸的化學合成從手工發展至全自動合成,以及聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)即特定核酸序列擴增技術的發明和全自動核酸序列測定儀等。核酶(ribozyme)的發現是人們對生物催化劑認識的補充,也豐富了核酸的生物學功能。 美國科學家于1985年提出,1990年正式啟動的計劃耗資30億美元,用15年完成的人類基因組計劃(human genome project,HGP)是生命科學領域有史以來全球性*龐大的研究計劃,它與“曼哈頓”原子彈計劃、“阿波羅”登月計劃并稱自然科學史上的“三大計劃”。經過包括中國在內的6個成員國16個實驗室1110余名生物科學家、計算機專家和有關技術人員的不懈努力,提前5年于2000年6月完成**個基因組草圖的繪制,并于次年2月由公共基金資助的HGP和私人企業塞雷拉(Cerela)基因組學公司共同公布了人類基因組“工作框架圖”。2003年4月14日HGP組委會隆重宣布:人類基因組序列圖繪制成功,HGP的所有目標基本實現,但在1號染色體上依然還存在一些漏洞和不精確的地方。2006年5月18日,英美科學家宣布完成了人類1號染色體的基因測序圖,這表明人類*大和*后一個染色體的測序工作已經完成,歷時16年的人類基因組計劃終于畫上了句號。基因組序列圖首次在分子層面上為人類提供了一份生命“說明書”,它不僅奠定了人類認識自我的基石,推動了生命與醫學科學的革命性進展,而且為全人類的健康帶來了福音。 隨著人類基因組計劃和百余種模式生物的基因組全序列測定的完成,生命科學研究進入了一個新的紀元——后基因組時代(postgenome era)。基因組計劃的重心已逐漸由結構基因組學研究轉移到功能基因組學、蛋白質組學、轉錄物組學、代謝組學及系統生物學的研究,開啟了蛋白質空間結構的分析與預測、基因表達產物的功能分析、代謝物整體分析及細胞信號轉導機制等的研究。各種組學研究將對疾病的發生發展機制作出*終的解釋,也將在各個層次和水平上為疾病的診斷和治療提供新的線索。 我國在生物化學發展中的作用和地位:公元前21世紀,我們的祖先已能用曲作“媒”(即酶)催化谷物中的淀粉轉化為酒。此后,公元前12世紀以前,我國人民已能利用麥、谷、豆等原料制飴(麥芽糖)、醋和醬。這些足以表明我國在幾千年前已有酶學的萌芽。在營養方面,《黃帝內經 素問》的“臟氣法時論”篇記載有“五谷為養,五畜為益,五果為助,五菜為充”,將食物分為四大類,并以“養”“益”“助”“充”表明其在營養上的價值,這在近代營養學中也是配制完全膳食的一個好原則。在醫藥方面,我國古代醫學家對某些營養缺乏病的治療也有所認識。主要因飲食中缺碘所致的如地方性甲狀腺腫古稱“癭病”,可用含碘豐富的海帶、海藻、紫菜等海產品防治。夜盲癥古稱“雀目”,是一種維生素A缺乏的病癥。孫思邈(公元581~682年)首先用含維生素A較豐富的豬肝治療雀目。我國早期的眼科專著《秘傳眼科龍木論》記載用蒼術、地膚子、細辛、決明子等含維生素A原的植物治療雀目。更不用說,明代李時珍(公元1518~1593年)撰著的《本草綱目》這一巨著,它不僅集藥物之大成,對生物化學的發展也不無貢獻。 20世紀20年代以來,我國生物化學家吳憲等在營養學、臨床生物化學、蛋白質變性學說和免疫化學的抗原-抗體分析及免疫反應機制等方面的研究都有重大發現。中華人民共和國成立后,我國的生物化學迅速發展。1965年,我國科學家在世界上首先人工合成了有生物活性的結晶牛胰島素,1973年又完成了用X線衍射法測定牛胰島素分子的空間結構,分辨率達0.18nm。1981年又采用有機合成和酶促相結合的方法成功合成了酵母丙氨酰tRNA。近年來,我國的基因工程、蛋白質工程、新基因的克隆與功能、疾病相關基因的定位克隆及其功能研究均取得了重要的成果。我國已有人干擾素、人白介素2、人集落刺激因子、重組人乙型肝炎疫苗等多種基因工程藥物和疫苗進入生產或臨床應用。我國在1994年用導入人凝血因子Ⅸ基因的方法成功治療了乙型血友病的患者。在我國用作基因診斷的試劑盒已有數百余種,基因診斷和基因治療還在快速發展之中。值得指出的是,我國于1999年9月躋身人類基因組計劃,負責測定的區域位于人類3號染色體短臂上,該區域約占人類整個基因組的1%。雖然參與時間較晚,但是我國科學家提前于2000年4月底繪制完成“中國卷”,贏得了國際科學家的高度評價。 第2節 當代生物化學與分子生物學研究的主要內容 生物化學與分子生物學研究的內容十分廣泛,當代生物化學與分子生物學的研究主要集中在以下幾個方面: 1. 生物分子的結構與功能 組成生物體的生物分子復雜多樣,有無機物和有機物等。有機物中包括有機小分子和生物大分子。通常將蛋白質、核酸等所有生物大分子的結構與功能、代謝與調節(調控)等的研究,稱為分子生物學。因此,分子生物學實際上是生物化學的重要組成部分。研究這些生物大分子的結構與功能、空間結構及其與功能的關系、分子之間的相互識別與相互作用是當代生物化學與分子生物學研究的熱點和焦點之一。 2. 物質代謝及其調節 物質代謝的正常進行是正常生命活動的必要條件。體內物質與外界環境中的物質不斷進行交換的過程,即新陳代謝,它是生命體的基本特征之一,新陳代謝的正常進行是維持內環境相對恒定的保證。新陳代謝十分活躍,以60歲計算,推測人的一生中與外界環境進行交換的水、糖類、蛋白質及脂質分別為60 000kg、10 000kg、1600kg和1000kg。此外,其他小分子物質和無機鹽類也在不斷交換之中。體內的物質代謝幾乎都是由一系列酶催化的反應所組成的代謝途徑所完成。正常情況下,體內千變萬化的化學反應及錯綜復雜的代謝途徑能按照一定的規律有條不紊地進行,是因為機體內存在一整套精細、完善的調節機制。物質代謝紊亂或調節失控則可引起疾病。因此,深入探討物質代謝有序性調節的分子機制及其涉及的細胞信號轉導機制與網絡正是近代生物化學研究的重要課題。 3. 遺傳信息傳遞及其調控 基因是DNA分子中編碼活性產物的一段堿基序列(或微課1功能片段)。基因信息傳遞涉及遺傳、變異、生長、發育與分化等諸多生命過程,也與遺傳性疾病、惡性腫瘤、有遺傳傾向疾病(如原發性高血壓、糖尿病、潰瘍病等)、代謝異常性疾病、免疫缺陷性疾病等的發病機制有關。因此,基因及基因信息傳遞的研究在生命科學特別是醫學中的作用越來越顯示出重要意義,因而疾病基因組學應運而生。隨著人類基因組計劃的完成和后基因組計劃的啟動,DNA重組、轉基因、新基因克隆、基因診斷與基因治療等大力開展,必將大大推動基因分子生物學及基因疾病學的研究進程。 第3節 生物化學與分子生物學和醫學 生物化學與分子生物學是一門重要的基礎醫學必修課程,研究的是正常人體的生物化學及疾病過程中的生物化學相關問題,與醫學的發展密切相關,并已形成臨床生物化學一門學科。生物化學與分子生物學的理論和技術已滲入基礎醫學和臨床醫學的各個領域,促進了現代醫學的快速發展,一大群交叉學科或分支學科已經形成或正在形成,有的已經初步形成體系,如分子病理學、分子藥理學、分子遺傳學、分子微生物學、分子免疫學、神經分子生物學、細胞分子生物學、發育分子生物學、衰老分子生物學、分子流行病學、腫瘤分子生物學等。 生物化學與分子生物學的發展推動現代醫學各學科迅速發展的同時,現代醫學各學科尤其是臨床醫學又不斷地向生物化學和分子生物學提出問題和挑戰。隨著近代醫學的發展,越來越多的生物化學的理論和技術,被應用于疾病的預防、診斷、治療和預后判斷。從分子水平探討各種疾病的發生發展機制,也已成為現代醫學研究的共同目標。近年來,人們在一些重大疾病的發病機制研究方面都是采用生物化學與分子生物學的手段在分子水平上取得突破的。PCR、基因芯片和蛋白質芯片等技術已應
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