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環(huán)境生物化學(xué) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030717948
- 條形碼：9787030717948 ; 978-7-03-071794-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
環(huán)境生物化學(xué) 內(nèi)容簡介
本書內(nèi)容共18章，圍繞生物化學(xué)的基本原理和概念及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的組成、結(jié)構(gòu)、功能與性質(zhì)，它們的分解與合成代謝及調(diào)節(jié)控制，蛋白質(zhì)、DNA、RNA的生物合成及遺傳信息傳遞的調(diào)控機(jī)制，以及這些生化原理和概念在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用。本書吸收了生物化學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的國內(nèi)外近期新研究進(jìn)展和成果，內(nèi)容簡潔，重點(diǎn)突出。章節(jié)按照先靜態(tài)生化、后動態(tài)生化和功能生化來組織編排，并穿插相關(guān)生化知識點(diǎn)在環(huán)境科學(xué)研究中的應(yīng)用，符合國內(nèi)的教學(xué)習(xí)慣，便于教師教學(xué)使用和學(xué)生自學(xué)。 本書可供高等院校環(huán)境科學(xué)類專業(yè)本科生、研究生作為教材使用，也可供環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者閱讀和參考。
環(huán)境生物化學(xué) 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 環(huán)境生物化學(xué)概述 1
1.2 環(huán)境生物化學(xué)的知識框架 2
1.3 環(huán)境生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法 5
第2章 糖類 6
2.1 糖類的定義和分類 6
2.2 單糖的結(jié)構(gòu) 7
2.3 單糖的物理化學(xué)性質(zhì) 8
2.4 重要單糖及其衍生物 14
2.5 寡糖 15
2.6 多糖 16
2.7 糖復(fù)合物 20
第3章 脂質(zhì)與生物膜 23
3.1 脂質(zhì)概述 23
3.2 三酰甘油 23
3.3 脂肪酸 25
3.4 復(fù)合脂質(zhì) 27
3.5 類固醇 30
3.6 生物膜 31
第4章 糖類和脂類生物化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 36
4.1 微生物胞外多糖在修復(fù)重金屬污染中的潛力和生物化學(xué)機(jī)制 36
4.2 脂質(zhì)過氧化在環(huán)境污染物生物效應(yīng)研究中的應(yīng)用與展望 46
第5章 蛋白質(zhì) 60
5.1 蛋白質(zhì)概述 60
5.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成 63
5.3 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與研究方法 78
第6章 酶 86
6.1 酶的概念與化學(xué)本質(zhì) 86
6.2 酶的組成、分類與命名 88
6.3 酶的催化作用特點(diǎn) 91
6.4 酶的作用機(jī)制 92
6.5 酶促反應(yīng)動力學(xué) 97
6.6 酶活性的調(diào)節(jié) 102
6.7 酶活力的測定與酶的分離純化 107
第7章 蛋白質(zhì)和酶生物化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 109
7.1 谷胱甘肽在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 109
7.2 卵黃蛋白原在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 113
7.3 酶工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 117
第8章 核酸 121
8.1 核酸的組成成分 121
8.2 核酸的結(jié)構(gòu) 124
8.3 核酸的理化性質(zhì) 132
第9章 維生素及其衍生物的環(huán)境問題 135
9.1 水溶性維生素與輔酶 135
9.2 脂溶性維生素 141
9.3 維生素衍生物的環(huán)境問題 144
第10章 激素與環(huán)境激素 147
10.1 激素概述 147
10.2 主要激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與生理生化功能 149
10.3 激素的作用機(jī)制和受體 157
10.4 環(huán)境激素/內(nèi)分泌干擾物 161
第11章 新陳代謝總論與生物氧化 168
11.1 新陳代謝總論 168
11.2 生物氧化與電子呼吸鏈 175
第12章 糖代謝 181
12.1 糖的分解代謝 181
12.2 糖的合成代謝 194
第13章 脂類代謝 200
13.1 脂類的分解代謝 200
13.2 脂類的合成代謝 206
第14章 環(huán)境污染物與糖脂代謝紊亂 213
14.1 糖脂代謝紊亂 213
14.2 環(huán)境污染物暴露與糖脂代謝紊亂的相關(guān)性研究 214
14.3 幾種典型環(huán)境污染物對糖脂代謝的影響及其機(jī)制 216
第15章 蛋白質(zhì)和氨基酸代謝 222
15.1 蛋白質(zhì)的酶促降解 222
15.2 氨基酸的分解代謝 224
15.3 氨基酸的合成代謝 236
15.4 蛋白質(zhì)的生物合成 239
第16章 核苷酸代謝 255
16.1 核苷酸的分解 255
16.2 核苷酸的生物合成 259
16.3 核苷酸生物合成的調(diào)節(jié) 267
16.4 輔酶核苷酸的生物合成 269
第17章 核酸的生物合成以及環(huán)境污染物對其影響 271
17.1 DNA的生物合成 271
17.2 DNA的損傷與修復(fù) 278
17.3 RNA的生物合成 281
17.4 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 287
17.5 環(huán)境污染物對核酸生物合成的影響 290
第18章 組學(xué)技術(shù)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 297
18.1 基因組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 297
18.2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 302
18.3 代謝組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 305
參考文獻(xiàn) 310
前言
第1章 緒論 1
1.1 環(huán)境生物化學(xué)概述 1
1.2 環(huán)境生物化學(xué)的知識框架 2
1.3 環(huán)境生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法 5
第2章 糖類 6
2.1 糖類的定義和分類 6
2.2 單糖的結(jié)構(gòu) 7
2.3 單糖的物理化學(xué)性質(zhì) 8
2.4 重要單糖及其衍生物 14
2.5 寡糖 15
2.6 多糖 16
2.7 糖復(fù)合物 20
第3章 脂質(zhì)與生物膜 23
3.1 脂質(zhì)概述 23
3.2 三酰甘油 23
3.3 脂肪酸 25
3.4 復(fù)合脂質(zhì) 27
3.5 類固醇 30
3.6 生物膜 31
第4章 糖類和脂類生物化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 36
4.1 微生物胞外多糖在修復(fù)重金屬污染中的潛力和生物化學(xué)機(jī)制 36
4.2 脂質(zhì)過氧化在環(huán)境污染物生物效應(yīng)研究中的應(yīng)用與展望 46
第5章 蛋白質(zhì) 60
5.1 蛋白質(zhì)概述 60
5.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成 63
5.3 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與研究方法 78
第6章 酶 86
6.1 酶的概念與化學(xué)本質(zhì) 86
6.2 酶的組成、分類與命名 88
6.3 酶的催化作用特點(diǎn) 91
6.4 酶的作用機(jī)制 92
6.5 酶促反應(yīng)動力學(xué) 97
6.6 酶活性的調(diào)節(jié) 102
6.7 酶活力的測定與酶的分離純化 107
第7章 蛋白質(zhì)和酶生物化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 109
7.1 谷胱甘肽在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 109
7.2 卵黃蛋白原在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 113
7.3 酶工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 117
第8章 核酸 121
8.1 核酸的組成成分 121
8.2 核酸的結(jié)構(gòu) 124
8.3 核酸的理化性質(zhì) 132
第9章 維生素及其衍生物的環(huán)境問題 135
9.1 水溶性維生素與輔酶 135
9.2 脂溶性維生素 141
9.3 維生素衍生物的環(huán)境問題 144
第10章 激素與環(huán)境激素 147
10.1 激素概述 147
10.2 主要激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與生理生化功能 149
10.3 激素的作用機(jī)制和受體 157
10.4 環(huán)境激素/內(nèi)分泌干擾物 161
第11章 新陳代謝總論與生物氧化 168
11.1 新陳代謝總論 168
11.2 生物氧化與電子呼吸鏈 175
第12章 糖代謝 181
12.1 糖的分解代謝 181
12.2 糖的合成代謝 194
第13章 脂類代謝 200
13.1 脂類的分解代謝 200
13.2 脂類的合成代謝 206
第14章 環(huán)境污染物與糖脂代謝紊亂 213
14.1 糖脂代謝紊亂 213
14.2 環(huán)境污染物暴露與糖脂代謝紊亂的相關(guān)性研究 214
14.3 幾種典型環(huán)境污染物對糖脂代謝的影響及其機(jī)制 216
第15章 蛋白質(zhì)和氨基酸代謝 222
15.1 蛋白質(zhì)的酶促降解 222
15.2 氨基酸的分解代謝 224
15.3 氨基酸的合成代謝 236
15.4 蛋白質(zhì)的生物合成 239
第16章 核苷酸代謝 255
16.1 核苷酸的分解 255
16.2 核苷酸的生物合成 259
16.3 核苷酸生物合成的調(diào)節(jié) 267
16.4 輔酶核苷酸的生物合成 269
第17章 核酸的生物合成以及環(huán)境污染物對其影響 271
17.1 DNA的生物合成 271
17.2 DNA的損傷與修復(fù) 278
17.3 RNA的生物合成 281
17.4 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 287
17.5 環(huán)境污染物對核酸生物合成的影響 290
第18章 組學(xué)技術(shù)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 297
18.1 基因組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 297
18.2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 302
18.3 代謝組學(xué)及其在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用 305
參考文獻(xiàn) 310
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環(huán)境生物化學(xué) 節(jié)選
第1章 緒論 1.1 環(huán)境生物化學(xué)概述 21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。人們把與人類生存發(fā)展密切相關(guān)的五大社會問題，即環(huán)境、人口、食物、資源、健康問題的解決，寄希望于生命科學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步。 從微生物到人類，生物的種類千差萬別，生命的現(xiàn)象絢麗多彩、錯綜復(fù)雜，但是從分子水平上看，生命的物質(zhì)組成及其變化規(guī)律有著驚人的一致性。生命的奧妙就在于用*基本的元素、*簡單的方式，組合成了*復(fù)雜的系統(tǒng)。自20世紀(jì)起，生命科學(xué)進(jìn)入迅猛發(fā)展的時代，成為自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域。而生物化學(xué)又是前沿領(lǐng)域中的前沿陣地，引領(lǐng)著生命科學(xué)研究的發(fā)展和突破。生物化學(xué)(biochemistry)是運(yùn)用化學(xué)原理和方法，研究生物體的物質(zhì)組成和遵循化學(xué)規(guī)律所發(fā)生的一系列化學(xué)變化，進(jìn)而深入揭示生命現(xiàn)象本質(zhì)的一門科學(xué)，有生命的化學(xué)之稱。生物化學(xué)研究的是生命的分子和化學(xué)反應(yīng)，一切與生命有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象都是生物化學(xué)的研究對象。 環(huán)境科學(xué)是一門研究人類社會發(fā)展活動與環(huán)境演化規(guī)律之間相互作用關(guān)系，尋求人類社會與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展途徑與方法的科學(xué)。在宏觀上，環(huán)境科學(xué)要研究人與環(huán)境之間的相互作用、相互制約的關(guān)系，要力圖發(fā)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間協(xié)調(diào)的規(guī)律；在微觀上，要研究環(huán)境中的物質(zhì)在有機(jī)體內(nèi)遷移、轉(zhuǎn)化、蓄積的過程以及其運(yùn)動規(guī)律、對生命的影響和作用機(jī)理，尤其是人類活動排放出來的污染物質(zhì)。1962年，Rachel Carson的著作《寂靜的春天》出版，使環(huán)境類主題成為熱點(diǎn)。環(huán)境問題及其生物效應(yīng)日益引起關(guān)注。環(huán)境生物效應(yīng)是指因環(huán)境因素變化而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)或生理生化的變異現(xiàn)象。如大量工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活廢棄物排入環(huán)境介質(zhì)，包括水、土、大氣等，改變了環(huán)境介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，對各種生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生毒性效應(yīng)，污染物通過食物鏈等途徑進(jìn)入生物體，影響各類生物的健康。環(huán)境科學(xué)在微觀上離不開對生命科學(xué)的探討，因此生物化學(xué)知識的應(yīng)用和滲透在環(huán)境科學(xué)誕生的時候就開始了。 雖然環(huán)境科學(xué)的發(fā)展歷史還比較簡短，但是生物化學(xué)的發(fā)展歷史可謂源遠(yuǎn)流長。生物化學(xué)的啟蒙階段可以追溯到人類早期對食物的選擇和初步加工。19世紀(jì)有機(jī)化學(xué)和生理學(xué)的發(fā)展為研究生物體的化學(xué)組成和性質(zhì)積累了豐富的知識和經(jīng)驗。因為生物化學(xué)對人類能更好地生存和發(fā)展至關(guān)重要，所以吸引了眾多科學(xué)家的關(guān)注和研究熱情。1877年德國醫(yī)生Hoppe-Seyler首次提出生物化學(xué)一詞。到19世紀(jì)末 20世紀(jì)初，生物化學(xué)逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科。20世紀(jì)50年代之前對生物體的物質(zhì)組成已經(jīng)有了相當(dāng)深入的研究。在小分子方面，對維生素和激素的研究不但取得了突出的理論成果，而且在醫(yī)療領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。抗生素的研究也極大地提高了醫(yī)療水平。在大分子方面，已經(jīng)確定了各種生物大分子的基本結(jié)構(gòu)。物質(zhì)代謝研究的成就十分突出，生物體內(nèi)各種基本的代謝途徑多數(shù)是在20世紀(jì)50年代之前闡明的。但是，由于研究方法的限制，關(guān)于蛋白質(zhì)和核酸等信息分子的序列分析和空間結(jié)構(gòu)研究尚未取得重要突破。隨著物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科的滲透，20世紀(jì)50年代之后，蛋白質(zhì)和核酸的序列分析與空間結(jié)構(gòu)研究突飛猛進(jìn)，推動了生命科學(xué)的快速發(fā)展。遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等相繼進(jìn)入了分子水平，由此誕生了分子生物學(xué)。隨著計算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)的發(fā)展，生物化學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展越來越快，已經(jīng)深入到生命科學(xué)的各個領(lǐng)域。生物化學(xué)有輝煌的發(fā)展歷史，迄今與生物化學(xué)相關(guān)的諾貝爾獎達(dá)110多項。 隨著生物化學(xué)知識和技術(shù)的快速發(fā)展，生物化學(xué)向其他科學(xué)領(lǐng)域迅速滲透，發(fā)展出了許多分支，如食品生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)生物化學(xué)等。環(huán)境科學(xué)作為一個綜合科學(xué)領(lǐng)域，總是積極吸收和融匯其他學(xué)科的先進(jìn)理論和技術(shù)。生物化學(xué)也在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域得到充分的應(yīng)用和發(fā)展，其研究和知識體系不僅僅涵蓋各類生物大分子在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用，隨著對環(huán)境健康問題的日益關(guān)注，生化代謝、遺傳、基因信息等方面的研究也在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域廣泛滲透。因此環(huán)境生物化學(xué)分支逐漸形成。 從廣義來講，環(huán)境生物化學(xué)(environmental biochemistry)主要研究天、地、生物相互作用的基本化學(xué)反應(yīng)，特別是人和生物對外來的物質(zhì)和能量所做的應(yīng)答以及人類生活、生產(chǎn)活動對環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)影響的化學(xué)基礎(chǔ)。從狹義來講，環(huán)境生物化學(xué)是介于環(huán)境污染化學(xué)與生物化學(xué)之間的一門科學(xué)。它研究生物對污染物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化的能力，以及污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化規(guī)律，討論生物代謝污染物質(zhì)的途徑以凈化環(huán)境的生物化學(xué)原理，以及污染物對生物體的健康的影響。 由于環(huán)境科學(xué)的復(fù)雜性，環(huán)境生物化學(xué)可以包含的內(nèi)容非常豐富多樣，常常與環(huán)境毒理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、生物修復(fù)工程等學(xué)科內(nèi)容交叉，一時難以以環(huán)境科學(xué)內(nèi)容為體系形成教材。因此本教材以生物化學(xué)知識體系為基礎(chǔ)框架，增加各生物大分子及其代謝在環(huán)境科學(xué)中的典型應(yīng)用案例和知識，形成一本具有環(huán)境科學(xué)特色的生物化學(xué)教材。 1.2 環(huán)境生物化學(xué)的知識框架 環(huán)境生物化學(xué)的知識框架是在生物化學(xué)的知識框架基礎(chǔ)上增加了各類生物大分子的理化性質(zhì)和代謝特征在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用。 生物化學(xué)研究的內(nèi)容可分為三個部分，即研究構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)(糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸)及對體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)起催化和調(diào)節(jié)作用的酶、維生素和激素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，這部分內(nèi)容通常稱為靜態(tài)生物化學(xué)；研究構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)在生命活動過程中進(jìn)行的化學(xué)變化，也就是新陳代謝，以及在代謝過程中能量的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)規(guī)律，這部分內(nèi)容通常稱為動態(tài)生物化學(xué)；研究生物信息分子的合成及其調(diào)控，也就是遺傳信息的儲存、傳遞和表達(dá)，即功能生物化學(xué)，也稱分子生物學(xué)。這三部分內(nèi)容是緊密聯(lián)系的。 環(huán)境科學(xué)作為一門綜合學(xué)科，與其他學(xué)科知識體系的融合是與時俱進(jìn)的。上述生物化學(xué)的三部分內(nèi)容都已經(jīng)充分運(yùn)用到環(huán)境科學(xué)研究中。近年來新發(fā)展的生物化學(xué)手段和組學(xué)技術(shù)等，都能在環(huán)境科學(xué)中找到應(yīng)用研究。目前這方面的內(nèi)容廣泛而復(fù)雜，我們按照生物化學(xué)的知識體系框架，介紹一些典型的環(huán)境研究方向或案例，作為環(huán)境生物化學(xué)的第四部分內(nèi)容。 1) 靜態(tài)生物化學(xué)——生物大分子的組成規(guī)律 在生命機(jī)體中，生物分子極其豐富多樣，即使在簡單而又微小的大腸桿菌中，也含有大約3000種不同的蛋白質(zhì)和1000多種不同的核酸。生物多樣性與各種神奇的生命現(xiàn)象均是由蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖類的復(fù)雜多變形成的。然而，這些復(fù)雜的生物大分子在結(jié)構(gòu)上有著共同的規(guī)律性。生物大分子均由相同類型的單體分子通過一定的共價鍵聚合成鏈狀，其主鏈骨架呈現(xiàn)周期性重復(fù)。掌握這些規(guī)律有助于我們對生物大分子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。 構(gòu)成多糖的單體分子是單糖，單糖間通過糖苷鍵相連，淀粉、糖原、纖維素的糖鏈骨架均呈葡萄糖基重復(fù)。構(gòu)成脂質(zhì)的構(gòu)件分子是甘油、脂肪酸和一些取代基，其非極性烴長鏈也是一種重復(fù)的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成蛋白質(zhì)的單體分子是20種基本氨基酸，氨基酸之間通過肽鍵相連。肽鏈具有方向性(N端→C端)。蛋白質(zhì)主鏈骨架呈“肽單位”重復(fù)。核酸的構(gòu)件分子是核苷酸，核苷酸通過3'， 5'-磷酸二酯鍵相連，核酸的主鏈骨架呈磷酸-核糖(或脫氧核糖)重復(fù)。 生物大分子主鏈的重復(fù)性是生物大分子穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。 生物體是由許多物質(zhì)按嚴(yán)格的規(guī)律組建起來的。在生物體內(nèi)除水外，每一類物質(zhì)又包括很多種化合物。如人體蛋白質(zhì)就有10萬種以上。各種蛋白質(zhì)因結(jié)構(gòu)的不同，而具有各種不同的功能。此外，人體內(nèi)還含有核酸、激素、微量元素等，它們占體重的分量雖少，但也是維持正常生命活動不可缺乏的物質(zhì)。所有這些物質(zhì)不是雜亂堆積在一起的，它們彼此之間有一定組成規(guī)律，從而構(gòu)成能夠體現(xiàn)多種生物功能的生物學(xué)結(jié)構(gòu)。 2) 動態(tài)生物化學(xué)——物質(zhì)代謝及其調(diào)控 新陳代謝是生命的特征。生物體不斷與外界環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)交換，生物體內(nèi)時時刻刻都在進(jìn)行著極其有規(guī)律的化學(xué)反應(yīng)，將這些過程總的稱為物質(zhì)代謝或新陳代謝(metabolism)。生物體通過消化吸收新攝取的營養(yǎng)物質(zhì)，在體內(nèi)一部分被轉(zhuǎn)變成其組成成分，以保證生長發(fā)育和組織更新的需要，另一部分被氧化分解釋放能量以維持生命活動。 體內(nèi)進(jìn)行的物質(zhì)代謝絕大多數(shù)都在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的。從分子大小變化來分，由小分子物質(zhì)變成大分子物質(zhì)的過程叫作合成代謝，反之，由大分子物質(zhì)變成小分子物質(zhì)的過程叫作分解代謝。從生物學(xué)意義上來分，將從外界吸收來的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成體內(nèi)組成成分的過程叫作同化作用，反之，使體內(nèi)組成成分轉(zhuǎn)變成可排出體外的形式的過程叫作異化作用。一般來說，同化作用以合成代謝為主，異化作用以分解代謝為主。 代謝中的化學(xué)反應(yīng)絕大多數(shù)是連鎖反應(yīng)，將這種連鎖反應(yīng)叫作代謝途徑。它在許多種酶的催化下進(jìn)行。一個細(xì)胞內(nèi)有近2000種酶，在同一時間內(nèi)催化著各種不同代謝途徑中的各種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)彼此密切配合并與機(jī)體的需要精確地對應(yīng)，構(gòu)成非常協(xié)調(diào)的統(tǒng)一體系。生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)為什么能如此巧妙地進(jìn)行呢？這是由多種調(diào)節(jié)因素進(jìn)行調(diào)節(jié)控制來實(shí)現(xiàn)的。首先，酶的催化作用有嚴(yán)格專一性和可調(diào)控性，又有區(qū)域分布和多酶體等特點(diǎn)。這些是在一個細(xì)胞內(nèi)各條代謝途徑能有序進(jìn)行的基礎(chǔ)。此外，動物和人體內(nèi)還有神經(jīng)系統(tǒng)、激素及其他調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過調(diào)節(jié)酶的活力來調(diào)節(jié)代謝途徑的方向和強(qiáng)度。 3) 功能生物化學(xué)——分子生物學(xué) 組成生物體的各種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)都與其生理功能密切相關(guān)，尤其是生物高分子，顯得格外突出。可以說，結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)，功能是結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)。一切生命現(xiàn)象都是從具體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝的基礎(chǔ)上體現(xiàn)出來的。 1953年，兩名年輕的科學(xué)家 Watson、Crick發(fā)表了DNA分子結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型。這個卓越的成就，首次從分子水平上揭開了遺傳的秘密，開創(chuàng)了分子生物學(xué)(molecular biology)時代，幾乎與之同時，Sanger發(fā)表了胰島素分子中氨基酸殘基的排列順序，揭示出蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基排列順序是其空間結(jié)構(gòu)與生物功能的重要基礎(chǔ)。之后，研究人員又相繼闡明了DNA半保留復(fù)制機(jī)理，破譯了遺傳密碼，證實(shí)了反轉(zhuǎn)錄作用，從而提出了遺傳中心法則的現(xiàn)代見解，這些都是分子生物學(xué)的輝煌成就，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的基因重組技術(shù)，為改造生物性狀、揭開生命奧秘又向前跨進(jìn)了一大步。因此，生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的研究是生物化學(xué)和分子生物學(xué)中*引人注目的內(nèi)容。 4) 生物化學(xué)與環(huán)境科學(xué) 生物化學(xué)知識體系在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用非常廣泛，本書中介紹了各類生物大分子在環(huán)境科學(xué)中的比較經(jīng)典的應(yīng)用研究及其生化機(jī)制。例如，第4章介紹了微生物胞外多糖修復(fù)重金屬的生化機(jī)制，以及脂質(zhì)過氧化在環(huán)境污染物生物效應(yīng)檢測中的應(yīng)用；第7章介紹了谷胱甘肽和卵黃蛋白在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用，以及酶工程在環(huán)境保護(hù)修復(fù)中的應(yīng)用；第9章介紹了維生素衍生物的環(huán)境污染問題等；第10章介紹了目前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的環(huán)境激素、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的研究進(jìn)展。可見，環(huán)境科學(xué)研究涉及靜態(tài)生物化學(xué)中每一類生物大分子。 另一方面，動態(tài)生物化學(xué)和功能生物化學(xué)的知識體系也被廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)研究中。人們越來越關(guān)心環(huán)境污染或環(huán)境變化對生命代謝和遺傳的影響，因為這事關(guān)物種的生死存亡的問題。比如有機(jī)污染物或重金屬污染導(dǎo)致的物種變異、溫室效應(yīng)引起的物種消失等。動態(tài)生化在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用以糖脂代謝和代謝組學(xué)為主進(jìn)行介紹。功能生物化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用介紹了環(huán)境污染物與遺傳物質(zhì)核酸的相互作用及其機(jī)制，以及基因組學(xué)的應(yīng)用等。 總之，生物化學(xué)知識在回答和解決環(huán)境科學(xué)問題中起著舉足輕重的作用。我們從眾多的環(huán)境研究案例中總結(jié)歸納出環(huán)境生物化學(xué)的知識，希望能起到拋磚引玉的作用，更系統(tǒng)的環(huán)境生物化學(xué)知識還需要更多科學(xué)家和教師的努力。 1.3 環(huán)境生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法 環(huán)境生物化學(xué)中的基礎(chǔ)生物化學(xué)部分，有許多需要記憶的知識，也有許多需要理解的知識，內(nèi)容十分豐富。在學(xué)習(xí)中應(yīng)注意鍛煉記憶與理解相互促進(jìn)的學(xué)習(xí)方法。生物化學(xué)中的動態(tài)(代謝)和靜態(tài)(結(jié)構(gòu))兩大部分之間是互相聯(lián)系的。結(jié)構(gòu)是代謝的基礎(chǔ)，而在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)時，往
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