能源生物化學(xué)

第一篇能源靜態(tài)生物化學(xué)基礎(chǔ)
第1章緒論1
1.1生物化學(xué)的含義1
1.2生物化學(xué)的研究內(nèi)容1
1.3生物化學(xué)與其他生命科學(xué)的關(guān)系2
1.4生物化學(xué)與能源3
第2章蛋白質(zhì)化學(xué)4
2.1概述4
2.1.1蛋白質(zhì)的概念4
2.1.2蛋白質(zhì)的分類4
2.1.3蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能6
2.2蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸7
2.2.1氨基酸的結(jié)構(gòu)通式8
2.2.2氨基酸的分類8
2.2.3氨基酸的性質(zhì)10
2.3肽14
2.3.1肽的概念14
2.3.2生物活性肽14
2.4蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)17
2.4.1蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)17
2.4.2蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)17
2.4.3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系20
2.5蛋白質(zhì)的性質(zhì)21
2.5.1蛋白質(zhì)分子的大小21
2.5.2兩性解離和等電點(diǎn)21
2.5.3膠體性質(zhì)21
2.5.4沉淀作用21
2.5.5變性作用21
2.5.6顏色反應(yīng)22
2.6蛋白質(zhì)及氨基酸的分離純化與測(cè)定23
2.6.1分離純化的一般原則及基本
步驟23
2.6.2分離純化的基本方法24
2.6.3氨基酸的分離26
2.6.4蛋白質(zhì)及氨基酸的分析測(cè)定27
習(xí)題30
參考文獻(xiàn)30
推薦書目31
第3章核酸化學(xué)32
3.1概述32
3.1.1核酸的研究歷史32
3.1.2核酸的化學(xué)組成33
3.2核酸的結(jié)構(gòu)與功能37
3.2.1DNA的結(jié)構(gòu)與功能37
3.2.2RNA的結(jié)構(gòu)與功能39
3.3核酸的性質(zhì)及純度測(cè)定42
3.3.1核酸的溶解性42
3.3.2核酸的解離42
3.3.3核酸的紫外吸收42
3.3.4變性與復(fù)性43
3.3.5核酸的含量與純度測(cè)定44
3.3.6核酸堿基序列的測(cè)定45
3.4核酸化學(xué)中的幾種重要技術(shù)46
3.4.1核酸的分子雜交技術(shù)46
3.4.2PCR技術(shù)46
3.4.3基因定點(diǎn)突變技術(shù)47
3.4.4定向分子進(jìn)化48
習(xí)題48
參考文獻(xiàn)48
推薦書目49
第4章糖類的化學(xué)50
4.1概述50
4.1.1糖的定義與元素組成50
4.1.2糖的分類與命名50
4.1.3糖類的生物學(xué)功能51
4.2單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)51
4.2.1單糖的旋光性與開鏈結(jié)構(gòu)51
4.2.2單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)52
4.2.3單糖及其衍生物53
4.2.4單糖的性質(zhì)57
4.3寡糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)61
4.3.1雙糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)61
4.3.2三糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)62
4.4多糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)62
4.4.1同聚多糖62
4.4.2雜聚多糖64
4.5復(fù)合糖類66
習(xí)題68
參考文獻(xiàn)68
推薦書目68
第5章脂類和生物膜化學(xué)69
5.1概述69
5.1.1脂質(zhì)的概念69
5.1.2脂質(zhì)的分類69
5.1.3脂類的生理功能70
5.2油脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)70
5.2.1油脂的結(jié)構(gòu)70
5.2.2油脂的性質(zhì)71
5.3磷脂和固醇類73
5.3.1磷脂73
5.3.2固醇類76
5.4生物膜78
5.4.1生物膜的組成及結(jié)構(gòu)模型78
5.4.2生物膜的特性79
5.4.3生物膜的功能80
5.4.4膜生物工程80
習(xí)題81
參考文獻(xiàn)81
推薦書目81
第6章酶化學(xué)82
6.1概述82
6.1.1酶的概念82
6.1.2酶的催化特性82
6.1.3酶的組成及分類83
6.2酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系85
6.2.1活性部位和必需基團(tuán)85
6.2.2酶原的激活86
6.2.3同工酶87
6.3酶催化反應(yīng)的機(jī)制88
6.4酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)89
6.4.1底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響89
6.4.2酶濃度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響91
6.4.3溫度對(duì)酶反應(yīng)速率的影響91
6.4.4pH值對(duì)酶反應(yīng)速率的影響92
6.4.5激活劑對(duì)酶反應(yīng)速率的影響92
6.4.6抑制劑對(duì)酶反應(yīng)速率的影響92
6.5酶的制備94
6.5.1酶的制備及純化94
6.5.2酶活性的測(cè)定94
6.6酶在工業(yè)上的應(yīng)用及酶工程95
6.6.1酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用95
6.6.2酶在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用95
6.6.3酶在科研中的應(yīng)用96
6.6.4酶工程96
習(xí)題97
參考文獻(xiàn)97
推薦書目97
第7章維生素和輔酶98
7.1概述98
7.1.1維生素的含義及其生理功能98
7.1.2維生素的分類98
7.2水溶性維生素與輔酶98
7.2.1維生素B1與焦磷酸硫胺素
(TPP)98
7.2.2維生素B2與黃素輔酶99
7.2.3維生素PP與輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ101
7.2.4泛酸與輔酶A102
7.2.5維生素B6與磷酸吡哆素103
7.2.6生物素104
7.2.7葉酸與葉酸輔酶104
7.2.8維生素B12與輔酶B12106
7.2.9維生素C107
7.3脂溶性維生素107
7.3.1維生素A107
7.3.2維生素D108
7.3.3維生素E109
7.3.4維生素K110
習(xí)題111
參考文獻(xiàn)111
推薦書目111
第二篇能源動(dòng)態(tài)生物化學(xué)基礎(chǔ)
第8章新陳代謝總論與生物氧化112
8.1新陳代謝總論112
8.1.1新陳代謝的概念112
8.1.2新陳代謝的研究方法114
8.1.3生物體內(nèi)能量代謝的基本規(guī)律115
8.1.4高能化合物與ATP115
8.2生物氧化117
8.2.1生物氧化的概念和特點(diǎn)117
8.2.2生物氧化中二氧化碳的生成118
8.2.3生物氧化中水的生成119
8.2.4氧化磷酸化作用124
習(xí)題127
參考文獻(xiàn)127
推薦書目127
第9章糖代謝128
9.1概述128
9.1.1多糖及寡糖的降解128
9.1.2糖的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)130
9.2糖的分解代謝131
9.2.1酵解途徑(EMP)——糖的無氧
分解131
9.2.2三羧酸循環(huán)(TCA)——糖的需
氧分解136
9.2.3磷酸己糖途徑(HMP)——糖需
氧分解的代謝旁路143
9.3糖的合成代謝145
9.3.1糖異生作用145
9.3.2糖原合成146
9.4糖代謝在工業(yè)上的應(yīng)用148
9.4.1酒精發(fā)酵148
9.4.2甘油發(fā)酵149
9.4.3丙酮丁醇發(fā)酵149
9.4.4有機(jī)酸發(fā)酵149
習(xí)題151
參考文獻(xiàn)151
推薦書目151
第10章脂類代謝152
10.1概述152
10.1.1脂肪的降解152
10.1.2脂肪的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)153
10.2脂肪的代謝154
10.2.1甘油代謝155
10.2.2脂肪酸的分解代謝156
10.2.3脂肪酸的合成代謝160
10.3磷脂代謝和固醇代謝165
10.3.1磷脂代謝165
10.3.2固醇代謝166
10.4脂質(zhì)代謝在工業(yè)上的應(yīng)用169
10.4.1脂質(zhì)代謝在食品工業(yè)中的應(yīng)用
（以共軛亞油酸為例）169
10.4.2多不飽和脂肪酸發(fā)酵170
10.4.3石油工業(yè)中的應(yīng)用170
習(xí)題171
參考文獻(xiàn)171
推薦書目171
第11章核酸代謝172
11.1核酸的降解和核苷酸代謝172
11.1.1核酸的酶促降解172
11.1.2核苷酸的分解代謝173
11.1.3核苷酸的合成代謝174
11.2DNA復(fù)制與修復(fù)177
11.2.1DNA復(fù)制有關(guān)的酶177
11.2.2DNA的復(fù)制方式179
11.2.3DNA復(fù)制過程180
11.2.4DNA畸變與遺傳病182
11.2.5DNA損傷與修復(fù)185
11.3RNA的生物合成188
11.3.1RNA聚合酶188
11.3.2基因轉(zhuǎn)錄的過程189
11.3.3基因轉(zhuǎn)錄的方式192
11.3.4轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工修飾192
11.3.5RNA的復(fù)制合成195
習(xí)題196
參考文獻(xiàn)196
推薦書目196
第12章蛋白質(zhì)代謝197
12.1概述197
12.1.1蛋白質(zhì)的消化與吸收197
12.1.2蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值198
12.2氨基酸的代謝199
12.2.1氨基酸的脫氨基作用199
12.2.2氨基酸的脫羧基作用201
12.2.3氨與α?酮酸的轉(zhuǎn)化202
12.2.4個(gè)別氨基酸的分解代謝204
習(xí)題206
參考文獻(xiàn)206
推薦書目206
第13章代謝的調(diào)節(jié)控制207
13.1生物體內(nèi)的代謝調(diào)控模式207
13.1.1細(xì)胞分子水平的調(diào)控207
13.1.2體液激素的調(diào)控212
13.1.3神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控215
13.2反饋調(diào)節(jié)215
13.2.1前饋與反饋215
13.2.2反饋調(diào)節(jié)的機(jī)理216
13.3誘導(dǎo)與阻遏218
13.3.1酶的誘導(dǎo)合成218
13.3.2酶合成的阻遏作用220
13.3.3分解代謝產(chǎn)物對(duì)酶合成的
阻遏221
13.4代謝調(diào)控在工業(yè)上的實(shí)踐意義221
習(xí)題222
參考文獻(xiàn)222
推薦書目222
第三篇能源生物化學(xué)代謝
第14章微生物的產(chǎn)甲烷代謝與沼氣化
工程223
14.1沼氣發(fā)酵基本原理223
14.2產(chǎn)甲烷微生物224
14.2.1產(chǎn)酸發(fā)酵性細(xì)菌224
14.2.2產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌226
14.2.3同型產(chǎn)乙酸菌226
14.2.4產(chǎn)甲烷菌227
14.3甲烷合成代謝途徑240
14.3.1由H2和CO2形成甲烷240
14.3.2甲酸產(chǎn)甲烷途徑245
14.3.3甲醇和甲胺產(chǎn)甲烷途徑245
14.3.4乙酸產(chǎn)甲烷途徑247
習(xí)題250
參考文獻(xiàn)250
推薦書目251
第15章微生物的產(chǎn)乙醇代謝與燃料乙醇252
15.1產(chǎn)乙醇微生物252
15.1.1六碳糖發(fā)酵微生物252
15.1.2五碳糖發(fā)酵微生物254
15.1.3合成氣發(fā)酵微生物256
15.2乙醇合成代謝途徑259
15.2.1六碳糖乙醇發(fā)酵途徑259
15.2.2五碳糖乙醇發(fā)酵途徑264
15.2.3合成氣乙醇發(fā)酵的代謝
途徑265
15.2.4發(fā)酵運(yùn)動(dòng)單胞菌乙醇發(fā)酵
機(jī)理266
15.3乙醇發(fā)酵生產(chǎn)工藝與應(yīng)用267
15.3.1淀粉類原料制取乙醇工藝267
15.3.2糖類原料生產(chǎn)燃料乙醇的
工藝268
15.3.3纖維類原料生產(chǎn)燃料乙醇
工藝269
習(xí)題272
參考文獻(xiàn)272
推薦書目272
第16章石油與煤炭的微生物生理生化
代謝273
16.1微生物采油的生物化學(xué)機(jī)制273
16.1.1微生物采油技術(shù)的發(fā)展歷程274
16.1.2采油微生物的分類275
16.1.3微生物開采石油的機(jī)理276
16.1.4現(xiàn)代技術(shù)在微生物采油中
的應(yīng)用279
16.2石油中的硫酸鹽還原菌280
16.2.1來源于地下油層水的硫酸
鹽還原菌280
16.2.2非培養(yǎng)技術(shù)檢測(cè)硫酸鹽還
原菌283
16.2.3結(jié)論284
16.3煤炭中的微生物轉(zhuǎn)化機(jī)理284
16.3.1煤的形成與微生物轉(zhuǎn)化285
16.3.2煤炭微生物轉(zhuǎn)化分類285
16.3.3煤炭微生物轉(zhuǎn)化機(jī)理287
16.3.4煤炭轉(zhuǎn)化微生物選育289
16.3.5煤炭微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用290
習(xí)題290
參考文獻(xiàn)290
推薦書目291
第17章新能源的生物化學(xué)機(jī)理292
17.1生物制氫292
17.1.1生物制氫微生物292
17.1.2生物制氫機(jī)理294
17.2生物柴油300
17.2.1物理法301
17.2.2化學(xué)法301
17.2.3無催化劑條件下生產(chǎn)生物
柴油303
17.3生物甲醇303
17.3.1用礦物燃料生產(chǎn)甲醇304
17.3.2通過甲酸甲酯生產(chǎn)甲醇305
17.3.3甲烷選擇性氧化生成甲醇305
17.3.4利用生物質(zhì)制取甲醇305
17.3.5利用二氧化碳生產(chǎn)甲醇306
17.4生物丁醇306
17.4.1丙酮?丁醇生產(chǎn)中常用的微
生物306
17.4.2丙酮?丁醇的發(fā)酵機(jī)理307
17.4.3丙酮?丁醇發(fā)酵技術(shù)309
17.5微生物燃料電池310
17.5.1產(chǎn)電微生物310
17.5.2MFC結(jié)構(gòu)和工作原理316
17.5.3產(chǎn)電微生物電子傳遞機(jī)理317
習(xí)題319
參考文獻(xiàn)319
推薦書目319
第四篇能源生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1氨基酸和蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)320
實(shí)驗(yàn)2Molisch反應(yīng)鑒定醛糖323
實(shí)驗(yàn)3酶的特性實(shí)驗(yàn)324
實(shí)驗(yàn)4磷鉬酸法測(cè)定維生素C的含量325
實(shí)驗(yàn)5酵母核糖核酸的分離及組分鑒定326
實(shí)驗(yàn)6DNA的酶切分析328
實(shí)驗(yàn)7微生物沼氣發(fā)酵330
實(shí)驗(yàn)8固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)啤酒331
實(shí)驗(yàn)9餐廚垃圾厭氧制氫實(shí)驗(yàn)333
實(shí)驗(yàn)10卵磷脂的提取和鑒定335
參考文獻(xiàn)336
推薦書目336