作为沟通微观与宏观物质世界的重要桥梁,生物化学是人类认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,在我们的日常生活中也包含了很多的生物化学现象。例如,煮鸡蛋的过程就涉及到了蛋白质高温变性的原理。鸡蛋的主要营养成分是蛋白质,脂肪,以及碳水化合物等,其中蛋白质是高分子化合物,人体不能直接吸收利用,需要在水解酶的条件下将蛋白质水解成氨基酸。鸡蛋煮熟之后,高温使蛋白质发生变性,氨基酸之间的键发生断裂,分解成游离氨基酸分子,食用后能被直接吸收。
想要发现生活中更多现象的奥妙,并了解其原理,就必须要有扎实的生物化学基础知识。下面为大家推荐爱教材平台上的这本电子教材:
生物化学是研究生物机体(微生物、植物、动物)的化学组成和生命现象中的化学变化规律的一门科学,即研究生命活动化学本质的学科。所以生物化学可以认为就是生命的化学。生物化学利用化学的原理与方法去探讨生命,是生命科学的基础。它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。生物化学研究的主要方面包括:
(1)生物体的物质组成:高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成,此外还含有一些低分子物质,如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解产物。(2)物质代谢:生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物质代谢或新陈代谢,物质代谢的基本过程主要包括三大步骤,消化、吸收→中间代谢→排泄。其中,中间代谢过程是在细胞内进行的,是最为复杂的化学变化过程,它包括合成代谢,分解代谢,物质代谢调控,能量代谢几方面的内容。(3)生物分子的结构与功能:根据现代生物化学及分子生物学研究还原论的观点,要想了解细胞及亚细胞的结构和功能,必先了解构成细胞及亚细胞的生物分子的结构和功能。因此,研究生物分子的结构和功能之间的关系,代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。
生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学早期历史的一部分。例如18世纪80年代,拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用,与此同时,科学家们又发现光合作用本质上是植物呼吸的逆过程。1828年沃勒首次在实验室中合成了一种有机物──尿素,打破了有机物只能靠生物产生的观点,给“生机论”以重大打击。1860年巴斯德证明发酵是由微生物引起的,但他认为必需有活的酵母才能引起发酵过程。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵,证明没有活细胞也可迸发这样复杂的生命活动,终于推翻了“生机论”。
生物化学对其他各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域。通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究,揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘,使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。
此外,生物化学作为生物学和物理学之间的桥梁,将生命世界中所提出的重大而复杂的问题展示在物理学面前,产生了生物物理学、量子生物化学等边缘学科,从而丰富了物理学的研究内容,促进了物理学和生物学的发展。
《生物化学》一书于2018年由Cengage出版,作者是Mary K. Campbell, Shawn O. Farrel和 Owen M. McDougal。
Mary是曼荷莲学院的化学荣誉退休教授,她在那里教了36年书。Mary从印第安纳大学获得博士学位,并在约翰霍普金斯大学从事生物物理化学博士后工作。她感兴趣的领域包括研究生物分子的物理化学,特别是蛋白质-核酸相互作用的光谱研究。
Shawn在北加州长大,获得加州大学生物化学学士学位,研究碳水化合物代谢。他在密歇根州立大学完成了生物化学博士学位,研究方向为脂肪代谢。Shawm在科罗拉多州立大学工作了18年,教授本科生生物化学讲座和实验室课程。由于对生物化学教育的兴趣,Shawn撰写了许多关于生物化学教学的科学杂志。
Owen是博伊西州立大学的化学和生物化学教授,他在纽约州立大学的Momiswille(AS)和Oswego(BS)获得化学学位。Owen对户外运动的热爱促使他前往西部攻读研究生,并在犹他大学攻读博士学位。他通过核磁共振波谱阐明了神经肽的三维结构,他的工作还包括应用物理化学来解决生物系统问题。
这本书是生物化学初学者的理想选择,它平衡了科学细节的阐述和可读性,向读者展示了生物化学原理以及生物化学如何影响我们的日常生活。作为研究生物化学的书籍,本书内容专业详实,语言浅显易懂,并且有很多全彩插图帮助读者理解。本书每一节的最后都有练习和总结,帮助读者巩固知识。在本书的最后,将出现的专业词汇都罗列出来,大大方便了大家在阅读过程中对生物化学专业术语的认知。
第1章:生物化学与细胞组织
第2章:水:生化反应的溶剂
第3章:氨基酸和肽
第4章:蛋白质的三维结构
第5章:蛋白质纯化与表征技术
第6章:蛋白质的行为:酶
第7章:蛋白质的行为:酶、机制和控制
第8章:生物膜中的脂质和蛋白质
第9章:核酸:结构如何传递信息
第10章:核酸生物合成:复制
第11章:遗传密码的转录:RNA的生物合成
第12章:蛋白质合成:遗传信息的翻译
第13章:核酸生物技术
第14章:病毒、癌症和免疫学
第15章:能量变化和电子转移在代谢中的重要性
第16章:碳水化合物
第17章:糖酵解
第18章:碳水化合物代谢的储存机制和控制
第19章:柠檬酸循环
第20章:电子传递和氧化磷酸化
第21章:脂质代谢
第22章:光合作用
第23章:氮的代谢
第24章:代谢整合:细胞信号
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