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生物化學(xué)原理

作者：張洪源
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2006-09-01
開本： 16開 頁數(shù)： 538
本類榜單：教材銷量榜
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生物化學(xué)原理 版權(quán)信息

生物化學(xué)原理 內(nèi)容簡介

生物化學(xué)是探索生命本質(zhì)的重要微觀學(xué)科之一。作為大學(xué)生物學(xué)科學(xué)本科生使用的基礎(chǔ)教材，《生物化學(xué)原理》既傳承了生物化學(xué)基本理論，又展示了生物化學(xué)發(fā)展的*新成就。 《生物化學(xué)原理》共由五個(gè)部分、二十三章組成。**部分介紹生化系統(tǒng)的環(huán)境條件，第二部分介紹生命的化學(xué)物質(zhì)，第三部分介紹物質(zhì)與能量代謝，第四部分介紹信息傳遞與調(diào)控，第五部分介紹與生物化學(xué)研究相關(guān)的新技術(shù)與新學(xué)科。 《生物化學(xué)原理》內(nèi)容全面、系統(tǒng)，深入淺出地介紹了生物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。

生物化學(xué)原理 目錄

目錄
前言
**部分 生化系統(tǒng)的環(huán)境條件
**章 水、pH和緩沖劑 3
**節(jié) 導(dǎo)言 3
一、生物體中水的重要性 3
二、水分子的結(jié)構(gòu) 3
第二節(jié) 水的性質(zhì) 3
一、水的極性 3
二、水的溶解性 4
三、水的比熱容、蒸發(fā)熱 4
第三節(jié) 水的電離 5
一、水的解離和pH 5
二、酸和堿 5
第四節(jié) 緩沖系統(tǒng) 6
第五節(jié) 生物機(jī)體中的緩沖系統(tǒng) 6
第六節(jié) 水在生物機(jī)體中的作用 7
習(xí)題 8
第二章 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位 9
**節(jié) 導(dǎo)言 9
第二節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 9
一、細(xì)胞的大小 9
二、細(xì)胞結(jié)構(gòu) 9
第三節(jié) 原核細(xì)胞與真核細(xì)胞 12
第四節(jié) 細(xì)胞的元素組成和分子組成 12
一、細(xì)胞的元素組成 12
二、細(xì)胞的分子組成 13
習(xí)題 13
第二部分 生命物質(zhì)的化學(xué)
第三章 糖類的化學(xué) 17
**節(jié) 導(dǎo)言 17
一、糖的定義與元素組成 17
二、糖的分類與命名 17
第三節(jié) 單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 18
一、單糖的開鏈結(jié)構(gòu) 18
二、單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu) 20
二、單糖的性質(zhì) 23
第三節(jié) 單糖衍生物 27
一、氨基糖 27
二、糖酶和糖酸 28
三、糖苷 29
第四節(jié) 寡糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 30
一、寡糖的定義與命名 30
二、常見寡糖的結(jié)構(gòu) 30
三、寡糖的性質(zhì) 31
四、環(huán)糊精 32
第五節(jié) 多糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 33
一、同聚多糖 33
二、雜聚多糖 37
三、復(fù)合糖類 40
第六節(jié) 糖類物質(zhì)的生物學(xué)功能 41
一、能源 41
二、結(jié)構(gòu)組分 41
三、其他一些重要的生物功能 42
習(xí)題 42
第四章 脂類和生物膜化學(xué) 44
**節(jié) 導(dǎo)言 44
一、脂質(zhì)的基本概念 44
二、脂質(zhì)的分類 44
三、脂質(zhì)的生理功能 44
第二節(jié) 酯酰甘油 45
一、油脂的結(jié)構(gòu) 45
二、油脂的性質(zhì) 46
第三節(jié) 磷脂 48
一、甘油磷脂 48
二、鞘磷脂 50
第四節(jié) 固醇及其衍生物 50
一、固醇類 50
二、類固醇 52
第五節(jié) 其他脂類 53
一、萜類 53
二、蠟 54
三、糖脂 54
四、脂蛋白 55
第六節(jié) 生物膜化學(xué) 55
一、生物膜的化學(xué)組成 55
二、生物膜結(jié)構(gòu)的主要特征 56
三、生物膜的結(jié)構(gòu)模型 57
四、生物膜的功能 57
五、膜生物工程 59
習(xí)題 60
第五章 蛋白質(zhì)化學(xué) 61
**節(jié) 導(dǎo)言 61
第二節(jié) 氨基酸 61
一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸 61
二、氨基酸的性質(zhì) 65
三、氨基酸的化學(xué)反應(yīng) 68
第三節(jié) 肽 72
一、肽的結(jié)構(gòu) 72
二、天然活性肽 73
第四節(jié) 蛋白質(zhì)的分類 75
一、單純蛋白質(zhì) 75
二、結(jié)合蛋白質(zhì) 75
第五節(jié) 蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu) 76
一、蛋白質(zhì)的氨基酸組成 76
二、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵 77
三、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定 79
四、幾種典型蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 83
第六節(jié) 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 83
一、構(gòu)型與構(gòu)象 83
二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 84
三、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域 87
第七節(jié) 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 88
第八節(jié) 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 88
第九節(jié) 蛋白質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系 89
一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)對高級結(jié)構(gòu)的影響 89
二、一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 90
三、高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 92
第十節(jié) 幾種典型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 93
一、纖維狀蛋白質(zhì)（fibrous proteins） 93
三、球狀蛋白 94
三、糖蛋白 96
四、脂蛋白 97
第十一節(jié) 蛋白質(zhì)構(gòu)象分析原理 98
一、蛋白質(zhì)溶液構(gòu)象分析的光譜技術(shù)原理 98
二、多維核磁共振基本原理 99
三、蛋白質(zhì)構(gòu)象的理論預(yù)測 100
第十二節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì) 100
一、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn) 100
二、蛋白質(zhì)分子的大小 101
三、蛋白質(zhì)的肢體性質(zhì) 103
四、蛋白質(zhì)的沉淀作用 103
五、蛋白質(zhì)的變性作用 104
六、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng) 105
第十三節(jié) 蛋白質(zhì)及氨基酸的純化和鑒定技術(shù)原理 105
一、蛋白質(zhì)分離純化的一般原則 106
二、蛋白質(zhì)分離純化的方法 106
三、蛋白質(zhì)的分析測定 109
習(xí)題 112
第六章 核酸化學(xué) 113
**節(jié) 導(dǎo)言 113
一、核酸是遺傳物質(zhì)變異的物質(zhì)基礎(chǔ) 113
二、核酸的分類 114
三、核酸的生物功能 115
第二節(jié) 核酸的組成成分 118
一、元素組成 118
二、糖組分 118
三、堿基 119
四、核苷 122
五、核苷酸 124
第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu) 127
一、RNA的種類與分布 127
二、RNA的一級結(jié)構(gòu) 129
三、RNA的高級結(jié)構(gòu) 135
第四節(jié) DNA的結(jié)構(gòu) 140
一、DNA的一級結(jié)構(gòu) 140
二、DNA的二級結(jié)構(gòu) 144
三、DNA的三級結(jié)構(gòu) 148
第五節(jié) 病毒核酸 150
一、病毒的大小、形態(tài)與結(jié)構(gòu) 150
二、病毒核酸 151
第六節(jié) 核酸及核苷酸的性質(zhì) 155
一、性狀和溶解度 155
三、核酸及其組分的兩性性質(zhì) 155
三、核酸及其組分的紫外吸收 157
四、核酸的變性與復(fù)性 159
第七節(jié) 核酸研究技術(shù)原理 160
一、核酸及其組分的分離純化 160
二、核酸及其組分含量的測定 162
三、核酸及其組分的分析鑒定方法 163
四、DNA聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù) 165
五、核酸的分子雜交與印跡技術(shù) 166
習(xí)題 166
第三部分 物質(zhì)代謝與能量代謝
第七章 代謝系統(tǒng)必需的催化劑——酶 169
**節(jié) 導(dǎo)言 169
一、酶的概念 169
二、酶的催化特性 170
三、酶的組成 171
第二節(jié) 酶的分類 172
第三節(jié) 酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 173
一、酶的一級結(jié)構(gòu)與催化功能的關(guān)系 173
二、酶的活性與其高級結(jié)構(gòu)的關(guān)系 174
第四節(jié) 酶催化反應(yīng)的機(jī)理 176
一、酶促反應(yīng)的本質(zhì) 176
二、酶反應(yīng)機(jī)制 176
第五節(jié) 酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 178
一、酶促反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué) 178
二、酶濃度對酶反應(yīng)速率的影響 182
三、溫度對酶反應(yīng)速率的影響 182
四、pH對酶反應(yīng)速率的影響 183
五、激活劑對酶反應(yīng)速率的影響 183
六、抑制劑對酶反應(yīng)速率的影響 183
第六節(jié) 酶的多樣性及活性調(diào)節(jié) 185
一、核酶 186
二、調(diào)節(jié)酶 186
二、多功能酶 186
四、人工酶 186
第七節(jié) 酶活性測定 187
一、定性測定——根據(jù)酶催化的反應(yīng)判斷 187
二、活力單位——表示酶量的指標(biāo) 187
三、比活力——表示酶純度的指標(biāo) 188
四、轉(zhuǎn)換數(shù)——另一種表示酶催化能力大小的方法 188
五、酶活力的定量測定方法——不同酶選用不同方法 188
習(xí)題 188
第八章 代謝系統(tǒng)必需的輔助因子 190
**節(jié) 導(dǎo)言 190
第二節(jié) 維生素的命名及分類 190
一、維生素的命名 190
二、分類 190
第三節(jié) 水溶性維生素與輔酶 191
一、硫胺素與脫羧輔酶 191
二、核黃素和黃素輔酶 192
三、維生素PP和輔酶I、輔酶II 194
四、吡哆素與維生素B 6195
五、泛酸和輔酶A 196
六、葉酸和葉酸輔酶 197
七、生物素 198
八、維生素B12和輔酶B12 198
九、維生素C 199
十、硫辛酸 201
第四節(jié) 脂溶性維生素 202
一、維生素A 202
二、維生素D 204
三、維生素E 205
四、維生素K 206
第五節(jié) 鐵卟啉及輔基 207
一、鐵卟啉輔基 207
二、金屬輔基 207
習(xí)題 208
第九章 激素 209
**節(jié) 導(dǎo)言 209
一、激素的概念 209
二、激素的類別 209
三、激素的作用機(jī)理 210
第二節(jié) 高等動(dòng)物激素 211
一、舍氮激素 212
二、類固醇激素 219
二、肪酸衍生物激素——前列腺素 222
第三節(jié) 植物激素 223
一、生長素 223
三、赤霉素 224
三、細(xì)胞分裂素 224
四、脫落酸 225
五、乙烯 225
六、其他植物激素 225
第四節(jié) 昆蟲激素 226
一、昆蟲內(nèi)激素 226
二、昆蟲外激素 227
習(xí)題 228
第十章 能量代謝與生物能的利用 229
**節(jié) 導(dǎo)言 229
第二節(jié) 生物氧化的方式和特點(diǎn) 230
一、生物氧化中CO2的生成方式 230
三、生物氧化中物質(zhì)氧化的方式 230
三、生物氧化的特點(diǎn) 231
第三節(jié) 呼吸酶類 231
一、脫氫酶 231
二、氧化酶 233
二、加氧酶 233
四、傳遞體 233
第四節(jié) 線粒體氧化體系 234
一、呼吸鏈的概念 234
二、呼吸鏈的組成成分 234
三、呼吸鏈中各組分的排列順序 236
第五節(jié) 非線粒體氧化體系 238
一、微粒體氧化體系(加氧體系)238
二、過氧化體氧化體系 239
第六節(jié) 植物細(xì)胞中的生物氧化體系 240
一、多酚氧化酶體系 240
二、抗壞血酸氧化酶體系 240
三、乙醇酸氧化酶體系 241
第七節(jié) 高能磷酸鍵的生成機(jī)制 241
一、生化反應(yīng)中的自由能及自由能變化 241
二、氧化還原電位與自由能變化 242
三、線粒體膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 244
四、高能磷酸鍵的生成機(jī)制 247
五、氧化磷酸化的機(jī)制 248
第八節(jié) 穿梭作用實(shí)現(xiàn)線粒體與胞漿間的能量傳遞 249
一、磷酸甘油穿梭作用 249
二、蘋果酸穿梭作用 250
第九節(jié) 生物能量的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移利用 250250
一、ATP末端磷酸基轉(zhuǎn)移給醇型羥基、；虬坊，本身變成ADP 251
二、ATP將其焦磷酸基轉(zhuǎn)移給其他化合物，本身變?yōu)锳MP 251
三、ATP將其AMP轉(zhuǎn)移給其他化合物，本身變?yōu)榻沽姿?252
四、ATP將其腺苷轉(zhuǎn)移給其他化合物，本身轉(zhuǎn)變?yōu)榻沽姿岷驼姿?252
第十節(jié) 氧化與磷酸化的解偶聯(lián) 252
習(xí)題 253
第十一章 糖的分解代謝 254
**節(jié) 糖的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn) 254
一、糖的酶促降解 254
二、糖的吸收 255
三、糖的轉(zhuǎn)運(yùn) 256
第二節(jié) 糖的無氧分解 258
一、糖酵解途徑——糖分解代謝的共同階段 258
二、EMP途徑的調(diào)節(jié) 263
三、無氧分解中丙酮酸的去向 264
四、糖無氧分解的生理意義 265
第三節(jié) 糖的需氧分解 266
一、糖的有氧氧化的反
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生物化學(xué)原理 節(jié)選

**部分 生化系統(tǒng)的環(huán)境條件 **章 水、pH和緩沖劑 內(nèi)容簡介：水是地球上分布*廣的物質(zhì)，生物體質(zhì)量的70%～90%是水。水是一種極性分子，水分子呈微偏斜的四面體結(jié)構(gòu)，電荷不均A地分布在水分子周圍。水對于細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)和離子物質(zhì)是一種極好的溶劑。由于水分子間存在氫鍵，水的比熱容和蒸發(fā)熱都較高。生物體內(nèi)提供質(zhì)子的物質(zhì)是酸，接受質(zhì)子的物質(zhì)是堿，酸與堿決定溶液的pH，純水的pH為7.0。生物有各種保持細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外液體pH基本恒定的機(jī)制。水參與了生命活動(dòng)所必需的許多生物化學(xué)過程。 **節(jié) 導(dǎo)言 一、生物體中水的重要性 水是地球上分布*廣的物質(zhì)，是生命所必需的。生物體內(nèi)水含量的多少以及水的存在狀態(tài)的改變，都影響著新陳代謝的進(jìn)行。一般情況下，生物體質(zhì)量的70%～90%是水，正常的代謝活動(dòng)只有當(dāng)細(xì)胞含5%的水時(shí)才能進(jìn)行，含水量在70%以上時(shí)生物體代謝活躍。含水量降低則代謝進(jìn)入休眠狀態(tài)。水的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、水與生物分子之間的相互作用直接影響生物分子在溶液中的形態(tài)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。水是生命存在的環(huán)境條件。 二、水分子的結(jié)構(gòu) 兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成水分子。O-H的鍵長為0.958A。氧原子與兩個(gè)氫原子形成的鍵角為104.5°，略小于正面體鍵角109.5°。氧原子形成四個(gè)sp3雜化軌道，大致伸向四面體的四個(gè)角。兩個(gè)氫原子分別占據(jù)了四面體的兩個(gè)角，其排列是非線性的，氧原子的的子據(jù)體的，所以水是一個(gè)微偏斜的四面體分子（圖1-1)。水分子的三維結(jié)構(gòu)是一不規(guī)則的四面體，氧原子居于四面體的中心。 圖1-1 水分子的結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 水的性質(zhì) 一、水的極性 水是一種極性分子。由于水分子呈微偏斜的四面體結(jié)構(gòu)，電荷不是均勻地分布在水分子周圍。氧原子一側(cè)，電子相對富余，帶有部分負(fù)電荷。氫原子核便成為局部帶有正電荷的區(qū)域！芭紭O”就是指像水這樣電荷不均勻地分布在其結(jié)構(gòu)周圍的分子。水分子偶極間的靜電吸引，對水本身的性質(zhì)及其作為生化溶劑都至關(guān)重要。 相鄰的水分子趨向于自我定向，結(jié)果是一個(gè)水分子的O—H鍵（電正性末端）指向另一個(gè)水分子的負(fù)電子對（電負(fù)性末端），由此產(chǎn)生有方向性的分子間的結(jié)合，稱為氫鍵（hy-drogen bond)。分子呈現(xiàn)不同的極，這種結(jié)構(gòu)非常適合氫鍵的形成。氫鍵比范德華距離(van der Waals distance)(兩個(gè)非成鍵原子間的*近距離）短0.5A。例如，在水中，O H氫鍵的距離約1.8A，而相應(yīng)的范德華距離約2.6A。單個(gè)水分子具有兩個(gè)可提供氫原子和兩對可作為受體的未共用電子對，即水偶極既能作為氫原子的供體，也可以作為氫原子的接納體。所以每個(gè)水分子能夠與其他水分子*多形成四個(gè)氫鍵。單個(gè)氫鍵能相對較小，約20kJ/mol，而一個(gè)O—H共價(jià)鍵能為460kJ/mol。水中氫鍵的數(shù)目極多，其絕對數(shù)量是其重要性質(zhì)的關(guān)鍵。 二、水的溶解性 溶解度取決于溶劑分子與溶質(zhì)分子的相互作用的能力以及溶質(zhì)分子之間的相互作用力。由于水具有很高的極性，使得它對于細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)和離子物質(zhì)是一種極好的溶劑。水確實(shí)比其他任何溶劑能溶解更多種類的物質(zhì)；并且溶解量更大。這些能溶于水的物質(zhì)稱為親水性(hydrophilic)物質(zhì)；相反，那些不能溶于水的物質(zhì)稱疏水性（hydrophobic)物質(zhì)。疏水性物質(zhì)能溶于非極性的溶劑中，這就是“相似相溶”的原理。 為什么鹽能溶解于水？因?yàn)榕紭O水分子與Na+和Cl-具有很強(qiáng)的靜電作用，導(dǎo)致在這些離子的周圍形成一層水化膜（hydration shell)，削弱了氯化鈉相反電荷離子間的相互吸引力，因而能使離子分開。水化膜是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但卻是動(dòng)態(tài)的，Na+周圍水化膜內(nèi)部的水分子不斷地進(jìn)行重新排列。 不帶電荷的極性分子的鍵合偶極使得它們能溶于水溶液，其原因與離子物質(zhì)溶于水相同。當(dāng)這些極性物質(zhì)和離子物質(zhì)帶有羥基（-OH)羰基（C=O、羧基（-COOH)、氨基(-NH2)時(shí)，它們的溶解度可以增加，因?yàn)檫@些基團(tuán)都能與水形成氫鍵。實(shí)際上，水溶性的生物分子如蛋白質(zhì)、核酸、糖都具有許多這樣的基團(tuán)。例如，蛋白質(zhì)的極性殘基主要位于分子的表面，它們廣泛地與水分子相互作用，而DNA經(jīng)折疊使其極性糖基和磷酸基團(tuán)暴露于水分子中。相反，非極性物質(zhì)缺少形成氫鍵的供體和受體基團(tuán)。 三、水的比熱容、蒸發(fā)熱 單位質(zhì)量的水升高1℃所吸收的熱量，叫作水的比熱容。水的比熱容為4.184X103J/(kg-K)，而空氣的比熱容為1.046X103J/(kg-K)。水的比熱容比別的液體都大。由于水分子有很強(qiáng)的極性，能通過氫鍵結(jié)合成締合分子。同時(shí)，拆散締合分子需要消耗一定的能量，這也足以說明為什么水有較大的比熱容。由于水能在溫度升高時(shí)吸收較多的熱量，這就使細(xì)胞的溫度和代謝的速率得以保持相對穩(wěn)定。水生生物由于水的這一特性而不致遭到水溫急劇變化的沖擊。 在一定溫度下單位質(zhì)量的水完全變成同溫度的氣態(tài)水（水蒸氣）所需要的熱量，叫作水的汽化熱。水從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的過程叫作汽化，水表面的氣化叫作蒸發(fā)，蒸發(fā)在任何溫度下都能夠進(jìn)行。水的蒸發(fā)熱也較高，在100C時(shí)，1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)（蒸氣）需能2259.36J。這一特性對生物也是有利的。動(dòng)物夏天出汗，汗水蒸發(fā)吸熱多，有利于維持體溫。植物在高溫的夏季仍然能保持低體溫，就是由于水分大量蒸發(fā)之故。 水的高熱容和高蒸發(fā)熱都是由于水分子間存在氫鍵的緣故。使水溫升高和使水汽化，都必須打開氫鍵，使分子能自由活動(dòng)，而打開氫鍵是需能的。 第三節(jié) 水的電離 一、水的解離和PH 水是一種中性分子，只有微弱的電離傾向。通常水的離子化可表達(dá)為 實(shí)際上溶液中自由的H+是不存在的，而是與水分子結(jié)合，以水合氫離子（hydronium)H2O+的形式存在。一定的水合氫離子的質(zhì)子可以很快從一個(gè)水分子跳躍到另一個(gè)水分子，氫鍵網(wǎng)為H+的快速遷移提供了一條天然的路線。質(zhì)子經(jīng)氫鍵網(wǎng)快速遷移的質(zhì)子跳躍（pro-ton jumping)為生物學(xué)上許多重要的質(zhì)子轉(zhuǎn)移如快速的酸堿反應(yīng)提供了解釋。 水的離子化的平衡常數(shù)可表達(dá)為 式中：K是解離常數(shù)(dissociation constant)，方括號表示物質(zhì)的摩爾濃度。由于不解離的H2O的濃度[H2O]遠(yuǎn)大于其離子化組分的濃度，因此把它當(dāng)成常數(shù)考慮，合并到平衡常數(shù)K中。所以水的離子化表達(dá)式可簡化為 Kw=[H+][OH-] 式中：Kw是水的電離常數(shù)，在25°C時(shí)是10-14(mol/L)2。純水中[H+]和[OH-]相等，所以[H+]=[OH-]=(Kw)1/2=10-7mol/L。由Kw=[H+][OH-]可知[H+]和[OH-]互為倒數(shù)關(guān)系，因此當(dāng)[H+]大于10-7mol/L時(shí)，[OH-]必然會(huì)減小，反之亦然。溶液[H+]等于10-7mol/L的溶液稱為中性的（neutral)，[H+]大于10-7mol/L的溶液稱為酸性的(acidic)，[H+]小于10-7mol/L的溶液稱為堿性的（bas-ic)。例如，人血液[H+]=4.0X10-8mol/L，呈微堿性。 大多數(shù)溶液的[H+]值都很小，一般用pH來描述氫離子的濃度。pH定義為氫離子濃度的數(shù)。 純水的[H+]=10-7mol/L，純水的pH=7.0。pH越低，[H+]越高；pH越高，[H+]越低。酸性溶液的pH小于7.0，堿性溶液的pH大于7.0。 二、酸和堿 從水中解離產(chǎn)生的h+和oh-是生物化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)和核酸等生物分子都含有許多可作為酸和堿的功能基團(tuán)，如羧基(一COOH)和氨基（一NH2)。這些分子影響周圍水介質(zhì)的pH，它們的結(jié)構(gòu)和活性也會(huì)受到環(huán)境pH的影響。 (一）酸是質(zhì)子的供體 酸（acid)是指能提供質(zhì)子的物質(zhì)，堿(base)是能提供質(zhì)子的物質(zhì)。這種定義有很大的局限性，例如，它不能解釋像NH3這種缺少-OH基團(tuán)的物質(zhì)為什么具有堿性。1923年，JohannesBronsted和ThomasLowry擴(kuò)大了酸和堿的定義：能提供質(zhì)子的物質(zhì)即是酸，能接受質(zhì)子的物質(zhì)即是堿。根據(jù)這一定義，酸反應(yīng)可寫為 酸（HA)與堿（H2O)反應(yīng)形成酸的共扼堿(A-)和堿的共扼酸（H3O+)。相應(yīng)地，銨離子（NH4+)是氨（NH3)的共扼酸，乙酸離子(CHsCOO-)是乙酸（CH3COOH)的共扼堿。酸-堿反應(yīng)可以簡寫為 (二）酸的強(qiáng)度用解離常數(shù)表示 酸堿反應(yīng)的平衡常數(shù)用反應(yīng)物和產(chǎn)物的解常數(shù)表示 在稀溶液中，水的濃度基本上是恒定的常數(shù)，約為55.5mol/L(1000g/LW18.015g/mol=55.5mol/L)，所以[H2O]項(xiàng)通常與解離常數(shù)合并，得出： 第四節(jié) 緩沖系統(tǒng) 當(dāng)把少量的強(qiáng)酸加入到純水中時(shí)，由于強(qiáng)酸可在水中完全離子化，會(huì)使水的pH發(fā)生極大的變化。例如，把0.001mL1mol/LHCl加入到1.0L純水中，水的pH就會(huì)從7降到5，水的[H+]增加了100倍。這樣巨大的變化對生物是能的，因的pH變化都會(huì)顯著影響生物分子的結(jié)構(gòu)和功能。維持相對恒定的pH對生命系統(tǒng)來說是極為重要的。 弱酸（如乙酸）在水溶液中僅能部分離子化，它解離釋放出來的H是可以被滴定的。當(dāng)用已知濃度的堿（通常用NaOH)滴定乙酸溶液時(shí)，得到的滴定曲線如圖1-2所示。在考慮這個(gè)滴定過程時(shí)，有兩個(gè)重要的平衡應(yīng)注意 圖1-2 乙酸解離曲線 第五節(jié) 生物機(jī)體中的緩沖系統(tǒng) pH的維持對所有細(xì)胞都是至關(guān)重要的。細(xì)胞內(nèi)的各種代謝活動(dòng)依賴于酶的活性，而酶的活性又顯著地受pH的影響。所以pH的改變會(huì)極大地影響代謝反應(yīng)。生物有各種保持細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外液體pH基本恒定的機(jī)制。阻止有害pH的變化的*重要的機(jī)制就是緩沖系統(tǒng)。細(xì)胞所選擇的緩沖系統(tǒng)既反映了對接近pH7的pK值基團(tuán)的需要，又反映了緩沖劑組成與細(xì)胞

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