General, Organic, and Biochemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Denniston, Katherine J./ Topping, Joseph J./ Dwyer, Timothy M.

出品人:

页数:570

译者:

出版时间:

价格:56.8

装帧:Pap

isbn号码:9780072828498

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 有机化学
• 生物化学
• 普通化学
• 大学教材
• 科学
• 理工科
• 化学基础
• 分子结构
• 化学反应

《生命分子构造学：从基础原理到生物系统》 本书导言： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索生命现象背后的核心化学原理与结构基础。我们专注于解析构成生命体的关键分子群落，探讨它们如何协同作用，驱动从细胞到完整生物体的复杂功能。本书不涉及普通化学、有机化学的冗余基础知识，也不深入讲解生物化学（Biochemistry）的特定应用领域（如代谢途径、信号转导的细节），而是将焦点集中在生命分子本身的结构、化学特性、以及它们在物理和化学环境中的基本行为上。我们的目标是构建一个坚实的分子基础框架，使读者能够理解生命的“原材料”是如何组织的，以及这些组织如何决定了生物系统的功能限制与可能性。 第一部分：生命分子的骨架与化学惰性——结构基础的构建 本部分着重于构建理解生命分子（如蛋白质、核酸、脂类和多糖）结构和稳定性的化学基础。我们不重复讲解基础化学键（共价键、离子键）的形成机制，而是直接考察这些键在宏观生物分子中的排列模式及其带来的独特化学稳定性。 第一章：高分子骨架的构建原理 本章深入探讨了生物大分子形成的长链聚合物的拓扑学特征。我们将分析肽链、核苷酸链和多糖链在三维空间中的构象自由度。重点讨论了主链与侧链的化学分离效应，即主链的刚性（由肽键和磷酸二酯键的共振结构带来的平面性）如何约束整体结构，而侧链的化学多样性如何赋予分子特定的功能位点。我们会详细剖克分子动力学模拟中观察到的构象弛豫时间，而非简单的热力学平衡状态，来解释蛋白质折叠的动力学复杂性。 第二章：非共价相互作用的精确量化 生命分子间的相互作用主要依赖非共价力。本章将超越简单的“范德华力”或“氢键”描述，转向对这些相互作用的精确焓变和熵变分析。我们将引入溶解度参数理论（Hansen Solubility Parameters）在预测蛋白质与疏水环境（如细胞膜）的相互作用中的应用。特别是，对偶极-偶极矩的长期动态效应进行量化分析，阐明为何特定序列的氨基酸残基能在水性环境中稳定地形成特定二级结构（α螺旋和β折叠）。同时，本章会详细探讨离子强度、pH值如何通过改变侧链电荷分布，系统性地调节分子间的结合常数，而不涉及具体的酶促反应。 第三部分：膜与界面的化学——生命边界的物理学 生命活动必须发生在特定边界之内，这依赖于膜结构。本部分将集中于脂质分子如何自发形成稳定的界面结构，以及这些界面如何影响分子运输和能量的隔离。 第三章：脂质双层的组装与相变 本章不讨论特定脂肪酸的合成，而是关注特定化学基团（如磷酸胆碱、磷脂酰丝氨酸）如何驱动脂质在水溶液中的自组装行为。核心内容在于临界胶束浓度（CMC）与双层形成阈值的差异。我们将使用界面张力模型来解释膜的曲率驱动力，并分析长链烷基的熵驱动排斥如何影响膜的刚度和流动性。此外，我们将详细讨论温度和胆固醇浓度对脂质相态的影响——从有序的Gel相到无序的Liquid Crystalline相的精确转变点，这纯粹是基于物理化学的相图分析，而非生物学上的膜功能。 第四章：离子通道的物理化学 本章将通道视为由特定化学基团构筑的纳米孔道，重点分析其选择性过滤机制的物理基础。我们将讨论离子在穿过疏水性膜环境时所经历的脱溶剂化能垒。通过考察通道蛋白的特定残基（如羰基氧原子）的电负性分布，我们能计算出不同离子（如K+ vs Na+）的通过效率，这完全是基于静电势计算和几何匹配，与细胞膜的跨膜电位或信号通路无关。 第三部分：信息载体的结构动力学——核酸的物理化学特性 本部分聚焦于DNA和RNA分子作为信息载体的结构刚性与柔韧性之间的微妙平衡。 第五章：核酸链的构象异构与超螺旋 本章不探讨DNA复制或转录机制，而是深入研究DNA双螺旋的B构象、A构象、Z构象的能量差异。我们将运用弹性杆模型来描述DNA分子的弯曲模量（Stiffness Modulus），解释为何DNA在特定条件下会发生超螺旋或扭曲。重点分析了碱基堆积作用的熵贡献，这是维持双螺旋稳定性的关键物理驱动力，远超氢键的贡献。我们还将分析拓扑异构酶对DNA环状结构所施加的应力与松弛的能量平衡。 第六章：RNA的折叠与结构稳定性 与DNA的结构相对均一性不同，RNA具有高度复杂的三维结构。本章将分析假结（pseudoknots）和茎环结构的形成，这依赖于非标准碱基配对（如G-U Wobble Pair）的精确几何要求。我们将引入最小自由能预测算法的物理学基础，即通过对多重氢键、堆积作用和溶剂排斥的累加计算，预测出特定RNA序列最稳定的构象，而非关注其作为信使或转运分子的功能。 结语：分子世界的普遍规律 本书成功地将读者从特定生物学功能的叙述中抽离，回归到构成生命物质的基本物理化学定律。我们探索了生命分子如何利用化学多样性来构建复杂结构，并受制于能量、熵和几何结构的普遍限制。本书为理解更高级的生物系统提供了一个坚实的、不被生物学细节干扰的纯粹分子视角。

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