世界第一簡單生物化學

序幕  1

第1章  身體裡的化學反應  13
1  細胞的結構…14
．細胞的特徵是什麼？…16
2  細胞裡會發生哪些事…18
．合成蛋白質…19
．代謝物質…20
．生產能量…22
．光合作用…24
3  細胞是許多化學反應的進行場所…26
．合成蛋白質的生物化學…27
．代謝物質的生物化學…29
．生產能量的生物化學…30
．光合作用的生物化學…32
4  生物化學基礎知識…36
．從元素到生命體高分子…36
．生物化學的關鍵字…37

第2章  光合作用與呼吸  39
1  物質會循環…40
．生態系與物質循環…40
．何謂物質循環？…43
．碳循環…45
2  理解光合作用的架構…48
．植物的重要性…48
．葉綠體的構造…49
．光合作用的架構~光呼吸反應~…50
．光合作用的架構~固碳反應~…57
3  學習呼吸的架構…60
．何謂碳水化合物？…60
．醣質的英文字尾通常有「ose」…63
．為何單醣呈現環狀結構？…63
．為什麼我們一定要呼吸？…64
．呼吸就是分解葡萄糖來產生能量的反應…66
．關鍵字（1）以糖解系統分解葡萄糖…68
．關鍵字（2）檸檬酸循環（TCA循環）…71
．關鍵字（3）以電子傳遞系統產生大量能量！…74
．光合作用與呼吸~總結~…79
4  能量的共同貨幣．ATP…82
5  醣質（單醣）的形式…84
6  CoA是什麼？…86

第3章  生活中的生物化學  87
1  脂質與膽固醇…88
．什麼是脂質？…88
．脂肪酸…95
．膽固醇是類固醇的同類…97
．膽固醇的功能…98
．好壞膽固醇的真面目就是「脂蛋白」…100
Check 什麼是動脈硬化？…103
2  肥胖的生物化學~為什麼脂肪會囤積~…106
．攝取熱量與消耗熱量…106
．動物有維持脂肪的機制…108
．多餘的醣質會變成脂肪！…111
．脂肪被當作能源使用的時候…118
3  血型是什麼？…124
．血型…124
．紅血球表面的醣分子決定血型…125
4  為什麼水果是甜的？…130
  ．為什麼水果會甜？…130
．單醣、寡醣、多醣…131
．水果產生甜味的機制…133
5  為什麼年糕有彈性？…136
．普通米與糯米的差別…136
．澱粉醣與支鏈澱粉的差別…138
．α（1→4）、α（1→6）之中的數字有什麼涵義？…140

第4章  酵素是化學反應的關鍵  149
1  酵素與蛋白質…150
．蛋白質的任務…151
．什麼是酵素？…153
．蛋白質由胺基酸所構成…154
．蛋白質的一級構造…158
．蛋白質的二級構造…159
．蛋白質的三級構造…160
．蛋白質的四級構造與次單元…161
2  酵素的功能…162
．基質與酵素…162
Check  精確酵素？鬆散酵素？…164
．酵素分類…166
．轉移(酉每)…168
Check  「血型基因」的真面目就是「醣轉移(酉每)」…169
．水解酵素…172
3  用圖表理解酵素的功能…174
．為什麼酵素對化學反應很重要…175
．什麼是活化能？…176
．酵素可以降低「障礙」…177
．最大反應速率…178
．酵素動力方程式與M-M常數…180
．試著求出Vmax和Km！…182
Check  為什麼要取倒數？…186
4  酵素與抑制劑…193
Check  異位性酵素…196

第5章  核酸生化與分子生物學  199
1  什麼是核酸？…202
．何謂核酸？…202
．米歇爾發現核蛋白質…204
．核酸與核□…205
．鹽基互補性與DNA構造…209
．DNA聚合□的酵素活性與DNA複製…211
．RNA的構造…214
2  核酸與基因…218
．基因的真面目就是DNA…218
．具有多種功能的RNA…220
．mRNA…222
．rRNA與tRNA...223
．核酸醣□…226
3  生物化學與分子生物學…228
．一切都從「髒臭苦力」開始…228
．可以從試管內觀察到的生命現象…229
．DNA重組技術的發展…230
．回歸到生物化學…230
．細胞起源之謎~先代謝還是先複製~…231
4  生物化學的實驗方法…233

終幕  239
索引…250

前言

　　本書為「生物化學」的入門書籍，以平易近人的漫畫，介紹生物化學世界的端倪。

　　所謂生物化學，就是以化學方法解析生命現象的學問。我們的身體究竟由哪些物質構成？細胞裡會產生哪些化學反應？要如何以化學概念說明生命？生物化學便是解答這些問題的學問。

　　從十九世紀末到二十世紀，科學家們在醫學、營養學、農學、生物學等各種領域，進行各種現象的化學研究，因此累積了各個領域的生物化學知識。

　　今天的生物化學，可以說是跨領域生物化學知識的集大成。即使每個領域的應用目的不同，基礎的思維（重點在於以化學方法解釋生命現象）也都一樣。

　　所以對於志在研究醫學、牙醫學、藥學、農學、營養學、看護學等等與人體或生命現象有關領域的人，這門學問絕對非學不可。
生物化學是一切生命科學系統的基礎，而本書則以簡單明瞭的漫畫，說明其中最需要了解的重點。當你在閱讀生物化學、生物化學、醫療化學、營養化學的講義時，可用本書作為參考書，或是補充教材。

　　當然，只要對這個領域有興趣，即使是高中生也能輕易吸收本書的知識。

　　本書根據以上的目標，掌握了修習生物化學所需的最低限度知識。但是解說方法與以往的生物化學叢書大有不同。一般生物化學教科書，開頭都會先集中解釋生命體構成物質（醣質、脂質、蛋白質等構成生命體的物質），但本書則將這部分歸為相關項目，不另闢章節專門講述生命體構成物質。筆者認為，如此能更有系統地解釋每一種生命體構成物質的性質與功能，比起一開始就吞下一大堆名詞更容易了解。

　　而且本書設立了第三章「生活中的生物化學」，希望能讓讀者思考學習生物化學的意義，並以日常生活話題刺激讀者對生物化學的興趣。

　　本書主角是一位熱衷減肥的高中女生久美，這個人物設定，與我出身於農學系營養化學研究室的背景有關。目前與日常生活息息相關的生物化學，就是討論營養與健康，例如日漸廣泛的「新陳代謝症候群」現象。所以本書的內容也大多與飲食、營養關係密切。

　　當然，前面說過生物化學是生命科學的基礎，所以本書對於有志研究生命科學的人一定也很有幫助。

　　感謝脂質生物化學專家古市幸生老師（三重大學榮譽教授，現任名古屋女子大學教授），生物化學．分子生物學專家吉田松年老師（名古屋大學榮譽教授，現任名古屋共立醫院免疫細胞療法中心顧問），從草稿階段開始助我檢查校正，才能完成原稿。古市老師是我的大學畢業論文指導教授，吉田老師則是我的博士論文指導教授，兩位都是我的恩師。在此誠摯感謝兩位老師在百忙之中為我審校。

　　同時也要在此感謝提供凝集素分析資料的大學學長，長濱生物大學的龜村和生教授，以及長濱生物大學研究生小川光貴先生；感謝自前作「漫畫分子生物學」以來一直協助我的Ohm出版社開發局同仁；創造有趣劇本與漫畫的Office saw澤田佐和子小姐及漫畫家菊野郎先生，當然，最要感謝的便是購閱本書的讀者們。

　　2009年1月
　　武村政春