環境生物化學（簡體書）

本書基於環境科學和工程專業的特點，系統地闡明了環境污染及其工程處理中的生物化學原理，旨在培養學生對環境污染工程技術的理解與認識，充實環境科學和工程應用的生化基礎理論，促進環境污染治理和整個環境科學的發展。全書廣泛參考國內外有關書籍及該領域的最新進展，注重理論基礎與應用技術相結合。
本書內容由生物化學基礎和環境污染物凈化的生物化學兩部分組成。全書囊括了生物分子化學、酶化學、新陳代謝、現代環境生物技術原理、環境污染控制與治理中的生物化學、微生物修復及環境毒理生物化學等內容。
本書適合作為高等院校師生的教材及教學參考書，并可供從事環境保護、環境科學、環境工程、環境微生物學、環境化學以及生命科學的研究人員、工程設計人員閱讀和參考。

環境生物化學是一門介於環境污染化學與生物化學之間的新興前沿學科，也是當今環境科學研究的熱點領域。從廣義上來講，該學科主要研究天、地、生物相互作用中的基本化學反應，特別是人與生物對外來物質和能量所做的應答，以及人類生產、生活活動對環境影響的化學基礎。從狹義上來講，它主要研究環境中的污染物質在生物體內的代謝轉化規律。從環境保護角度出發，它主要是研究生物對污染物質降解與轉化的能力，討論生物代謝污染物質的途徑。
環境生物化學是一門年輕的科學，迄今為止尚未有嚴格而公認的定義與概念。近年來，在環境科學的發展中，逐漸形成了環境化學、環境微生物學和環境生物學等分支並漸成體系，但目前對這方面內容的探討多半單純從化學或生物學的角度出發；而涉及工程方面問題的工程生物化學，其內容則又多半局限於與發酵工業相關的生物及生物化學原理。總體觀之，雖然一些論著中也涉及環境生物化學問題，但尚欠缺全面而係統的闡述，適合環境科學和環境工程專業的參考內容也仍顯不足。在本書中，我們希望通過對環境污染及其工程處理中的生物化學基礎理論、原理的系統闡述，以及對該領域最新成果的介紹與討論，使讀者能夠對這方面知識有較全面的了解，進而促進環境污染治理工程技術的改進和提高，推動環境污染治理乃至整個環境科學的發展。
自20世紀末以來，環境生物化學的發展甚為迅速。我國目前已有200多所院校開設環境科學和環境工程專業，我校與國內眾多高等院校都將環境生物化學作為環境科學與工程專業的主幹必修課程。在教學實踐中，作者深感相關教材的缺乏。為提高該課程的教學水平，一本系統的教材是必不可少的。為此，作者以針對本科生和研究生的授課提綱為骨架，參考國內外相關書籍和文獻編寫了本書，以滿足環境生物化學課程教學之所需。
本書由西安交通大學趙景聯教授主持編寫，研究生崔進和王淑偉同學參與編寫，李厚寶和蘇慈同學參與了圖表的繪製。
本書在編寫過程中參考了相關領域的著作，在此致以誠摯的謝意！
由於環境生物化學是一門新興學科，可供參考的圖書資料尚比較匱乏。限於編者的水平，書中不完善之處，懇請讀者予以批評指正。

1緒論1
11生物化學概述1
111生物化學的涵義1
112生物化學研究的主要內容1
113生物化學與其他科學的關係2
114生物化學的應用和發展前景3
12環境生物化學概述3
121環境生物化學定義3
122環境生物化學的研究對象與任務4
123環境生物化學的由來4
124環境生物化學的學習方法4
複習題4
參考文獻5
2細胞內的生物分子化學6
21生物分子概論6
211概述6
212生物元素7
213生物分子中的作用力9
214生物分子低層次結構的同一性11
215生物分子高層次結構的同一性14
22醣類化學15
221糖的概述15
222單醣16
223寡糖26
224多醣28
23脂類化學31
231脂類概述31
232單脂32
233複合脂36
234非皂化脂40
24蛋白質化學43
241蛋白質概述43
242氨基酸化學45
243蛋白質的分子結構52
244蛋白質的重要性質56
245蛋白質的分離提純59
25核酸化學60
251核酸概述60
252核苷與核苷酸63
253核酸的結構66
254核酸的性質70
複習題72
參考文獻73
3新陳代謝催化劑——酶化學74
31酶的概述74
311酶的概念74
312酶催化作用的特點74
313酶的組成76
314酶的分類77
315酶的命名79
32酶的化學本質及結構功能特點80
321酶的一級結構與催化功能的關係80
322酶的活性與其高級結構的關係82
33酶作用的機制84
331酶的催化作用實質84
332酶的工作方式——中間產物學說84
333酶作用專一性的機制——誘導契合
學說85
334酶作用高效性的機制86
34酶促反應的動力學88
341酶促反應的速度88
342影響酶促反應速度的因素88
35酶的分離純化與酶活力測定96
351酶的分離純化96
352酶活力的測定97
複習題99
參考文獻99
4細胞內生物分子的新陳代謝100
41新陳代謝概論100
411同化作用和異化作用100
412中間代謝101
413自由能與高能化合物102
42糖分解代謝104
421糖代謝概述104
422多醣和雙醣的分解104
423葡萄糖的分解107
43脂肪分解代謝121
431脂肪的酶促水解121
432脂肪的分解代謝122
44蛋白質代謝125
441概述125
442蛋白質的酶解125
443氨基酸分解的共同途徑127
444氨基酸分解產物的代謝途徑130
45核酸分解代謝132
451核酸的分解132
452核苷酸的降解132
453嘌呤的分解133
454嘧啶的分解135
46生物氧化與能量代謝135
461生物氧化概述135
462生物氧化體系和酶類137
463生物氧化過程中能量的轉移和利用143
複習題146
參考文獻147
5現代環境生物技術原理148
51現代生物技術概述148
511現代生物技術定義148
512現代生物技術及應用148
513現代環境生物技術148
52酶工程基本原理150
521酶固定化概念151
522固定化酶反應動力學154
523酶在污染治理中的應用158
53基因工程基本原理162
531基因工程概述162
532目的基因的獲得164
533基因工程載體167
534基因工程工具酶168
535重組體的構建170
536重組體DNA導入受體細胞171
537重組體的篩選172
538外源基因在宿主中的表達173
539基因工程在環境污染治理中的應用174
54微生物細胞工程177
541細胞工程概述177
542細胞融合構建環境工程菌178
55發酵工程180
551發酵概述180
552發酵工程在環境污染治理中的應用181
複習題182
參考文獻182
6水環境污染控制與治理中的生物化學183
61污水、廢水生物控制與治理生物化學183
611水的生物化學處理概念183
612好氧生物處理生物化學183
613厭氧生物處理生物化學188
62污水、廢水深度處理生物化學192
621生物脫氮生物化學192
622生物除磷生物化學200
複習題204
參考文獻204
7有害有機物微生物降解中的生物化學205
71微生物降解概述205
711微生物降解的基本概念205
712微生物降解有機污染物的作用206
713污染物生物降解的動力學209
72典型有害有機污染物微生物降解的生物
化學211
721鹵代烴類微生物降解的生物化學211
722農藥微生物降解的生物化學216
723洗滌劑微生物降解的生物化學218
724石油污染物微生物降解的生物化學219
複習題225
參考文獻225
8工業污染物微生物治理中的生物化學226
81造紙廢水微生物治理中的生物化學226
811造紙廢水概述226
812造紙廢水微生物處理中的生物化學法
原理226
82染料廢水微生物治理中的生物化學230
821染料廢水概述230
822染料廢水微生物處理中的生物化學
原理231
83冶金廢水微生物治理中的生物化學233
831冶金廢水概述233
832冶金廢水的微生物治理中的生物化學
原理234
84燃料微生物脫硫預防治理中的生物
化學239
841燃料中的硫概述239
842燃料微生物脫硫的生物化學機理240
85化石燃料微生物脫氮預防治理中的生物
化學243
851化石燃料中的芳香氮化合物244
852含氮污染物的微生物脫氮的生物化學
機理244
複習題246
參考文獻246
9污染環境微生物修復的生物化學原理247
91污染環境微生物修復概念247
92污染環境微生物修復的機理247
921用於生物修復的微生物247
922微生物對有機污染物的修復機理249
93污染環境微生物修復中的生物化學
原理255
931土壤污染微生物修復中的生物化學
原理255
932地下水污染修復中的生物化學原理258
933大氣污染的微生物修復原理261
934固體廢棄物生物處理中的生物化學
原理264
複習題267
參考文獻268
10環境毒理生物化學269
101環境毒理學概述269
1011環境毒理學概念269
1012環境有毒化學物質269
102環境有毒物質在生物體內的轉運和
代謝270
1021有毒化學物質進入人體途徑270
1022有毒化學物質在體內的分佈270
1023環境有毒物質代謝271
1024環境有毒物干擾酶功能的機制272
103環境有毒物化學274
1031有毒物劑量和相對毒性274
1032有毒物聯合作用275
1033嚴重毒作用機制275
104環境有毒物質的生物化學效應279
1041金屬有毒物質的生物化學效應279
1042有毒無機化合物的生物化學效應281
1043農藥的生物化學效應282
複習題284
參考文獻284