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为顺应跨世纪的形势要求，编者先后为研究生、高级医师进修班开设了分子生物学课程，并举办了“全国分子神经生物学技术讲习班”，按培养目标和教学大纲要求，强调系统性、动手能力的培养和实用性相结合，几经充实和完善，编写了这本教材。 希望本书的出版对读者，尤其是大学生、研究生在学习、掌握和应用分子生物学理论和技术方面有所帮助。
远古之歌：地球生命起源的恢弘史诗 一、开篇：寂静的蓝色星球与原始的化学火花 本书带领读者穿越回四十亿年前的地球，那时的地表是一个狂暴而充满未知的炼狱。没有氧气，只有火山喷发出的硫化物和水蒸气，海洋是富含溶解矿物质的“原始汤”。这不是一个关于细胞和基因的故事，而是一部关于“无机物如何转化为生命体”的宏大叙事。 我们将详细探讨地球形成初期的地质条件，分析冥古宙（Hadean Eon）和太古宙（Archean Eon）的岩石记录，这些记录是地球生命诞生的第一手物证。重点聚焦于那些奠定生命基础的化学反应： 无机物的激活： 闪电、深海热液喷口（被认为是生命起源的有力候选地）的高温高压环境，以及地表紫外线的能量输入，如何驱动简单的无机分子（如甲烷、氨气、水）发生聚合反应。 生命的基石合成： 详细解析米勒-尤里实验的现代修正版，重现氨基酸和核苷酸前体在模拟早期地球环境中的高效合成路径。我们将深入探讨对嘌呤和嘧啶碱基合成至关重要的福克斯（Fox）聚合物理论。 二、从分子到聚合：遗传物质的艰难诞生 生命最核心的特征在于其复制与遗传能力。然而，在能够进行自我复制之前，这些基础化学物质必须学会“连接”起来。 聚合的难题与解决方案： 早期环境中，水分子倾向于水解（分解）已形成的聚合物。本书将细致考察“干湿循环”（Dry-Wet Cycles）理论——例如在潮汐带或间歇性火山湖泊中——如何通过脱水缩合反应，促进单体氨基酸形成多肽链，以及核苷酸形成短链RNA或DNA前体。 “RNA世界”假说深度剖析： 为什么RNA（核糖核酸）被认为是比DNA更早出现的遗传物质？我们将探讨核酶（Ribozymes）的催化作用，即RNA分子如何既能携带遗传信息，又能催化生化反应，解决了早期生命中“信息载体”与“催化剂”分离的难题。我们会对比支持和反对“RNA世界”的最新化石证据和实验室数据。 手性选择的谜团： 为什么地球上的生命只使用左旋氨基酸和右旋糖？这一章节将探讨地球磁场、偏振光，乃至来自星际空间的陨石（如默奇森陨石）中可能携带的“外源手性信息”如何影响了生命分子库的最终选择。 三、包裹的艺术：原始细胞的形成与自我组织 拥有遗传物质和催化剂只是第一步，生命要成为“生命”，就必须拥有一个内部环境，将其与外部世界隔离开来。 脂质体的自发形成： 研究简单的脂肪酸分子如何在水中自发形成双层膜结构，即原始细胞（Protocells）的雏形。我们将展示不同pH值和盐度如何影响膜的稳定性与渗透性。 选择性通透的开端： 探讨早期细胞如何开始发展出对特定物质的选择性吸收能力。这可能涉及更简单的脂质结构或矿物晶体的模板作用。 新陈代谢的萌芽： 原始细胞并非凭空出现，它们需要能量。本书将追溯最基础的化学自养过程，比如依赖硫化物或铁离子氧化还原反应的早期代谢路径，这些是现代三羧酸循环（TCA Cycle）的远古祖先。 四、生命的跨越：从原核生物到复杂生命的曙光 本书的最后部分将聚焦于从无生命的化学体系到第一个真正意义上的生物实体——原核生物的飞跃。 “生命起源的过渡带”： 详细描述最早的细胞如何稳定地复制遗传物质，并将其信息有效地转化为结构蛋白。 光合作用的革命： 介绍地球历史上最重要的事件之一——光合作用的起源。早期的光合作用可能并不涉及氧气（Anoxygenic Photosynthesis），随后，蓝细菌（Cyanobacteria）发展出水分解释放氧气的机制。 氧气大氧化事件（The Great Oxidation Event）： 分析氧气积累对当时厌氧生命体造成的巨大“环境灾难”，以及如何驱动了更高效的需氧呼吸作用的演化，为真核生物的出现铺平了道路。 结语：未解的谜题与未来探索的方向 《远古之歌》不提供所有答案，而是清晰地勾勒出生命起源研究的前沿阵地。我们将总结当前尚未解决的核心问题，例如：RNA如何精确地转化为DNA，以及如何从简单的脂质体演化出具有完整细胞器的复杂结构。本书旨在激发读者对地球生命历史最深层奥秘的思考，这是一部关于化学、地质学、行星科学与生物学交汇的史诗。
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