The Basics of Biology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Greenwood Pub Group

作者:Stone, Carol Leth

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2004-8

价格:$ 93.73

装帧:HRD

isbn号码:9780313317866

丛书系列:

图书标签:

• 生物学
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《细胞的奥秘与生命的脉动：一部关于现代生物学前沿的深度探索》 内容提要： 本书旨在带领读者穿越现代生物学波澜壮阔的图景，从分子层面揭示生命的运行机制，并深入探讨生命科学在人类健康、农业革新以及生态保护领域所展现出的巨大潜力与面临的伦理挑战。全书结构清晰，内容涵盖分子生物学的前沿进展、基因编辑技术的革命、细胞信号转导的复杂网络、免疫系统的精妙设计、神经科学的最新突破，以及全球变化背景下的生态学重构。这不是一本基础入门读物，而是面向对生命科学有一定了解，渴望把握学科发展脉搏的进阶读者和研究人员的深度综述。 --- 第一部分：生命的分子基石——从核酸到蛋白质的动态交响 本部分着重于解析生命信息如何在分子层面被编码、转录、翻译，并最终转化为具有特定功能的结构与活性。我们摒弃对DNA双螺旋结构的简单描述，转而聚焦于表观遗传学的动态调控。 第一章：基因组的宏大叙事与表观修饰的细微之处 本章详细探讨了DNA甲基化、组蛋白修饰（如乙酰化、甲基化、磷酸化）如何影响基因的“开”与“关”。重点分析了Polycomb抑制复合物（PRC）和Trithorax组蛋白甲基转移酶复合物在维持细胞身份中的拮抗作用，以及这些修饰如何受到环境因素（如营养、压力）的实时影响。此外，还深入讨论了非编码RNA（ncRNA），特别是长链非编码RNA（lncRNA）和环状RNA（circRNA）在调控转录因子活性和染色质重塑中的关键角色。我们将探讨特定lncRNA如何充当分子支架或海绵，精确调控疾病通路，而非仅仅是“垃圾DNA”的残余物。 第二章：蛋白质的折叠、错配与质量控制 本章的视角集中于蛋白质组的复杂性。我们不仅回顾了里德尔-施梅德尔（Ridder-Schmeidel）理论在理解初级序列如何决定三维结构中的局限性，更着重介绍基于AlphaFold 2及后续AI模型对蛋白质结构预测的突破性进展，以及这些预测如何被应用于药物设计和酶工程。重点内容包括内质网（ER）中的蛋白质质量控制系统（PQC），特别是未折叠蛋白反应（UPR）的信号级联反应。我们将剖析UPR如何在高压力下从适应性机制转变为诱导细胞凋亡的“死开关”，并讨论其在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）中错误折叠蛋白聚集的病理机制。 第三章：细胞器间的通讯与能量代谢的精细调控 超越线粒体的传统认知，本章聚焦于细胞器之间的动态连接和信息交流。重点解析膜接触位点（MCSs）在脂质交换、钙离子信号传递中的作用，特别是内质网与线粒体之间的直接接触如何影响细胞能量稳态和凋亡阈值。我们将详细介绍线粒体自噬（Mitophagy）的分子机制，阐述PINK1/Parkin通路如何识别并清除受损线粒体，以及这种清除过程的失调如何加速衰老。 --- 第二部分：前沿技术的革命——基因编辑与细胞重编程 本部分聚焦于生物工程领域最尖端、最具颠覆性的技术，探讨其原理、应用前景及其伴随的伦理边界。 第四章：CRISPR系统的进阶：从双链到单链的精准打击 本章不再赘述CRISPR-Cas9的基础原理，而是深入探讨其“第二代”和“第三代”技术。重点解析碱基编辑（Base Editing）如何实现无需双链断裂的C→T或A→G的转换，以及先导编辑（Prime Editing）如何通过逆转录酶实现更广泛的插入、缺失和转换。我们还将探讨CRISPRa/CRISPRi在系统生物学研究中对基因表达的精细调控，以及在体外模型中利用这些工具模拟复杂的人类遗传病过程的最新案例。 第五章：体细胞重编程与再生医学的未来 本章探讨如何将成熟的、高度分化的细胞（如皮肤成纤维细胞）重新编程为诱导性多能干细胞（iPSCs）的核心技术和障碍。我们将详细比较不同重编程因子组合（如经典的Yamanaka因子及其改进版）的效率和安全性。更进一步，我们将关注直接重编程（Direct Reprogramming），即从一种成熟细胞类型直接转化为另一种（例如，从胶质细胞直接转化为神经元），以及这种方法在绕过iPSC阶段，加速组织修复方面的潜力。 第六章：合成生物学的工程学逻辑 本章将合成生物学视为一门工程学科。我们探讨如何设计复杂的基因电路（如逻辑门电路、振荡器和开关），用于细胞行为的精确控制。重点案例分析包括利用工程化酵母菌生产高价值药物前体，以及设计能够“感知”肿瘤微环境并释放治疗性分子的“智能细胞”。我们还会讨论设计和组装人工基因组的最新进展，探讨构建具有全新功能的最小化细胞的理论基础。 --- 第三部分：复杂系统的整合——神经、免疫与生态学的交汇点 本部分从微观机制转向宏观集成，探讨生命系统中高度互联的复杂网络。 第七章：神经环路动力学与意识的计算模型 本章深入研究神经元群体的同步化活动如何产生感知和运动。我们不再停留在单个神经元的动作电位层面，而是关注神经调质的动态作用（如多巴胺、血清素在状态切换中的作用）以及胶质细胞（星形胶质细胞、少突胶质细胞）对突触可塑性的非经典调节作用。重点讨论计算神经科学如何利用动态系统理论建模大脑皮层的信息编码和解码过程，以及通过光遗传学和化学遗传学对特定神经环路进行干预以治疗精神疾病的最新临床前数据。 第八章：免疫系统的适应性学习与失调 本章的核心是阐述T细胞和B细胞的克隆选择理论的深化理解，特别是T细胞耗竭的分子机制及其在慢性感染和癌症中的表现。我们将详细分析检查点抑制剂（Checkpoint Inhibitors）的工作原理，关注PD-1/PD-L1通路以外的新兴靶点，如LAG-3和TIGIT。此外，本章也将探讨微生物组-肠道-免疫轴的交叉影响，解析肠道菌群的失调如何诱发自身免疫性疾病，以及粪便微生物移植（FMT）在特定感染治疗中的机制基础。 第九章：全球变化与生物多样性的韧性 本章将视野拓展到宏观层面，分析快速环境变化对生物系统稳定性的冲击。重点讨论气候变化对物种分布和物候（Phenology）的错配效应，例如捕食者-猎物或授粉者-开花时间的时间同步性被打破的后果。此外，我们深入研究宏基因组学在理解复杂生态系统中微生物群落结构和功能多样性中的应用，以及如何利用生态学原理指导环境DNA（eDNA）监测，以更快速、无创地评估生物多样性。本章也讨论了适应性进化速率在面对快速环境压力时，是否能够匹配人类活动导致的改变速度，以及哪些机制（如遗传变异的库存）赋予了种群抵抗极端环境的能力。 --- 结语：科学的边界与未竟的探索 本书最后总结了当前生命科学领域最激动人心的未解之谜——从复杂生命起源的单细胞到多细胞系统的涌现，再到生命体与非生命物质在信息和物质交换中的持续演化。我们强调，未来的生物学研究将愈发依赖于跨学科的融合，特别是计算模型、大数据分析与实验生物学的紧密结合，以期真正驾驭生命的复杂性。 目标读者： 生物学、医学、生物工程专业的高年级本科生、研究生、科研人员及对前沿生命科学有浓厚兴趣的专业人士。

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