生物化学

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出版者:第1版 (2005年3月1日)
作者:李惟
出品人:
页数:405 页
译者:
出版时间:2005年3月1日
价格:48.0
装帧:平装
isbn号码:9787502564230
丛书系列:
图书标签:
  • 555
  • 生物化学
  • 生化
  • 医学
  • 生命科学
  • 化学
  • 分子生物学
  • 生物技术
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具体描述

生物化学,简言之就是生命过程的化学。生命过程是非常复杂的过程,涉及的内容很多,如基因的复制、转录、蛋白质的生物合成、糖的代谢、细胞内信号传导等。本书是《21世纪化学丛书》的分册,力图用较少的文字完成对生物化学各方面知识的阐述。

《星辰的低语:宇宙学前沿探索》 内容提要 本书深入浅出地剖析了当代宇宙学中最激动人心且最具挑战性的前沿领域,旨在为广大天文爱好者、物理学学生以及对宇宙终极奥秘抱有好奇心的读者构建一座坚实的知识桥梁。我们不关注分子层面的生命活动与能量转化,而是将视角投向宇宙的宏大尺度,探究其起源、结构、演化及其终极命运。全书结构严谨,论述深入,涵盖了从早期宇宙暴胀理论到暗物质、暗能量的精确测量,再到黑洞物理与引力波天文学的最新发现。 --- 第一章:宇宙学的基础范式与现代挑战 本章首先回顾了支撑现代宇宙学的三大支柱:哈勃-勒梅特定律所揭示的宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射(CMB)的普朗克光谱,以及大尺度结构(LSS)的形成。这些观测证据共同构建了“Lambda-CDM”标准模型(包含冷暗物质和宇宙学常数Λ)。 然而,标准模型并非终点,而是起点。本章重点讨论了当前模型面临的主要理论困境和观测上的“不适点”(Tensions)。例如,哈勃常数$H_0$的“张力”——由早期宇宙(CMB)推导出的数值与由本地宇宙(超新星、造父变星)测得的数值之间存在统计学上显著的差异。我们详细探讨了可能解释这种张力的新物理学模型,如早期宇宙中的“早期暗能量”(Early Dark Energy, EDE)或中微子的有效数量的改变。 此外,对CMB偏振模式(特别是$B$-模)的精确测量,是检验暴胀理论的“圣杯”。本章会详述BICEP/Keck阵列和未来CMB-S4等实验的科学目标,以及如何通过测量张量-标量比($r$值)来检验不同暴胀势能模型的可行性。 第二章:暗物质的本质与搜寻:超越WIMPs 暗物质构成了宇宙物质总量的约85%,但其本质至今仍是物理学界最大的谜团之一。本章深入探讨了暗物质的候选者及其多样的探测策略,完全避开了对生命体化学反应的讨论。 2.1 弱相互作用重粒子(WIMPs)的衰落与重生: 尽管直接探测实验(如LUX-ZEPLIN, XENONnT)对传统WIMP模型施加了极强的限制,我们仍需考虑更轻或更重的粒子。本章分析了超轻轴子(Axions)和“暗光子”(Dark Photons)等非WIMP候选者,并介绍了利用超导谐振腔(如ADMX)和射电望远镜阵列(如CHIME)对这些轻量级暗物质进行搜寻的最新进展。 2.2 间接探测与天体物理学证据: 间接探测聚焦于暗物质粒子湮灭或衰变产生的可观测信号,如银河系中心(GC)的伽马射线过剩、高能宇宙射线(如PAMELA和AMS-02实验的数据)以及中微子望远镜(如IceCube)的潜在发现。本章对比了不同宇宙区域(如矮星系团)的暗物质密度分布模型,以及这些模型对信号特征的预测。 2.3 动力学影响与引力透镜: 侧重于暗物质在宏观结构形成中的作用。我们将详细解析强引力透镜(Strong Lensing)和弱引力透镜(Weak Lensing)技术如何描绘出暗物质晕的精确轮廓,特别是对星系团的观测如何揭示了物质与暗物质在碰撞中分离的现象(如子弹星系团)。 第三章:暗能量的性质与宇宙加速膨胀 暗能量是推动宇宙加速膨胀的神秘斥力,占据了宇宙总能量密度的近70%。本章将聚焦于对暗能量状态方程($w$参数)的测量。 3.1 观测探针的多样性: 我们系统地比较了用于约束$w$值的四大主要观测手段: 1. Ia型超新星(Standard Candles): 介绍暗能量巡天(DESI, Rubin天文台)如何通过更精确的红移和光度测量来改进$w$的参数估计。 2. 重子声学振荡(BAO): 利用宇宙早期物质密度的声学特征作为“标准尺”,BAO测量提供了对膨胀历史的独立约束。 3. 星系团计数(Cluster Counting): 比较不同红移下星系团的形成率,可以敏感地探测暗能量随时间的变化。 4. 强度映射(Intensity Mapping): 探讨利用21厘米中性氢谱线来绘制宇宙中性气体分布的新兴技术,以期提供BAO测量的补充。 3.2 替代性的引力理论: 如果$w$精确地等于-1(即宇宙学常数),那么问题或许简单。但如果$w$随时间变化($w(z) eq -1$),则暗示着对爱因斯坦广义相对论(GR)的修正。本章讨论了“f(R)引力”和“标量-张量”理论等修正引力模型,它们试图在不引入全新物质的情况下解释加速膨胀。 第四章:黑洞、引力波与时空几何的极端测试 本章将目光投向宇宙中最致密的物体——黑洞,以及通过引力波观测对引力理论进行的极端检验。 4.1 引力波天文学的黎明: 详细回顾LIGO/Virgo/KAGRA合作组织对双中子星并合(GW170817)和双黑洞并合事件的发现。我们分析了如何利用这些事件来测量哈勃常数(“标准警报器”方法),以及如何利用引力波频谱来探测黑洞的质量分布和自旋。 4.2 事件视界望远镜(EHT)与阴影成像: EHT对M87和人马座A的成像,提供了对黑洞视界附近时空几何的直接视觉证据。本章解释了如何从观测到的“阴影”中反演黑洞的质量、质量盘的物理状态以及检验GR在强引力场下的有效性。 4.3 极端质量比并合(EMRI): 介绍LISA(激光干涉空间天线)任务的科学目标,即探测超大质量黑洞与较小恒星质量黑洞的螺旋并合过程。EMRI事件能够以前所未有的精度探测黑洞周围的弯曲时空结构,是检验“无毛定理”的关键。 第五章:早期宇宙的物理学与结构形成模拟 本章回溯至宇宙诞生后的瞬间,探讨了宇宙如何从一个近乎均匀的等离子体状态演化出今天的复杂结构。 5.1 暴胀模型的精细结构: 深入研究暴胀期量子涨落如何通过对CMB温度和偏振的调制而被“冻结”下来,成为今天星系和星系团的种子。讨论了多场暴胀模型和分层暴胀等复杂情景。 5.2 物质-辐射-暗物质的演化: 详细阐述了宇宙在复合(Recombination)之前,光子、电子、重子物质与暗物质如何通过流体动力学相互作用(如声波振荡),形成BAO特征。本章结合先进的N体数值模拟(如Illustris TNG项目),展示了暗物质晕如何捕获并塑造普通物质,最终形成恒星和星系。 5.3 宇宙“黑暗时代”与再电离: 分析了宇宙从复合到第一代恒星(Population III stars)诞生的漫长“黑暗时代”。本章探讨了再电离过程,即第一批恒星和类星体发出的极端紫外线如何将宇宙中的中性氢电离,揭示了这一过程对宇宙透明度的决定性影响。 --- 结论: 《星辰的低语》引导读者超越既有的知识框架,直面宇宙学中最前沿的未解之谜——从暗物质的粒子身份到暗能量的驱动机制,再到时空几何的终极性质。本书旨在激发新一代物理学家和天文学家,利用即将到来的大型望远镜和引力波探测器,推动我们对宇宙的理解迈向下一个里程碑。

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读后感

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用户评价

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这本书简直是给我打开了一个全新的维度!我一直对生命体的运作原理感到着迷,但往往只能停留在表面观察。而“生物化学”这本书,就像是一把钥匙,为我解开了生命最深层的奥秘。它并不是一本简单的教科书,而是充满了智慧和洞察力的作品,让我能够以全新的视角去审视生命。我特别喜欢书中关于能量代谢的章节。我以前只知道“能量”很重要,但对它的来源和转化机制却知之甚少。这本书详细地解释了光合作用和呼吸作用的过程,让我明白了植物是如何将光能转化为化学能,以及我们又是如何通过呼吸作用来获取维持生命所需的能量。它将复杂的化学反应过程,通过清晰的图解和生动的比喻,变得易于理解。我甚至能够想象出,在细胞的线粒体中,电子传递链如何一步步地释放能量,最终合成ATP,为细胞的各项活动提供动力。这本书还让我对蛋白质有了更深刻的认识。我了解到,蛋白质不仅仅是构成身体组织的材料,它更扮演着酶、激素、抗体等多种关键角色。它详细地阐述了蛋白质的结构如何决定其功能,以及氨基酸序列的微小变化,如何可能导致严重的疾病。读完这部分,我对那些“看不见的”分子,充满了敬意。

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在我翻开这本书之前,“生物化学”对我来说,更像是一个遥远而抽象的学科名词。然而,这本书就像是一位才华横溢的叙事者,将生命的分子机器运转的壮丽景象,娓娓道来。我从未想过,那些我们看不见的微小分子,竟然能够如此精妙地协同工作,完成维持生命运转的全部任务。我印象最深刻的是关于信号转导的章节。它将复杂的细胞间通讯描绘得如同精密的“化学语言”,各种信号分子如同“信使”,将信息传递给目标细胞,并引发一系列的细胞内反应。我了解到,正是这些精妙的信号传递,才使得我们的身体能够协调一致地工作,实现从感知外界到调节内部环境的各种复杂功能。这本书让我开始理解,为什么有些疾病,比如内分泌失调,会给身体带来如此大的影响。此外,书中关于能量代谢的讲解,也让我对“能量”有了更深的理解。我学会了如何理解ATP的生成和消耗,以及糖、脂肪、蛋白质这些营养物质是如何被分解并最终转化为能量的。它让我看到,生命就像是一个不断进行化学反应的“能量工厂”,而各种代谢途径则是这个工厂的精密生产线。这本书的语言风格非常吸引人,它充满了探索精神,让我感觉自己仿佛正在参与一场关于生命本质的伟大发现。

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坦白讲,我之前对生物化学的理解是零散且片面的,很多概念都停留在高中的课本层面,模糊不清。而这本书,就像是在我脑海中构建了一个清晰而庞大的生命分子世界地图。我从未想过,那些微小的分子竟然能够如此精密地协同工作,完成如此复杂而壮观的生命活动。书中的叙述方式非常灵活,它并非一味地灌输理论,而是巧妙地运用类比和生活中的例子,将抽象的化学概念变得生动形象。例如,它将酶比作高效的“分子机器”,将DNA比作“生命的代码本”,将细胞膜比作“精密的守门员”。这样的比喻让我更容易理解那些复杂的分子结构和功能。我特别欣赏书中关于遗传信息传递的部分。DNA的复制、转录和翻译,这些过程被详细地描绘出来,让我惊叹于生命的延续是如何通过如此精确的分子机制来实现的。我明白了DNA的双螺旋结构为何如此重要,RNA又扮演着怎样的“信使”角色,而核糖体又是如何将这段信息转化为具有特定功能的蛋白质。这本书不仅让我理解了“是什么”,更让我思考了“为什么”。为什么DNA是双螺旋?为什么某些氨基酸会排列成特定的序列?为什么蛋白质会有不同的三维结构?这些“为什么”的解答,让我对生命奥秘的探索欲愈发强烈。它不仅仅是一本教科书,更是一扇通往生命科学深处的大门,让我看到了无限的可能性。

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我不得不说,这本“生物化学”彻底颠覆了我对生命活动的刻板印象。我一直以为生化反应都是枯燥乏味的化学方程式,但这本书完全打破了这个观念。它将生命中的每一个过程都描绘得栩栩如生,仿佛我就是那个身处细胞之中的观察者,亲眼见证着能量的转化、信息的传递以及物质的合成与分解。让我印象特别深刻的是关于代谢途径的部分。书中的讲解并没有止步于列出各种反应步骤,而是深入探讨了这些途径之间的相互联系和调控机制。我学会了如何理解糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化这些重要的能量代谢过程,以及它们如何协同工作,为细胞提供源源不断的能量。更让我着迷的是,这本书还揭示了这些代谢途径是如何与营养物质的摄入和利用紧密相连的。我了解到,我们吃的食物最终是如何被分解、转化,并最终为身体提供能量和构建材料的。这让我对“吃什么”、“如何吃”有了全新的认识,也让我更加关注饮食健康的重要性。此外,书中关于信号转导的章节更是让我大开眼界。我了解到,细胞之间是如何通过各种信号分子进行交流,以及这些信号是如何被接收、传递并最终引发细胞内部一系列反应的。这对于理解免疫应答、神经传递甚至癌症的发生和发展都至关重要。我甚至开始思考,如果我能够掌握这些生化原理,是否就能更好地理解和应对某些疾病。这本书的逻辑清晰,循序渐进,即使是初学者也能轻松上手,并且在深入探索的过程中不断获得新的惊喜。

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我必须坦白,在阅读这本书之前,我对生物化学的印象是“晦涩难懂”。然而,这本书彻底改变了我的看法。它像是一位技艺精湛的向导,带领我穿越了生命分子复杂的迷宫,让我看到了隐藏在现象背后的本质。我特别喜欢它关于细胞信号传递的讲解。我从未想过,我们身体内的每一个细胞,都在进行着如此频繁而复杂的“对话”。从激素的释放到受体的结合,再到细胞内的级联反应,整个过程被描绘得如同精密上演的戏剧。我了解到,正是这些精妙的信号传递,才使得我们的身体能够协调一致地工作,实现生命活动的正常运行。这本书让我开始理解,为什么有些药物能够治疗疾病,它们的原理往往是干扰或模拟体内的信号传递过程。此外,关于DNA和RNA的章节,更是让我惊叹于生命的“蓝图”是如何被精确地复制和解读的。从DNA双螺旋的结构到RNA的转录和翻译,每一个步骤都充满了令人赞叹的智慧。我明白了基因是如何存储遗传信息,以及这些信息又是如何被转化为具有功能的蛋白质,从而决定了生命的性状。这本书的语言风格非常吸引人,它充满了探索精神,引导我不断地提出问题,并尝试从生物化学的角度去寻找答案。

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在我读这本书之前,我对生物化学的理解,就像是站在一片迷雾笼罩的森林边缘,只能看到零星的树影,却无法窥探到森林的全貌。而这本书,则像是一盏明亮的探照灯,驱散了迷雾,让我看到了生命分子运作的宏伟图景。它以一种非常易于理解的语言,将看似复杂的生物化学概念,变得清晰明了。我特别喜欢书中关于能量转换的章节。我以前总觉得能量是个很抽象的概念,但这本书让我明白了,能量在生命体中是以多么具体和多样化的形式存在的。从光合作用中将光能转化为化学能,到细胞呼吸中将化学能转化为ATP,再到肌肉收缩中将ATP的化学能转化为机械能,每一个过程都被描绘得栩栩如生。它让我明白了,生命之所以能够生生不息,正是因为有如此高效而精密的能量转换机制。此外,书中对代谢途径的讲解,也让我大开眼界。它不仅仅是列出了各种反应步骤,更重要的是,它揭示了这些途径之间的相互联系和调控机制,让我看到了一个“动态平衡”的生命系统。我开始理解,为什么某种营养物质的缺乏,会导致身体一系列的功能紊乱。这本书的叙述方式非常吸引人,它充满了科学的严谨和人文的关怀,让我感受到了生命的神奇与伟大。

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这本书简直是打开了我的新世界大门!我一直对生命体的运作方式充满了好奇,但苦于缺乏专业的知识背景,很多时候只能停留在表面。“生物化学”这本书,就像是一位循循善诱的导师,用一种极其清晰易懂的方式,为我揭开了生命最本质的奥秘。它并没有一开始就抛出令人望而生畏的专业术语和复杂的化学反应式,而是从最基础的概念入手,比如构成生命体的基本单位——原子、分子,以及它们如何组合成更复杂的结构。我最喜欢的部分是关于蛋白质的章节。我以前只知道蛋白质很重要,但并不知道它为何如此重要,它的结构如何决定它的功能,以及它在体内扮演的各种角色。这本书详细地解释了蛋白质的三维结构,从一级氨基酸序列到复杂的折叠和亚基组装,让我惊叹于大自然在精细调控蛋白质功能上的鬼斧神工。它还深入浅出地讲解了酶催化机理,让我明白了那些看似不可能发生的生化反应,是如何在酶的帮助下以惊人的速度和选择性发生的。读完这部分,我对很多疾病的发生机制,比如基因突变导致的酶活性异常,都有了更深刻的理解。而且,书中大量的图示和模型,帮助我直观地理解那些抽象的概念,比如碳水化合物的环状结构,脂质的两亲性,以及核酸的螺旋结构。我常常会反复翻看这些图,仿佛亲眼看到这些分子在细胞内舞蹈,执行着维持生命所需的各项任务。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的启迪,让我开始从分子层面去思考和理解生命现象。

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这本书,对于我这样一个对生命科学充满好奇,但又缺乏专业知识背景的读者来说,简直是一场及时雨。它并没有一开始就用冰冷枯燥的术语轰炸我,而是用一种非常亲切且引人入胜的方式,将我引入了奇妙的生物化学世界。我最喜欢的部分是关于生物大分子(蛋白质、核酸、碳水化合物、脂质)的讲解。它不仅仅是列举了这些分子的化学结构,更重要的是,它深入浅出地解释了这些结构如何决定了它们在生命体中的功能。例如,蛋白质的复杂三维折叠,是如何让它能够识别特定的底物并催化反应的;DNA的双螺旋结构,又是如何能够精确地存储和复制遗传信息的。我通过这本书,才真正理解了“结构决定功能”这个生物学基本原理的深刻含义。而且,书中对各个生物大分子之间的相互作用也进行了细致的阐述,让我看到了生命体是如何通过这些分子间的协同作用,完成各种复杂的生理过程。例如,酶如何与辅酶协同工作,激素如何与受体结合,DNA如何与蛋白质结合形成染色质等等。这些细节的展现,让我对生命系统的精密和有序感到由衷的赞叹。它不仅仅是一本传授知识的书,更是一本激发思考和探索的书。

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这本“生物化学”给我带来的震撼,远远超出了我的预期。我一直认为,生命的本质是化学反应,但这本书让我看到了化学反应如何以如此美妙而有序的方式,构筑了一个充满活力的生命世界。它并没有回避那些复杂的化学式和反应机制,而是将它们巧妙地融入到对生命现象的解释之中,让我既能理解底层的分子机制,又能体会到宏观的生命活力。我尤其喜欢书中关于能量代谢的部分。它不仅仅是简单的能量守恒,而是将能量的获取、储存和利用描绘成一个 intricate 的生命过程。我学会了理解ATP是如何成为细胞的“能量货币”,以及各种代谢途径是如何高效地将食物中的化学能转化为ATP。这让我对“能量”这个概念有了更深的认识,也让我更加理解为什么我们每天需要摄取食物来维持生命活动。书中关于生物大分子的部分,更是让我惊叹于大自然在构建生命物质时的精巧构思。碳水化合物不仅仅是能量来源,它还参与细胞识别;脂质不仅仅是储存能量的载体,它更是构成细胞膜的关键成分;蛋白质更是“生命万能钥匙”,承担着无数的生理功能。这本书让我意识到,每一个微小的分子,都在生命的长河中扮演着不可或缺的角色。它以一种宏大的视角,展现了生命体内部的精妙设计,让我对生命本身产生了深深的敬畏之情。

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我必须承认,起初我对于“生物化学”这个词汇,总是带着一丝敬畏,甚至有些畏惧。总觉得它充斥着晦涩的公式和难以理解的反应。然而,这本书完全打破了我的固有印象。它以一种极其流畅和富有逻辑的方式,将复杂的生命分子世界呈现在我面前,让我惊叹于生命的精妙与和谐。我尤其被书中关于分子识别的章节所吸引。我了解到,细胞内发生的绝大多数生命活动,都离不开分子之间的精确识别。例如,抗原与抗体之间的特异性结合,酶与底物之间的吻合,以及激素与受体之间的配对,这些都是基于分子之间特殊的化学结构和相互作用。这本书通过大量的实例,让我看到了这种“分子间的对话”是如何精确而高效地进行的。它让我理解了免疫系统是如何抵御病原体的,以及我们的身体是如何对外界刺激做出反应的。此外,书中关于核酸的讲解,更是让我对生命的“遗传密码”有了全新的认识。DNA的结构、复制、修复,以及RNA的合成和功能,这些过程被描绘得如同精密的工程。我看到了生命信息是如何被编码、传递和表达的,以及基因突变是如何可能导致疾病的发生。这本书的阅读体验非常愉悦,它不仅提供了知识,更激发了我对生命科学的无限遐想。

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