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出版者:高等教育出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:11.0

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isbn号码:9787040039139

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• 机械工程
• 材料科学
• 工程材料
• 金属材料
• 非金属材料
• 材料力学
• 材料选择
• 机械设计
• 材料性能
• 工程技术

现代生物化学导论：从分子到生命系统 第一部分：基础化学与生物大分子 第一章：生命的化学基石 本章深入探讨构成生命体的基本化学原理。我们将从原子结构和化学键的形成入手，重点解析水作为生命溶剂的独特性质及其对生物过程的决定性影响。此外，还将详细阐述酸碱平衡在细胞环境中的重要性，特别是缓冲系统的作用机制，这对维持细胞内稳态至关重要。能量学基础部分，如吉布斯自由能和反应熵变，将为理解代谢途径提供必要的理论框架。 第二章：碳水化合物的结构、功能与代谢 碳水化合物是生物体内主要的能量来源和结构组成部分。本章首先描绘单糖、双糖和多糖的化学结构，包括手性、异构化和糖苷键的形成。随后，我们将系统分析它们在生命活动中的多重角色，例如葡萄糖的储存形式（糖原、淀粉）和结构支撑（纤维素、几丁质）。核心内容将聚焦于碳水化合物的代谢途径，从糖酵解的每一步反应、克雷布斯循环（三羧酸循环）的精妙调控，到氧化磷酸化中跨膜电子传递链的效率，以及无氧呼吸（发酵）的生理意义。我们还将探讨糖类在信号转导和细胞识别中的作用。 第三章：脂质的结构多样性与生物学意义 脂质远非简单的能量储备。本章将分类介绍不同类型的脂质：脂肪酸的结构特征和饱和/不饱和度的影响；甘油三酯的储存功能；磷脂和鞘脂作为细胞膜基本骨架的结构组织方式，及其双层膜的形成原理。胆固醇及其衍生物在膜流动性和激素合成中的关键作用也将被深入剖析。此外，膜脂的合成与降解代谢路径，以及脂蛋白在体内的运输机制，将构成脂质代谢学习的另一重要板块。 第四章：蛋白质的化学与功能多样性 蛋白质是执行生命活动的主要“分子机器”。本章从氨基酸的结构、分类（极性、非极性、带电荷等）和肽键的形成开始。随后，重点阐述蛋白质的四级结构层级——一级序列、二级折叠（α螺旋和β折叠）、三级整体构象以及四级结构组装。折叠的稳定机制（氢键、疏水作用、离子键、二硫键）和错误的折叠对疾病（如朊病毒病）的影响将被详细探讨。功能方面，本章将概述酶催化的基本原理、底物特异性、活性位点的作用机制，以及变构调节在代谢控制中的地位。 第五章：核酸的结构、复制与信息流 核酸是遗传信息的载体和执行者。本章细致描绘核苷酸的组成（碱基、戊糖、磷酸基团）和DNA的双螺旋结构（沃森-克里克模型）。我们将讨论碱基配对的稳定性及其修复机制。随后，内容将转向遗传信息的流动：DNA的半保留复制过程的分子机制，包括解旋酶、引物酶、DNA聚合酶和连接酶的具体作用。此外，RNA的种类（mRNA, tRNA, rRNA）及其在蛋白质合成中的结构和功能，特别是原核和真核生物中转录和翻译的复杂调控网络，将作为本部分的高潮。 第二部分：代谢与能量转化 第六章：酶学动力学与调控 本章聚焦于酶的催化本质。我们将深入解析米氏方程及其参数（$V_{max}, K_m$）的生物学意义，并讨论双底物反应和酶活性的测定方法。重点内容包括酶抑制剂的类型（竞争性、非竞争性、混合型）及其对反应速率的影响。此外，辅因子和辅酶在酶促反应中的角色，以及如何通过pH、温度和蛋白质修饰（如磷酸化）对酶活性进行精确的生理调控，将为理解代谢流打下坚实基础。 第七章：能量代谢的核心：ATP的生成与利用 本章围绕生命体如何捕获和转化能量展开。线粒体结构和功能（内膜、外膜、嵴、基质）是理解该过程的先决条件。我们将详尽阐述氧化磷酸化（OXPHOS）的机理，包括电子传递链中各个复合体的精确定位和功能，以及质子梯度驱动ATP合酶合成ATP的化学渗透偶联理论。此外，对光合作用（在植物和藻类中）中光反应和碳固定（卡尔文循环）的机制也将进行系统性介绍，作为与细胞呼吸相对应的能量捕获过程。 第八章：宏量营养素的整合代谢 本章旨在整合碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢通路。我们将探讨这些宏量营养素如何在体内相互转化，以及它们如何汇入中心代谢枢纽——克雷布斯循环。重点内容包括：糖异生（非碳水化合物前体合成葡萄糖）、β-氧化途径分解脂肪酸产生乙酰辅酶A、以及氨基酸的脱氨基作用和碳骨架的去向。酮体的生成及其在饥饿状态下的生理意义，将展示代谢适应性的复杂性。 第三章：代谢的调控与疾病关联 本章探讨机体如何通过激素和别构效应控制代谢流。胰岛素和胰高血糖素在血糖稳态中的拮抗作用将作为核心案例。我们将分析不同组织（如肝脏、肌肉、脂肪组织）如何响应不同的营养状态。最后，本章将联系临床实例，探讨代谢紊乱如何导致糖尿病、肥胖症等重大疾病，从而体现生化知识的实际应用价值。 第三部分：信息传导与分子技术 第十章：膜运输与信号转导 细胞膜的流动性模型及其选择性通透性是本章的起点。我们将研究主动运输（如$ ext{Na}^+/ ext{K}^+$-ATP酶）和被动运输（如离子通道、载体蛋白）的分子机制。随后，将全面解析细胞信号转导的通用模式：信号分子、受体结合、第二信使（cAMP, $ ext{IP}_3$, $ ext{Ca}^{2+}$）的产生与放大。重点分析受体酪氨酸激酶通路（如生长因子通路）和G蛋白偶联受体（GPCRs）通路的复杂级联反应，及其如何精确控制细胞的增殖、分化和凋亡。 第十一章：基因表达的调控 本章从分子生物学视角审视遗传信息的精确控制。我们将详细考察原核生物中的操纵子模型（如Lac操纵子）和真核生物中更为复杂的转录调控机制，包括转录因子、增强子、沉默子和染色质重塑的作用。RNA加工（剪接、加帽、加尾）在真核生物中的关键步骤及其对蛋白质多样性的贡献将被详细阐述。此外，对基因沉默、RNA干扰（RNAi）以及表观遗传学修饰（DNA甲基化、组蛋白修饰）在长期基因表达调控中的作用也将进行深入探讨。 第十二章：现代生物化学分析技术 本章介绍当前生物化学研究中不可或缺的实验工具。我们将系统介绍用于蛋白质分离和鉴定的技术，包括电泳（SDS-PAGE, 等电聚焦）和各种层析技术（离子交换、凝胶过滤、亲和层析）。对于核酸分析，PCR技术（及其定量形式qPCR）的原理和应用，以及DNA测序技术的发展历程将是重点。最后，对蛋白质结构解析的关键技术如X射线晶体学和低温电子显微镜（Cryo-EM）的工作原理及其在解析复杂生物大分子结构中的突破性进展也将有所介绍。 本书旨在为读者构建一个系统、深入且相互关联的生物化学知识体系，强调分子结构如何决定功能，以及稳态的维持和信息的精确传递是生命活动的核心。

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这本书的结构组织逻辑非常缜密，它采用了一种由宏观到微观、再由基础到应用层层递进的结构。开篇对材料的宏观力学性能测试方法进行详尽说明，为后续的理论推导奠定了坚实的实验基础。接着，它巧妙地引入了热力学和动力学的基本原理，解释了这些性能背后的能量驱动力。我特别欣赏它在章节末尾设置的“思考题与工程案例延伸”部分。这些问题往往不是简单的知识点复述，而是需要读者综合运用前面学到的多方面知识才能解答的开放性问题，极大地锻炼了我的分析和综合能力。这些延伸不仅是对知识点的巩固，更是一种思维模式的训练，引导我们跳出单一学科的限制去看待问题。阅读完这本书，我最大的收获不是记住了一堆材料的牌号或参数，而是建立了一套系统化的材料思维框架，明白了如何以一种科学、严谨的态度去评估和决策任何一项涉及材料选择的工程任务。它成功地将复杂的材料科学转化成了一种实用的工程语言。

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这本书绝对是为那些想在理论和实践之间架起坚实桥梁的工程师和技术人员量身定做的。我刚翻开目录，就被它那种深入骨髓的严谨性所吸引。它没有停留在泛泛而谈的材料特性介绍，而是直奔核心——从原子结构层面解析为何某些合金具有超乎想象的强度和韧性。比如，它对相变动力学的阐述，简直是教科书级别的清晰，配合着那些详尽的相图，即便是初次接触这些复杂概念的人也能迅速掌握要领。更让我惊喜的是，它对先进制造工艺对材料微观结构影响的探讨，这一点在很多同类书籍中往往是蜻蜓点水。作者显然是花了大量心血，将热处理、塑性加工这些工艺过程，与最终材料性能的演变紧密地联系起来，形成了完整的逻辑链条。读完关于疲劳和断裂韧性的章节，我立刻感到自己对结构失效的预防有了更深刻、更系统的认识。这本书不是那种读完后会束之高阁的工具书，它更像是一位经验丰富的老专家，在你身边耐心地为你解析每一个工程难题背后的材料学逻辑。对于任何一个想在设计和制造领域追求卓越的人来说，这本书提供的知识深度和广度是无可替代的。

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老实说，我最初对这类专业书籍的期待是比较低的，通常都是概念堆砌，枯燥乏味。但《机械工程材料》这本书完全颠覆了我的印象。它最成功的地方在于其叙事方式的流畅性与案例的实战性。作者似乎深谙如何将晦涩的科学原理转化为工程师日常能直接应用的知识。比如，在讨论高温合金的蠕变行为时，它不仅仅罗列了各种实验数据和阿伦尼乌斯方程，而是穿插了航空发动机叶片在极端工况下失效的真实案例分析，这使得理论不再是空中楼阁，而是有了鲜活的生命力。我特别喜欢它在材料选择和替代方案对比上的平衡处理。它不搞“唯我独尊”，而是客观地分析了不同材料体系（如金属基复合材料与传统钢材）在特定工况下的优缺点及成本考量，这种务实的态度非常贴合工业界的真实需求。阅读过程中，我感觉自己不是在被动接受知识，而是在参与一场高级别的技术研讨会，很多以往困扰我的设计瓶颈，在读完相关章节后，茅塞顿开，找到了新的解决路径。这本书绝对是提升工程判断力的利器。

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这本书的排版和图示设计，简直是为现代阅读习惯量身定制的。我一向对那些文字密密麻麻、图表模糊不清的书感到头疼，但这本则完全没有这个问题。大量的流程图、示意图和微观结构照片都采用了高分辨率、对比度极佳的方式呈现，尤其是那些关于晶界扩散和位错运动的示意图，生动到几乎可以直接用于教学演示。我尤其欣赏它在材料的“环境适应性”这一主题上的细致入微。现代工程设计早已不只是关注材料的强度，更关注其在腐蚀、辐射、极端温度下的长期稳定性。书中对应力腐蚀开裂（SCC）的机理剖析非常到位，它清晰地指出了电化学和机械应力是如何协同作用导致灾难性失效的，并提供了具体的防护措施建议。对于从事海洋工程或核能领域的工程师来说，这部分内容价值连城。这种对细节的偏执，让这本书的权威性毋庸置疑。它不仅仅是一本教材，更像是一本详尽的工程故障排除手册，随时可以翻阅查阅，从中获取解决问题的灵感和依据。

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我发现这本书在处理新兴材料和前沿技术方面做得非常出色，没有固步自封于传统的“黑色金属”范畴。它花了相当大的篇幅去介绍和剖析先进功能材料，比如形状记忆合金（SMA）和超导材料的应用潜力。这种前瞻性让我觉得这本书在未来几年内依然会保持其高价值。作者没有仅仅停留在介绍这些“高大上”的材料的特性，而是深入探讨了如何将这些材料的独特属性融入到实际的机械设计循环中，探讨了它们在实际应用中遇到的工艺难题和寿命预测挑战。例如，对于增材制造（3D打印）金属部件的缺陷控制，书中给出了非常细致的指导，对比了不同打印路径对残余应力和孔隙率的影响，这一点对于正在向数字化制造转型的企业来说，是极其宝贵的实战经验。阅读这本书，让我对未来的机械设计图景有了更清晰的认识——材料科学与先进制造的深度融合，已经成为定义下一代工程产品的核心驱动力。

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