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出版者:

作者:王岚，仇惠，王晨光

出品人:

页数:154

译者:

出版时间:2005-10

价格:20.00

装帧:

isbn号码:9787117070225

丛书系列:

图书标签:

• 医用物理学
• 医学物理
• 物理实验
• 医学影像
• 放射物理
• 剂量学
• 实验教学
• 医疗器械
• 生物物理
• 核医学

《生命科学前沿探索：从分子到系统》 图书简介 《生命科学前沿探索：从分子到系统》是一部全面而深入探讨当代生命科学核心领域与尖端进展的学术专著。本书旨在为生命科学、生物技术、医学预科以及相关交叉学科的研究人员、教师和高年级本科生提供一个整合性的视角，理解生命现象是如何在分子、细胞、组织乃至整个生物系统层面得以调控和运作的。 本书的结构设计旨在引导读者逐步深入，从微观的分子基础构建宏观的生命活动。全书共分为七个主要部分，涵盖了从基础理论到新兴技术的广泛内容。 --- 第一部分：分子生物学的基石与重塑 本部分聚焦于生命活动的分子层面驱动力。它不仅回顾了DNA复制、转录和翻译等经典中心法则的精髓，更深入剖析了表观遗传学的最新发现及其对基因表达调控的复杂影响。 第一章：基因组的动态调控 详细阐述了染色质结构如何影响基因的可及性。我们探讨了组蛋白修饰（如甲基化、乙酰化）和DNA甲基化在细胞分化和组织特化中的关键作用。此外，本书对非编码RNA（ncRNA）家族，特别是长链非编码RNA（lncRNA）和微小RNA（miRNA）的调控网络进行了细致的梳理，展示它们如何作为细胞内信号传导的“路由器”。 第二章：蛋白质的结构、功能与相互作用 本章深入探讨蛋白质折叠的物理化学原理，以及伴侣蛋白（Chaperones）在确保蛋白质正确构象中的作用。重点分析了蛋白质翻译后修饰（PTMs）的多样性（磷酸化、泛素化等）如何构建出精细的细胞信号网络。我们还引入了结构生物学的最新进展，例如冷冻电镜（Cryo-EM）如何以前所未有的分辨率揭示复杂蛋白质机器的动态结构。 --- 第二部分：细胞生物学：动态的微观工厂 本部分将视角提升至细胞层面，探讨细胞器的专业化功能、细胞骨架的力学特性以及细胞间信号的传递机制。 第三章：细胞器动态学与代谢整合 本书强调细胞器并非孤立存在，而是通过膜接触位点（MAMs）实现信息和物质的快速交换。对线粒体的生物发生、自噬（Autophagy）在维持细胞稳态中的“回收”功能进行了详尽的论述。代谢流（Metabolic Flux）如何与细胞信号通路耦合，特别是在应激反应中的角色，是本章的重点。 第四章：细胞骨架与细胞运动 深入研究了肌动蛋白、微管和中间纤维这三大骨架系统的分子组成、聚合机制及其在细胞迁移、分裂和物质转运中的机械力学基础。我们特别关注了涉及细胞粘附（Adhesion）的整合素家族，以及它们如何将细胞内信号与细胞外基质（ECM）的物理特性联系起来。 --- 第三部分：免疫学的革命：适应性与先天防御 本部分着眼于机体防御系统——免疫学的最新突破，特别关注免疫耐受和免疫激活的精密平衡。 第五章：先天免疫识别与炎症反应 详细介绍了模式识别受体（PRRs），如Toll样受体（TLRs）和NOD样受体（NLRs），如何感知病原体相关分子模式（PAMPs）和危险相关分子模式（DAMPs）。本章对炎症小体（Inflammasome）的激活及其在调节细胞焦亡（Pyroptosis）中的中心地位进行了深入分析。 第六章：适应性免疫的精确制导 探讨了T淋巴细胞和B淋巴细胞受体的多样性产生机制（V(D)J重组）。对于T细胞活化的三信号模型（激活、共刺激、分化）进行了细致的描绘。此外，本书对肿瘤免疫微环境（TME）中的免疫检查点阻断机制进行了前沿介绍。 --- 第四部分：神经科学与行为：回路与连接 本部分转向复杂系统，探讨神经元的电生理特性、突触可塑性及其对记忆和学习的贡献。 第七章：电生理基础与动作电位 基于离子通道动力学的原理，精确解释了动作电位的产生、传播和不应期。对不同类型的电压门控离子通道和配体门控离子通道的结构与功能差异进行了详尽的比较分析。 第八章：突触传递与可塑性 本章的核心在于阐述突触传递的化学和电学机制。深入探讨了长期增强作用（LTP）和长期抑制作用（LTD）的分子机制，这些机制被认为是学习和记忆的细胞基础。我们还介绍了神经递质的动态释放和再摄取过程。 --- 第五部分：发育生物学与再生医学 本部分关注生命形态的构建过程，以及如何利用这些原理进行组织修复和再生。 第九章：形态发生与组织极性 详细描述了模式形成（Patterning）的关键信号通路，如Hedgehog、Wnt和TGF-β家族。重点分析了细胞间的化学通讯和物理相互作用如何协同作用，建立清晰的前后轴、背腹轴等器官基本布局。 第十章：干细胞生物学与组织工程 区分了多能干细胞（iPSCs）和成体干细胞的特性。本章深入讨论了干细胞命运决定的关键转录因子网络。在组织工程部分，我们探讨了生物材料的选择、支架的设计原则（包括生物相容性和机械性能），以及如何利用生物反应器来模拟生理环境促进组织成熟。 --- 第六部分：系统生物学与生物信息学方法 本部分将实验观察与大规模数据分析相结合，以理解整体系统的行为。 第十一章：建模与网络分析 介绍了如何使用微分方程来描述动态生物过程（如酶促反应动力学）。系统生物学的核心在于识别关键节点和模块，本章侧重于如何通过网络拓扑学分析（如中心性指标）来预测系统对扰动的响应。 第十二章：高通量测序数据的解读 本章专注于转录组学（RNA-seq）、蛋白质组学和单细胞测序（scRNA-seq）产生的大数据集的初步处理流程。介绍了差异表达分析、聚类算法的应用，以及如何将生物信息学结果映射回已知的生物通路图谱。 --- 第七部分：生物物理学基础与成像前沿 本部分强调物理学原理在生命科学研究中的应用，以及现代成像技术如何实现对生命过程的实时、高分辨率观察。 第十三章：生物力学与分子马达 探讨了细胞和组织所承受的机械力（如剪切应力和张力）如何被细胞感知和响应（机械转导）。详细分析了肌球蛋白、驱动蛋白和动力蛋白等分子马达的运作效率、步长和负载能力，它们在细胞内物流中的效率至关重要。 第十四章：先进生物成像技术 超越传统荧光显微镜，本章着重介绍光激活定位显微镜（PALM）、STED显微镜等超分辨率技术如何突破衍射极限，实现纳米尺度的结构解析。此外，对活体成像技术（如双光子显微镜）在监测体内细胞通讯和物质交换方面的应用潜力进行了展望。 --- 结语 《生命科学前沿探索：从分子到系统》旨在搭建一个跨学科的知识桥梁，鼓励读者从不同尺度的视角审视生命现象的复杂性与统一性。本书强调实验设计的严谨性、数据分析的精确性，并预示了未来生命科学研究将更加依赖于计算模型与先进物理工具的深度融合。

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翻开这本书，我立刻感受到了作者试图打破传统教科书的刻板印象，转而采用一种更具启发性和互动性的叙事方式。它更像是一位经验丰富的导师，在你身边，耐心地引导你探索那些曾经晦涩难懂的物理概念。例如，在讲解超声波的声学特性时，书中没有堆砌复杂的傅里叶变换，而是巧妙地用流体力学中的波纹类比，使得多普勒效应的计算变得直观易懂。更令人称道的是，它对新技术的关注度非常高。关于粒子治疗（如质子治疗）的部分，对布拉格峰的形成机理和剂量沉积的特点描述得细致入微，这在很多老旧的教材中是看不到的。阅读过程中，我不断地被鼓励去思考，去质疑现有的技术局限性，而不是被动接受既定知识。文字风格活泼而不失严谨，大量使用插图和图表辅助说明，这些视觉材料的质量极高，极大地提升了学习效率，使得复杂的物理过程可以被清晰地“看见”。

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这本关于现代物理学在医疗领域应用的著作，结构严谨，逻辑清晰，对于我们这些初涉医学物理的读者来说，简直是一盏明灯。作者显然在生物医学工程和辐射物理这两个交叉领域有着深厚的造诣，书中对各种成像技术，比如核磁共振（MRI）和计算机断层扫描（CT）的物理原理进行了极其详尽的阐述。我特别欣赏它在原理讲解中穿插的实际案例，比如如何通过调节射频脉冲序列来优化MRI的信噪比，或者X射线束的能量分布如何影响CT图像的密度分辨能力。书中对剂量学和防护的章节也处理得非常到位，不是简单地罗列规范，而是深入剖析了阿尔法、贝塔、伽马射线的生物学效应，以及如何通过屏蔽材料和时间管理来最大限度地降低对患者和操作人员的风险。对于希望系统掌握医用物理基础，并将其应用于临床实践的专业人士，这本书无疑提供了坚实的理论基石，每一个公式的推导都力求透彻，不会让读者停留在“知其然”的层面，而是真正理解“知其所以然”。

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说实话，我入手这本书之前，对“医用物理”这个领域抱有一些畏惧，总觉得它会充斥着我大学时就头疼不已的偏微分方程和复杂的矩阵运算。然而，这本著作却以一种惊人的平衡感处理了理论深度与可读性之间的关系。它并没有回避数学工具的使用，但每一次用到复杂的数学模型时，都会有一个清晰的物理背景铺垫，让读者明白“我们为什么需要这个工具”。比如，在讨论放射治疗计划系统（TPS）的优化算法时，它并没有直接抛出贝尔曼方程，而是先从最小化剂量梯度和最大化靶区覆盖率的临床需求出发，自然而然地引出变分法在其中的应用。这种由临床问题驱动的教学方法，极大地增强了学习的代入感和实用价值。它真正做到了将抽象的物理定律，转化为解决实际医疗难题的有力武器，让人感觉手中的知识是“活的”。

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这本书的排版和装帧质量令人印象深刻，拿到手里就感觉这是一本值得珍藏的专业参考书。纸张的质地优良，保证了即使长时间翻阅，眼睛也不会感到疲劳，尤其是在对照那些高精度的等值线图和晶体探测器的能谱图时，这一点尤为重要。内容的编排上，作者似乎对读者的认知路径有着深刻的理解。章节的衔接如同精心编织的挂毯，从宏观的电磁辐射基础，逐步深入到微观的辐射生物学效应，再到具体的临床应用设备的工作原理，过渡得非常平顺。我认为，它成功地架起了基础物理学与应用医学之间的桥梁。特别是关于医学图像重建的章节，作者用通俗易懂的语言解释了逆投影和滤波反投影（FBP）算法的核心思想，避免了过度依赖复杂的傅立叶域分析，让非数学专业的读者也能领略到图像生成的奥秘。

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我最欣赏这本书的地方，在于它对未来发展趋势的敏锐洞察力。它不仅仅是一本介绍现有技术的教材，更像是一份展望未来医学物理发展蓝图的指南。书中对PET/CT融合、图像引导放射治疗（IGRT）中的实时运动管理技术，以及未来可能普及的蒙特卡洛模拟在个体化剂量计算中的应用，都有相当深入的探讨。这使得读者在学习经典知识的同时，也能保持对行业前沿的敏感度。作者似乎在告诉我们，物理学在医疗中的角色远未定型，仍然有巨大的创新空间。这种前瞻性的内容安排，极大地激发了年轻研究人员的兴趣，促使我们思考如何利用更先进的计算物理和材料科学来推动临床诊断和治疗的精度和效率。总而言之，这是一本兼具深度、广度和时代性的优秀专业书籍。

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