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出版者:第1版 (2004年9月1日)

作者:李瑶编

出品人:

页数:314 页

译者:

出版时间:2004年9月1日

价格:50.0

装帧:平装

isbn号码:9787502558826

丛书系列:

图书标签:

• 基因
• 基因芯片
• 功能基因组
• 基因组学
• 生物信息学
• 分子生物学
• 生物技术
• 基因表达
• 高通量筛选
• 遗传学
• 生物医学工程

远古的回响：探寻地球生命起源的奥秘 本书简介 本书将带领读者踏上一场横跨数十亿年的史诗级旅程，深入探索地球生命起源的复杂谜团。我们不会聚焦于后来的基因技术或分子生物学的前沿应用，而是将目光投向那个混沌、原始的地球——生命胚胎正在酝酿的纪元。全书旨在构建一个基于地质学、化学演化和天体生物学交叉视角的宏大叙事，力求以严谨的科学态度和引人入胜的叙事风格，重现生命诞生的关键“如果”与“如何”。 第一部分：失落的伊甸园——前生命地球的环境构建 在生命出现之前，地球是什么样子的？本书的第一部分将详细描绘冥古宙（Hadean Eon）和太古宙（Archean Eon）的极端环境。我们将细致剖析早期地球的大气构成——富含甲烷、氨气、水蒸气和二氧化碳，缺乏游离氧气的还原性环境。 火山与板块的躁动： 深入探讨早期地质活动如何塑造了原始海洋和陆地雏形。板块构造的缓慢启动、频繁的超强火山喷发，为复杂的化学反应提供了必要的能量和矿物催化剂。 海洋的化学汤： 分析米勒-尤里实验所揭示的有机单体形成的可能性，并扩展到深海热液喷口——被认为是生命起源的“黑烟囱”——作为能量和物质交换的理想场所。我们将审视这些极端环境下的化学平衡，以及如何从简单的无机物中合成出氨基酸和核苷酸的前体。 “撞击的洗礼”： 详细论述“后期重轰炸期”（Late Heavy Bombardment）对生命起源的潜在影响。这些巨大的撞击事件既可能摧毁了早期形成的简单生命形式，也可能通过携带的水和挥发性有机物，加速了生命所需“原料”的积累。 第二部分：从分子到自复制——化学演化的关键阶梯 本部分聚焦于化学演化中最具挑战性的环节：如何将这些散乱的有机分子组织成具有特定功能的结构，并最终实现自我复制。 聚合的难题： 探讨在缺乏酶催化剂的情况下，单体（如氨基酸、核苷酸）如何克服熵增的阻力，形成聚合物（蛋白质和核酸链）。我们将重点分析矿物表面（如粘土或黄铁矿晶格）作为原始“模板”或催化剂的作用。 “RNA世界”的兴衰： 深入阐述关于RNA作为生命早期遗传物质和催化剂的假说。我们不仅讨论RNA的自催化特性（核酶），更会细致分析早期遗传物质可能面临的挑战，例如：分子稳定性、复制的保真度以及如何从随机序列中筛选出有效信息。 囊泡的诞生与界限的形成： 研究脂质分子在水溶液中自发形成双层膜结构（原始细胞或微球）的过程。界限的出现是生命诞生的关键一步，它使得内部化学环境可以独立于外部环境进行演化和积累。我们将分析这些原始细胞如何通过简单的物理过程（如分裂或融合）实现“增长”和“分裂”。 第三部分：跨越鸿沟——从原核细胞到通用祖先 本部分将跨越化学演化与生物演化之间的巨大鸿沟，探讨最早的、具有完整代谢和遗传系统的原初生命体的出现。 能量的捕获与利用： 研究早期生命如何从环境中获取能量。这可能包括对化学能（如硫化物氧化还原反应）的直接利用，而非依赖光合作用。我们将分析最早的能量代谢回路，如逆转的柠檬酸循环的可能形态。 遗传密码的“锁定”： 探讨DNA取代RNA成为主要遗传物质的演化驱动力。是什么使得三联体密码（Codon）被“选中”并固定下来？本书将援引对现代生物中遗传密码保守性的研究，推测早期密码系统的多样性及其最终的收敛。 LUCA：通用始祖生命体的画像： 基于比较基因组学对现代生命体（细菌、古菌、真核生物）的系统发育重建，勾勒出“最后共同祖先”（LUCA）的生物学特征——它可能已经拥有了完善的蛋白质合成机器、细胞膜和基础的DNA复制机制。但请注意，LUCA并非地球上的第一个生命体，而是我们所有已知生命的共同祖先。 第四部分：生物圈的黎明——太古宙的生态学演进 最后一部分将讨论第一个真正的生物圈是如何建立起来的，以及它对地球环境产生的第一次深刻改变。 光合作用的突破： 详细介绍“厌氧光合作用”与“产氧光合作用”（如含硫细菌的光合作用）的出现。本书将重点分析蓝细菌的出现及其对大气氧气的积累，这一过程如何为后续更高效的需氧代谢铺平了道路。 “大氧化事件”的序曲与后果： 探讨早期微生物群落如何开始积累氧气，以及这一剧变对当时厌氧生物的毁灭性影响，这场危机也为真核生物的演化创造了生态位。 沉积岩中的指纹： 通过分析叠层石（Stromatolites）等古生物学证据，追踪数十亿年前微生物群落的活动轨迹，理解这些早期生命形态如何开始塑造岩石圈和水圈。 本书严格基于化石记录、地质年代学、实验室模拟化学演化，以及对现有生命体系的追溯分析，构建了一个从无机物到细胞的连续演化路径。全书旨在提供一个宏大且细节丰富的叙事，探索宇宙中“生命出现”这一罕见事件的内在机制。

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不得不提的是，这本书的叙事节奏把握得非常好，它不像传统教科书那样板着脸孔堆砌公式和定义，而是有一种引导读者深入思考的节奏感。在介绍完某项技术的核心原理后，总会紧接着出现一个“案例分析”或“前沿展望”的小节。比如，在谈到SNP（单核苷酸多态性）芯片时，作者并没有过多纠缠于早期的基因分型技术，而是迅速将重点转移到了如何利用这些数据进行关联性研究（GWAS）的思路。这种前瞻性让读者在学习基础知识的同时，也时刻保持着对未来科研方向的敏感度。虽然内容很硬核，但作者的文风是那种非常沉稳、值得信赖的学者风格，用词精准，逻辑严密，读起来虽然需要集中注意力，但每次“顿悟”的快感都让人欲罢不能。

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这本《基因芯片与功能基因组》的封面设计极其引人注目，那种深邃的蓝色调配上简约的线条构图，立刻就能让人感受到其中蕴含的科技前沿气息。我本来对生物信息学领域了解不多，更多的是出于对“基因”这个概念的好奇。翻开书页，首先映入眼帘的是清晰的图表和排版，这对于理工科书籍来说至关重要。我记得有一章节专门讲解了微阵列技术（microarray）的原理，作者用一种近乎于讲故事的方式，把复杂的分子杂交过程描述得浅显易懂，仿佛亲眼看到了那些荧光信号是如何被捕获和量化的。书中对早期基因表达谱分析的案例回顾尤其精彩，那些早期的实验设计中的局限性，以及科学家们如何一步步优化流程，那种探索未知的精神通过文字扑面而来，让我这个外行也能体会到科研工作的艰辛与乐趣。特别是关于数据质量控制的那部分，详述了如何区分真正的生物学信号和实验噪音，这体现了作者对实验严谨性的极高要求。读完这部分，我感觉自己对“高通量测序”这个时髦词汇背后的基础技术原理有了更扎实的概念。

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对我而言，这本书更像是一座知识的桥梁，连接了基础的分子生物学知识和尖端的基因组学应用。我尤其欣赏作者在讨论技术局限性时所流露出的那种批判性思维。例如，书中对基因芯片技术在应对基因组复杂结构变异（如拷贝数变异CNV）时的不足，进行了坦诚的分析，并自然地引出了下一代测序技术（NGS）的优势。这种对比不是为了贬低旧技术，而是为了说明科学进步是一个螺旋上升的过程。阅读过程中，我感觉作者不仅仅是在传授知识，更是在培养一种科学家的“素养”——即用最合适的工具解决最恰当的问题，并对工具本身的局限性保持清醒的认识。这本书为我打开了一扇窗，让我看到了分子生物学如何真正地“动起来”，参与到理解复杂生命现象的宏大叙事中去。

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这本书的深度和广度确实超出了我的预期。我原以为它会集中在某一个技术点上，没想到它构建了一个非常完整的知识体系框架。从DNA探针的设计，到杂交条件的优化，再到最后的生物信息学分析流程，逻辑链条衔接得天衣无缝。其中关于数据标准化的章节，简直是一部实用的操作指南。作者没有仅仅停留在理论层面，还穿插了许多实际操作中遇到的“陷阱”和规避方法，比如如何处理批次效应（batch effect），这对于任何想亲自上手做实验的人来说都是无价的经验。我印象非常深刻的是对“假阳性”和“假阴性”的讨论，作者用清晰的思维导图展示了在不同实验阶段，这些错误是如何产生的，以及如何用生物学验证手段（如qPCR）来“复核”芯片的结果。这种“闭环”的研究思维，是这本书最宝贵的地方之一，它教会读者如何进行一个负责任的科学研究。

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读到关于功能基因组学部分时，我简直是如获至宝。我对那些关于疾病标记物筛选的讨论非常感兴趣，书中详细对比了几种不同的生物学模型在芯片实验中的适用性，比如用人类细胞系与直接取自患者样本的数据进行比较分析的优缺点。作者的论述非常客观，既不夸大基因芯片技术的潜力，也不回避其在特定复杂疾病研究中的瓶颈。举例来说，书中对非编码RNA（non-coding RNA）在芯片上检测的挑战进行了深入剖析，这部分内容非常专业，但作者巧妙地引入了一些对比实验的结果，使得原本枯燥的分子生物学知识变得生动起来。我特别欣赏书中对统计学在数据解读中作用的强调，它提醒我们，再完美的实验数据，如果没有恰当的统计验证，也只是一堆数字。这种对“证据”的执着，让这本书的学术价值得到了极大的提升，绝对不是那种只停留在表面概念介绍的科普读物。

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