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出版者:

作者:陆征一 周义仓

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2007-9

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787030164681

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• 数学
• 科学
• 生物数学
• 生物
• 数学建模
• 生物数学
• 计算生物学
• 系统生物学
• 生物动力学
• 生态数学
• 进化数学
• 生物统计
• 数学方法
• 交叉学科

《现代生物学研究前沿》 本书旨在为读者呈现生物学领域最具活力和突破性的研究方向，勾勒出当前生命科学探索的广阔图景。我们聚焦于那些正在重塑我们对生命理解、催生革命性技术、并有望解决全球健康与环境挑战的关键领域。 一、基因组学与后基因组时代的新视界 自人类基因组计划的完成以来，基因组学的发展并未止步，而是迈入了更加深入和精细的时代。本书将带您走进后基因组时代的研究前沿，探索： 单细胞基因组学： 揭示细胞异质性在发育、疾病和衰老过程中的核心作用。我们将详细介绍单细胞DNA测序、RNA测序以及表观遗传学分析的最新技术，以及它们如何帮助我们理解癌症的微环境、免疫细胞的动态变化以及神经系统的复杂调控。 长读长测序与结构变异分析： 突破了传统短读长测序的局限，长读长技术能够更准确地解析基因组的复杂结构变异，如插入、缺失、倒位和易位。本书将阐述这些技术如何帮助我们绘制更完整的基因组图谱，识别与罕见病和复杂性状相关的基因组重排，并深入理解植物和微生物基因组的动态演化。 基因组编辑技术的最新进展（CRISPR及Beyond）： CRISPR-Cas9及其衍生技术的飞速发展，为基因功能研究和基因治疗带来了前所未有的机遇。我们将深入探讨CRISPR技术的精准化、高效化改造，以及用于碱基编辑、表观遗传编辑的新型工具。本书还将讨论基因编辑在疾病模型构建、基因疗法开发以及农业育种中的应用前景与伦理挑战。 功能基因组学与转录组学： 不仅要测序，更要理解基因的功能。本书将重点介绍Hi-C、ChIP-seq等技术如何揭示染色质三维结构与基因表达的关联；RNA测序（RNA-seq）如何量化基因表达水平，识别非编码RNA的功能；以及单细胞转录组学如何绘制细胞发育轨迹和细胞间的互作网络。 二、蛋白质组学与功能探针：解析生命活动的分子机器 生命活动的执行者是蛋白质，蛋白质组学研究正以前所未有的深度和广度揭示蛋白质的身份、数量、修饰、相互作用以及三维结构，从而理解细胞如何运作。 高分辨率蛋白质组学： 介绍质谱技术在定量蛋白质组学中的最新突破，包括TMT、iTRAQ以及label-free定量方法。本书将阐述如何利用这些技术大规模鉴定和定量细胞、组织或体液中的数千种蛋白质，揭示疾病状态下蛋白质表达谱的改变。 蛋白质修饰组学： 磷酸化、糖基化、乙酰化等蛋白质翻译后修饰（PTM）是调控蛋白质功能和信号转导的关键。本书将详细介绍针对不同PTM的富集和鉴定策略，以及它们在细胞信号通路、代谢调控和疾病发生中的作用。 蛋白质相互作用组学： 绘制蛋白质之间的“社交网络”是理解生命过程的基础。本书将介绍酵母双杂交、质谱联用免疫沉淀（Co-IP/MS）等技术，以及计算生物学方法在预测和分析蛋白质互作网络中的应用。 结构蛋白质组学与冷冻电镜（Cryo-EM）： Cryo-EM技术的突破性进展，使得解析大型、复杂蛋白质复合物的高分辨率三维结构成为可能。本书将展示Cryo-EM如何帮助我们理解酶的催化机制、膜蛋白的功能以及病毒的组装过程，为药物设计提供结构基础。 功能性蛋白质探针： 介绍化学蛋白质组学、生物正交化学等策略，如何开发能够特异性标记、追踪和操纵蛋白质的探针，用于研究蛋白质在细胞内的动态定位、活性以及与小分子的相互作用。 三、细胞生物学的前沿探索：从单细胞到复杂组织 细胞是生命的基本单位，现代细胞生物学研究正以前所未有的技术手段，深入理解细胞的结构、功能、相互作用以及在多细胞生物体内的组织和调控。 活细胞成像与超高分辨率显微镜： 突破光学衍射极限，STED、PALM、STORM等超高分辨率显微镜技术让我们能够以前所未有的清晰度观察细胞内部的分子事件。本书将介绍这些技术在研究细胞骨架动力学、囊泡运输、DNA复制和修复等过程中的应用。 细胞重编程与干细胞技术： 从诱导多能干细胞（iPSC）到类器官（organoids）的构建，细胞重编程技术为疾病建模、药物筛选和再生医学开辟了新的道路。本书将深入探讨iPSC的制备、分化策略，以及类器官在模拟体内器官结构和功能方面的潜力，例如肠道类器官、脑类器官和肝脏类器官。 细胞通讯与信号转导： 细胞通过复杂的信号网络进行交流和协调。本书将介绍微流控技术在模拟细胞微环境、研究细胞-细胞相互作用中的应用；以及新一代生化与分子生物学技术如何解析信号通路中的关键节点和调控机制。 细胞衰老与再生： 揭示细胞衰老的原因和机制，并探索如何通过干预衰老过程来促进组织修复和延长健康寿命。本书将讨论衰老细胞的鉴定、衰老相关分泌表型（SASP）的研究，以及再生医学在修复受损组织中的策略。 四、系统生物学与计算生物学：整合与预测的时代 面对海量的生物学数据，系统生物学和计算生物学成为解析生命复杂性的关键驱动力。它们致力于整合不同层次的生物学信息，建立数学模型，从而理解和预测生命系统的整体行为。 网络生物学： 基因调控网络、代谢网络、信号转导网络等复杂网络的研究，帮助我们理解细胞和生物体如何整合信息并做出响应。本书将介绍绘制和分析这些网络的计算方法，以及它们在疾病诊断和药物靶点发现中的应用。 机器学习与人工智能在生物学中的应用： AI正在以前所未有的方式赋能生物学研究。本书将探讨机器学习算法如何在基因组序列分析、蛋白质结构预测、药物发现、图像识别和大数据挖掘中发挥作用，加速科学发现的进程。 建模与模拟： 利用数学模型和计算机模拟来理解复杂的生物过程，如群体遗传学、生态动力学、甚至整个细胞的代谢行为。本书将介绍不同类型的模型（如微分方程模型、Agent-based模型）及其在预测疾病传播、优化生物反应器设计等方面的应用。 整合组学（Multi-omics）分析： 将基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等多种数据整合起来，提供对生命系统更全面的理解。本书将讨论多组学数据整合的技术挑战，以及如何从中挖掘隐藏的关联和生物学见解。 五、生物技术与应用：改变我们的世界 生物技术的研究成果不仅推动了基础科学的进步，更在医药、农业、环境、能源等领域催生了一系列革命性的应用，深刻地改变着我们的生活。 合成生物学： 通过设计和构建新的生物部件、设备和系统，或重新设计已有的自然生物系统，以创造具有新功能的生物体。本书将介绍合成生物学在设计生物传感器、工程化微生物生产生物燃料和药物，以及构建人工生命系统方面的进展。 精准医疗与个性化治疗： 基于个体基因组学、蛋白质组学等信息，为患者提供量身定制的诊断、预防和治疗方案。本书将探讨基因测序在肿瘤诊断和治疗中的应用，以及基于细胞和基因疗法的新兴治疗模式。 生物制造与绿色化学： 利用生物系统生产化学品、材料和能源，减少对化石燃料的依赖，并降低环境污染。本书将介绍微生物发酵、酶催化等在生物制造中的应用，以及生物基材料的开发。 环境生物学与生物修复： 利用微生物和生物过程来解决环境问题，如污染物的降解、资源的回收和生态系统的恢复。本书将讨论生物修复技术在处理工业废物、净化水体和土壤方面的潜力。 《现代生物学研究前沿》是一本旨在为生命科学领域的研究人员、学生以及对生物学充满好奇的读者提供的深度导读。我们希望通过对这些前沿领域的细致梳理，能够激发读者对生命奥秘的探索热情，并为未来的科学研究与技术创新提供宝贵的启示。

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我对这本书的印象是，它在理论深度和实际应用之间找到了一个绝佳的平衡点。书中对那些核心数学工具的介绍，比如微分方程、概率论在生物学中的应用，讲解得既到位又不冗长。它没有止步于展示公式，而是深入剖析了为什么选择这些特定的数学工具来描述特定的生物学问题，这对于理解“工具背后的思想”至关重要。我记得有几个章节专门讨论了复杂系统的自组织现象，那部分的描述极具启发性，让我开始思考生命体本身就是一种极其精妙的数学构造。作者在论证过程中展现出的严谨性令人钦佩，每一个推导都清晰可见，让人能够完全跟上思路，而不是被动地接受结论。这种结构清晰、逻辑严密的写作风格，使得即便是初次接触这些交叉领域的读者，也能感到信心十足，愿意投入时间去钻研其中的奥秘。

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这部书的内容简直让人目不暇接，仿佛进入了一个全新的知识领域。作者的叙述方式非常流畅自然，没有那种晦涩难懂的术语堆砌，而是将复杂的概念用非常生动的比喻和清晰的逻辑一步步展开。我尤其喜欢它探讨的那些跨学科的联系，比如如何用数学模型来理解生态系统的动态变化，或者在分子生物学层面上解释遗传信息的传递机制。读完之后，我感觉自己对生命现象的认识提升到了一个新的高度，不再仅仅是停留在表面的观察，而是能够深入到其背后的结构和规律。书中的案例选择也十分巧妙，既有经典的理论，也有最新的研究进展，让人始终保持着探索的兴趣。对于那些希望拓宽视野、不满足于单一学科知识的读者来说，这本书绝对是一份宝藏。它不仅仅是一本教科书，更像是一场思维的冒险，引导你以更系统、更精确的方式去审视我们周围的世界。

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从一个非专业读者的角度来看，这本书的语言风格是极为亲切和充满热情的。作者的文字中流淌着对生命科学和数学之美的双重热爱。他似乎在用一种讲故事的方式，娓娓道来科学发现的历史脉络和背后的“Aha!”时刻。这种叙事的力量是巨大的，它能将原本可能显得冷硬的科学条理，变得有血有肉，充满人情味。我特别欣赏其中穿插的一些简短的“历史侧记”，它们帮助我理解这些复杂理论是如何在特定历史背景下被孕育出来的。这种人文关怀的融入，使得这部作品超越了纯粹的技术手册，成为了一部引人入胜的科普读物，即使是那些对数学有一定畏惧的读者，也能从中找到阅读的乐趣和前行的动力。

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我必须强调一下这本书在引发批判性思考方面的强大作用。它并非简单地罗列事实或证明定理，而是更倾向于提出问题、挑战现有模型的局限性。在某些章节中，作者会毫不避讳地讨论当前数学方法在处理某些生物学难题时遇到的瓶颈，并鼓励读者思考未来可能的发展方向。这种“开放式”的讨论，非常符合现代科学研究的精神。它培养了一种“求知若渴，敢于质疑”的态度。例如，在讨论进化博弈论的应用时，它清晰地展示了模型参数选择的主观性，促使读者去反思：我们所构建的模型，到底在多大程度上反映了真实世界？这种鼓励读者参与到科学思辨中的做法，远比单纯的知识灌输来得更有价值和持久的影响力。

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这本书的装帧和排版也给我留下了深刻的好印象。图文的配合简直是教科书级别的典范。很多抽象的数学概念，如果仅仅依靠文字描述，很容易让人感到枯燥乏味，但这本书中的插图和图表，不仅仅是装饰，它们本身就是信息传递的重要载体。那些用来解释复杂网络结构或者细胞内信号传导路径的示意图，精准而富有艺术感，极大地降低了理解的难度。每当遇到难以理解的段落，我总能找到一张与其相对应的图来辅助理解，这极大地提高了阅读效率和吸收率。这种对细节的关注，体现了出版方和作者对读者体验的尊重。可以说，这本书的物理呈现，完美地服务于其内容的复杂性和深度，让阅读过程本身也成为一种享受，而不是煎熬。

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