医学机能实验学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学普及（中国科技）

作者:周利玲主编

出品人:

页数:0

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出版时间:

价格:22.0

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isbn号码:9787504644503

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• 机能实验
• 实验学
• 生理学
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• 实验指导
• 医学实验

《现代生物物理学导论》内容简介 本书旨在为初学者和对生物物理学领域感兴趣的研究人员提供一个全面、深入的导论。全书结构严谨，内容涵盖了从基础物理原理到复杂生命系统运作机制的广泛知识体系，力求在理论深度与实验应用之间找到一个恰当的平衡点。 第一部分：基础物理学原理与生物学交叉 本部分为后续深入探讨奠定了必要的理论基础。我们从经典物理学的视角切入，重点阐述了适用于生物系统的力学、热力学和电磁学原理。 第一章：生物系统中的力与运动 本章详细探讨了生物体内和生物体间的各种力学现象。内容包括宏观尺度上的生物力学，如骨骼和肌肉的应力与应变分析，流体力学在血液循环和呼吸系统中的应用。特别关注了微观层面的分子马达（如肌球蛋白、驱动蛋白）如何将化学能转化为机械功，并引入了布朗运动和扩散在细胞内物质传输中的核心作用。我们引入了弹性理论和粘弹性理论来描述生物软组织的特性。 第二章：生物热力学与能量转换 生命活动本质上是一个持续的能量转换过程。本章系统地梳理了热力学第一、第二和第三定律在生物系统中的应用。着重讲解了吉布斯自由能（$Delta G$）在驱动细胞代谢反应中的决定性作用，以及熵增原理如何在开放的生物系统中维持局部有序性。我们深入分析了ATP作为通用能量货币的化学本质和能量储存机制，并探讨了耗散结构理论在解释生命现象时的指导意义。 第三章：电磁学在生命过程中的角色 生物体的许多关键功能都依赖于电荷的分布和离子的跨膜运输。本章首先回顾了经典的电磁场理论，随后聚焦于生物电现象。详细阐述了能斯特方程和高金方程如何精确描述静息膜电位和动作电位的产生与传播。此外，内容延伸至生物分子溶液中的电泳、电聚焦技术，以及这些物理现象在生物化学分析中的实际应用。 第二部分：分子层面的结构与功能 在掌握了基础物理工具后，本书将视角聚焦于生命活动的基本单位——生物大分子，探讨物理学如何揭示其结构与功能的内在联系。 第四章：生物大分子的结构探测技术 本章聚焦于现代生物物理学中用于解析高分子结构的关键技术。详细介绍了X射线晶体学、核磁共振波谱学（NMR）和冷冻电子显微镜（Cryo-EM）的工作原理、数据采集与图像重建过程。对于每一种技术，我们不仅描述了其物理基础，还强调了它们如何共同构建了蛋白质、核酸和复合体的三维时空构象信息。 第五章：蛋白质折叠与分子动力学模拟 蛋白质的特定三维结构是其功能的前提。本章深入探讨了蛋白质折叠问题，包括驱动折叠的能量景观、中间体状态以及伴侣蛋白的作用。随后，引入了分子动力学（MD）模拟方法。我们详细讲解了力场参数的构建、模拟体系的设置，以及如何利用高算力集群来模拟蛋白质在生理条件下的动态行为，从而揭示快速的构象变化和酶催化机制。 第六章：核酸结构、动力学与功能 DNA和RNA作为遗传信息的载体，其结构稳定性与动态可塑性至关重要。本章涵盖了双螺旋的物理化学基础，如碱基堆叠力、氢键网络。此外，我们还探讨了RNA的二级和三级结构折叠，以及物理方法（如单分子荧光技术）如何实时监测核酸解旋酶、聚合酶等分子机器的工作过程。 第三部分：细胞与膜系统的物理学 生命活动的舞台是细胞，而细胞膜是物质交换和信号传递的关键界面。本部分将物理学原理应用于描述膜系统和细胞级的组织现象。 第七章：生物膜的物理结构与动力学 生物膜被视为一种二维流体。本章分析了脂质双层膜的形成、稳定性和流变学特性。重点讨论了膜的弯曲弹性、渗透压，以及膜蛋白的镶嵌与侧向扩散。我们引入了相变温度的概念，并探讨了胆固醇等调节因子如何影响膜的物理状态，从而调控膜的功能。 第八章：跨膜运输与离子通道动力学 离子通道和转运蛋白是精确控制细胞内环境的纳米机器。本章从电化学势的角度分析了被动扩散和主动转运的驱动力。详细解析了电压门控离子通道（如钠离子通道）的结构-功能关系，利用随机过程理论来描述通道的开闭状态转换，以及这些过程如何整合为电信号的产生。 第九章：细胞粘附与组织形态发生 细胞并非孤立存在，它们通过细胞外基质和细胞间分子相互作用形成组织。本章从软物质物理的角度，探讨了细胞粘附分子（如整合素、钙粘蛋白）的作用机制。分析了细胞骨架（微管、微丝）作为主动物质所产生的力学张力，以及这些力如何驱动细胞迁移、分化和胚胎发育中的形态发生过程。 第四部分：前沿与交叉领域 本部分将视角拓展到生物物理学的前沿研究热点，展示该学科的广阔前景。 第十章：生物成像的前沿物理技术 本章介绍了超越传统显微镜极限的先进成像技术。详细阐述了超分辨率显微镜（如STED、PALM/STORM）如何克服衍射极限，实现对分子动态的精确定位。同时，讨论了光镊技术在施加精确皮牛级力于单个细胞或分子上的应用，以及光声成像等模态在活体深层组织研究中的潜力。 第十一章：生物系统中的噪声与信息论 生命系统在本质上是受噪声影响的。本章引入信息论和随机过程理论来分析生物信号处理的效率与鲁棒性。讨论了信号检测中的信噪比问题，以及生物系统如何利用冗余和反馈机制来抵消环境噪声，确保信息可靠传递。 第十二章：合成生物学中的物理设计 展望未来，本章探讨了物理学原理在设计新型生物系统中的应用。包括利用精确的物理化学参数来设计基因表达的强度、调控网络中的振荡行为，以及构建具有特定物理响应性的生物传感器和生物机器。 结语 全书最后总结了生物物理学作为一门跨学科核心科学的地位，强调了定量分析和模型构建对于理解复杂生命现象的不可替代性，并对未来可能出现的革命性技术进行了展望。本书配有大量精选的习题和案例分析，旨在培养读者将物理概念应用于解决生物学难题的综合能力。

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说实话，我对市面上很多厚重的专业书籍总是抱有一种敬畏又疏离的态度，但这本书的文字风格却非常具有亲和力，读起来有一种娓娓道来的感觉，丝毫没有那种高高在上的学术腔调。它成功地在保持学术严谨性的前提下，融入了作者多年实践的心得和思考，使得理论知识不再是冰冷的公式和定义，而是鲜活的、有生命力的知识体系。例如，在阐述某个经典理论时，作者不仅解释了“是什么”，更深入探讨了“为什么会是这样”，以及在不同情境下这个理论可能存在的局限性。这种批判性的思维引导，对我个人的知识建构帮助极大。它鼓励读者去质疑、去探索，而不是简单地接受既有的结论。这对于培养独立思考能力至关重要，也让我对后续内容的学习更加充满期待和动力。

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这本书的排版和字体选择简直是教科书级别的典范，长时间阅读下来眼睛的疲劳感明显减轻了不少，这一点对于需要花费大量时间在案头的学习者来说，简直是福音。内容上，我尤其关注其对实验设计和数据分析部分的论述。很多同类书籍往往只是泛泛而谈，但这本书却深入到了每一个实验环节的关键考量点，对于如何设计出具有高度可重复性和可靠性的实验方案，提供了非常详尽的指导方针。我尝试着根据书中的建议去构思我手头正在进行的一个小课题，发现思路一下子变得开阔了许多，很多之前困扰我的细节问题似乎都有了明确的应对策略。它不仅仅是一本知识的汇编，更像是一位资深导师在手把手地指导你如何成为一个严谨的科研工作者。这种实践导向的深度讲解，远超出了我最初的预期，让人感到物超所值。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种沉稳又不失活力的设计风格，一下子就抓住了我的眼球。拿到手里，那种扎实的重量感，让我对里面的内容充满了期待。我一直都在寻找一本能够系统梳理XX领域基础理论的书籍，而这本书的目录结构清晰明了，从基础概念的引入到复杂机制的剖析，层层递进，逻辑性极强。尤其是对那些抽象概念的阐述，作者似乎很懂得如何用通俗易懂的语言去解释，即便是初学者也能很快抓住要点。我特别欣赏它在引用最新研究成果方面的努力，这使得内容既有深度又不失前沿性。阅读过程中，我发现书中穿插了大量的图表和案例分析，这些“可视化”的辅助工具极大地提升了我的理解效率，让我不再觉得学习这门学科是一件枯燥的事情。我感觉作者在编写这本书时，是真正站在读者的角度去思考的，力求让知识的传递过程尽可能地顺畅和高效。希望接下来的深入阅读能带来更多的惊喜。

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从另一个角度来看，这本书的目录组织方式极其巧妙，它似乎在用一种非线性的思维引导我们探索知识的疆域。我发现自己经常会因为对某个章节特别感兴趣而跳跃阅读，但即便如此，由于前后知识点的关联性被作者精心构建，跳跃阅读也并不会造成理解上的断裂。相反，这种灵活的阅读方式反而激发了我主动去寻找知识点之间隐藏联系的兴趣。特别是书中对于一些历史背景和发展脉络的梳理，做得非常到位，让人能清晰地看到当前研究成果是如何一步步演变而来的。这对于理解学科的演进轨迹非常有帮助，也让我对未来可能的研究方向有了一个更宏观的认知。这本书无疑为我打开了一扇通往更深层次理解的大门，其价值远超一本普通的参考书范畴。

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这本书的纸张质量和印刷工艺，体现了出版方对知识载体的尊重。墨色浓淡适中，内页的留白也恰到好处，使得阅读体验非常舒适。内容上，我最为赞赏的是它对“前沿交叉”领域的关注和整合。在如今学科壁垒日益模糊的今天，一本优秀的教材或参考书必须要有能力搭建起不同知识模块之间的桥梁。这本书在这方面做得尤为出色，它没有将各个知识点孤立地呈现，而是不断地将它们置于更广阔的生命科学或工程技术背景下进行考察。这种跨界整合的视角，极大地拓宽了我的知识视野，让我意识到单一领域的深度挖掘必须以多学科的广度为基础。对于希望在未来从事创新性、复合型研究的读者来说，这本书提供的思维框架是极其宝贵的财富。

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