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出版者:Wiley-VCH

作者:Behrens, Peter (EDT)/ Bauerlein, Edmund (EDT)

出品人:

页数:443

译者:

出版时间:2009-05-18

价格:USD 164.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9783527318056

丛书系列:

图书标签:

• Biomineralization
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Handbook of Biomineralization 引言 地球上生命进化的漫长旅程中，矿物质与生物体之间错综复杂的互动关系，一直是塑造生命形态、功能以及环境的关键力量。从最微小的细菌到庞大的海洋生物，再到古老的化石记录，生物矿化（biomineralization）无处不在，它不仅是生命体构建自身结构、储存能量、甚至应对外界挑战的策略，更是地球物质循环、沉积环境演变以及化石信息保存的根本驱动力。Handbook of Biomineralization，一本深度探索生物矿化奥秘的权威参考，旨在为广大科研工作者、学生以及对生命科学与地球科学交叉领域感兴趣的读者，提供一个全面、系统且深入的知识框架。 本书并非对具体生物或矿物进行罗列，而是将重点放在生物矿化这一普适性的生物过程本身。它将生物矿化视为一个多尺度、多学科交叉的研究领域，涵盖了从分子机制到生态系统影响的各个层面。本书的核心内容在于揭示生物矿化所遵循的普适性原理，理解生物体如何精确地控制矿物质的形成、生长和结构，以及这些过程在自然界中的普遍意义。 核心内容概述 第一部分：生物矿化的基本原理与调控机制 本部分将从生物矿化的基础概念入手，深入探讨生物体如何巧妙地利用有机大分子（如蛋白质、多糖、脂类）作为模板、催化剂或稳定剂，在细胞内或细胞外环境中精确地控制无机矿物质的成核、生长、取向和形态。我们将详细解析以下关键方面： 有机-无机界面的作用：生物矿化过程中，生物大分子与无机离子之间的相互作用是形成有序结构的基石。我们将探讨生物分子如何提供成核位点，引导晶体的取向生长，并调节晶体形态。这包括对生物矿化有机基质（biomineral matrices）的深入理解，例如壳体蛋白、胶原蛋白等在矿化过程中的关键作用。 生物诱导与生物控制：区分生物矿化的两种主要模式——生物诱导（biologically induced mineralization）和生物控制（biologically controlled mineralization）。生物诱导是指微生物代谢活动改变环境条件，间接导致矿物质沉淀；而生物控制则意味着生物体主动、精确地调控矿化过程。本书将详细阐述这两种模式的机制差异、代表性例子及其在自然界中的分布。 离子输运与能量消耗：生物矿化并非被动过程，它需要生物体主动摄取、转运并积累矿化离子，这通常伴随着显著的能量消耗。我们将探讨跨膜离子转运蛋白、细胞内离子泵等在生物矿化中的作用，以及ATP等能量分子的参与。 无机物种的形成与转化：生物矿化涉及多种无机矿物质的形成，例如碳酸钙（包括方解石、霰石、文石等）、磷酸钙（如羟基磷灰石）、硅酸盐、氧化物等。本书将深入探讨不同矿物质在生物体内的形成途径、晶体结构特点以及在生物体内的功能。同时，也会涉及矿物在生物过程中的转化，例如从无定形物质向晶体结构的转变，或不同晶型之间的转变。 第二部分：生物矿化的多尺度研究视角 生物矿化是一个跨越微观与宏观的研究领域，其过程和影响体现在不同的尺度上。本书将汇集多学科的研究方法和理论，以提供多维度的理解。 分子与原子尺度：利用先进的表征技术，如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱等，来解析生物矿化过程中有机分子与无机晶体之间的精细结构关系。讨论计算模拟和分子动力学研究在揭示成核机制、界面相互作用等方面的贡献。 细胞与组织尺度：研究生物矿化如何在细胞内或细胞外空间进行，例如细胞器（如线粒体、囊泡）在磷酸钙沉淀中的作用，以及细胞外基质（ECM）在骨骼、牙齿、贝壳等硬组织形成中的作用。探讨细胞信号通路、基因调控以及细胞外环境对矿化过程的影响。 个体与群体尺度：分析生物矿化在个体生长发育、生理功能（如骨骼支撑、牙齿咀嚼、浮力调节、防御机制）以及群体行为（如珊瑚礁的形成、钙化海洋生物的分布）中的作用。 第三部分：生物矿化的进化与生态意义 生物矿化不仅是生物体生存的手段，更是生命演化和生态系统功能的重要驱动力。 生命演化中的生物矿化：追溯生物矿化在生命史上的起源与发展，例如早期单细胞生物中的钙化现象，多细胞生物复杂硬组织的出现，以及不同门类生物独立演化出的矿化策略。探讨生物矿化如何促进生物体适应环境变化，拓宽生命生存的疆界。 生态系统中的生物矿化：分析生物矿化在物质循环（如碳循环、磷循环）中的关键作用，以及钙化生物（如珊瑚、贝类、浮游生物）在海洋生态系统中的地位。探讨生物矿化过程对水体化学、沉积环境以及全球气候变化的影响。 生物矿化与化石记录：理解生物矿化如何影响生物体的死亡、埋藏与成化石过程。分析化石中保留的矿物成分、结构信息对于重建古环境、古生物演化以及生命起源的研究价值。 结论与未来展望 Handbook of Biomineralization 旨在为读者提供一个关于生物矿化的全面认知，并激发对这一迷人领域的进一步探索。它强调了生物矿化作为连接生命科学、地球科学、材料科学以及化学的桥梁作用。未来，随着表征技术和计算方法的不断进步，我们有望更深入地理解生物矿化的基本规则，甚至借鉴生物矿化的策略，设计和制造具有优异性能的新型生物启发材料。本书的出版，将为这一跨学科研究的深入发展贡献一份力量，引领读者一同探索生命与矿物质之间永恒的创造性对话。

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当我拿到《Handbook of Biomineralization》这本书时，我对其充满了美好的期待。我曾想象着它能带领我遨游于奇妙的生物矿化世界，去探寻生物体如何像一位位巧夺天工的建筑师，从环境中提取元素，然后构建出令人惊叹的矿物结构。我希望能看到关于珍珠是如何在贝壳中孕育的，骨骼又是如何支撑起庞大的身躯，以及珊瑚礁是如何在大海中形成宏伟的自然奇观。我尤其期待书中能够阐述生物矿化在生态系统中的重要作用，比如它如何影响着海洋的碳酸钙循环，或者在生物防御机制中的应用。然而，当我真正开始阅读时，我却发现这本书的内容远超出了我最初的设想。它更像是对生物矿化过程中的化学和物理机理进行了一次极为详尽的解析，充斥着各种复杂的化学反应方程式、热力学原理以及晶体生长动力学。我试图从中找到一些关于生物体如何通过酶、蛋白质等生物分子来精确调控这些过程的描述，但这些内容似乎被淹没在更加基础的理论之中。这本书的深度和专业性，让我感到有些力不从心，它更适合那些已经具备了相关科学背景的读者，而非像我一样，仅仅出于好奇而想一探究竟的普通读者。

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我对于《Handbook of Biomineralization》这本书的期待，其实非常简单。我希望它能像一本图文并茂的百科全书，里面能有清晰的插图，展示不同生物如何形成它们的矿物结构，比如各种贝壳的纹理、珊瑚的骨骼形态，甚至是恐龙化石中的矿物痕迹。我还期望能读到关于生物矿化在自然界中扮演的重要角色的故事，比如它如何影响着地球的化学循环，或者在生态系统中起到怎样的支撑作用。甚至，我希望能够了解到一些关于生物矿化在古代文明中的应用，比如古建筑中的石材加工，或者古代的艺术品是如何利用矿物质来达到某种特殊的质感和色彩。然而，当我拿到这本书时，我发现它几乎完全是由文字构成，而且是那种非常密集、非常学术的文字。我看到的，更多的是对化学方程、物理定律的严谨阐述，以及对各种实验方法的详尽描述。我尝试着去理解那些关于沉淀动力学、表面能以及晶体生长理论的章节，但它们似乎离我所理解的“生物矿化”这个概念有点远。这本书更像是一本供专业研究人员参考的工具书，里面的信息量巨大，但对于我这样一个希望对这个领域有个大致了解的读者来说，实在是有点过于专业和抽象了。

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最近，我购入了一本《Handbook of Biomineralization》，当时是出于对这个主题极大的兴趣。我一直对生物体如何能够“创造”矿物质感到着迷，想象着它们能够从无到有地构建出如珍珠、骨骼、牙齿以及许多其他精巧结构的能力。我曾以为这本书会深入浅出地介绍这些令人惊叹的自然造物过程，或许会包含一些引人入胜的案例，比如海螺是如何随着时间的推移塑造其螺旋状外壳，或者鲸鱼是如何形成它们坚硬的骨架。我还希望能了解生物矿化在生物进化中的意义，以及它们如何帮助生物体适应不同的环境。然而，当我翻开这本书后，我的印象发生了巨大的转变。这本书的内容似乎完全聚焦于一些非常基础的科学原理，以及大量的实验数据和理论模型。我看到的是对无机化学、物理化学以及材料科学的深入探讨，而非我对生物体如何运用这些原理来构建结构的直观理解。我试图从中找到一些关于生物体如何精确控制矿物质形成过程的细节，比如其中涉及到的蛋白质、多糖等生物大分子的作用，但这些信息似乎被隐藏在复杂的方程式和图表中。这本书给我一种感觉，它更像是一本高度专业化的教科书，要求读者具备扎实的科学背景才能完全理解。

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我最近刚入手了一本名为《Handbook of Biomineralization》的书，但说实话，这本书的内容实在让我摸不着头脑。我本来以为会是一本关于生物矿化过程的科普读物，希望能从中了解一些奇妙的自然现象，比如贝壳是如何形成的，或者骨骼又是如何一步步构建起来的。然而，打开书页后，迎接我的却是密密麻麻的专业术语和复杂的图表，仿佛置身于一个我完全不熟悉的领域。我试图去理解那些关于晶体结构、化学反应方程式以及分子动力学的描述，但我的背景知识显然不足以支撑我进行深入的解读。这本书给我的感觉就像是在阅读一本高度专业化的化学或地质学教材，里面充斥着我无法立刻消化的信息。我甚至不确定书中的例子是否都来自于生物体内，还是也涵盖了矿物学研究的范畴。我本来期待着能看到一些引人入胜的案例分析，或者关于生物矿化在生命演化中的作用的讨论，但遗憾的是，这些内容似乎被淹没在理论的海洋中了。这本书的阅读体验，对于一个非专业读者来说，无疑是一次不小的挑战，它更像是一本为该领域研究人员量身定制的参考书，而非面向广大好奇读者的入门指南。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，简洁大气，仿佛蕴含着某种深邃的科学奥秘。我买下它，主要是出于对“生物矿化”这个概念的好奇。我一直对生物体如何巧妙地从环境中提取物质，然后构建出坚固、精密的结构感到惊叹。比如，珊瑚礁是如何在大海中堆砌出庞大而美丽的生态系统，或者某些微生物又是如何利用矿物质来保护自己，这些都让我觉得非常神奇。我设想这本书会详细地解释这些过程的生物学机制，例如相关的酶是如何催化的，基因又是如何调控的，甚至可能会探讨生物矿化在医学领域（比如骨骼修复）的应用前景。然而，当我翻开这本书时，一股压迫感袭来。它似乎完全专注于某种非常细致、微观的层面，充斥着各种实验数据、光谱分析结果，以及对某种特定矿物形成过程的详细描述。我试图从中找到我对生物体如何“建造”结构的宏观理解，但这本书似乎更侧重于“它们是如何形成的”这个更本质、更基础的问题，而且是以一种我难以消化的科学语言来呈现。这本书给我的感觉，就像是站在一个巨大的、复杂的机械装置前，看到的是无数精密的齿轮和复杂的线路图，却无法得知这个装置最终的功能和意义。

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