Physicochemical Factors of Biological Evolution (Soviet Scientific Reviews Supplement Series, Sectio pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Routledge

作者:S. E. Shnol

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1981-01-31

价格:USD 44.95

装帧:Library Binding

isbn号码:9783718600441

丛书系列:

图书标签:

• evolution
• biochemistry
• physics
• biology
• Soviet science
• scientific reviews
• life sciences
• origin of life
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• biophysics

生命的物理化学基石：探索演化驱动力 生命的起源与演化，是宇宙中最令人着迷的奥秘之一。从简单的分子到如今繁复多样的生态系统，生命体历经数十亿年的漫长旅程，不断适应、改变，并最终形成了我们所见的一切。这一宏伟进程的背后，究竟隐藏着怎样的物理化学法则？本书深入剖析了支配生命演化的核心物理化学因素，揭示了从无机物到有机物，从简单到复杂，生命不断突破自身界限的内在驱动力。 本书的撰写，旨在为读者提供一个超越传统生物学视角的全新理解框架。我们不仅仅关注基因的突变和自然选择的表象，更着眼于更深层次的物理化学原理，探寻它们如何在物质世界中播下生命的种子，并指引其演化方向。从早期地球的化学环境，到细胞内部的分子机器，再到生态系统层面的相互作用，本书将循序渐进地展现物理化学力量如何塑造生命的形式与功能。 第一部分：生命的起源——从无机到有机 在生命的黎明，地球是一个与现在截然不同的化学实验室。本书将首先考察早期地球的物理化学条件，包括大气成分、地质活动、能量来源（如闪电、火山喷发、紫外线辐射）以及水的存在。这些条件如何促成了非生命物质向复杂有机分子的转化，是本书探讨的起点。我们将详细审视各种化学反应路径，例如斯坦利·米勒等人经典的模拟实验所揭示的氨基酸形成机制，以及其他可能的非生物合成途径，如在海底热泉或粘土矿物表面进行的反应。 此外，我们还将深入研究构成生命基础的四类大分子——核酸（DNA和RNA）、蛋白质、碳水化合物和脂质——在早期化学环境中是如何自发组装的。本书将分析这些分子的化学结构特性，以及它们在特定物理化学条件下（如pH值、离子强度、温度）的稳定性和相互作用模式。例如，RNA作为潜在的早期遗传物质，其自身催化（核酶）和信息存储的双重功能，在生命起源的早期阶段扮演了何等关键角色，将得到详尽的阐述。脂质分子如何自组织形成稳定的膜结构，为早期细胞的诞生提供了必要的边界，这一过程的物理化学机制也将是重点关注的领域。 第二部分：生命过程的物理化学基础 一旦生命的基本构成单元形成，生命的运作便依赖于一系列精密的物理化学过程。本书将从微观层面出发，剖析生命体内部的关键物理化学机制。 酶催化与生物化学反应： 酶是生命化学反应的“指挥家”，其高效的催化作用极大加速了生命过程。本书将深入探讨酶的结构与功能之间的关系，分析其活性位点的特异性、底物结合模式以及催化机理，例如范德华力、氢键、静电相互作用等在酶促反应中的作用。还将讨论反应动力学，包括米氏方程等，以量化酶的催化效率。 能量转换与传递： 生命活动离不开能量。本书将聚焦于细胞内的能量货币——ATP的生成与利用。我们将详细阐述光合作用和呼吸作用这两个核心能量代谢途径的物理化学基础，包括氧化还原反应、质子梯度和ATP合酶的工作原理。还会探讨其他能量传递形式，如电子传递链的电化学势能。 分子运输与细胞通讯： 细胞膜的通透性、离子通道的门控机制、囊泡运输以及信号分子的传递，都是高度依赖于物理化学原理的。本书将解析这些过程中的扩散、渗透、主动运输、受体-配体结合等概念，并讨论膜电位、浓度梯度等关键物理因素。 遗传信息传递与表达： DNA的复制、转录和翻译是生命得以延续的基础。本书将从分子结构的角度，分析DNA双螺旋的稳定性、碱基配对的特异性（沃森-克里克碱基配对的能量学基础），以及DNA聚合酶和RNA聚合酶的催化机制。还会探讨蛋白质合成过程中核糖体的分子机器如何协同工作，将遗传密码转化为具有功能的蛋白质。 第三部分：物理化学因素在生命演化中的驱动作用 生命并非静止不动，它在不断地适应和演变。本书将重点探讨物理化学因素如何在宏观尺度上驱动生命的演化。 环境的物理化学选择压力： 不同环境（如温度、盐度、pH值、氧气浓度、光照强度）对生命体施加了不同的物理化学选择压力。本书将分析生命体如何通过改变其生物分子的结构和功能，以及调整其生理过程，来适应这些环境变化。例如，极端微生物（嗜热菌、嗜盐菌）的分子适应性，其蛋白质和细胞膜在极端条件下的稳定性，都体现了深刻的物理化学原理。 分子适应性与进化： 蛋白质的折叠稳定性、酶的催化效率、DNA的热稳定性等，都会受到环境物理化学条件的影响。自然选择会倾向于那些具有更优越物理化学特性的分子，从而推动物种的适应性进化。本书将通过具体的例子，阐述物理化学属性如何成为进化的“原材料”和“过滤器”。 新陈代谢的演化： 随着环境的变化和生命体的复杂化，新陈代谢途径也在不断演变。本书将探讨不同能量来源（如硫化物、甲烷）的利用，以及共生关系的形成如何拓展了生命的代谢能力。这些演化往往与特定化学环境和生物体间的物理化学相互作用紧密相关。 生物地理学与物理化学隔离： 地理隔离是物种形成的重要驱动力，而物理化学因素（如水体盐度的差异、地形的物理屏障）常常是造成地理隔离的原因。本书将探讨这些因素如何影响基因交流，并最终导致新物种的出现。 结论：整合的视角，未来的展望 生命演化的研究，正日益需要跨学科的整合。本书力图搭建一座连接物理化学与生命科学的桥梁，展现物理化学原理在生命起源、维持和演化过程中所扮演的不可或缺的角色。理解生命的物理化学基石，不仅能加深我们对生命现象的认识，更能为我们在生物技术、药物研发、环境保护等领域提供重要的启示和创新的方向。 通过深入探讨这些物理化学驱动力，本书旨在激发读者对生命演化深层机制的探索热情，并鼓励以一种更为整合和系统化的视角来理解这个充满活力的世界。生命的奇迹，根植于物质世界的深刻规律之中，而物理化学，正是揭示这些规律的关键钥匙。

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