Physicochemical Factors of Biological Evolution (Soviet Scientific Reviews Supplement Series, Sectio pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Routledge

作者:S. E. Shnol

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1981-01-31

價格:USD 44.95

裝幀:Library Binding

isbn號碼:9783718600441

叢書系列:

圖書標籤:

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

生命的物理化學基石：探索演化驅動力 生命的起源與演化，是宇宙中最令人著迷的奧秘之一。從簡單的分子到如今繁復多樣的生態係統，生命體曆經數十億年的漫長旅程，不斷適應、改變，並最終形成瞭我們所見的一切。這一宏偉進程的背後，究竟隱藏著怎樣的物理化學法則？本書深入剖析瞭支配生命演化的核心物理化學因素，揭示瞭從無機物到有機物，從簡單到復雜，生命不斷突破自身界限的內在驅動力。 本書的撰寫，旨在為讀者提供一個超越傳統生物學視角的全新理解框架。我們不僅僅關注基因的突變和自然選擇的錶象，更著眼於更深層次的物理化學原理，探尋它們如何在物質世界中播下生命的種子，並指引其演化方嚮。從早期地球的化學環境，到細胞內部的分子機器，再到生態係統層麵的相互作用，本書將循序漸進地展現物理化學力量如何塑造生命的形式與功能。 第一部分：生命的起源——從無機到有機 在生命的黎明，地球是一個與現在截然不同的化學實驗室。本書將首先考察早期地球的物理化學條件，包括大氣成分、地質活動、能量來源（如閃電、火山噴發、紫外綫輻射）以及水的存在。這些條件如何促成瞭非生命物質嚮復雜有機分子的轉化，是本書探討的起點。我們將詳細審視各種化學反應路徑，例如斯坦利·米勒等人經典的模擬實驗所揭示的氨基酸形成機製，以及其他可能的非生物閤成途徑，如在海底熱泉或粘土礦物錶麵進行的反應。 此外，我們還將深入研究構成生命基礎的四類大分子——核酸（DNA和RNA）、蛋白質、碳水化閤物和脂質——在早期化學環境中是如何自發組裝的。本書將分析這些分子的化學結構特性，以及它們在特定物理化學條件下（如pH值、離子強度、溫度）的穩定性和相互作用模式。例如，RNA作為潛在的早期遺傳物質，其自身催化（核酶）和信息存儲的雙重功能，在生命起源的早期階段扮演瞭何等關鍵角色，將得到詳盡的闡述。脂質分子如何自組織形成穩定的膜結構，為早期細胞的誕生提供瞭必要的邊界，這一過程的物理化學機製也將是重點關注的領域。 第二部分：生命過程的物理化學基礎 一旦生命的基本構成單元形成，生命的運作便依賴於一係列精密的物理化學過程。本書將從微觀層麵齣發，剖析生命體內部的關鍵物理化學機製。 酶催化與生物化學反應： 酶是生命化學反應的“指揮傢”，其高效的催化作用極大加速瞭生命過程。本書將深入探討酶的結構與功能之間的關係，分析其活性位點的特異性、底物結閤模式以及催化機理，例如範德華力、氫鍵、靜電相互作用等在酶促反應中的作用。還將討論反應動力學，包括米氏方程等，以量化酶的催化效率。 能量轉換與傳遞： 生命活動離不開能量。本書將聚焦於細胞內的能量貨幣——ATP的生成與利用。我們將詳細闡述光閤作用和呼吸作用這兩個核心能量代謝途徑的物理化學基礎，包括氧化還原反應、質子梯度和ATP閤酶的工作原理。還會探討其他能量傳遞形式，如電子傳遞鏈的電化學勢能。 分子運輸與細胞通訊： 細胞膜的通透性、離子通道的門控機製、囊泡運輸以及信號分子的傳遞，都是高度依賴於物理化學原理的。本書將解析這些過程中的擴散、滲透、主動運輸、受體-配體結閤等概念，並討論膜電位、濃度梯度等關鍵物理因素。 遺傳信息傳遞與錶達： DNA的復製、轉錄和翻譯是生命得以延續的基礎。本書將從分子結構的角度，分析DNA雙螺鏇的穩定性、堿基配對的特異性（沃森-剋裏剋堿基配對的能量學基礎），以及DNA聚閤酶和RNA聚閤酶的催化機製。還會探討蛋白質閤成過程中核糖體的分子機器如何協同工作，將遺傳密碼轉化為具有功能的蛋白質。 第三部分：物理化學因素在生命演化中的驅動作用 生命並非靜止不動，它在不斷地適應和演變。本書將重點探討物理化學因素如何在宏觀尺度上驅動生命的演化。 環境的物理化學選擇壓力： 不同環境（如溫度、鹽度、pH值、氧氣濃度、光照強度）對生命體施加瞭不同的物理化學選擇壓力。本書將分析生命體如何通過改變其生物分子的結構和功能，以及調整其生理過程，來適應這些環境變化。例如，極端微生物（嗜熱菌、嗜鹽菌）的分子適應性，其蛋白質和細胞膜在極端條件下的穩定性，都體現瞭深刻的物理化學原理。 分子適應性與進化： 蛋白質的摺疊穩定性、酶的催化效率、DNA的熱穩定性等，都會受到環境物理化學條件的影響。自然選擇會傾嚮於那些具有更優越物理化學特性的分子，從而推動物種的適應性進化。本書將通過具體的例子，闡述物理化學屬性如何成為進化的“原材料”和“過濾器”。 新陳代謝的演化： 隨著環境的變化和生命體的復雜化，新陳代謝途徑也在不斷演變。本書將探討不同能量來源（如硫化物、甲烷）的利用，以及共生關係的形成如何拓展瞭生命的代謝能力。這些演化往往與特定化學環境和生物體間的物理化學相互作用緊密相關。 生物地理學與物理化學隔離： 地理隔離是物種形成的重要驅動力，而物理化學因素（如水體鹽度的差異、地形的物理屏障）常常是造成地理隔離的原因。本書將探討這些因素如何影響基因交流，並最終導緻新物種的齣現。 結論：整閤的視角，未來的展望 生命演化的研究，正日益需要跨學科的整閤。本書力圖搭建一座連接物理化學與生命科學的橋梁，展現物理化學原理在生命起源、維持和演化過程中所扮演的不可或缺的角色。理解生命的物理化學基石，不僅能加深我們對生命現象的認識，更能為我們在生物技術、藥物研發、環境保護等領域提供重要的啓示和創新的方嚮。 通過深入探討這些物理化學驅動力，本書旨在激發讀者對生命演化深層機製的探索熱情，並鼓勵以一種更為整閤和係統化的視角來理解這個充滿活力的世界。生命的奇跡，根植於物質世界的深刻規律之中，而物理化學，正是揭示這些規律的關鍵鑰匙。

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