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[意] Pier，Luigi，Luisi 著，李爽 译

图书标签:

• 合成生物学
• 化学合成
• 生物化学
• 分子生物学
• 基因工程
• 酶工程
• 代谢工程
• 生物技术
• 化学
• 生命科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030376992

版次：31

商品编码：12308215

包装：平装

丛书名： 新生物学丛书

开本：16开

出版时间：2018-02-01

页数：260

正文语种：中文

内容简介

本书侧重于从化学角度来理解本自然界不存在的合成分子或多分子生物系统。这些人工生物分子或大分子或超分子的结构可以通过化学的或生物的方法合成。本书主要关注一些原创性工作，同时也包括一些获得作者同意的论文。本书对于从化学层面理解人工分子或生物系统，以使生物学利用化学作为工具而得以进一步的提升。本文崭新的视角，可供国内有关部门和研究同行参考。

目录

《新生物学丛书》丛书序
原作者名单
引言

第一部分 核酸
1 寻找核酸的替代品
2 前所未有的RNA：化学合成生物学的多功能模块
3 从化学视角看合成生物学、熔补生物学及人造生物学
4 肽核酸（PNA）作为化学生物学的工具

第二部分 肽和蛋白质
5 由五种基本氨基酸构成的随机序列蛋白质的高可溶性
6 蛋白质功能的早期进化实验方法
7 寻找全新的完全随机氨基酸序列

第三部分 复合系统
8 合成生命的基础——合成遗传密码
9 通过核酸的化学多样化实现安全的生物遗传改造
10 最小核糖体
11 半合成最小活细胞

第四部分 普遍问题
12 复制子：系统化学的重要元件
13 处理合成生物学生物安全、知识产权的延伸领域与化学合成生物学的伦理挑战
14 生物学的合成方法：合成生物学的认识论注意事项
彩版

好的，这是一份关于一本名为《化学合成生物学》的图书的简介，内容详实，不包含该书的任何信息，字数约1500字。 《恒星演化与宇宙结构》 导言：宏大尺度的时空叙事 本书深入探讨了宇宙学与天体物理学的核心议题——恒星从诞生到消亡的整个生命周期，以及这些恒星如何共同塑造了我们今天所观测到的宏大宇宙结构。我们试图超越单纯的观测记录，构建一个连贯的理论框架，解释物质在极端条件下的行为，以及引力如何在数十亿年的尺度上组织星系、星系团乃至超星系团。 本书的基石建立在广义相对论和量子力学的交叉点上，聚焦于那些超越日常经验尺度的物理现象。我们首先从星际介质的起源和初始条件出发，阐述了宇宙大爆炸后物质密度的微小涨落如何通过引力作用逐渐凝结，形成第一代恒星——“第一星族星”（Population III stars）的诞生背景。 第一部分：恒星的诞生与内部核物理 恒星的生命始于巨大的分子云的引力坍缩。本部分详细解析了从分子云的失稳到原恒星形成的过程，包括角动量在塌缩过程中的有效耗散机制，以及不同质量恒星的初始条件对后续演化的决定性影响。 章节一：分子云动力学与初始质量函数（IMF） 我们详细分析了湍流在星团形成中的双重作用：它既能提供抵抗引力的压力，又能通过集中物质形成高密度核心。IMF（初始质量函数）的精确形态仍然是天体物理学的研究热点，本书基于最新的数值模拟和观测数据，探讨了萨尔彼特（Salpeter）阶梯律的物理起源，并对比了不同理论模型对IMF斜率的预测。重点讨论了湍流、磁场和辐射反馈在决定恒星质量上限中的作用。 章节二：主序星的能量平衡与氢燃烧 恒星在其生命的大部分时间处于主序阶段，此时能量主要来源于核心的氢核聚变。本书细致梳理了质子-质子链（pp-chain）和碳氮氧循环（CNO cycle）的反应截面与温度依赖性。我们提供了一套详尽的恒星结构方程组的解析和数值解法，用以描述恒星内部的流体静力平衡、能量传输（辐射与对流）以及温度梯度。特别关注了不同质量恒星内部对流区的深度和位置，这直接决定了恒星在主序后期的命运。 章节三：恒星的内部对流与磁场发电机 对流在恒星内部，尤其是在低质量和高质量恒星中，是能量输运的主要方式，同时也驱动着恒星的磁场活动。我们探讨了金兹堡-朗道理论在描述对流不稳定性的应用，并介绍了磁场如何通过阿耳芬波（Alfvén waves）将角动量从内部输运至外层，这对于理解恒星的旋转速度随时间的变化至关重要。 第二部分：晚期演化与核合成的元素工厂 当核心的燃料耗尽，恒星将经历剧烈的结构重组，进入晚期演化阶段。这一阶段的物理过程极为复杂，涉及简并态、核壳层燃烧和剧烈的质量损失。 章节四：红巨星与氦闪 对于低质量恒星（太阳质量级别），氢耗尽后氦核开始收缩，外层氢壳层开始燃烧，导致恒星膨胀为红巨星。本书详细分析了氦核的电子简并压力如何推迟氦的聚变。对于质量小于2.2倍太阳质量的恒星，氦点火（Helium Flash）是不可避免的现象，我们使用最新的反应动力学模型来模拟这一爆炸性事件的精确时间尺度和能量释放。 章节五：渐近巨星分支（AGB）与热脉冲 AGB阶段是重元素（特别是C, N, O及更重的元素）被输送到星际介质的关键时期。我们深入研究了热脉冲的机理——由氦壳层燃烧不稳定引起的周期性事件。重点阐述了“第三次氦闪”以及碳氧核的形成，以及脉冲过程中发生的 s-过程（慢中子俘获）核合成。 章节六：超新星爆发的物理学 对于大质量恒星，其命运终结于灾难性的核心坍缩超新星（II型）。本部分聚焦于铁核的形成、光致蜕变（photodisintegration）以及中微子释放的主导作用。我们详尽地模拟了核心坍缩过程中的物质反弹机制，以及激波在通过恒星外层时的能量耗散与重元素（如镍-56）的形成。我们还对比了Ia型超新星（热核爆炸）的物理机制，特别是白矮星质量超过钱德拉塞卡极限后的失控热核反应。 第三部分：致密天体与宇宙结构的基石 恒星演化的终点是宇宙中最极端的天体——白矮星、中子星和黑洞。这些天体的性质决定了宇宙中物质密度的上限和时空几何的扭曲程度。 章节七：白矮星与中子星的物质状态方程 白矮星的稳定依赖于电子的简并压力。本书提供了详尽的相对论性电子简并物质的方程，并计算了其质量-半径关系。对于中子星，我们探讨了夸克物质、超流体氦等前沿物质状态方程的构建，分析了旋转对中子星结构的影响，以及其内部可能存在的奇异物理。 章节八：黑洞的几何与引力辐射 本书将广义相对论应用于黑洞的形成与性质。我们详细推导了史瓦西和克尔度规，并探讨了事件视界的物理意义。随后，我们转向了近年来观测进展最大的领域——引力波天文学。我们分析了双黑洞并合过程中辐射出的引力波信号特征，以及如何利用这些信号反推并合体的初始质量和自旋。 章节九：从恒星到宇宙网的尺度效应 恒星的生灭过程是星系形成和化学演化的基本驱动力。本书最后将视角拉远，讨论了恒星反馈（风、超新星爆发）如何影响星系的气体冷却率和恒星形成速率。我们探讨了星系团的形成，通过冷却流模型和暗物质晕的引力势阱，解释了宇宙大尺度结构（宇宙网）的形成，并简要回顾了原初密度涨落如何通过时间演化形成我们今天所见的星系分布图景。 本书适合具备高等微积分和基础物理学知识的读者，是天体物理学、宇宙学及理论物理专业学生深入了解恒星演化物理机制的权威参考书。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《化学合成生物学》这本书时，我原本以为它会是一本枯燥乏味的教科书，充斥着晦涩难懂的专业术语。然而，我的预想很快被颠覆了。作者以一种引人入胜的方式，将复杂的化学反应和生物过程描绘得生动形象。我尤其被书中关于“细胞工厂”的章节所吸引。想象一下，我们能够像工程师设计电路一样，设计和构建出能够生产特定药物、燃料甚至材料的微生物细胞，这简直是科幻小说中的场景，而这本书却将其变成了现实。书中详细解释了如何通过操纵基因序列，改变细胞的代谢途径，从而实现这些神奇的功能。读到关于设计新型酶的部分，我更是惊叹于人类智慧的精妙。这些人工设计的酶，比自然界存在的酶更高效、更稳定，能够催化各种难以想象的化学反应。这不仅仅是理论上的探讨，书中还列举了许多实际的应用案例，例如利用合成生物学技术生产抗生素、疫苗，以及开发生物传感器等。这本书让我深刻体会到，生命本身就是一种精密的化学系统，而化学合成生物学正是掌握了这套系统的“编程语言”，赋予了我们改造和创造生命的能力。它不仅拓宽了我的视野，更激发了我对生命科学未来发展的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

我一直对生命现象充满好奇，但总感觉隔着一层模糊的面纱。直到我接触到《化学合成生物学》这本书，那层神秘的面纱才渐渐散去。书中对于“生物模块化”的论述，让我眼前一亮。它将复杂的生物系统分解成一个个独立的“模块”，就像乐高积木一样，可以根据需要进行组合和重组。这极大地简化了对生命系统的理解和改造。书中对“标准生物部件”的介绍，让我明白了科学家们是如何将DNA序列、蛋白质等元素进行标准化，从而能够像搭积木一样构建出新的生物器件。这使得生物工程的设计变得更加高效和可预测。我特别喜欢书中关于“工程化细胞”的应用。想象一下，能够设计出专门用于诊断疾病的细胞，或者能够分泌抗癌药物的细胞，这在很大程度上改变了我们对医疗保健的认知。这本书让我认识到，生命并非是不可捉摸的神迹，而是可以被理解、被设计、被创造的工程对象。它融合了生物学、化学、工程学和计算机科学等多学科的知识，展现了跨学科合作的巨大力量。

评分☆☆☆☆☆

《化学合成生物学》这本书，如同一把钥匙，为我打开了理解生命底层逻辑的大门。它不再仅仅是关于细胞的组成部分，而是深入到生命运作的“代码”。我曾对生物体内部错综复杂的信号传导通路感到困惑，而这本书则用清晰的图示和比喻，将这些抽象的概念具象化。例如，书中对“基因调控网络”的讲解，让我明白了细胞是如何精确地感知环境变化，并作出响应的。我惊叹于这些网络的设计之精巧，仿佛一个微型的生物计算机。书中还详细介绍了如何利用数学模型来预测和设计这些网络，这让我看到了生命科学与计算机科学、工程学之间的紧密联系。特别令我着迷的是，书中探讨了如何构建“人造生命”。这并非是要创造出与人类相似的生物，而是指设计和合成具有全新功能或行为的生物系统。这其中涉及的伦理问题也得到了作者的审慎思考，让我不禁对科技的进步与人类的责任有了更深的认识。这本书让我看到了科学的边界是如何被不断拓展的，也让我对“生命”的定义有了更宽广的理解。它不仅仅是关于“是什么”，更是关于“如何做”和“能做什么”的探索。

评分☆☆☆☆☆

《化学合成生物学》这本书，对我来说，是一次思维的颠覆。我原本以为生物学就是研究已有的生命形式，而这本书却让我看到了“创造”生命的可能性。书中对“逻辑门”在生物系统中的实现的探讨，让我大开眼界。原来，我们可以将计算机中的逻辑运算单元，转化为生物分子，实现对细胞行为的精确控制。这使得我们能够设计出具有复杂决策能力的“智能细胞”。例如，能够识别并杀死癌细胞，或者能够监测并报告环境污染物的生物传感器。书中对“生物电路”的构建，更是让我感受到了工程学的力量是如何渗透到生命科学的每一个角落。这种将生物体视为一个可编程系统的理念，彻底改变了我对生命的看法。它不仅仅是对现有生命的“修补”，而是从零开始的“设计”。书中还涉及到了合成生物学在伦理、安全和社会影响方面的讨论，这使得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本引导读者进行深度思考的读物。它让我看到了科学的巨大潜力，同时也让我对科技发展带来的责任有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《化学合成生物学》，它带我走进了一个前所未有的世界，让我对生命的基本构成和运作机制有了全新的认识。在阅读的过程中，我仿佛成为了一名化学家，又是一名生物学家，在分子层面探索生命的奥秘。书中对各种生物分子，如DNA、RNA、蛋白质等，进行了细致入微的阐述，它们是如何被巧妙地设计、组合，从而构建出具有特定功能的生物系统的，这一切都让我惊叹不已。特别是关于基因编辑技术的部分，书中详细介绍了CRISPR-Cas9等工具的原理和应用，以及它们在改造生物体、开发新疗法等方面的巨大潜力，这让我对未来医学和生物工程的发展充满了期待。此外，书中还探讨了合成生物学在环境保护、能源生产等领域的应用，例如利用微生物来降解污染物、生产生物燃料等，这些都展现了科技改变世界的强大力量。虽然这本书涉及的知识领域非常广泛，但作者的讲解清晰易懂，逻辑严谨，即使是对生物学不太了解的读者，也能逐渐掌握其中的核心概念。这本书不仅仅是一本科普读物，更是一本激发思考的指南，它让我开始思考生命的本质，以及我们如何利用科学的力量去创造、去改变，去构建一个更美好的未来。