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生命简史:从尘埃到智人

从分子水平上揭示生命演化的奥秘。几乎囊括中学生物知识,但比教科书有趣多了!!!

作者:朱钦士
定价:118
印次:1-1
ISBN:9787302618188
出版日期:2023.03.01
印刷日期:2023.02.22

组成生命的化学元素从哪里来?它们又如何聚集成为分子,进而演化出最初的生命?多细胞生物中不同类型的细胞从何而来?各种巧夺天工的生物结构是如何形成的?生物怎样发展出雄性和雌性?感觉是怎样产生的?又是什么分子的变化使人类从灵长类中脱颖而出? 《生命简史:从尘埃到智人》一部从分子水平上,探讨和描述生物演化过程的关于生命的“内史”。带领读者从分子和基因的角度来理解各种生物结构、功能形成和发展的历史。

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自序 生命史有两种写法。第一种是按照时间顺序,写出生物自产生到现在所经历 的主要宏观事件。由于生命的形成和发展依赖于地球上的环境,生命活动又反过 来改变这些环境,生命史就始终与地球史紧密交织。读这样的生命史,犹如坐上 时间飞船,回到地球遥远的过去,目睹地球形成,地球表面冷凝为地壳,海洋和 大陆出现,板块运动,大陆漂移,造山运动,火山爆发,陨石撞击。在这些环境 条件下产生原核生物(细胞中没有细胞核的生物),原核生物变为真核生物(细 胞中有细胞核的生物),单细胞生物发展为多细胞生物,植物和动物分道扬镳, 生物登陆,植物从苔藓植物发展到蕨类植物再到种子植物直至开花植物,动物从 无脊椎动物发展到脊椎动物,再发展到两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳类动物, 直到人类出现。在40亿年左右的时间内,生命经历过漫长的缓慢发展阶段,又 迎来过爆发式发展的时期;生命有过大繁荣,也遭遇过多次大规模的灭绝。地球 上的生物就是在这样的和风细雨和惊涛骇浪交替出现的环境中,顽强地生存下来, 并且从最初的共同祖先发展成为目前的数百万种生物。 这样的生命史动人心弦,读之犹如看一场精彩的科普电影,使人心潮澎湃。 然而,这样的生命史提供的只是宏观历史事件,而没有生物产生和发展的内部机 制。生物是由分子组成的,这些分子从哪里来?它们又如何聚集在一起,产生最 初的生命?细胞如何分裂?原核细胞又是怎样变成真核细胞的?单细胞生物怎样 发展为多细胞生物?多细胞生物中不同类型的细胞如何形成?是什么分子使细胞 发展出吞食能力,导致动物的诞生?这种吞食能力又如何导致植物的诞生?各种 巧夺天工的生物结构是如何形成的?生物怎样发展出雄性和雌性?生物如何防卫 自己?生物自带的“钟表”怎样工作?感觉是怎样产生的?是什么分子的变化使 人类从灵长类中脱颖而出?这些问题都不能从第一种生命史中得到答案。 在过去的几十年中,生命科学有了爆炸式的发展,特别是对基因和蛋白质的 研究,使人们在分子水平上对生命现象有了深刻的理解。基因控制着生物的性状, 生命的演化其实就是基因的演化,通过它们编码的蛋白质得以实现。基因的变化 存留在各种生物的遗传物质脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)中,有 II 生命简史:从尘埃到智人 清晰的脉络,成为生命演化的分子化石。就像生物的化石记录能够让人写出第一 种生命史,存留在DNA中的分子化石也使我们可以写出另一种生命史。第一种 生命史是在宏观规模上,从外部来观察生物演化的历史,是生命的外史;第二种 生命史则是在分子水平上,从内部来看生物演化的过程,是生命的内史。 本着这个想法,我自2011年起,在“科学网”上发表了一系列科普文章, 受到读者的广泛欢迎。2013年,应北京师范大学郑光美院士的邀请,我开始在《生 物学通报》的“生物探秘”专栏内定期发表文章。2014年,清华大学出版社的胡 洪涛老师提议将我发表于“科学网”上的部分文章集书出版;几乎在同时,北京 大学出版社的王立刚老师建议在这些文章的基础上加以扩展,全面系统地在分子 水平上介绍各种生物功能的形成原理和发展过程。这两个建议都已经付诸实施。 2015年4月,清华大学出版社出版了《上帝造人有多难——生命的密钥》,此书 随即被中国图书评论学会评为2015年7月“中国好书”。由北京大学出版社出 版的《生命通史》耗时5年,于2019年6月出版,此书被《南方都市报》评为 2019年“中国十大好书”之一。2019年,经郑光美院士提议,我在《生物学通报》 上发表的部分文章被汇集成书,由科学出版社出版,书名为《纷乱中的秩序—— 主宰生命的奥秘》。 《生命通史》一书近80万字,在分子水平上系统地叙述了生物所有主要功能 产生和发展的历史。此书以科普的形式写成,但是仍然有一定程度的专业性,适 合有生物化学基础的人阅读。为了让更广大的读者也能够了解这方面的知识,经 与胡洪涛老师商定,我决定另写一本规模小一些、中学文化程度的读者即可看懂 的书,名为《生命简史:从尘埃到智人》。此书不仅包含了《生命通史》中原有的 内容,还新增了植物叶和花形成的机制、生物的寿命、人类演化等内容,所以这 本书并不完全是《生命通史》的简化版。在此我对胡洪涛老师及其同仁长期以来 的支持和帮助表示衷心的感谢。 像以往一样,在本书写作的过程中,得到了郝杄林女士的大力协助,除了让 我能够集中精力写作,她还仔细阅读书稿,提出许多很好的建议。在本书面世时, 我也要向她表达感激之情。 朱钦士 2021年9月25日

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  • 朱钦士,四川人。北京大学生物化学专业毕业,阿姆斯特丹大学生物化学博士。曾任中国科学院生物物理研究所硕士研究生导师。发表研究论文30余篇,内容涉及生物能、酶的结构与功能、蛋白质的合成与转运、癌症与染色体、神经递质、基因调控、肝脏解毒等。参编第六版《十万个为什么》(上海儿童出版社)。出版书籍《上帝造人有多难》(清华大学出版社)、《生命通史》(北京大学出版社)、《纷乱中的秩序》(科学出版社)等。

  • "★区别以往宏观角度探讨生命起源,本书深入微观从分子层面上揭示生命起源及发展历程。
    ★几乎囊括中学生物知识,比教科书有趣多了。读完可以让中学生从更高维度俯瞰中学生物。
    ★大量的精美图片呈现缤纷的微观世界和灿烂的生命现象"

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  • 目录

    引言 生物演化和基因 // 001

    第一章 生命的前期准备 // 017

    第一节 宇宙诞生和化学元素形成 // 017

    第二节 组成物质的基本单位——分子的诞生 // 021

    第三节 生命所需要的分子能够在太空中自然形成 // 024

    第四节 最初的生命是核糖核酸(RNA)的世界 // 027

    第五节 生命以细胞的形式出现 // 030

    第二章 原核生物是地球上生命的开创者 // 034

    第一节 原核生物可能在40亿年前就在地球上出现 // 034

    第二节 蛋白质变成生命活动的执行者 // 036

    第三节 DNA取代RNA成为储存信息的物质 // 042

    第四节 RNA分子改扮临时信息分子的角色 // 045

    第五节 基因和基因调控 // 046

    第六节 完善的细胞膜形成 // 048

    第七节 生物的能量供应——氧化还原反应 // 050

    第八节 生物的能量供应——光合作用 // 059

    第九节 原核细胞中做机械功的蛋白质 // 063

    第十节 纷乱中的秩序 // 067

    第十一节 为什么原核生物细胞的大小是微米级的 // 069

    第十二节 细菌和古菌 // 070

    第三章 真核生物把生命带向更高阶段 // 071

    第一节 古菌和细菌的联合造就了真核生物 // 071

    第二节 细胞核的功能 // 073

    第三节 染色体、端粒和基因调控 // 076

    IV

    生命简史:从尘埃到智人

    第四节 对细胞膜“动手术...

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