Genetics

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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math
作者:Robert Brooker
出品人:
页数:864
译者:
出版时间:2008-01-15
价格:$ 241.54
装帧:Hardcover
isbn号码:9780077229726
丛书系列:
图书标签:
  • Non-friction
  • 科學表情
  • OT/BIO/MBTI
  • Non-Friction
  • English
  • 遗传学
  • 基因
  • 分子生物学
  • 生物学
  • 染色体
  • DNA
  • RNA
  • 遗传变异
  • 进化
  • 基因组学
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具体描述

"Genetics: Analysis and Principles" is a one-semester, introductory genetics textbook that takes an experimental approach to understanding genetics. By weaving one or two experiments into the narrative of each chapter, students can simultaneously explore the scientific method and understand the genetic principles that have been learned from these experiments.

《基因的奥秘:生命蓝图的解读》 引言 生命,以其繁复多样的形式,在地球上延续了亿万年。从微小的细菌到参天的大树,从游弋于深海的鲸鱼到翱翔于天际的雄鹰,每一个生命体都遵循着一套精密的指令,决定着它的形态、功能,乃至生命的延续。这套指令,便是隐藏在细胞核深处的遗传物质——基因。它们是生命的基石,是演化的动力,更是我们理解自身起源与发展的关键。 《基因的奥秘:生命蓝图的解读》并非一本枯燥的科学教科书,而是一次引人入胜的探索之旅,旨在揭示基因的本质、功能及其在生命世界中的深远影响。我们将深入浅出地剖析基因的构成,追溯其在生命演化长河中的足迹,并展现基因如何塑造我们个体,又如何影响着整个物种的命运。本书将带领读者穿越时空的迷雾,洞悉生命的奥秘,感受基因这一伟大力量的奇妙之处。 第一章:基因的基石——DNA的结构与复制 一切生命的奥秘,都始于一个令人惊叹的分子——脱氧核糖核酸,即DNA。在本章中,我们将揭开DNA神秘的面纱,探究其双螺旋结构的精妙之处。为何这个看似简单的结构,却能承载如此庞大的生命信息?我们将详细解析DNA的基本组成单位——核苷酸,以及它们如何通过磷酸二酯键连接成两条互补的链,并以独特的螺旋形态缠绕。 接着,我们将聚焦于DNA复制这一生命中最核心的过程。生命如何能够精确地将自己的遗传信息传递给下一代?DNA复制的半保留机制将为您一一揭晓。从解旋酶的“剪刀”作用,到DNA聚合酶的“建筑师”角色,再到DNA连接酶的“粘合剂”功能,我们将生动地描绘出DNA如何如同自我复制的蓝图,确保每一个新生的细胞都能获得完整且准确的遗传信息。这一过程的精确性,是生命得以延续和繁衍的根本保障。 第二章:从基因到性状——蛋白质合成的分子机制 基因本身并不能直接决定生物的性状,它们是指令,而执行这些指令的,是蛋白质。本章将带您深入理解基因如何转化为蛋白质,即“中心法则”的核心——转录与翻译。 我们将首先解析转录的过程,即DNA序列信息如何被“抄写”到信使RNA(mRNA)分子中。感受RNA聚合酶如何识别基因的起始位点,并沿着DNA链合成单链的mRNA。了解mRNA在细胞核中经过剪接、加帽和加尾等加工过程,最终离开细胞核,来到细胞质中的核糖体。 随后,我们将步入翻译的殿堂。核糖体将如何解读mRNA上的密码子?转运RNA(tRNA)又扮演着怎样的“翻译员”角色,将特定的氨基酸带到核糖体上?我们将详细阐述tRNA的反密码子与mRNA密码子的配对,以及核糖体如何沿着mRNA链移动,将氨基酸逐一连接成多肽链。最终,这些多肽链经过折叠与修饰,形成具有特定功能的蛋白质,从而决定了生命的各种性状,从眼睛的颜色到酶的活性,无不与蛋白质息息相关。 第三章:基因的表达调控——生命的精细管理 生命并非是一成不变的,它需要根据内外部环境的变化而进行精细的调控。基因表达的调控,正是生命进行这种精细管理的关键。本章将深入探讨基因表达是如何被精确控制的,以确保细胞在正确的时间、正确的地点、产生正确数量的蛋白质。 我们将首先介绍基因表达调控的几个关键层面,包括转录前调控、转录后调控以及翻译后调控。了解转录因子如何结合到DNA的特定区域,激活或抑制基因的转录。探讨mRNA的稳定性和降解速率如何影响蛋白质的合成量。同时,我们也将触及一些更高级的调控机制,例如microRNA(miRNA)如何通过与mRNA结合来抑制蛋白质的合成,以及表观遗传学修饰(如DNA甲基化和组蛋白修饰)如何在不改变DNA序列的情况下,影响基因的可及性和表达水平。 这些复杂的调控网络,使得细胞能够对外界刺激做出响应,实现分化、生长、发育和适应性进化。理解基因表达的调控,也为我们理解许多疾病的发生提供了重要的视角。 第四章:基因的变异与进化——生命的多样性之源 生命世界的丰富多彩,很大程度上源于基因的变异。变异是进化的原材料,是生命不断适应环境、产生新物种的驱动力。本章将带您探究基因变异的多种形式及其对生命的影响。 我们将介绍点突变、插入、缺失、重复等多种类型的基因突变。这些突变是如何产生的?它们是随机发生的,还是受到特定因素的影响?我们将探讨环境因素(如紫外线、化学物质)和复制错误在突变发生中的作用。 更重要的是,我们将分析基因变异的后果。有些变异可能是无害的,有些则可能导致疾病,但也有一些变异可能是有益的,为生物体带来适应环境的优势。这些有益的变异,通过自然选择的机制,在世代相传中逐渐积累,最终导致物种的进化。我们将回顾一些经典的进化例子,展示基因变异与自然选择如何共同塑造了地球生命的壮丽画卷。 第五章:遗传的规律——孟德尔的遗产与现代遗传学 在探索基因的奥秘时,我们不得不提及一位伟大的先驱——格雷戈尔·孟德尔。本章将从孟德尔的豌豆杂交实验出发,系统阐述遗传的基本规律。 我们将详细解读孟德尔分离定律和自由组合定律,理解等位基因如何分离,以及非同源染色体上的基因如何独立遗传。这些看似简单的规律,却为我们理解遗传性状的传递奠定了坚实的基础。 在此基础上,我们将进入现代遗传学的范畴。了解基因的连锁与重组如何打破孟德尔的自由组合定律,以及染色体在遗传中的作用。我们将触及基因在细胞分裂(有丝分裂与减数分裂)中的行为,以及它们如何通过配子传递给后代。此外,我们还将介绍一些非孟德尔遗传现象,如细胞质遗传、伴性遗传等,进一步丰富我们对遗传的认知。 第六章:基因组的宏伟图景——从基因到基因组学 随着科学技术的飞速发展,我们不仅能够解析单个基因的功能,更能解读整个生物体的基因组——全部遗传物质的总和。本章将带您领略基因组学的宏伟图景。 我们将介绍基因组测序技术的革命性进步,以及人类基因组计划的里程碑意义。了解基因组中包含的不仅仅是编码蛋白质的基因,还有大量的非编码DNA,以及它们在基因表达调控、染色体结构维持等方面的重要作用。 我们将探讨比较基因组学如何通过比较不同物种的基因组,揭示物种间的亲缘关系和进化历程。同时,我们将认识到基因组学在疾病研究、药物研发、农业育种等领域的巨大应用潜力。了解基因组学不仅是理解生命的基础,更是推动人类社会进步的强大动力。 第七章:基因与疾病——理解与应对 许多疾病的根源都与基因有关。本章将聚焦于基因与疾病之间的密切联系,以及我们如何利用对基因的理解来预防、诊断和治疗疾病。 我们将深入探讨单基因遗传病,如囊性纤维化、镰状细胞贫血症等,了解它们的发病机制和遗传模式。接着,我们将探讨多基因遗传病,如糖尿病、高血压、癌症等,理解它们是多个基因与环境因素共同作用的结果。 此外,我们将介绍基因检测在疾病风险评估、早期诊断和遗传咨询中的作用。同时,我们将展望基因疗法的前景,包括基因治疗、基因编辑(如CRISPR-Cas9技术)等,为战胜遗传性疾病带来新的希望。理解基因与疾病,意味着我们能够更主动地掌握自己的健康命运。 第八章:基因与伦理——未来的挑战与思考 随着基因技术的不断发展,一系列深刻的伦理问题也随之而来。本章将引导读者思考基因技术可能带来的伦理困境与社会影响。 我们将探讨基因隐私的保护问题,个人基因信息的安全性以及可能被滥用的风险。同时,我们将讨论基因编辑技术在生殖细胞中的应用所引发的关于“设计婴儿”的争论,以及对人类基因库可能造成的长远影响。 我们还将审视基因技术在农业、生物工程等领域的应用,以及它们对生态环境和社会公平可能带来的挑战。理解基因与伦理,是为了让我们在拥抱科技进步的同时,能够保持审慎的态度,确保技术的发展能够真正造福于人类,并符合社会的长远利益。 结语 《基因的奥秘:生命蓝图的解读》之旅即将告一段落,但对基因的探索永无止境。从DNA的双螺旋到庞大的基因组,从微观的分子机制到宏观的生命演化,基因以其无所不在的力量,塑造着我们所知的世界。 本书希望能够点燃您对生命科学的好奇心,培养您对基因这一伟大力量的敬畏之心。希望您在读完本书后,能够对生命有一个更深刻的理解,对自身有一个更清晰的认知,并对未来的生命科学发展充满期待。基因的奥秘,正如宇宙的浩瀚,等待着我们去不断地发现与解读。

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读后感

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用户评价

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我必须承认,这本书的装帧设计,特别是纸张的选择和字体排版,给了我极佳的触感。在电子阅读如此流行的今天,拥有一本实体书并享受“翻页”的仪式感,本身就是一种享受。更重要的是,作者在行文结构上的匠心独运,让长篇的阅读过程保持了极高的连贯性。全书的逻辑线索如同精心编织的挂毯,即便是章节间的跳跃阅读,也能大致跟上脉络。这种结构上的流畅感,很大程度上缓解了内容深度带来的压力。特别是作者在引入新的复杂概念时,总是会先用一个精炼的“概念总览”来定调,随后才展开详尽的论述,这种先“形”后“神”的写作手法,极大地降低了读者的认知负荷。我注意到,有些章节的结尾处,作者会设置一个“思考题”或“展望”,虽然不是直接发问,但那种引导性的总结,总能让人不由自主地将所学知识应用到未来的想象中去。这种周到的设计,让阅读不再是被动的接收信息,而成为了主动的探索过程,使得这本书的阅读体验层次更加丰富和立体。

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说实话,我拿到这书的时候,内心是抱着一丝怀疑的。市面上的科普读物太多了,很多都为了追求通俗易懂而牺牲了科学的准确性,读起来总觉得像是在看“科幻小说”。然而,这本书的处理方式堪称教科书级别的平衡艺术。作者在介绍每一个新发现时,都会非常细致地追溯其历史背景,谁发现了什么,他们是如何论证的,甚至包括早期实验中的那些“弯路”和争议,都被毫不保留地呈现出来。这让我清晰地感受到,科学的进步并非一蹴而就,而是充满了人类智慧的挣扎与光辉。尤其是在讨论基因编辑技术伦理边界的那几部分,作者没有采取简单的非黑即白的立场,而是引用了大量来自不同文化和法律体系的观点进行思辨,那种深沉的思辨性,让我忍不住停下来,合上书本,在房间里踱步思考了很久。这种促使读者主动参与到知识建构过程中的书籍,才是真正有价值的。它不仅仅是信息的传递者,更是一个思想的激发者,让我开始反思我们作为生命体,在掌握了如此强大的工具后,应该如何负责任地前行。这本书的深度,远超出了我预期的科普范畴,它更像是一部关于人类认知边界探索的史诗。

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这本书最让我感到惊艳的地方,在于它展现出的那种跨学科的视野和宏大的历史观。作者不仅仅聚焦于实验室里的分子层面,他还频繁地将讨论延伸到生物学对人类社会、哲学乃至未来进化的影响。读到关于特定基因群落如何影响古代人类迁徙路径的分析时,我仿佛看到了时间长河在眼前展开,而我们所研究的每一个基因,都是这条河流中一个有力的印记。这种将微观机制与宏观历史相结合的叙事策略,极大地拓宽了我对“生命”这个概念的理解。它不再仅仅是细胞和DNA的组合,而是一个跨越了数百万年演化史的、动态的、不断自我重塑的宏大叙事。这种全景式的视角,让我对生命科学的敬畏之心油然而生。它不仅仅是一本关于“是什么”的书,更是一本关于“为什么会是这样”以及“未来将走向何方”的深度探讨。读完后,我感觉自己看待自然界,甚至看待自身的方式,都产生了一种微妙而深刻的转变。这是一次知识的洗礼,更是一次世界观的重塑。

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这本书的阅读体验,更像是一次高强度的智力马拉松。我是一个习惯于快速浏览信息的人,但这本书迫使我慢了下来,每一个段落都需要我反复咀嚼。并不是说它的文字有多么晦涩,而是它所蕴含的信息密度实在太大了。每一页都塞满了精确的数据、关键的实验设计细节,以及对这些细节背后深层意义的精妙解读。我发现自己不得不频繁地使用旁边的笔记本,给自己总结要点,甚至画出一些简单的流程图来梳理作者阐述的代谢通路。有几次,我感觉大脑的“内存”快要被占满了,需要站起来活动一下,让思绪稍微冷却。但这种“辛苦”却是令人满足的,因为它带来的知识沉淀感是空前的。它没有给我任何偷懒的空间,所有的理解都必须通过自己的思考和消化来获取。对于那些真正想深入了解特定生物学机制的进阶学习者来说,这本书无疑是一座金矿。它没有回避任何关键的技术细节,而是将它们原汁原味地呈现在我们面前,让我们得以一窥现代生命科学研究的真实面貌——严谨、复杂,且充满挑战。

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这本书的封面设计简直就是一场视觉盛宴,那种深邃的蓝色调配上仿佛流淌着的复杂结构图谱,立刻就抓住了我的眼球。我本以为这会是一本晦涩难懂的纯学术著作,但翻开扉页后,我发现作者的叙事方式极其引人入胜。他没有一开始就抛出那些令人望而生畏的专业术语,而是像一位经验丰富的导游,带着我们逐步深入一个全新的、充满未解之谜的微观世界。特别是关于某种特定蛋白质折叠异常如何引发连锁反应的那一章,作者竟然能用日常生活中非常贴近的例子来类比,读起来完全没有卡顿感,简直像在听一场精彩绝伦的脱口秀,只是主题是生命的奥秘。我记得当时正值一个周末的下午,阳光正好,我泡了一杯热茶,本打算只看个引言放松一下,结果完全停不下来,一直读到了深夜,那种知识被温柔包裹、层层递进的感觉,太棒了。书中的插图质量也值得称赞,清晰度高,布局合理,它们不仅仅是装饰,更是理解复杂概念的强力拐杖。这本书成功地架起了一座桥梁,连接了科学的严谨和大众的好奇心,让人在享受阅读乐趣的同时,收获了扎实的知识体系。我强烈推荐给所有对生命科学抱有好奇心的人,哪怕你没有任何背景知识,这本书也能让你找到属于自己的那份兴奋点。

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