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塗展春 著

圖書標籤:

• 細胞生物學
• 物理學
• 生物物理學
• 細胞力學
• 生物材料
• 膜生物學
• 細胞信號
• 生物流體力學
• 納米生物學
• 計算生物學

店鋪： 蛋蛋圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030335166

商品編碼：27467179552

包裝：平裝

齣版時間：2015-12-01

基本信息

書名：細胞的物理生物學

定價：158.0元

作者：塗展春

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2015-12-01

ISBN：9787030335166

字數：1242250

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：16

商品重量：1.407kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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序言

機械、力學與生命形態的交響：《活體物質的形塑與響應》 導言：超越化學定義的生命疆域 生命現象的理解，長期以來被化學反應的精妙所主導。然而，一個日益清晰的圖景正浮現：生命體的構建、運動、適應乃至疾病的發生，都深刻地依賴於物質世界的基本法則——物理學。從單細胞的微觀運動到宏大器官的結構穩定，機械力、形變、張力與彈性構成瞭生命形態的“骨架”與“肌肉”。 本書《活體物質的形塑與響應》（暫定名），並非聚焦於細胞內部的生化信號通路，而是深入探討生物組織和器官在力學環境下的動態行為、結構演變及其對外界物理刺激的感應機製。我們試圖構建一座橋梁，連接生物學的復雜性與物理學的精確性，揭示生命體如何“感知”和“塑造”它們所處的物理世界。 --- 第一部分：生物力學的基石——從分子到組織的應力解析 本部分奠定理解活體物質力學特性的基礎，聚焦於生命體結構材料的本構關係。 第一章：生物高分子與軟物質的粘彈性 傳統材料科學中的剛性模型在描述膠原蛋白、彈性蛋白和細胞骨架時顯得蒼白無力。本章詳盡分析瞭生物大分子網絡（如細胞外基質ECM）的粘彈性和流變學特性。我們將探討時間依賴性對組織硬度的影響，例如，如何在短時間尺度上觀察到類液體的行為，而在長時間尺度上展現齣接近固體的彈性。重點解析瞭F-actin、微管和中間縴維等細胞骨架組件的應力-應變麯綫，以及它們如何通過動態組裝和解聚來快速適應外部載荷。 第二章：組織結構的張力拓撲與預應力狀態 活體組織並非處於零應力狀態。本章深入探討瞭生物係統中普遍存在的預應力（Pre-stress）。以血管壁和心肌為例，分析這些組織如何通過主動收縮和被動拉伸形成內稟的張力分布。我們將介紹先進的力學成像技術（如雙光子張力顯微鏡），用於在活細胞和組織切片中可視化張力縴維束的走嚮和節點，理解這些拓撲結構如何決定組織的機械穩定性與信號傳導效率。 第三章：細胞-基質界麵：粘附與牽張力的傳遞 細胞如何感知和響應其所附著的基質？本章重點研究整閤素（Integrin）介導的細胞粘附復閤體作為機械傳感器和傳導器的角色。我們詳細分析瞭焦點粘附（Focal Adhesions）在拉伸或壓縮載荷下發生的結構重組和分子聚集現象。理解細胞如何通過整閤素將外部的皮牛頓力轉化為內部的生化信號，是理解組織形態發生和修復的關鍵。 --- 第二部分：宏觀形態的生成與維持——形態發生中的力學驅動 本部分轉嚮更宏觀的層麵，探討物理力量在器官發育、組織重塑和創傷愈閤中的決定性作用。 第四章：組織摺疊與器官成形：幾何約束與力驅動 胚胎發育是一個由化學信號引導，但最終由物理力精確執行的過程。本章分析瞭非均勻收縮、層間剪切力以及彎麯剛度差異如何驅動復雜的三維結構形成，例如神經管的閉閤和內胚層的分化。重點介紹Turing機製的力學擴展版本，解釋形態發生中擴散-張力反饋環的作用，以及細胞團塊的收縮能如何驅動皺褶和褶皺的形成。 第五章：生物流體的動力學與組織代謝交換 血液、淋巴液和細胞間液的流動（生物流體力學）對營養物質的運輸和廢物清除至關重要。本章側重於剪切應力（Shear Stress）對內皮細胞的影響。我們將解析血流速度的變化如何改變細胞的形態和基因錶達譜，特彆是其對炎癥反應和血管重塑的調控。此外，探討組織滲透壓梯度在液體跨膜運輸中的物理機製。 第六章：細胞遷移的物理機製：爬行、收縮與粘附的動態平衡 細胞的遷移能力是傷口愈閤和免疫反應的核心。本章拋棄純粹的化學趨嚮性模型，轉而關注推進力和阻力之間的力學博弈。分析細胞如何通過形成前緣絲足（Lamellipodia）施加推力，通過後部收縮（肌動蛋白-肌球蛋白馬達）和粘附點的動態斷裂-形成循環來實現有效移動。研究不同基質剛度如何精確調控遷移速度和路徑選擇。 --- 第三部分：物理失衡與疾病的機械錶徵 本部分關注當生物係統的物理平衡被打破時，如何導緻病理狀態的齣現和發展。 第七章：機械信號轉導的錯誤與病理學 許多慢性疾病，如縴維化、動脈粥樣硬化和骨質疏鬆，都伴隨著組織機械屬性的異常改變。本章聚焦於機械信號轉導（Mechanotransduction）的失調。例如，在腫瘤微環境中，基質硬化（Stiffness）如何通過增強YAP/TAZ等核轉錄因子的激活，驅動癌細胞的增殖和侵襲。分析組織彈性降低如何導緻關節退變和韌帶鬆弛。 第八章：骨骼與軟組織修復中的機械載荷調控 骨骼組織以其卓越的固塑性（Plasticity）著稱，其形態和密度直接響應於機械應力。本章詳述Wolff定律的現代生物物理學闡釋，探討機械刺激如何精確調節破骨細胞和成骨細胞的活性。同時，應用於軟組織工程，分析在組織替代物中施加適宜的動態負荷對於誘導功能性組織再生的重要性。 第九章：生物體的物理衰老：剛度積纍與力學衰退 衰老過程不僅是分子損傷的纍積，也是機械性能退化的錶現。本章探討膠原交聯的增加（如晚期糖基化終末産物AGEs的形成）如何導緻血管、皮膚和關節的硬化，從而降低組織的適應性和功能。同時，分析細胞骨架的去極化和馬達蛋白效率的下降如何降低細胞應對機械應力的能力，從而加速組織功能衰退。 --- 結論：麵嚮未來的活體物質工程 《活體物質的形塑與響應》旨在為讀者提供一個強健的物理學框架，用以解析生命的動態復雜性。未來的生物醫學工程，尤其是在組織工程、再生醫學和精準診斷領域，將越來越依賴於對活體物質的力學指紋的精確測量和主動調控。本書的最終目標是激發對生命係統中“力”這一基本驅動力的更深層次認識。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我平時涉獵的生物學書籍大多集中在基因和遺傳學領域，對細胞內部的“機械原理”瞭解得比較零碎。這本讀物，徹底彌補瞭我在細胞生物力學和運動機製方麵的知識空白。書中關於細胞遷移的章節，我簡直是愛不釋手。作者沒有停留於描述細胞如何“移動”，而是深入探討瞭驅動這種移動的物理學基礎——那些肌動蛋白絲的聚閤與解聚，以及它們如何産生推力和拉力，最終實現細胞體的整體位移。他引用瞭很多物理學中的概念，比如應力、張力、粘附力，並將這些抽象的力學概念與活生生的細胞行為完美地結閤起來。特彆是對癌細胞轉移過程中，細胞如何“重塑”自身以適應不同環境的描述，讀起來令人感到既震撼又有一絲不安。這種跨學科的融閤，讓原本看似遙遠的生物學問題，突然之間擁有瞭可量化、可預測的物理基礎。這本書的圖示也極為齣色，那些三維重建的細胞骨架圖，清晰地展示瞭力是如何在細胞內部傳遞的，對於我這種視覺學習者來說，簡直是福音。它讓我深刻理解到，生命活動，歸根結底，也是遵循著物理定律的精妙展現。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，拿到手裏的時候，我就被它的封麵設計吸引住瞭。那種深邃的藍色調，配上精細的細胞結構圖，一下子就把我的好奇心勾瞭起來。我原本以為這會是一本枯燥的教科書，但翻開第一頁，我就發現我錯瞭。作者的敘事方式非常生動，他沒有一上來就拋齣一堆晦澀難懂的專業術語，而是像一位經驗豐富的嚮導，帶著我們一步步深入探索細胞的微觀世界。特彆是關於細胞膜的流動鑲嵌模型的講解，他用瞭很多日常生活的類比，讓復雜的概念變得異常清晰易懂。我記得有一章專門講瞭細胞骨架的動態變化，作者用瞭非常形象的語言來描述那些微管和微絲如何像施工現場的腳手架一樣，不斷地搭建、拆除、重組，以適應細胞的不同需求。那種畫麵感極強，讓我仿佛能“看”到細胞內部那場永不停歇的“建築工程”。這本書的深度和廣度都拿捏得恰到好處，既能滿足那些對生命科學有初步瞭解的愛好者，也能讓專業人士找到新的視角。讀完之後，我對生命體最基本的構成單位——細胞，有瞭一種全新的、更具立體感的認識。它不再是一個靜止的、被簡單描繪的結構圖，而是一個充滿活力、不斷運動、時刻在“思考”和“行動”的微型工廠。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排極其精妙，讀起來完全沒有那種知識點堆砌的疲憊感。它的邏輯脈絡非常清晰，從宏觀的細胞結構介紹，逐步深入到分子層麵的相互作用。我尤其欣賞作者在處理“信號轉導”這一復雜主題時所采用的敘事策略。他沒有簡單羅列那些激酶和受體的名字，而是構建瞭一個個引人入勝的“信息傳遞鏈條”的故事。比如，書中對G蛋白偶聯受體（GPCRs）的描述，簡直就像在講述一個高度組織化的跨國企業內部的層級匯報係統，每一個環節都精確無誤，稍有偏差就可能導緻整個係統的癱瘓。更讓我印象深刻的是，作者在闡述這些生物學機製時，總是能巧妙地穿插一些曆史背景和科學發現的麯摺過程。讀到某個關鍵實驗是如何設計、如何被證僞，最終如何被證實的那一段時，那種代入感，讓我感覺自己不是在閱讀，而是在親曆那段科學探索的曆程。這極大地激發瞭我對科學研究本身的興趣，不僅僅是對結果的好奇，更是對探究過程的尊重和嚮往。這本書的文字功底非常紮實，句子節奏感強，偶爾齣現的幽默感也讓閱讀過程輕鬆愉快。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到驚喜的是，它超越瞭標準的教科書範疇，融入瞭大量的最新研究進展，尤其是在細胞凋亡和自噬這兩個與衰老和疾病密切相關的課題上。作者沒有迴避這些略顯“沉重”的主題，而是以一種非常審慎、科學的態度去解析這些過程。他詳細闡述瞭綫粒體在細胞死亡信號通路中的核心地位，描述瞭凋亡小體的形成過程，仿佛在描繪一場精心策劃的“程序性解體”。但最精彩的是，作者並沒有把這些過程描繪成純粹的“破壞”，而是強調瞭它們在維持組織穩態中的必要性——一種必要的“自我清理”機製。這種辯證的看待方式，讓我對生命的循環和更新有瞭更深層次的理解。閱讀過程中，我多次停下來，反復思考作者提齣的那些關於“控製失調”的後果。這本書的語言風格在這裏變得更加嚴肅和富有哲理，它不僅僅是在解釋“是什麼”，更是在引導讀者思考“為什麼會這樣”，以及“這對我們的健康意味著什麼”。它成功地將基礎科學與臨床應用的前沿思考無縫對接。

評分☆☆☆☆☆

這本書的整體閱讀體驗，就像是獲得瞭一副高清的、實時的細胞內部直播權限。它不是那種讓你讀完後閤上書本就忘記大半內容的“速食讀物”。相反，它在我的腦海中建立瞭一個穩定、多維度的細胞模型框架。我發現自己開始不自覺地將書中學到的知識應用到對日常現象的觀察中去。比如，看到植物的生長方嚮，我會聯想到嚮性應力對細胞壁閤成的影響；看到傷口的愈閤過程，我也會自動去想象成縴維細胞如何通過整閤素與細胞外基質進行交流和拉拽。作者在每一章末尾設置的“思考題”——雖然沒有給齣標準答案——但其引導性極強，它迫使讀者真正動腦去整閤所學知識，而不是被動接受信息。這種互動式的學習體驗，是很多傳統教材所缺乏的。這本書的價值在於，它真正做到瞭“授人以漁”，它教授的不僅僅是知識點，而是一套觀察和解析生命現象的科學思維方法。對於任何一個對生命科學懷有真誠熱忱的人來說，這本書無疑是一次值得投入時間的深度遨遊。