內容簡介
你對自己身體中所發生的各種化學反應瞭解嗎?有沒有想到過美麗和健康的密碼就藏在自己的身體當中呢?就讓這本《漫畫生物化學》揭開我們身體內部的秘密吧!這本世界上*簡單的生物化學教科書通過漫畫式的情景說明,讓你邊看故事邊學知識,每讀完一篇就能理解一個概念,每篇末還附有文字說明,隻要閱讀一下這些有趣的漫畫故事,你將能在*短的時間內成為生物化學方麵的達人!
有趣的故事情節、時尚的漫畫人物造型、細緻的內容講解定能給你留下深刻的印象,讓你看過忘不瞭。通過這種輕鬆的閱讀學習,讀者可以掌握生物化學的常識。《漫畫生物化學》也可以作為廣大青少年的生物化學知識讀本。
作者簡介
武村政春,現為東京理科大學準教授,醫學博士,專業為分子生物學、生命科學。著作有《漫畫分子生物學》(歐姆社)、《源於一反木綿的生物學》(Soft Bank Creative)、《人類一般生物學》(裳華房)、《脫DNA宣言》(新潮社)、《生命的中心法則》(講談社)、《DNA復製與變異》(新思索社)。
漫畫製作者簡介:
Office sawa,2006年成立,主要製作有關醫療、電腦、教育係統的書籍和廣告。擅長製作應用瞭插圖、漫畫的手冊、參考書、促銷宣傳資料。
內頁插圖
精彩書評
★用漫畫這種形式講數學、物理和統計學,十分有利於在廣大青少年中普及科學知識。
——周恩來、鄧穎超秘書,周恩來鄧穎超紀念館顧問 中日友好協會理事,《數理天地》顧問,全國政協原副秘書長 趙煒
★用漫畫和說故事的形式講數學,使麵貌冷峻的數學變得親切、生動、有趣,使學習數學變得容易,這對於提高全民的數學水平無疑呈功德無量的事。
——《數理天地》雜誌社 社長 總編 “希望杯”全國數學邀請賽組委員 命題委員會主任 周國鎮
★用漫畫的形式,講解日常生活中的數學、物理知識,更能讓大傢感受到數學殿堂的奧妙與樂趣。
——《光明日報》原副總編輯 中華炎黃文化研究會 常務副會長 魯諄
★科學漫畫是幫助學習文科的人們用形象思維的方式掌握自然科學的金鑰匙。
——中國人民大學外語學院日語專業 主任 大學日語教學研究會 會長 成同社
★在日本留學的時候,我在電車上幾乎每天都能看到很多年輕的白領看這套圖書,經濟實惠、圖文並茂、淺顯易懂,相信這套書的中文版也一定會成為白領們的手中愛物。
——大連理工大學 能源與動力學院 博士 副教授 寜亞東
★我非常希望能夠在書店裏看到這樣的書:有人物形象、有卡通圖、有故事情節、當然*重要的還有深厚的理工科底蘊。我想這樣的書一定可以大大提升孩子們的學習樂趣,降低他們對於高深的理工科知識的恐懼感。
——北京啓明培訓學校 校長 符狄南
★書中的數學知識淺顯實用,漫畫故事的形式使知識貼近生活,概念更容易理解。
——北京大學 數學科學學院 博士 張磊
目錄
序章
第1章 身體中發生的化學反應
1.細胞的組織結構
細胞有什麼特徵?
2.細胞中發生的故事
閤成蛋白質
物質代謝
生産能量
光閤作用
3.細胞——多種化學反應進行的場所
關於蛋白質閤成的生物化學
關於物質代謝的生物化學
關於能量生産的生物化學
關於光閤作用的生物化學
4.生物化學基礎知識
從元素到生物高分子
生物化學中的關鍵詞
第2章 光閤作用和呼吸
1.物質循環
生態係統和物質循環
何謂物質循環?
碳循環
2.一起來瞭解光閤作用的結構體係
植物的重要性
葉綠體的結構
光閤作用的結構體係——光閤磷酸化反應
光閤作用的結構體係——碳酸固定反應
3.呼吸的結構體係
什麼是碳水化閤物?
糖類的英文名稱中多含有“ose”
為什麼單糖會呈環狀結構?
為什麼我們必須呼吸?
呼吸就是分解葡萄糖並産生能量的過程
關鍵步驟①通過糖解作用分解葡萄糖
關鍵步驟②檸檬酸循環(TCA循環)
關鍵步驟③通過電子傳遞鏈生産齣大量能量
光閤作用和呼吸——總結篇
4.共同的能量貨幣——ATP
5.糖類(單糖)的形式
6.CoA是什麼?
第3章 生活中的生物化學
1.脂類和膽固醇
脂類是什麼?
脂肪酸
膽固醇屬於類固醇傢族
膽固醇的作用
好壞膽固醇的真實身份都是“脂蛋白”
CHECK!什麼是動脈硬化?
2.脂肪為何會在體內積蓄?
攝取的能量和消費的能量
動物具有保持脂肪水平的生理機製
多餘的糖類會變成脂肪
當脂肪作為能量源被利用時
3.血型是什麼東西?
血型
決定血型的是紅細胞錶麵的糖分子
4.為什麼水果會變甜?
為什麼水果是甜的?
單糖.低聚糖(寡糖).多糖
水果變甜的原理
5.為什麼年糕是黏乎乎的?
普通大米和糯米的不同
直鏈澱粉和支鏈澱粉的不同之處
α(1→4)和α(1→6)中的數字是什麼意思?
第4章 酶是化學反應中的關鍵物質
1.酶和蛋白質
蛋白質的功能
酶是什麼物質?
蛋白質由氨基酸組成
蛋白質的一級結構
蛋白質的二級結構
蛋白質的三級結構
蛋白質的四級結構和亞基
2.酶的功能
底物和酶
CHECK!專一性酶?非專一性酶?
酶的分類
轉移酶
CHECK!“血型基因”的真實身份是“糖轉移酶”
水解酶
3.利用圖錶來理解酶的功能
為什麼酶對於化學反應來說很重要?
什麼是活化能?
酶能夠降低“圍牆”的高度
最大反應速度
米曼氏方程式和米氏常數
讓我們一起來求Vmax和Km的值!
CHECK!為什麼取倒數呢?
4.酶和抑製劑
CHECK!變構酶
第5章 關於核酸的生物化學和分子生物學
1.核酸是什麼?
何謂核酸?
由米歇爾發現的核素
核酸和核苷酸
堿基的互補性和DNA的結構
DNA多聚酶的酶活性和DNA復製
RNA的結構
2.核酸與基因
DNA是基因的本體
擁有各種功能的RNA
mRNA2
rRNA和tRNA
核酶(ribozyme)
3.生物化學和分子生物學
一切都從“充滿泥土氣息的工作”開始
在試管內也能觀察到的生命現象
重組DNA技術的發展
嚮生物化學迴歸
細胞起源之謎——是先代謝,還是先復製
4.生物化學的實驗方法
參考文獻
前言/序言
本書作為“生物化學”的入門圖書,以輕鬆、易懂的漫畫形式介紹瞭生物化學領域的部分內容。
所謂生物化學就是從化學的角度來解釋說明生命現象的學科。我們生物體是由什麼物質構成的?在細胞中會發生什麼樣的化學反應?從化學的角度怎麼去解釋生存?可以說生物化學就是解答類似這些疑問的學科。
從19世紀末到20世紀,醫學、營養學、農學、生物學等各個學科,越來越注重從化學的角度來研究各個領域所發生的各種現象,各個領域都積纍瞭一些生物化學方麵的知識。
可以說今天的生物化學是跨越這些不同領域之間的生物化學知識的總結形式。雖然各個領域的生物化學的應用目的不同,但是其基本的思考方法(從化學的角度解釋說明生命現象)是相同的。
因此,這門學科對於有誌於在醫學、藥學、農學、營養學、護理學、生物學等涉及人體和生命現象領域發展的人來說是必需的。
本書以漫畫的形式簡單易懂地將所有生命科學的基礎——生物化學中必須掌握的重要關鍵點進行瞭解釋和說明。我認為可以將這本書作為生物化學的講義,把它當作生物化學、醫學化學、營養化學等方麵的參考書或課外讀物來使用。
當然,各位高中生朋友以及對該領域感興趣的人也可以好好讀讀這本書。
我想讓大傢通過本書就能掌握生物化學所必需的最低限度的知識,但是實際上這本書的結構與之前的生物化學的書略有不同。比如,一般的生物化學教科書,大體都是以總結生物體構成物質(糖類、類脂質、蛋白質等構成生物體的物質)來開篇記述的,但是本書卻把關於各種物質的話題引入到相關項目中,並沒有單獨講解生物體構成物質的章節。因為我認為這樣會使各種生物體構成物質的性質及功能的敘述更具有統一性,與從一開始就總結性地學習相比,這種方式更容易讓人理解。
另外,在第3章中有“生活中的生物化學”這一內容,它讓我們思考學習生物化學意義的同時,以我們身邊的話題為切入點,使我們對生物化學更加感興趣。
《萬物生靈:生物化學的奇妙旅程》 這是一本深入探索生命奧秘的百科全書,它將帶領讀者踏上一段令人著迷的生物化學之旅。我們不再局限於書本上的枯燥理論,而是將活生生的世界呈現在眼前,揭示構成生命基礎的分子是如何協同工作,創造齣我們所認識的萬紫韆紅。 第一章:生命的基石——碳水化閤物與脂質的無限可能 你是否曾好奇,為何陽光能滋養萬物?這背後的秘密,就隱藏在植物細胞中那高效的光閤作用。我們將從碳水化閤物開始,這一類看似簡單的糖類,卻是地球上絕大多數能量的來源。從單糖如葡萄糖的簡單代謝,到多糖如澱粉和縴維素的復雜結構,我們將一步步解析它們在能量儲存、結構支撐以及信號傳遞中的關鍵作用。想象一下,一棵參天大樹,其堅實的軀乾和繁茂的葉片,都離不開碳水化閤物這位無私的建築師。我們將揭示澱粉如何像一個巨大的能量倉庫,在植物需要時源源不斷地提供燃料;縴維素又如何構建齣植物細胞壁的堅固屏障,賦予它們挺拔的姿態。 而當我們談論到脂質,我們所想到的可能隻是日常飲食中的脂肪。然而,生物化學中的脂質遠比這更具深度。我們將深入探討磷脂,它們是構成所有細胞膜的基石,如同精密的“細胞圍牆”,嚴格控製著物質進齣,維持細胞內部的穩定環境。想象一下,細胞膜就像一個由無數磷脂分子組成的動態界麵,在保護細胞的同時,又以無比精妙的方式進行物質交換。我們將解析膽固醇的作用,它不僅是構成細胞膜的重要成分,更是閤成性激素和維生素D的原料,默默影響著我們的生長發育和健康。我們將觸及脂肪酸的多樣性,從飽和到不飽和,它們在體內扮演著能量儲存、保溫以及閤成信號分子的角色,有些甚至對心血管健康至關重要。我們將看到,脂質的世界並非油膩,而是充滿瞭精巧的設計和生命力的湧動。 第二章:生命的信使與執行者——蛋白質的復雜交響麯 蛋白質,無疑是生命中最具活力的分子大傢族。它們是酶,驅動著體內成韆上萬種化學反應的進行,如同樂隊中的指揮,協調著每一個音符的齣現;它們是激素,傳遞著精確的信號,調控著身體的生長、代謝和情緒;它們是抗體,構築起免疫係統的第一道防綫,抵禦著外來的侵襲;它們更是肌肉的組成部分,讓我們可以奔跑、跳躍、感受世界。 我們將從氨基酸這個蛋白質的基本單位開始,瞭解它們如何通過肽鍵連接,形成韆變萬化的多肽鏈。每一條多肽鏈都有其獨特的序列,這個序列決定瞭蛋白質最終的三維結構,而結構決定瞭功能。我們將深入剖析蛋白質摺疊的復雜過程,這是一個精妙而脆弱的過程,一旦齣錯,可能就會引發疾病。我們會用生動的例子,展示不同蛋白質的功能,例如酶是如何通過降低化學反應的活化能來加速反應的,就像一位經驗豐富的化學傢,能輕鬆完成我們凡人難以企及的轉化。我們將探討血紅蛋白,它如何有效地攜帶氧氣,將生命的活力輸送到身體的每一個角落。我們還將介紹抗體,它們獨特而精確的識彆能力,是如何保護我們免受細菌和病毒的侵害。 第三章:生命的藍圖與信息庫——核酸的遺傳密碼 DNA和RNA,這對構成生命遺傳信息的關鍵分子,它們的名字本身就充滿瞭神秘感。DNA,作為生命的藍圖,記錄著所有遺傳信息,代代相傳,確保著物種的延續。RNA,則像是DNA的助手,參與著蛋白質的閤成,將遺傳信息轉化為生命的實際功能。 我們將從核苷酸這一基本單位開始,揭示DNA和RNA獨特的雙螺鏇結構,就像一本精巧的書籍,將生命的密碼以堿基對的形式編碼。我們將深入瞭解DNA復製的過程,這個精準到每一個堿基都被復製的過程,是生命繁衍的基礎。我們將探索RNA的多種形式,信使RNA(mRNA)如何攜帶DNA的遺傳指令,轉運RNA(tRNA)如何將氨基酸送達核糖體,以及核糖體RNA(rRNA)如何構成蛋白質閤成的工廠。我們將解析基因的錶達過程,這個從DNA序列轉化為具有特定功能的蛋白質的復雜步驟,是生命活動的核心。我們將討論基因突變,它可能是疾病的根源,也可能是進化的動力。 第四章:能量的轉換與利用——代謝的奇妙循環 生命之所以能夠維持,離不開源源不斷的能量供應。這個能量的獲取、轉化和利用的過程,就是代謝。我們將一起探索,無論是通過呼吸作用分解葡萄糖,還是通過光閤作用閤成葡萄糖,生命都有一套精巧的能量“貨幣”——ATP。 我們將深入到細胞內部,觀察綫粒體這個“能量工廠”是如何將葡萄糖和其他燃料分子分解,産生大量的ATP。我們將解析糖酵解、檸檬酸循環和氧化磷酸化等關鍵代謝途徑,它們就像一係列連鎖反應,將有機物中的化學能一步步轉化為ATP。我們將探討脂肪和蛋白質的代謝,它們也可以被分解,為身體提供能量。同時,我們也將關注閤成代謝,身體如何利用ATP來構建復雜的分子,例如閤成新的蛋白質,修復受損的組織。我們將深入瞭解激素如胰島素和胰高血糖素是如何協同作用,精確調控著血糖水平,確保身體在飢餓和飽腹時都能獲得適宜的能量。 第五章:生命的調控網絡——信號傳導與細胞通訊 生物體是一個高度協同的係統,細胞之間需要不斷地進行信息交流,以協調生命活動。信號傳導就是這個信息交流的過程。從細胞錶麵的受體,到細胞內部的第二信使,再到最終的效應蛋白,這是一個復雜而精妙的信號傳遞鏈。 我們將以激素為例,展示它們是如何作為化學信使,在血液中運輸,並與靶細胞上的特定受體結閤,引發一係列的細胞內的反應。我們將深入瞭解G蛋白偶聯受體(GPCRs)等重要的信號通路,它們在感知外界刺激、調節細胞功能方麵起著至關重要的作用。我們將解析受體酪氨酸激酶(RTKs)等通路,它們在細胞生長、分化和存活中發揮著關鍵作用。我們將探討細胞因子和生長因子等信號分子,它們是如何精確地調控細胞的行為,例如免疫細胞的激活、乾細胞的分化等。我們將看到,正是這些錯綜復雜的信號網絡,將一個個孤立的細胞連接成一個有機的整體,維係著生命的有序運轉。 第六章:生命的多樣性與進化——生物化學的宏觀視角 當我們擁有瞭生物化學的基礎知識,我們便能以一種全新的視角去審視生命的多樣性。從微小的細菌到龐大的鯨魚,它們都遵循著相似的生物化學原理,卻在漫長的進化過程中,演化齣瞭令人驚嘆的形態和功能。 我們將探討生物化學在進化研究中的作用,例如通過比較不同物種的DNA序列和蛋白質結構,來推斷它們的親緣關係和進化曆史。我們將瞭解分子鍾的概念,它如何幫助我們估算物種分化的時間。我們將探討生物化學如何解釋適應性進化,例如沙漠中的植物如何儲存水分,深海中的生物如何在高壓下生存,這些都與它們獨特的生物化學機製息息相關。我們將觸及疾病的分子基礎,癌癥、糖尿病、神經退行性疾病等,它們的發生都與生物化學過程的異常有關。我們將看到,理解生物化學,就是理解生命本身,理解生命如何從簡單走嚮復雜,如何適應環境,如何生生不息。 《萬物生靈:生物化學的奇妙旅程》不僅僅是一本書,它是一扇通往生命內部世界的窗戶。它將用通俗易懂的語言,結閤生動的圖示和真實世界的案例,將枯燥的化學反應和復雜的分子結構,轉化為一場充滿驚喜的探索。無論你是對生命充滿好奇的學生,還是希望深入瞭解自身健康的成年人,亦或是對科學的嚴謹之美著迷的探索者,這本書都將為你打開一扇新的大門,讓你重新認識你所處的世界,以及構成這個世界的最基本、最神奇的力量。你將不再僅僅是旁觀者,而是成為這場生命奇跡的理解者和欣賞者。