研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課

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具体描述

  •台灣如何因應全球大流行的COVID-19?
  •改造細菌基因,可以把二氧化碳變燃料?
  •觀察真菌獵殺線蟲,竟能為寄生蟲防治提供解方?
  •人類的斷肢有可能像斑馬魚一樣再生嗎?
  •解析大腦神經為什麼會退化,看見治癒失智症的曙光?
  •RNA剪接、CRISPR基因編輯,預約醫療大未來?

  與中研院院長廖俊智、院士陳建仁等21位生命科學家,
  一同打開好奇心、激發想像力,
  體驗機智的生命科學大發現!


  中央研究院生命科學組匯集台灣頂尖科學家,研究範圍涵蓋植物、生醫、農業、生化、基因等領域,是世界級的生命科學研究重鎮。
  透過《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》,中研院研之有物團隊以21位科學家的研究成果為藍本,帶領我們參訪台灣最高學術殿堂,將艱深的學術論文轉譯為淺顯易懂的科普知識,一窺中研院在生命科學領域的重大突破與創見。

  本書採訪、收錄以下中央研究院學者團隊之研究成果(依文章序排列):
  薛雁冰(分子生物研究所副研究員)
  陳振輝(細胞與個體生物學研究所助研究員)
  曾庸哲(細胞與個體生物學研究所助研究員)
  王忠信(生物多樣性研究中心副研究員)
  鍾國芳(生物多樣性研究中心副研究員)
  李秀敏(分子生物研究所特聘研究員)
  蔡宜芳(分子生物研究所特聘研究員)
  王中茹(植物暨微生物研究所副研究員)
  徐麗芬(農業生物科技研究中心特聘研究員)
  林榮信(應用科學研究中心、生醫轉譯研究中心、生物醫學科學研究所合聘研究員)
  潘文涵(生物醫學科學研究所特聘研究員)
  陳儀莊(生物醫學科學研究所特聘研究員)
  陳俊安(分子生物研究所副研究員)
  謝世良(基因體研究中心特聘研究員)
  胡哲銘(生物醫學科學研究所副研究員)
  陳建仁(院士、基因體研究中心特聘研究員)
  林曉青(生物化學研究所副研究員)
  廖俊智(中央研究院院長)
  郭沛恩(院士、生物醫學科學研究所特聘研究員兼所長)
  鄭淑珍(院士、分子生物研究所特聘研究員)
  凌嘉鴻(生物化學研究所助研究員)

名家推薦

  怪奇事物所所長
  阿任叔叔(科普圖文作家)
  阿簡老師(阿簡生物筆記站長)
  寒波(盲眼的尼安德塔石器匠板主)
  焦傳金(國立自然科學博物館館長)
  黃俊儒(國立中正大學通識教育中心特聘教授、科學傳播教育研究室主持人)
  黃貞祥(國立清華大學生命科學系助理教授)
  新夭Brainholesky(圖文創作者)
  趙軒翎(《科學月刊》執行總監)
  潘彥宏(北一女中生物科教師)
  鄭國威(泛科知識公司知識長)
  賴明詔(中央研究院院士)
  ——專業推薦(依姓名筆畫排序)

  也許我們能和斑馬魚一樣,擁有再生能力?也許我們能夠治療漸凍症?跟著科學家們,來一趟神奇的生命探索之旅吧!——阿任叔叔(科普圖文作家)

  覺得中研院裡的研究很高深莫測嗎?有這本書的生動介紹,拉近這些研究與我們的關係,我們終於可以一窺堂奧,看到這些有趣的研究成果了。——阿簡老師(阿簡生物筆記站長)

  中研院是做研究的地方,聽起來好像很厲害,但是做什麼研究才能說厲害呢?趕快看書,不然人家會以為我不懂!——寒波(盲眼的尼安德塔石器匠板主)

  科學的本質就是探索未知,除了要有好奇心,還要有無可救藥的熱情,《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》將讓你了解中研院科學家的熱情所在!——焦傳金(國立自然科學博物館館長)

  這些無奇不有的科學發現實在太有趣了,不能只有專家學者知道!這本好書,將為你揭開實驗室的面紗,見識到生命科學家們努力不懈的初衷!——黃貞祥(國立清華大學生命科學系助理教授)

  以前我們總覺得科學教科書裡面的科學家好像都跟我們不太有關係,因為距離感很重,但本書卻打破了這樣的印象,原來傑出的科學研究可以很靠近。《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》集結了中研院生命科學方面最頂尖的研究成果,透過精緻的知識引介與人物側寫,讓我們一窺科技發展的前沿及生命的奧祕,更了解科學背後動人的故事。——黃俊儒(國立中正大學通識教育中心特聘教授、科學傳播教育研究室主持人)

  一進中研院大門,就是生命科學實驗室聚集的生科大道。那裡孕育著什麼樣的研究,有著怎麼樣的科學家?這本書打開了一扇窗,將艱深難懂的生醫論文,轉化成淺顯易懂的故事,帶我們一窺堂奧。——趙軒翎(《科學月刊》執行總監)

  科學硬道理在中研院的努力之下逐漸軟化開啟,看尖端的研究成果也看科學家的人生,更看見無可限量的未來憧憬。——潘彥宏(北一女中生物科教師)

  從大分子、單細胞到複雜的動植物及人,到處充滿了生命的驚奇及大自然奧妙的構思。藉著細膩的觀察及創意的實證,科學家逐漸將混淆的生命化為邏輯及科學的規章。中研院的生命科學家們在這場人類解析生命奧祕的競賽中也不缺席,就讓他們娓娓道來,加以精彩的插圖,帶領你探索21則生命燦爛的新世界吧!What a treat!——賴明詔(中央研究院院士)
 
《生命之钥:从细胞到生态的探索之旅》 书名:生命之钥:从细胞到生态的探索之旅 作者:[此处填写作者名称,例如:自然科学研究者联盟] 出版社:[此处填写出版社名称,例如:知识之光出版社] --- 内容简介: 本书旨在为广大学习者、科研爱好者以及所有对生命现象怀有好奇心的人们,提供一套系统而深入的生命科学知识图景。我们聚焦于生命世界从微观到宏观的各个层面,力求在严谨的科学基础上,以生动、引人入胜的方式,揭示生命得以延续、演化和适应的内在机制与宏伟蓝图。 第一部分:生命的基石——分子与细胞 本部分将带读者深入到生命的最小工作单元——细胞。我们将从最基本的化学物质开始,探讨构成生命体的核心分子,如DNA、RNA、蛋白质和脂质的结构、功能及其相互作用。 第一章:生命的化学基础 生命体的构建模块是什么?本章详细解析了水在生命活动中的独特作用,有机大分子(碳水化合物、脂质、蛋白质和核酸)的化学特性及其在能量储存、结构构建和信息传递中的角色。重点阐述了氨基酸如何折叠成具有特定功能的蛋白质,以及酶作为生物催化剂如何加速生命化学反应。 第二章:细胞的奥秘:结构与功能 我们将系统地考察真核细胞和原核细胞的结构差异与共同特征。细胞膜的动态结构——流体镶嵌模型,如何实现物质选择性进出与信号接收;细胞器,如线粒体(能量工厂)、内质网(合成与运输中心)和高尔基体(包装与分拣站),各自承担的关键职责将被细致剖析。特别是核酸在细胞核中的组织形式,以及染色体结构的形成与意义。 第三章:生命的蓝图——遗传与分子生物学 本章是理解生命传承的关键。我们将追溯中心法则的完整路径——DNA的复制、转录和翻译。重点讲解基因的结构、调控机制,以及基因表达如何受到细胞内外环境的精细控制。内容涵盖了现代分子生物学中的重要技术,如PCR、基因测序的基本原理,为后续探讨遗传变异打下基础。 第二部分:生命的延续与多样性 生命并非静止不变,其延续依赖于精确的复制和适度的变异。本部分将聚焦于生命周期、遗传规律及其在宏大时间尺度上产生的生物多样性。 第四章:细胞的生命周期与精确的分配 细胞如何增殖和维持种群数量?本章详细描述了有丝分裂和减数分裂的过程,强调了染色体分离的精确性,以及这对维持生物体生长、组织修复和生殖的重要性。此外,还将探讨细胞周期调控中的关键检查点及其失控可能导致的后果。 第五章:遗传的规律与变异 从孟德尔的豌豆实验到现代遗传学,本章梳理了经典的遗传学定律,包括分离定律和自由组合定律。在此基础上,深入探讨了伴性遗传、基因连锁、以及基因突变(包括点突变和染色体结构与数目变异)的发生机制及其对生物性状的影响。对于人类遗传疾病的遗传模式分析也将作为应用实例展开。 第六章:进化论的视角——物种的起源与适应 生命的多样性源于持续的进化。本章以达尔文的自然选择理论为核心,阐述选择压力、遗传漂变、基因流等驱动进化的核心机制。内容涉及物种形成(异域和同域物种形成)、化石记录提供的证据,以及分子钟等现代进化生物学工具的应用,展示生命如何在时间和空间中分化和适应环境。 第三部分:生命的功能系统与调节 个体生命的运行依赖于复杂而协调的系统。本部分着眼于多细胞生物体内各系统如何协同工作,以维持内环境的稳定和高效的生命活动。 第七章:能量的捕获与转化——光合作用与呼吸作用 本章对比和分析了地球上两大核心能量代谢过程。详细解读光合作用的光反应和碳反应(卡尔文循环)的步骤及其对太阳能的固定;深入探讨细胞呼吸作用(糖酵解、克雷布斯循环和氧化磷酸化)如何高效地将有机物中的化学能转化为ATP。强调了线粒体和叶绿体的膜结构在能量转换中的关键作用。 第八章:动物的协调与应激反应 多细胞动物如何感知环境并做出快速反应?本章考察神经系统的结构和功能,从神经信号的产生(动作电位)到突触传递的化学机制。随后,深入研究内分泌系统,讲解激素的合成、分泌、运输及其对靶细胞的特异性调控,特别是应激状态下(如“战或逃”反应)的激素级联反应。 第九章:免疫系统的防御机制 面对无休止的病原体威胁,生命体发展出了一套精密复杂的防御体系。本章系统介绍先天性免疫和适应性免疫(体液免疫和细胞免疫)的机制。重点解析抗原提呈、B细胞和T细胞的活化过程,以及记忆细胞的形成,展示免疫系统如何实现对病原体的精确识别和长期保护。 第四部分:生命与环境的互动——生态与生物圈 生命体的存在离不开其所处的环境。本部分将视角提升到种群、群落和生态系统的层面,探讨生命活动如何塑造和被环境所塑造。 第十章:种群的动态与群落的结构 本章探讨单个种群如何受出生率、死亡率、迁入迁出影响而发生动态变化,包括指数增长和逻辑斯谛增长模型。接着,我们将分析不同物种如何在同一空间中共存,探讨竞争、捕食、寄生等相互作用的生态学意义。群落演替理论,即生态系统随时间推移的结构变化,也将被详细介绍。 第十一章:生态系统的能量流动与物质循环 生态系统如何维持运转?本章的核心是能量流动的单向性和物质循环(如碳、氮、水循环)的封闭性。通过食物链和食物网的构建,分析能量在营养级之间的传递效率(10%定律)。重点讨论人类活动如何干扰关键的物质循环,进而对全球环境产生深远影响。 第十二章:生物圈的平衡与人类的责任 本章探讨生物多样性保护的生态学基础和紧迫性。我们将审视全球性环境问题,如气候变化、生物入侵和栖息地丧失对生态系统稳定性的威胁。最后,本书将呼吁读者从科学视角理解我们作为生物圈一部分的责任,探讨可持续发展的科学路径。 --- 本书特色: 本书的叙述力求清晰、逻辑严密,避免了不必要的学术术语堆砌,同时保证了科学概念的准确性。我们大量采用图表、案例分析和历史背景介绍,将抽象的生命现象具象化。它不仅仅是一本知识的罗列,更是一次引导读者进行批判性思维和科学探究的实践之旅,旨在激发读者对生命科学领域持续探索的深厚热情。通过阅读本书,读者将能够构建一个连贯、立体的生命科学知识框架,深刻理解生命现象的复杂性与精妙性。

著者信息

作者簡介

中央研究院|研之有物編輯群


  研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易•家人》:「君子以言有物而行有恆。」盼以具體的研究案例、真實的研究員生活,揭開中央研究院神祕的面紗,讓人們了解研究成果如何應用到生活中,繼而體會研究的價值與重要性。

  中央研究院以理論結合實作、專業結合想像力,探索生活中各種問題的答案。每個研究成果,都不只是一篇論文,而是推進生活邁向永續的動力。惟鑑於論文的專業嚴肅性,難以令社會大眾親近、了解研究的意義與樂趣,進而運用各種理論與發現,因此中央研究院於2017年推出「研之有物」科普網站,期待成為中央研究院與社會大眾的橋梁,將論文轉化為親民易懂的報導,邀請大家一起永保好奇心,探索這世界!

  曾出版《研之有物:穿越古今!中研院的25堂人文公開課》。

  Facebook、Instagram|研之有物
  網站:research.sinica.edu.tw/
 

图书目录

推薦序 走進研究最前線╱廖俊智(中央研究院院長)

Part 1 生物實驗室
Lesson 1真菌如何獵殺線蟲?——寄生蟲治療藥物的新曙光!
Lesson 2人類的斷肢有可能再生嗎?——探索斑馬魚的超強再生力
Lesson 3海洋生物的保命機制——代謝能力的演化研究
Lesson 4人蟻大戰出奇招——破解紅火蟻超級基因,研發更有效的防治餌藥
Lesson 5藏在構樹DNA裡的族群遷徙史——從生物地理學佐證南島語族「出台灣說」
Lesson 6破解遠古以來的植物謎團——發現葉綠體蛋白質橋梁的李秀敏
Lesson 7植物吸收養分的關鍵閘道——蔡宜芳的植物硝酸鹽轉運蛋白研究
Lesson 8調控減數分裂遺傳重組的新契機——破解玉米「基因洗牌」的關鍵角色

Part 2 未來醫療站
Lesson 9草藥怎麼吃才有效?——草藥科學的重大突破
Lesson 10藥物如何在體內發生反應?——運用電腦模擬,降低藥害風險
Lesson 11飲食如何讓人生病?——在「乾」的實驗室裡找答案
Lesson 12大腦神經退化的原因是什麼?——神經科學的研究與突破
Lesson 13當體內的油電混和車「電池壞了」!——從運動神經元退化機制,尋找治療漸凍症的契機
Lesson 14另闢一條對抗病毒的蹊徑——讓免疫力發揮正常效益的創新研究
Lesson 15新冠肺炎疫苗研發的創新觀點——以奈米粒子模仿冠狀病毒,製作更具保護力與安全性的肺炎疫苗
Lesson 16台灣如何面對全球大流行的COVID-19?——陳建仁談台灣的防疫經驗

Part 3 生科設計家
Lesson 17真菌也會玩樂高?——「天然物」合成的關鍵發現
Lesson 18改造細菌,把二氧化碳變燃料!——廖俊智與合成生物學
Lesson 19破解遺傳疾病、評估大眾用藥風險——全基因組分析的應用
Lesson 20尋訪住在我們身體裡的剪接師——鄭淑珍的RNA剪接研究
Lesson 21人體基因編輯是什麼?——認識基因神剪CRISPR

 

图书序言

  • ISBN:9789571395746
  • 叢書系列:科學人文
  • 規格:平裝 / 320頁 / 17 x 23 x 1.9 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

推薦序

走進研究最前線
廖俊智(中央研究院院長)


  2017年,中央研究院創立「研之有物」科普網站,4年多來橫跨數理科學、生命科學與人文社會科學三大領域,累積快300篇的科普文章,帶領讀者深入各個研究現場,揭開學術研究的神祕面紗,了解成果如何應用在生活之中,也縮短了專業嚴肅的學問與讀者間的距離。近年來陸續有同仁、朋友跟我分享,「研之有物」文章真的讓更多人知道中研院在做什麼!

  中研院生命科學的研究在許多領域都有突破性的進展,例如在轉譯醫學領域,在病人用藥前進行基因篩檢,可降低藥害風險、找出疾病致病基因,亦是未來發展精準醫學之關鍵;此外,為維繫糧食安全與生物多樣性,我們深入研究植物與農作物如何因應氣候變遷,並進行跨領域的南島研究,提出對生態保育的政策建言。

  本書收錄的21篇文章,涵蓋生物、醫療藥物及生物工程三大面向,帶領讀者從認識生物體開始,逐漸拓展至藥物治療應用面,甚至了解如何進一步利用生物工程預測未來、幫助人類避開危機,由小至大,見微知著。從破解動、植物基因密碼,可發現細胞遺傳關鍵機制、尋找斷肢再生的醫學潛力,亦能證實南島語族遷徙歷史;藉由科學研究及分析,人們更加了解吃進身體裡的食物、藥物,如何在體內發生反應、對人體有何影響;利用電腦運算,可模擬藥物作用,降低藥害風險;藉由重新設計細胞的功能,設法解決淨零碳排的難題;甚至探索與利用基因編輯技術,設法預防疾病。每項研究的起源都萌生於探索未知,每篇文章都能感受到科學家日以繼夜追尋真理的熱情,值得用心體會。

用户评价

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這本書光是書名就讓人眼睛一亮,「研之有物:見微知著」這幾個字,簡直就是為我這種對科學充滿好奇的門外漢量身打造的。我一直覺得,科學這玩意兒離我們生活很遙遠,冰冰冷冷、高深莫測,但看到中研院這幾個字,就知道這絕對是重量級的知識。我最期待的是,它能不能把那些抽象的生命科學概念,轉化成我們日常生活中能理解的故事。台灣的研究機構,常常給人一種嚴謹又踏實的感覺,所以我想這本書裡的內容,一定不是那種嘩眾取寵的科普,而是真真正正、紮實的科學論述,只是用比較親民的方式呈現出來。我很想知道,透過這21堂課,我能不能真正「看見」那些微小事物背後的巨大意義,而不是像以前一樣,聽完就忘了。畢竟,能把複雜的學問講得讓人心服口服,才是真本事啊!期待它能打開我對生命奧秘的想像力。

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這本書的「21堂課」的設定,感覺上很有條理,這對我這種時間零碎的讀者來說簡直是福音。我不需要一次啃完一本大部頭,每天吸收一點點,慢慢累積,這樣比較不容易產生壓力。重點是,這些課程是不是真的涵蓋了生命科學光譜上重要的面向?會不會只偏重某個領域,比如微生物學或植物學?我希望它能像一個導覽員,帶領我們走過整個科學殿堂,從細胞層級到物種演化,都有涉獵到。而且,如果是中研院的講座彙編,那品質絕對有保障,畢竟是第一線研究人員的聲音。我對那些看似微不足道,卻是支撐生命運作的關鍵環節特別感興趣,像是蛋白質如何摺疊、DNA如何複製這些基本但卻極其精密的過程,如果能配上清晰的圖解或比喻,那就太棒了。

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說實話,現在市面上談生命科學的書多如牛毛,但很多都流於表面,頂多講講基因編輯有多厲害,或者某個新藥的突破,聽起來很炫,但你聽完還是不知道「為什麼」。這本《研之有物》如果能真的做到「見微知著」,那它就成功了一大半。我比較偏好那種能帶你深入探討一個特定機制,然後從那個小點,連結到整個生態或人體運作的書。台灣的學者,在某些基礎科學的研究上可是世界頂尖的,所以我想,這本書或許會從我們在地或者比較貼近亞洲人生活習慣的角度去切入一些議題,這會讓我讀起來更有共鳴。我希望它能解答一些我從小到大就覺得很奇怪的生物學問題,例如為什麼有些植物長這樣?為什麼我們身體會對某些東西過敏?如果能用一種「原來如此」的感覺來學習,那種成就感是無可取代的。

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坦白講,我買書是很看重「作者的語氣」的。科學科普書最怕的就是那種高高在上、對讀者不耐煩的語氣,好像在說「這點小事你們怎麼還不懂」。我希望這21堂課能保持一種溫暖、鼓勵探索的態度。畢竟,我們這些非本科系的人,學習的動力來源往往是「好奇心」而非「分數」。如果書中能穿插一些研究過程中的趣聞軼事,或是研究人員在面對困難時的心路歷程,那會讓科學家形象更立體,也更能拉近與讀者的距離。我希望透過這本書,我不僅學到知識,還能感受到科學研究那種「撥雲見日」的迷人魅力。畢竟,台灣的學術界,其實蘊含著非常多熱血的故事。

评分

對於這樣一本強調「見微知著」的書,我最在意的就是它如何處理「應用」與「倫理」的議題。生命科學發展太快了,從基因療法到再生醫學,光是新聞報導就讓人眼花撩亂。我希望這本書不要只是停留在「這是什麼」,更要能引導我們思考「這會帶來什麼影響」。例如,當我們更深入了解某個生物機制後,它對環境保護、人類健康乃至於社會規範,會產生什麼樣的衝擊?中研院的學者們,想必對這些前瞻性的議題有深刻的見解。如果能在每堂課的結尾,加入一些哲學性的反思,那就更完美了。這讓讀者在吸收新知之餘,也能訓練自己成為一個更有批判性思考的公民,而不是盲從的知識接收者。

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