研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課

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具體描述

  •颱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,看見治癒失智癥的曙光?
  •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位生命科學傢,
  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颱灣頂尖科學傢,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位科學傢的研究成果為藍本,帶領我們參訪颱灣最高學術殿堂,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閤聘研究員)
  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)
  鬍哲銘(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)
  淩嘉鴻(生物化學研究所助研究員)

名傢推薦

  怪奇事物所所長
  阿任叔叔(科普圖文作傢)
  阿簡老師(阿簡生物筆記站長)
  寒波(盲眼的尼安德塔石器匠闆主)
  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係助理教授)
  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癥?跟著科學傢們,來一趟神奇的生命探索之旅吧!——阿任叔叔(科普圖文作傢)

  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瞭。——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,但是做什麼研究纔能說厲害呢?趕快看書,不然人傢會以為我不懂!——寒波(盲眼的尼安德塔石器匠闆主)

  科學的本質就是探索未知,除瞭要有好奇心,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》將讓你瞭解中研院科學傢的熱情所在!——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瞭,不能隻有專傢學者知道!這本好書,將為你揭開實驗室的麵紗,見識到生命科學傢們努力不懈的初衷!——黃貞祥(國立清華大學生命科學係助理教授)

  以前我們總覺得科學教科書裡麵的科學傢好像都跟我們不太有關係,因為距離感很重,但本書卻打破瞭這樣的印象,原來傑齣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》集結瞭中研院生命科學方麵最頂尖的研究成果,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,更瞭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,有著怎麼樣的科學傢?這本書打開瞭一扇窗,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傢的人生,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,到處充滿瞭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,科學傢逐漸將混淆的生命化為邏輯及科學的規章。中研院的生命科學傢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)
 
《生命之鑰:從細胞到生態的探索之旅》 書名:生命之鑰:從細胞到生態的探索之旅 作者:[此處填寫作者名稱,例如:自然科學研究者聯盟] 齣版社:[此處填寫齣版社名稱,例如:知識之光齣版社] --- 內容簡介: 本書旨在為廣大學習者、科研愛好者以及所有對生命現象懷有好奇心的人們,提供一套係統而深入的生命科學知識圖景。我們聚焦於生命世界從微觀到宏觀的各個層麵,力求在嚴謹的科學基礎上,以生動、引人入勝的方式,揭示生命得以延續、演化和適應的內在機製與宏偉藍圖。 第一部分:生命的基石——分子與細胞 本部分將帶讀者深入到生命的最小工作單元——細胞。我們將從最基本的化學物質開始,探討構成生命體的核心分子,如DNA、RNA、蛋白質和脂質的結構、功能及其相互作用。 第一章:生命的化學基礎 生命體的構建模塊是什麼?本章詳細解析瞭水在生命活動中的獨特作用,有機大分子(碳水化閤物、脂質、蛋白質和核酸)的化學特性及其在能量儲存、結構構建和信息傳遞中的角色。重點闡述瞭氨基酸如何摺疊成具有特定功能的蛋白質,以及酶作為生物催化劑如何加速生命化學反應。 第二章:細胞的奧秘:結構與功能 我們將係統地考察真核細胞和原核細胞的結構差異與共同特徵。細胞膜的動態結構——流體鑲嵌模型,如何實現物質選擇性進齣與信號接收;細胞器,如綫粒體(能量工廠)、內質網(閤成與運輸中心)和高爾基體(包裝與分揀站),各自承擔的關鍵職責將被細緻剖析。特彆是核酸在細胞核中的組織形式,以及染色體結構的形成與意義。 第三章:生命的藍圖——遺傳與分子生物學 本章是理解生命傳承的關鍵。我們將追溯中心法則的完整路徑——DNA的復製、轉錄和翻譯。重點講解基因的結構、調控機製,以及基因錶達如何受到細胞內外環境的精細控製。內容涵蓋瞭現代分子生物學中的重要技術,如PCR、基因測序的基本原理,為後續探討遺傳變異打下基礎。 第二部分:生命的延續與多樣性 生命並非靜止不變,其延續依賴於精確的復製和適度的變異。本部分將聚焦於生命周期、遺傳規律及其在宏大時間尺度上産生的生物多樣性。 第四章:細胞的生命周期與精確的分配 細胞如何增殖和維持種群數量?本章詳細描述瞭有絲分裂和減數分裂的過程,強調瞭染色體分離的精確性,以及這對維持生物體生長、組織修復和生殖的重要性。此外,還將探討細胞周期調控中的關鍵檢查點及其失控可能導緻的後果。 第五章:遺傳的規律與變異 從孟德爾的豌豆實驗到現代遺傳學,本章梳理瞭經典的遺傳學定律,包括分離定律和自由組閤定律。在此基礎上,深入探討瞭伴性遺傳、基因連鎖、以及基因突變(包括點突變和染色體結構與數目變異)的發生機製及其對生物性狀的影響。對於人類遺傳疾病的遺傳模式分析也將作為應用實例展開。 第六章:進化論的視角——物種的起源與適應 生命的多樣性源於持續的進化。本章以達爾文的自然選擇理論為核心,闡述選擇壓力、遺傳漂變、基因流等驅動進化的核心機製。內容涉及物種形成(異域和同域物種形成)、化石記錄提供的證據,以及分子鍾等現代進化生物學工具的應用,展示生命如何在時間和空間中分化和適應環境。 第三部分:生命的功能係統與調節 個體生命的運行依賴於復雜而協調的係統。本部分著眼於多細胞生物體內各係統如何協同工作,以維持內環境的穩定和高效的生命活動。 第七章:能量的捕獲與轉化——光閤作用與呼吸作用 本章對比和分析瞭地球上兩大核心能量代謝過程。詳細解讀光閤作用的光反應和碳反應(卡爾文循環)的步驟及其對太陽能的固定;深入探討細胞呼吸作用(糖酵解、剋雷布斯循環和氧化磷酸化)如何高效地將有機物中的化學能轉化為ATP。強調瞭綫粒體和葉綠體的膜結構在能量轉換中的關鍵作用。 第八章:動物的協調與應激反應 多細胞動物如何感知環境並做齣快速反應?本章考察神經係統的結構和功能,從神經信號的産生(動作電位)到突觸傳遞的化學機製。隨後,深入研究內分泌係統,講解激素的閤成、分泌、運輸及其對靶細胞的特異性調控,特彆是應激狀態下(如“戰或逃”反應)的激素級聯反應。 第九章:免疫係統的防禦機製 麵對無休止的病原體威脅,生命體發展齣瞭一套精密復雜的防禦體係。本章係統介紹先天性免疫和適應性免疫(體液免疫和細胞免疫)的機製。重點解析抗原提呈、B細胞和T細胞的活化過程,以及記憶細胞的形成,展示免疫係統如何實現對病原體的精確識彆和長期保護。 第四部分:生命與環境的互動——生態與生物圈 生命體的存在離不開其所處的環境。本部分將視角提升到種群、群落和生態係統的層麵,探討生命活動如何塑造和被環境所塑造。 第十章:種群的動態與群落的結構 本章探討單個種群如何受齣生率、死亡率、遷入遷齣影響而發生動態變化,包括指數增長和邏輯斯諦增長模型。接著,我們將分析不同物種如何在同一空間中共存,探討競爭、捕食、寄生等相互作用的生態學意義。群落演替理論,即生態係統隨時間推移的結構變化,也將被詳細介紹。 第十一章:生態係統的能量流動與物質循環 生態係統如何維持運轉?本章的核心是能量流動的單嚮性和物質循環(如碳、氮、水循環)的封閉性。通過食物鏈和食物網的構建,分析能量在營養級之間的傳遞效率(10%定律)。重點討論人類活動如何乾擾關鍵的物質循環,進而對全球環境産生深遠影響。 第十二章:生物圈的平衡與人類的責任 本章探討生物多樣性保護的生態學基礎和緊迫性。我們將審視全球性環境問題,如氣候變化、生物入侵和棲息地喪失對生態係統穩定性的威脅。最後,本書將呼籲讀者從科學視角理解我們作為生物圈一部分的責任,探討可持續發展的科學路徑。 --- 本書特色: 本書的敘述力求清晰、邏輯嚴密,避免瞭不必要的學術術語堆砌,同時保證瞭科學概念的準確性。我們大量采用圖錶、案例分析和曆史背景介紹,將抽象的生命現象具象化。它不僅僅是一本知識的羅列,更是一次引導讀者進行批判性思維和科學探究的實踐之旅,旨在激發讀者對生命科學領域持續探索的深厚熱情。通過閱讀本書,讀者將能夠構建一個連貫、立體的生命科學知識框架,深刻理解生命現象的復雜性與精妙性。

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」,齣處為《周易•傢人》:「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麵紗,讓人們瞭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閤實作、專業結閤想像力,探索生活中各種問題的答案。每個研究成果,都不隻是一篇論文,而是推進生活邁嚮永續的動力。惟鑑於論文的專業嚴肅性,難以令社會大眾親近、瞭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年推齣「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,邀請大傢一起永保好奇心,探索這世界!

  曾齣版《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/
 

圖書目錄

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海洋生物的保命機製——代謝能力的演化研究
Lesson 4人蟻大戰齣奇招——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「齣颱灣說」
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草藥怎麼吃纔有效?——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「電池壞瞭」!——從運動神經元退化機製,尋找治療漸凍癥的契機
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颱灣如何麵對全球大流行的COVID-19?——陳建仁談颱灣的防疫經驗

Part 3 生科設計傢
Lesson 17真菌也會玩樂高?——「天然物」閤成的關鍵發現
Lesson 18改造細菌,把二氧化碳變燃料!——廖俊智與閤成生物學
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

 

圖書序言

  • ISBN:9789571395746
  • 叢書係列: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
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

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,纍積快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麵紗,瞭解成果如何應用在生活之中,也縮短瞭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、找齣疾病緻病基因,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,提齣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麵嚮,帶領讀者從認識生物體開始,逐漸拓展至藥物治療應用麵,甚至瞭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製、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,人們更加瞭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傢日以繼夜追尋真理的熱情,值得用心體會。

用戶評價

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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。颱灣的研究機構,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,隻是用比較親民的方式呈現齣來。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,聽完就忘瞭。畢竟,能把複雜的學問講得讓人心服口服,纔是真本事啊!期待它能打開我對生命奧秘的想像力。

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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。生命科學發展太快瞭,從基因療法到再生醫學,光是新聞報導就讓人眼花撩亂。我希望這本書不要隻是停留在「這是什麼」,更要能引導我們思考「這會帶來什麼影響」。例如,當我們更深入瞭解某個生物機製後,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,那就更完美瞭。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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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,慢慢纍積,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瞭生命科學光譜上重要的麵嚮?會不會隻偏重某個領域,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,那就太棒瞭。

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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,我們這些非本科係的人,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,或是研究人員在麵對睏難時的心路歷程,那會讓科學傢形象更立體,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,颱灣的學術界,其實蘊含著非常多熱血的故事。

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說實話,現在市麵上談生命科學的書多如牛毛,但很多都流於錶麵,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」,那它就成功瞭一大半。我比較偏好那種能帶你深入探討一個特定機製,然後從那個小點,連結到整個生態或人體運作的書。颱灣的學者,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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