王子晖和安东尼奥·拉兹卡诺编著的《生命的来历》共分15章。第1章论述了细胞生物学和分子生物学基础,讨论了生命的本质和生命的确定时刻这个古老命题。第2章以最小细胞的特征带出前生物进化的目标。第3~5章介绍了目前太空生物学探索的范围,主要集中在木卫二、土卫六、土卫二、火星及彗星。由于2008年历史性地在火星上发现水,使这个在21世纪最遥远的科学前沿领域变得更特殊。第6~7章集中讨论陨星的化学及左旋性手性氨基酸在陨石中的出现,揭示了令人意外的太空化学和生物化学共享的特征。由于早期地球是前生物进化的舞台,它的条件对于生命的出现是非常重要的,这会在第8章中详述。第9~10章讨论了前生物合成中利用大大小小的生物分子直到RNA的出现。第11章探索RNA世界的内部系统。第12章描述功能性原始细胞的原理及前细胞进化的不同模式。tRNA及蛋白质的断裂基因之谜在第13章进行分析。基因密码的起源、进化及突变在第14章讨论。第15章考查生命之根,即全生命共同祖先的性质与基因组及在这个根上不同的生物域的形成。
作为国内第一本前生物进化与天体生物学领域的教材类书籍,王子晖和安东尼奥·拉兹卡诺编著的《生命的来历》系统地探讨了生命的本质和特征,详细介绍了太阳系中前生物探索的范围、方式和最新进展,并深入地从分子和细胞水平分析了前生物进化的本质和方式,同时讨论了现存的问题和有关全生物共同祖先的假说。《生命的来历》对前生物进化与天体生物学的介绍角度多样、内容详尽、结构严谨。虽然是专业书籍,涉及多方面的相关知识,但是论述深入浅出、便于理解,适合各相关领域的学生阅读,也可帮助有兴趣的普通读者了解相关理论、研究和进展。
编者简介
中文序
前言
1引言 1
1.1 古老的话题,年轻的学科 1
1.2 太空生物学领域 2
1.3 到细胞的途径 5
1.4 异养起源 10
1.5 生命的决定性时刻 14
参考文献 16
2 最小的细胞 18
2.1 引言 18
2.2 细胞的化学组成 18
2.3 原核和真核细胞 19
2.4 地球上的生命起源和遗传密码 20
2.5 简化现存细菌翻译装置的可能性 23
2.6 对蛋白质合成中能量消耗的优化 26
2.7 结论 28
参考文献 29
3 行星上的太空生物学——外太阳系 30
3.1 行星太空生物学,可居住性及太阳系中的情况 30
3.2 类木行星系统:木卫二(Europa) 31
3.3 土星系统:土卫六(Titan)和土卫二(Enceladus)的情况 35
3.4 结论:从地球到外太阳系 48
参考文献 48
4 火星,21世纪太空生物学的目标? 50
4.1 引言 50
4.2 为什么对火星的研究具有太空生物学意义? 51
4.3 一个过去适宜生命的环境? 52
4.4 去哪儿寻找及怎样寻找生命? 60
4.5 正在进行的探索 61
参考文献 62
5 彗星与太空生物学 64
5.1 引言 64
5.2 太阳系中的彗星 64
5.3 彗星的化学组成 66
5.4 Rosetta 2014——实验室与彗星的约会 71
5.5 彗星与生命 74
5.6 结论 75
参考文献 76
6 陨星与生命起源前的化学 77
6.1 陨星及其来源 77
6.2 含碳的球粒状陨石及它们所含的有机物 78
6.3 陨石有机物的复杂宇宙历史 82
6.4 太空生物学问题 84
6.5 概要 85
参考文献 86
7 手性、同手型与生物分子相互作用规则 87
7.1 定义与历史背景 87
7.2 有机物的手性不对称与生物学的同手型 88
7.3 对地球上同手型起源的假设 90
7.4 概要 92
参考文献 93
8 早期地球 94
8.1 引言 94
8.2 地球与其大气、海洋的形成 94
8.3 前生物大气与环境 98
8.4 太古大气与环境 99
8.5 结论 105
参考文献 105
9 生物分子 107
9.1 引言 107
9.2 氨基酸 107
9.3 RNA的组成成分 111
9.4 脂质 115
9.5 能量来源 116
9.6 能源策略 118
9.7 在地球的哪里? 121
参考文献 124
10 RNA世界的黎明:在可能的前生物条件下由单核糖核苷酸进行的RNA多聚化 126
10.1 引言 126
10.2 前生物代谢中RNA是中心分子 126
10.3 RNA单体 130
10.4 RNA多聚化或RNA单体的浓缩 132
10.5 RNA世界中的信息传递 137
10.6 RNA单独作为向细胞生命进化的原动力 140
10.7 结论及前景 140
参考文献 141
11 核酶与代谢的进化 143
11.1 引言 143
11.2 复制反应中的核酶 144
11.3 核酶与辅因子 147
11.4 核酶、氨基酸和翻译的出现 148
11.5 结论 152
参考文献 152
12 前细胞进化:囊泡与原始细胞 153
12.1 引言 153
12.2 自生发展和细胞生命的推理 154
12.3 囊泡及其他结构单元 156
12.4 囊泡的活性和转化 159
12.5 结语 168
参考文献 171
13 断裂基因、始祖基因 173
13.1 引言:基因的起源 173
13.2 阐释内含子起源的理论 173
13.3 骑行纳古菌的断裂基因和其他特征 174
13.4 有关基因和内含子起源的一种理论 175
13.5 关于tRNA分子起源和进化的一个模型 175
13.6 骑行纳古菌的断裂tRNA基因是现代tRNA基因进化的始祖 176
13.7 tRNA基因多种系起源法则 177
13.8 一些骑行纳古菌蛋白质的断裂基因可能是始祖基因 178
13.9 蛋白质基因的多种系起源 178
13.10 结论和展望 179
参考文献 179
14 遗传密码 180
14.1 引言 180
14.2 密码的诞生 181
14.3 共进化理论 188
14.4 对全生命遗传密码的选择 190
14.5 遗传密码突变 192
14.6 结论 194
参考文献 195
15 生命之根 197
15.1 引言 197
15.2 转移核酸 197
15.3 蛋白质 204
15.4 代谢作用 208
15.5 细菌与真核生物的始祖 208
15.6 LUCA基因组 211
15.7 火热之旅 213
15.8 结论 216
参考文献 239