生物学与生活（第10版）（修订版）
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作者（美）Teresa Audesirk（特丽莎·奥德斯克），Gerald Audesirk（吉拉德·奥德斯克）, Bruce E. Byers（布鲁斯·E. 布耶斯）|译者:钟山 等
出版社电子工业
ISBN9787121460364
出版时间2023-08
装帧其他
开本其他
定价159元
货号1203010202
上书时间2024-06-09
商品详情
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作者简介
TeresaAudesirk，南加州大学海洋生态学博士，华盛顿大学海洋实验室博士后，丹佛大学生物学名誉教授，主讲“生物学导论”和“神经生物学”两门课程，主要研究方向为环境中低浓度污染物对神经元的危害及雌激素对神经元的保护作用机制，现已退休。
钟山，吉林省松原市人，中国科学技术大学生命科学学院理学学士和硕士，研究方向是包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病的机制。
目录
第1章 绪论 1
1.1 什么是生命 2
1.1.1 生物需要物质和能量以维持生存 2
1.1.2 生物需要复杂的调节机制来维持自身的生存 3
1.1.3 面对刺激，生物会有所应对和保护自己 3
1.1.4 生物会生长 4
1.1.5 生物会繁衍后代 4
1.1.6 生物都有进化的能力 5
1.2 什么是进化 5
1.2.1 生物进化的三个步骤 5
1.3 科学家是如何进行生物学研究的 7
1.3.1 生物学研究的多个层面 7
1.3.2 生物学家按生物在进化过程中的亲缘关系对其分类 8
1.4 什么是科学 11
1.4.1 科学基于以下公理：一切自然事件皆有起因 11
1.4.2 科学研究需要大量科学方法作为工具 11
1.4.3 生物学家用对照实验来验证假说 11
1.4.4 生物理论经过严密的验证 12
1.4.5 科学是一种人类活动 13
复习题 14
第一篇 细胞是生命体的基本单位
第2章 原子、分子与生命 16
2.1 什么是原子 17
2.1.1 原子是元素的基本结构单位 17
2.1.2 原子由更小的粒子构成 17
2.1.3 元素用原子序数来定义 18
2.1.4 同位素是质子数相同但中子数不同的同种元素 18
2.1.5 原子核和电子在原子中相互依存 18
2.2 原子是如何相互作用而形成分子的 20
2.2.1 原子形成分子以填补外层电子层的空缺 20
2.2.2 原子之间依靠化学键形成分子 20
2.2.3 离子之间可以形成离子键 20
2.2.4 原子之间共享电子而形成共价键 21
2.2.5 原子间通过共价键形成极性分子或非极性分子 21
2.2.6 氢键是特定极性分子间的引力 22
2.3 为什么水对生命如此重要 23
2.3.1 水分子之间相互吸引 23
2.3.2 水分子可与其他生物大分子相互作用 23
2.3.3 水起到维持温度恒定的作用 24
2.3.4 水可以形成冰 25
2.3.5 水溶液可以呈酸性、碱性或中性 25
复习题 27
第3章 生物大分子 28
3.1 为什么碳元素在生物大分子中至关重要 29
3.1.1 复杂多样的有机物分子由碳原子之间形成的化学键决定 29
3.2 有机物分子是如何形成的 30
3.2.1 聚合物通过脱水缩合形成、通过水解分解 30
3.3 什么是碳水化合物 31
3.3.1 不同的单糖具有相同的分子式和不同的结构 31
3.3.2 二糖是两个单糖通过脱水缩合连接形成的 32
3.3.3 多糖是由多个单糖结合而成的链状结构 33
3.4 什么是脂类 35
3.4.1 油脂、脂肪和蜡是仅含碳、氢和氧三种元素的脂类 35
3.4.2 磷脂类含有亲水的头部基团和疏水的尾部基团 36
3.4.3 固醇类含有4个稠合的碳环 37
3.5 什么是蛋白质 37
3.5.1 蛋白质由氨基酸长链构成 38
3.5.2 氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质 38
3.5.3 蛋白质可以形成多达四级的结构 38
3.5.4 蛋白质的功能与其三维立体结构相关 40
3.6 什么是核苷酸、什么是核酸 41
3.6.1 核苷酸作为存储能量的载体、胞内信号转导的信使 41
3.6.2 DNA和RNA都是核酸 41
复习题 42
第4章 细胞的结构与功能 43
4.1 什么是细胞学说 44
4.2 细胞的基本特性是什么 44
4.2.1 所有细胞都具有共同的特征 45
4.2.2 细胞分为两种基本类型：原核细胞和真核细胞 47
4.3 真核细胞的主要特征是什么 48
4.3.1 有些真核细胞需要依靠细胞壁来支撑细胞结构 48
4.3.2 细胞骨架维持细胞形态、支撑细胞结构和调控细胞运动 48
4.3.3 鞭毛和纤毛使细胞沿液体的流向运动，或使液体流过细胞表面 49
4.3.4 含有DNA的细胞核是真核细胞的控制中心 50
4.3.5 真核细胞的细胞质中的膜结构形成细胞中的内膜系统 52
4.3.6 液泡的功能多种多样，包括调节水分、存储物质和支撑细胞结构 55
4.3.7 线粒体从食物分子中提取能量，叶绿体直接捕获太阳能 56
4.3.8 植物利用质体来存储某些物质 57
4.4 原核细胞的主要特征是什么 58
4.4.1 原核细胞具有特殊的表面特征 59
4.4.2 原核细胞比真核细胞具有较少的特化细胞质结构 59
复习题 59
第5章 细胞膜的结构与功能 61
5.1 细胞膜的结构是如何与其功能相关的 62
5.1.1 细胞膜是流动镶嵌结构，蛋白质在脂质分子层内移动 62
5.1.2 磷脂双层隔离细胞的内容物与外界 63
5.1.3 多种蛋白在细胞膜上形成镶嵌图案 64
5.2 物质是如何通过细胞膜的 65
5.2.1 梯度使流体中的分子产生扩散现象 65
5.2.2 跨膜运输包括被动运输和耗能运输 65
5.2.3 被动运输包括简单扩散、协助扩散和渗透 66
5.2.4 耗能运输包括主动运输、内吞和胞吐 69
5.2.5 跨膜的物质交换影响细胞的大小和形状 72
5.3 特化的连接是如何使细胞相连和交流的 72
5.3.1 桥粒将细胞黏附在一起 72
5.3.2 紧密连接使细胞黏附滴水不漏 73
5.3.3 间隙连接和胞间连丝使细胞之间可以直接交流 73
复习题 74
第6章 细胞中的能量流动 75
6.1 什么是能量 76
6.1.1 热力学定律描述了能量的基本特征 76
6.1.2 生物利用太阳能为生命创造低熵的环境 77
6.2 能量在化学反应中是如何转化的 77
6.2.1 放能反应释放能量 78
6.2.2 吸能反应需要吸收能量 78
6.3 能量在细胞中是如何转运的 79
6.3.1 ATP和电子载体是细胞内的载能分子 79
6.3.2 偶联反应联系放能反应和吸能反应 80
6.4 酶是如何催化生物化学反应的 80
6.4.1 催化剂降低启动反应所需的能量 80
6.4.2 酶是生物催化剂 81
6.5 生物酶是如何调节的 82
6.5.1 细胞通过控制生物酶的合成和活化来调节代谢途径 83
6.5.2 有毒物质、药物和环境因素都会影响酶的活性 85
复习题 87
第7章 光合作用 88
7.1 什么是光合作用 89
7.1.1 叶片和叶片中的叶绿素是光合作用的必备条件 89
7.1.2 光合作用由光反应和卡尔文循环组成 90
7.2 光反应阶段：光能是如何转化为化学能的 91
7.2.1 捕获光能的是叶绿体中的色素 91
7.2.2 光反应阶段发生在基粒的膜结构上 92
7.3 卡尔文循环：化学能是如何存储在糖类分子中的 95
7.3.1 卡尔文循环捕获二氧化碳 95
7.3.2 卡尔文循环固定的碳元素用来合成葡萄糖 96
复习题 97
第8章 糖酵解和细胞呼吸作用 98
8.1 细胞是如何获得能量的 99
8.1.1 光合作用产生的能量是细胞能量的最终来源 99
8.1.2 葡萄糖是主要的储能分子 100
8.2 什么是糖酵解作用 100
8.3 什么是细胞的呼吸作用 101
8.3.1 丙酮酸分解 101
8.3.2 电子沿电子传递链传递 102
8.3.3 化学渗透作用形成ATP 102
8.3.4 细胞的呼吸作用可从多种分子中获取能量 104
8.4 发酵是如何发生的 104
8.4.1 细胞在无氧环境下通过发酵作用循环利用NAD+ 104
8.4.2 有些细胞通过发酵作用将丙酮酸分解为乳酸 104
8.4.3 有些细胞通过发酵作用将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 105
复习题 106
第二篇 遗 传
第9章 生命的延续：细胞增殖 108
9.1 细胞为什么分裂 109
9.1.1 细胞分裂将遗传信息传递给每个子代细胞 109
9.1.2 细胞分裂是生长和发育所必需的 110
9.1.3 细胞分裂是有性繁殖和无性繁殖所必需的 110
9.2 什么是原核细胞的细胞周期 111
9.3 真核细胞的DNA分子是如何排列的 112
9.3.1 真核细胞的染色体由一条线性DNA双螺旋分子及其上连接的蛋白质构成 113
9.3.2 基因是染色体上的DNA片段 113
9.3.3 复制后的一对染色体在细胞分裂时分开 114
9.3.4 真核细胞的染色体通常成对出现且包含相同的遗传信息 114
9.4 真核细胞的细胞周期是如何发生的 116
9.4.1 真核细胞的细胞周期包括分裂间期和有丝分裂期 116
9.5 细胞如何通过有丝分裂生成遗传背景完全相同的两个子代细胞 117
9.5.1 有丝分裂前期 117
9.5.2 有丝分裂中期 119
9.5.3 有丝分裂后期 119
9.5.4 有丝分裂末期 119
9.5.5 细胞质分裂 119
9.6 细胞周期是如何调节的 120
9.6.1 特定蛋白质的活化与失活推动细胞周期进程 120
9.6.2 细胞周期检查点调节细胞周期的进程 121
9.7 为什么如此多的生物通过有性生殖进行繁殖 122
9.7.1 有性生殖产生的后代可以结合两个亲本的等位基因 122
9.8 减数分裂是如何产生单倍体细胞的 122
9.8.1 减数第一次分裂 123
9.8.2 减数第二次分裂 126
9.9 真核细胞生命周期中的有丝分裂和减数分裂何时发生 126
9.9.1 处于二倍体生命周期的生物的大多数细胞处于二倍体状态 127
9.9.2 处于单倍体生命周期的生物的大多数细胞处于单倍体状态 127
9.9.3 在世代交替的生命周期中存在二倍体多细胞阶段和单倍体多细胞阶段 127
9.10 生物如何通过减数分裂和有性生殖产生基因多态性 129
9.10.1 同源染色体的随机分离创造新的染色体组合 129
9.10.2 交换创造具有新基因组合的染色体 129
9.10.3 配子的融合增加了子代基因的多样性 129
复习题 130
第10章 遗传方式 131
10.1 遗传的物质基础是什么 132
10.1.1 基因是染色体特定区域的核苷酸序列 132
10.1.2 基因突变是等位基因的来源 132
10.1.3 生物的一对等位基因可能相同也可能不同 132
10.2 遗传法则是如何被发现的 132
10.2.1 做正确的事是孟德尔成功的秘诀 133
10.3 单一性状是如何遗传的 133
10.3.1 同源染色体上显性和隐性基因的遗传可解释孟德尔杂交实验的结果 134
10.3.2 简单的遗传统计可以预测后代的基因型和表现型 136
10.3.3 孟德尔的假说可用于预测新的单性状杂交的结果 137
10.4 多个性状是如何遗传的 138
10.4.1 孟德尔认为性状是独立遗传的 138
10.4.2 生不逢时的天才被埋没 139
10.5 孟德尔遗传规则对所有的性状都适用吗 140
10.5.1 在不完全显性的情况下，杂合子的表现型介于两种纯合子之间 140
10.5.2 一个基因可能有多个等位基因 141
10.5.3 很多性状受几个基因的影响 142
10.5.4 单个基因对表现型可能有许多影响 143
10.5.5 环境影响基因的表达 143
10.6 同一染色体上的基因是如何遗传的 143
10.6.1 同一条染色体上的基因倾向于共同遗传给下一代 143
10.6.2 交换产生新的连锁等位基因组合 144
10.7 性别及与其相关的性状是如何遗传的 145
10.7.1 哺乳动物后代的性别由精子中的性染色体决定 145
10.7.2 与性别相关的基因仅在X或Y染色体上存在 145
10.8 人类的遗传缺陷是如何遗传的 147
10.8.1 有些人类遗传病由单个基因控制 148
10.8.2 有些人类遗传病是由染色体数量异常导致的 150
复习题 153
第11章 DNA：遗传分子 154
11.1 科学家是如何发现基因由DNA组成的 155
11.1.1 细菌转化实验揭示了基因和DNA之间的关系 155
11.1.2 转化分子就是DNA 156
11.2 DNA的结构是怎样的 156
11.2.1 DNA由4种核苷酸组成 156
11.2.2 DNA是由两条核苷酸链形成的双螺旋结构 157
11.2.3 互补碱基之间形成的氢键将两条DNA连接起来形成双螺旋 158
11.3 DNA是如何编码遗传信息的 159
11.3.1 遗传信息由核苷酸序列编码 159
11.4 细胞分裂时DNA的复制机制如何确保遗传稳定性 159
11.4.1 DNA复制产生两条含有一条母链和一条子链的DNA双螺旋 159
11.5 突变的含义及其发生过程 160
11.5.1 精确的复制、校对、修复机制产生几乎毫无瑕疵的DNA 161
11.5.2 有毒物质、辐射、复制过程中的随机错误造成突变 161
11.5.3 突变范围：从单个碱基到染色体片段 161
复习题 162
第12章 基因表达与调控 163
12.1 细胞是如何利用DNA中的遗传信息的 164
12.1.1 大多数基因包含了合成蛋白质所需的信息 164
12.1.2 DNA以RNA为媒介指导蛋白质合成 164
12.1.3 综述：遗传信息经转录传递给RNA，然后经翻译传递给蛋白质 166
12.1.4 遗传密码使用三个碱基指定一个氨基酸 166
12.2 基因中的信息是如何转录到RNA中的 168
12.2.1 当RNA聚合酶结合基因的启动子时，转录开始 168
12.2.2 在延伸过程中产生一条不断延长的RNA链 169
12.2.3 当RNA聚合酶到达终止信号时，转录结束 169
12.3 mRNA的碱基序列是如何翻译出蛋白质的 169
12.3.1 在真核生物中，前体RNA经处理后形成可翻译出蛋白质的mRNA 170
12.3.2 在翻译过程中，mRNA、tRNA和核糖体相互合作以合成蛋白质 171
12.3.3 总结：将DNA中的碱基序列解码为蛋白质中的氨基酸序列 173
12.4 基因突变是如何影响蛋白质的结构与功能的 173
12.4.1 突变效应由其改变mRNA密码子的方式决定 173
12.5 基因的表达是如何被调控的 175
12.5.1 在原核生物中，基因的表达主要在转录水平上受到调控 175
12.5.2 在真核生物中，基因的表达受到许多水平上的调控 176
复习题 180
第13章 生物技术 181
13.1 什么是生物技术 182
13.2 DNA在自然界中是如何重组的 182
13.2.1 有性生殖可以重组DNA 182
13.2.2 转化作用可重组来自不同种细菌的DNA 182
13.2.3 病毒能在物种间传递DNA 183
13.3 生物技术是如何用于法医学的 184
13.3.1 多聚酶链式反应能够扩增DNA 184
13.3.2 短串联重复序列的差异被用来通过DNA识别个体 186
13.3.3 用凝胶电泳来分离DNA片段 186
13.3.4 使用DNA探针标记特定的核苷酸序列 186
13.3.5 无血缘关系的人的DNA基因图几乎不可能相同 188
13.4 如何用生物技术制造转基因生物 189
13.4.1 分离或合成目标基因 189
13.4.2 克隆目的基因 189
13.4.3 基因被导入宿主生物 190
13.5 生物技术是如何应用于农业的 191
13.5.1 很多植物都是转基因的 191
13.5.2 转基因植物可用于生产药物 192
13.5.3 转基因动物在农业和医学上可能有用 192
13.6 生物技术是如何用于研究人类和其他生物的基因组的 192
13.7 生物技术是如何用于医学诊断和治疗的 193
13.7.1 DNA技术可用于诊断遗传病 193
13.7.2 DNA技术有助于治疗疾病 195
13.8 现代生物技术的主要伦理问题是什么 197
13.8.1 应该允许在农业生产中使用转基因植物吗 197
13.8.2 人们应该使用生物技术改变人类基因组吗 198
复习题 200
第三篇 生命的进化和多样性
第14章 进化的原理 202
14.1 进化的思想是如何发展起来的 203
14.1.1 早期生物学思想不包括进化的概念 203
14.1.2 对新大陆的探索揭示了生命的多样性 203
14.1.3 少数科学家推测生命是经过进化的 204
14.1.4 化石的发现表明生命随时间而变化 204
14.1.5 一些科学家对化石给出了非进化学上的解释 205
14.1.6 地质学提供了地球极其古老的证据 206
14.1.7 达尔文之前的生物学家提出了进化机制 206
14.1.8 达尔文和华莱士提出了一种进化的机制 206
14.2 自然选择是如何发挥作用的 207
14.2.1 达尔文和华莱士的理论依赖于四个假设 208
14.2.2 假设1：种群中的个体互不相同 208
14.2.3 假设2：性状从亲代传递给子代 208
14.2.4 假设3：有些个体未能存活并繁殖 208
14.2.5 假设4：存活和繁殖不是由运气决定的 209
14.2.6 自然选择随着时间的推移改变了种群 209
14.3 我们是如何知道进化曾经发生的 209
14.3.1 化石为随时间的进化变化提供了证据 209
14.3.2 比较解剖学提供了后代渐变的证据 209
14.4 种群通过自然选择进化的证据是什么 213
14.4.1 受控繁殖使生物发生了改变 213
14.4.2 自然选择导致的进化今天也存在 214
14.4.3 自然选择作用于随机变异并选择最适应特定环境的性状 216
复习题 216
第15章 种群如何进化 217
15.1 种群、基因和进化之间有何关联 218
15.1.1 基因和环境共同作用以决定性状 218
15.1.2 基因库包含一个种群中的所有等位基因 218
15.1.3 进化是种群中等位基因频率的改变 219
15.1.4 平衡种群是一种不发生进化的假想种群 219
15.2 导致进化的是什么 221
15.2.1 突变是遗传多样性的最初来源 221
15.2.2 种群间的基因流改变等位基因频率 221
15.2.3 小种群中的等位基因频率会发生偶然性改变 222
15.2.4 种群内的交配几乎从来都不是随机的 226
15.2.5 不同的基因型不是同等有益的 227
15.3 自然选择是如何发挥作用的 228
15.3.1 自然选择起源于不平等的繁殖 228
15.3.2 自然选择作用于表现型 228
15.3.3 一些表现型相对于其他表现型存在繁殖优势 228
15.3.4 性选择偏好那些帮助生物交配的性状 230
15.3.5 选择以三种方式影响种群 230
复习题 232
第16章 物种的起源 233
16.1 什么是物种 234
16.1.1 每个物种都是独立进化的 234
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