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第一章 探索生命 1

第一节 什么是生命 1

第二节 多姿多彩的生命 6

一、病毒 7

二、细菌 10

三、嗜极菌 13

四、真核生物 15

第三节 如何研究生命 19

一、到自然界中去 20

二、生命科学是一门实验科学 21

三、生命科学中的观念创新 30

四、多学科的交叉渗透 32

附1 光学显微技术发展应用史 33

附2 激光在生命科学中的应用 34

附3 多光子激光显微镜 41

第二章 生命的物质组成 48

第一节 元素周期表的启示——生命物质的统一性和特殊性 48

一、生物的元素组成 48

二、有机分子的基本结构 51

三、生物分子类群 53

第二节 无所不能的蛋白质 54

一、蛋白质的基本概念 54

二、形形色色的蛋白质 56

第三节 遗传物质的载体——核酸 64

一、核酸的基本概念 64

二、遗传物质之争 66

三、DNA双螺旋结构的发现和意义 71

第四节 分子生物信息学 75

一、序列分析和结构预测的生物学背景 75

二、序列分析的研究内容 77

第五节 酶和生物化学反应 81

一、酶的基本概念 82

二、酶是如何工作的 85

第六节 什么是营养 87

一、能量物质 88

二、必需氨基酸和必需脂肪酸 90

三、维生素 91

第三章 生命活动的基本单位——细胞 95

第一节 原核细胞和真核细胞 95

一、细胞分为原核细胞和真核细胞 95

三、细胞是独立有序的自控体系 103

第二节 细胞的大生产活动 104

一、原料的准备和制造 105

二、动力供应 106

三、生产监控 108

四、装配机器 109

五、合成 110

六、运输、加工 111

七、包装、发送 113

附1 细胞呼吸和化学渗透 115

附2 自然界的绿色工厂 118

第三节 奇妙的生物膜 122

一、具有流动镶嵌结构的生物膜 122

二、多功能动态屏障 124

第四节 细胞的运动 128

一、蠕动和滑行运动 128

二、游动 130

一、细胞与外界的通信机构 132

第五节 细胞通信 132

三、细胞内运动 132

二、细胞通信的基本原理 133

三、细胞内信息传递途径 137

第六节 细胞的寿命 138

一、细胞是有寿命的 139

二、衰老和凋亡 142

第四章 遗传与变异 145

第一节 遗传学基本概念 145

第二节 遗传的基本规律 146

一、分离定律 147

二、自由组合定律 148

三、连锁与互换定律 152

第三节 遗传信息的传递 156

一、DNA复制 156

二、RNA转录和遗传密码的发现 158

三、中心法则 160

四、基因概念的发展 161

第四节 遗传工程 163

一、遗传工程的基本操作 163

二、遗传工程的应用 167

第五节 遗传病与基因治疗 169

一、遗传因素在疾病发生中的作用 169

三、优生学 171

二、遗传病 171

四、基因治疗 172

五、人类基因组计划 174

第五章 生殖与发育 178

第一节 受精和胚胎发育 178

一、受精 178

二、胚胎的早期发育 183

第二节 从试管动物到试管婴儿 189

一、体外受精和体内受精 189

二、试管婴儿技术 191

第三节 发育探奇 193

二、癌基因和抑癌基因 198

一、癌是失去分裂控制的细胞 198

第四节 癌 198

第六章 个体机能与行为 201

第一节 呼吸 201

一、从鳃到肺——动物呼吸器官对陆地生活的适应 201

二、呼吸运动 203

三、植物与环境的气体交换 204

第二节 吸收和排泄 205

一、植物对矿物质的吸收 205

二、动物对营养物质的消化和吸收 206

三、生物处理代谢废物的策略 207

四、陆生哺乳动物如何排浓尿 208

第三节 物质运输 211

一、有生命的水柱 211

二、血液循环 214

第四节 应激 219

一、趋性 219

二、感受器、效应器和神经系统 220

三、神经元如何传递信息 226

四、激素的作用 229

第五节 视觉 230

一、眼睛的构造 231

二、视觉信息的传递与加工 232

第六节 适应 237

一、动物对环境温度的适应——体温调节 238

二、脊椎动物对环境供能的适应——血糖调节 239

三、奖赏效应与成瘾 240

四、生物的模拟行为 242

第七节 生物节律和生物钟 247

一、什么是生物钟 248

二、生物钟是怎样控制的 249

第八节 疾病和免疫 251

一、什么是免疫 252

二、机体怎样免疫 252

一、生命产生的基本条件 257

第一节 生命起源 257

第七章 生命与地球 257

二、得天独厚的地球 258

三、地球生命来自非生命 258

第二节 物种多样性和物种形成 260

一、地球上有多少物种 260

二、怎样度量物种多样性 261

三、如何对生物分类和命名 265

四、物种形成 270

第三节 生命足迹——生物进化和化石 274

一、系统树 274

二、生物进化的证据 275

三、生物进化的原因 283

四、化石 285

第四节 生态系统 286

一、生态系统基本概念 287

二、人与生物圈 291

三、生物资源 293

第五节 环境和环境保护 297

一、人与地球 298

二、环境问题 299

三、环境保护 302

四、绿色食品 303

五、生物防治 304

一、现代生物技术的核心是遗传工程 309

第八章 发展中的生物技术 309

第一节 生物技术概况 309

二、生物技术门类 310

第二节 酶制剂和酶工程 311

一、酶制剂 312

二、酶工程 313

第三节 细胞工程 315

一、细胞融合 315

二、单克隆抗体技术 317

三、疫苗 318

第四节 转基因动物和克隆动物 319

二、克隆动物技术 320

一、动物转基因操作 320

第五节 转基因植物 324

一、新一轮绿色革命 326

二、灵丹妙药 329

三、奇花异草 330

四、清污能手 331

五、抗虫棉 332

六、种地不用除草 333

七、让植物产石油 333

第六节 植物的无性繁殖技术和试管植物 333

一、常规无性繁殖技术 334

二、试管苗技术 335

第七节 发酵工程 338

一、现代发酵工程的形成和生产流程 338

二、发酵工程产品 340

三、发酵工业与能源 343

四、细菌冶金 347

五、白色农业与环境工程 347

六、发酵工程展望及应用前景 349

第八节 生物分离技术 349

一、生物分离技术的发展概况 349

二、生物产品分离精制的程序 350

三、生物分离技术的发展趋向 354