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第1章 生命观 1

1.1生命的特徵 2

生物是有组成层次的 2

生物需要物质与能量 3

生物维持内部环境 3

生物会有反应 4

生物会生殖与发育 4

生物有适应 4

1.2演化：生物学的核心观念 5

生命的多样性 6

天擇 8

后代有变异 9

1.3生态系与生物圈 10

人类影响生态系 10

1.4科学：求知的方法 11

观察 11

假说 11

实验/进一步观察 12

结论 12

科学理论 13

如何做对照实验 13

1.5科学与生物伦理议题 15

第1部分 细胞 19

第2章 生命的基础化学 19

2.1物质的自然状态 20

原子结构 21

元素周期表 21

电子在原子中的排列 23

化学键的种类 24

化学反应 26

2.2水对生命的重要性 27

水的结构 27

水的性质 27

2.3酸和硷 30

酸性溶液（氢离子浓度高） 31

硷性溶液（氢离子浓度低） 31

pH值和pH标度 32

缓冲液和pH值 32

第3章 生命中的有机分子 35

3.1有机分子 36

碳原子 36

碳骨架及官能基 37

3.2细胞的生物分子 38

醣类 39

脂质 41

蛋白质 45

核酸 48

第4章 细胞的内部 54

4.1显微镜下的细胞 55

4.2两种主要的细胞类型 57

原核细胞 57

4.3细胞膜 59

膜蛋白的功能 60

4.4真核细胞 62

细胞核和核糖体 64

内膜系统 66

液泡 67

能源相关的胞器 67

细胞骨架和运动蛋白 69

中心粒 70

纤毛和鞭毛 71

4.5真核细胞外 72

植物细胞壁 72

动物细胞表面外部 72

第5章 动态的细胞 77

5.1什麽是能量？ 78

测量能量 78

两项能量定律 79

5.2 ATP：细胞的能量 80

ATP的结构 80

ATP的使用和制造 80

能量的流动 82

5.3代谢路径和酵素 83

酵素的活性部位 84

活化能 85

5.4细胞运输 86

被动运输：不耗能 86

主动运输：需要耗能 88

整批运输 89

第6章 生命的能量 93

6.1光合作用的概述 94

植物作为行光合作用者 95

光合作用的过程 96

6.2光反应—收获能源 97

光合色素 98

光反应的电子途径 98

类囊体膜的组织架构 100

6.3卡尔文循环反应—制造糖 101

二氧化碳的固定作用 101

二氧化碳的还原 102

RuBP的再制造 102

G3P的命运 102

6.4其他类型的光合作用 103

C4光合作用 103

CAM光合作用 104

演化趋势 104

第7章 细胞所需的能量 108

7.1细胞呼吸作用 109

完整的葡萄糖降解阶段 110

7.2粒线体外：醣解作用 111

能量投入步骤 111

能量获得步骤 112

7.3在粒线体中 113

准备反应 113

柠檬酸循环 114

电子传递链 115

从葡萄糖代谢中产生的能量 116

替代的代谢途径 117

7.4发酵作用 118

微生物与发酵作用 118

第2部分 遗传学 123

第8章 细胞的繁殖 123

8.1细胞繁殖的基础 124

染色体 124

染色质到染色体 125

8.2细胞周期 126

间期 126

M（有丝分裂）阶段 126

8.3有丝分裂和细胞质分裂 127

纺锤体 127

动物和植物细胞中有丝分裂的阶段 128

动物和植物细胞的细胞质分裂 130

8.4细胞周期控制系统 131

细胞周期查核点 131

内部和外部讯息 132

细胞凋亡 133

8.5细胞周期与癌症 134

癌细胞的特徵 134

癌症治疗 135

癌症的预防 135

第9章 有性生殖 140

9.1减数分裂的基础 141

同源染色体 141

人类的生命周期 142

减数分裂概述 143

9.2减数分裂的时期 146

第一次分裂—减数分裂Ⅰ 146

第二次分裂—减数分裂Ⅱ 147

9.3比较减数分裂与有丝分裂 148

过程 149

发生 149

9.4异常染色体遗传 150

唐氏症 150

性染色体数目异常 151

第10章 遗传模式 155

10.1孟德尔定律 156

孟德尔的实验程序 157

单一性状遗传 158

双性状遗传 160

孟德尔的定律和机率 161

孟德尔定律和减数分裂 162

10.2孟德尔定律之外 163

不完全显性 163

多型等位基因性状 164

多位点基因遗传 164

环境和表现型 165

基因多效性 166

10.3 性联遗传 167

×连锁的对偶 167

基因 167

X连锁的问题 168

10.4连锁基因的 169

遗传 169

第11章 DNA生物学与技术 174

11.1 DNA和RNA的结构与功能 175

DNA的构造 176

DNA复制 179

RNA的结构与功能 180

11.2基因表现 181

从DNA到RNA再到蛋白质 181

基因表现的回顾 186

基因和基因突变 187

11.3 DNA技术 188

重组DNA技术 188

基因转殖生物 189

聚合酶链反应 190

DNA指纹术 191

11.4基因体学和蛋白质体学 192

人类基因体的定序 192

蛋白质体学和生物资讯学 193

第12章 基因调控和癌症 197

12.1干细胞和无性繁殖 198

生殖性与治疗性无性繁殖 198

12.2基因表现的控制 200

基因表现控制的层级 200

12.3癌症：基因控制的失败 207

原致癌基因和抑癌基因 208

其他基因变化与癌症 209

第13章 遗传谘询 214

13.1染色体异常的谘询 215

染色体组型 216

染色体突变 217

13.2遗传性疾病的谘询 219

家族谱系 220

受关注的遗传性疾病 221

13.3遗传性疾病的检测 224

蛋白质的检测 224

DNA的检测 225

检测胎儿 226

检测胚胎和卵子 226

13.4基因治疗 228

体外基因疗法 228

体内基因治疗 229

第3部分 演化 233

第14章 达尔文与演化 233

14.1达尔文的演化论 234

在达尔文之前 235

达尔文的论点 236

天择与适应 238

达尔文与华莱士 240

14.2演化的证据 242

化石纪录 242

生物地理的证据 243

解剖学的证据 244

分子证据 246

第15章 小尺度演化 250

15.1天择 251

天擇的类型 251

性擇 254

适应不表示完美 254

变异的维持 254

15.2微演化 256

遗传观点的演化 256

导致微演化的因素 259

第16章 大尺度演化 265

16.1种化与巨演化 266

定义物种 266

种化的模式 269

16.2化石纪录 272

地质年表 272

种化的步调 274

物种大灭绝 275

16.3系统分类学 277

林奈氏的分类 277

亲缘关系树 278

支序学与支序图 280

三域系统 282

第4部分 生命的多样化 287

第17章 微生物：病毒、细菌与原生生物 287

17.1病毒 288

病毒繁殖 288

植物病毒 290

动物病毒 290

17.2类病毒与致病性蛋白 292

17.3原核生物 293

细胞起源 294

细菌 294

古细菌 299

17.4原生生物 300

原生生物的一般生物学 301

第18章 陆域环境：植物与真菌 309

18.1陆域植物概要 310

世代交替 312

18.2陆域植物的多样性 313

无维管束植物 313

维管束植物 314

裸子植物 318

被子植物 319

植物的经济利益 322

植物的生态利益 322

18.3真菌 323

真菌的一般生物学 324

真菌的生态利益 326

真菌的经济利益 328

真菌为致病生物 328

第19章 水域与陆域：动物 334

19.1动物演化 335

动物的祖先 336

动物的演化树 337

19.2海绵动物与刺丝胞动物：早期动物 340

海绵动物：多细胞 340

刺丝胞动物：真组織 341

19.3扁形动物、软体动物与环节动物：触鞭毛动物群 342

扁形动物：两侧对称 342

软体动物 343

环节动物：有体节的虫 344

19.4圆形动物与节肢动物：蜕皮动物群 346

圆虫：假体腔 346

节肢动物：关节附肢 347

19.5棘皮动物与脊索动物：后口动物群 351

棘皮动物 351

脊索动物 352

鱼类：最早有颔与肺 354

两栖类：有关节的脊椎肢体 355

爬行动物：羊膜卵 356

鸟类 356

哺乳类：毛发与乳腺 358

19.6人类演化 360

类人类的人科动物演化 361

现代人的演化 363

第5分部 植物组织与功能 370

第20章 植物的解剖构造和生长 370

20.1植物的器官 371

叶 371

茎 371

根 372

单子叶植物对照双子叶植物 373

20.2植物的组织和细胞 374

表皮和基本组织 374

维管组织 375

20.3叶片组织 376

20.4茎组织 378

非木本茎 378

木质茎 379

20.5根组织 380

根组织 380

根部的生长 382

20.6植物的营养 383

根为了吸收矿物质的适应 384

20.7养分运输 385

木质部内部水分和矿物质的运输 385

有机养分在韧皮部的运输 386

第21章 植物的反应与繁殖 391

21.1植物激素 392

生长素 392

吉贝素 393

细胞分裂素 394

脱落酸 394

乙烯 395

21.2植物的反应 396

趋性 396

光周期 396

21.3开花植物的有性繁殖 398

植物生命周期的概述 398

花朵 399

从孢子到受精作用 401

双子叶植物的种子发育 401

单子叶植物对照双子叶植物 402

果实类型和种子传播 402

种子发芽 404

21.4开花植物的无性繁殖 405

植物组织培养的繁殖 405

植物的基因工程 406

第6部分 动物结构与功能 412

第22章 组成与稳定性 412

22.1身体的组成 413

上皮组织提供保护 415

结缔组织提供连结与支持 417

肌肉组织让身体运动 419

神经组织执行讯息沟通 420

22.2器官与器官系统 421

运输 422

身体的维持 422

控制 422

感觉输入与运动输出 423

生殖 423

22.3 恒定性 424

负回馈 425

第23章 运输系统 430

23.1开放与闭锁式循环系统 431

开放式循环系统 432

闭锁式循环系统 433

脊椎动物循环路径的比较 433

23.2人类的运输系统 434

人类的心脏 434

血管 436

淋巴系统 438

组织里的微血管交换 440

23.3血液：运输的介质 441

血浆 441

构成元素 441

心血管疾病 444

第24章 维持系统 450

24.1 呼吸系统 451

人类的呼吸道 452

呼吸 454

肺部与气体的外部交换 454

气体的运输与内部交换 455

24.2泌尿系统与排泄 457

肾脏 458

与肾脏功能有关的问题 460

24.3消化系统 462

管中有管的体制 463

附属器官 468

消化液 469

第25章 人类的营养 475

25.1营养 476

养分的介绍 477

25.2营养的种类 478

醣类 478

脂肪 479

蛋白质 480

矿物质 481

维他命 482

水 484

25.3营养与健康 484

身体质量指数 485

与肥胖有关的疾病 488

饮食失调 489

25.4如何规划营养的餐点 490

食物金字塔 490

膳食补充剂 491

底线 492

第26章 防御疾病 496

26.1免疫系统器官、组织以及细胞 497

淋巴器官 498

26.2非专一性防御与先天性防御 499

进入的屏障 499

发炎反应 500

补体系统 500

自然杀手细胞 501

26.3专一防御与后天性防御 502

B细胞与抗体反应 502

T细胞与细胞反应 503

26.4免疫接种 506

26.5免疫系统的问题 508

过敏 508

自体免疫疾病 509

AIDS 509

第27章 控制系统 515

27.1神经系统 516

人类神经系统 516

神经元 517

神经冲动 518

突触 519

药物滥用 520

中枢神经系统 522

周围神经系统 525

27.2内分泌系统 527

荷尔蒙的作用 528

下视丘与脑下垂体 528

甲状腺与副甲状腺 530

肾上腺 531

胰腺 532

第28章 感觉输入与运动输出 538

28.1感觉 539

化学感觉 539

听觉与平衡 540

视觉 544

皮肤受体与本体受体 546

28.2运动系统 548

人类的骨骼 548

骨骼肌构造与生理 550

第29章 生殖与发育 558

29.1动物如何生殖 559

无性生殖与有性生殖 559

在陆地与水域的生殖 560

29.2人类生殖 561

男性生殖系统 562

女性生殖系统 564

生殖方面的议题 567

29.3人类发育 573

受精 574

早期胚胎发育 574

晚期胚胎发育 576

胎盘 578

胎儿发育与诞生 578

第7部分 生态学 584

第30章 生态学与族群 584

30.1生态学的范畴 585

生态学：生物的科学 586

30.2人口 587

目前的人口成长 587

未来的人口成长 588

高度发展国家对照低度发展国家 589

比较年龄结构 590

人口成长与环境冲击 591

30.3族群的特徵 592

分布与密度 592

族群成长 593

族群成长的类型 594

调节族群成长的因子 596

30.4生活史类型与灭绝 599

灭绝 599

第31章 群聚与生态系 604

31.1群聚生态学 605

群聚组成与多样性 606

生态演替 607

两种演替型式 607

群聚里的交互作用 609

群聚的稳定性 612

31.2生态系生态学 614

自营生物 614

异营生物 614

能量流动与化学物质循环 615

化学物质循环 618

31.3主要生态系生态学 623

基础生产量 625

第32章 人类对生物圈的冲击 630

32.1资源与污染 631

土地 632

水 634

食物 635

能源 638

矿物 641

其他污染来源 641

32.2生物多样性 643

生物多样性的直接价值 644

生物多样性的间接价值 646

32.3努力朝向可持续社会 648

今日的社会 648

可持续社会的特徵 648