生物学导论 第2版PDF电子书下载

第1章　引言：今日生物学 1

生物学的范围 2

生命的许多层次 2

生命的多种多样的形式 5

进化：统一生物学的主题 7

达尔文的生命观 8

自然选择 9

科学的过程 12

发现的科学 12

假说推动的科学 12

科学过程中的研究个案 13

科学的文明 15

科学中的理论 15

科学、技术和社会 15

第1篇　细胞 18

第2章　生物学的化学基础 18

生物学与社会：水中的氟化物 19

追踪生命直到化学层次 19

基础化学 20

物质：元素和化合物 20

原子 21

化学键的形成和分子 23

化学反应 24

水和生命 25

水的结构 25

水支持生命的特性 26

酸、碱和pH 28

和进化的联系：出现生命之前的地球 29

第3章　生命的分子 32

生物学与社会：吃乳糖了吗？ 33

有机分子 33

碳化学 33

大分子由小的构件组成 34

生物分子 35

糖类 36

脂质 38

蛋白质 40

核酸 43

和进化的联系：DNA和蛋白质是进化的卷尺 45

第4章　游览细胞 48

生物学与社会：以细胞为靶子的药物 49

细胞的微观世界 49

显微镜是细胞的窗口 49

两大类细胞 51

真核细胞概貌 52

膜的结构与功能 53

脂质和蛋白质的流动镶嵌 53

选择透性 53

细胞核和核糖体：细胞的遗传控制 55

细胞核的结构和功能 55

核糖体 55

DNA如何控制细胞 55

内膜系统：细胞产物的制造和分发 56

内质网 56

高尔基体 57

溶酶体 57

液泡 58

叶绿体和线粒体：能量转换 59

叶绿体 59

线粒体 59

细胞骨架：细胞的形状和运动 60

细胞形状的维持 60

纤毛和鞭毛 61

细胞表面：保护、支持以及细胞与细胞的相互作用 61

植物细胞的细胞壁和细胞连接 62

动物细胞的表面和细胞连接 62

和进化的联系：膜的起源 63

第5章　细胞的活动 65

生物学与社会：不用石头的石洗 66

关于能量的基本概念 66

能量守恒 66

熵 66

化学能 67

食物的卡值 68

ATP和细胞的活动 68

ATP的结构 69

磷酸基团的转移 69

ATP循环 70

酶 71

活化能 71

诱导契合 71

酶的抑制剂 71

膜转运 73

被动转运：穿越膜的扩散 73

渗透作用和细胞中的水分平衡 74

主动转运：泵动分子使越过膜 75

胞吐和胞吞：大分子的出入 75

膜在细胞信号转导中的作用 76

和进化的联系：酶的出现 77

第6章　细胞呼吸：收集化学能 79

生物学与社会：感受“筋疲力尽” 80

生物圈中的能量流动和化学循环 80

生产者和消费者 80

光合作用和细胞呼吸之间的化学循环 81

细胞呼吸：食物中能量的需氧收集 82

细胞呼吸与呼吸之间的关系 82

细胞呼吸的总方程式 82

氧在细胞呼吸中的作用 83

细胞呼吸的代谢途径 85

发酵：食物中能量的厌氧收集 89

人肌肉细胞中的发酵 89

微生物的发酵 89

和进化的联系：无氧地球上的生命 90

第7章　光合作用：光能转变为化学能 92

生物学与社会：植物发电厂 93

光合作用的基础知识 93

叶绿体：光合作用的部位 93

光合作用的总方程式 94

光合作用的路线图 95

光反应：将太阳能转变为化学能 95

日光的本质 95

叶绿体色素 96

光系统如何收集光能 96

光反应如何产生ATP和NADPH 97

Calvin循环：由二氧化碳合成糖 99

C4和CAM植物的节水适应 100

光合作用对环境的影响 101

光合作用如何缓和温室效应 102

和进化的联系：氧变革 102

第2篇　遗传学 106

第8章　生殖和遗传的细胞基础 106

生物学与社会：价值5万美元的卵子！ 107

细胞繁殖完成什么任务？ 107

将基因从细胞转移到细胞 107

生物的生殖 108

细胞周期和有丝分裂 108

真核细胞的染色体 108

细胞周期 110

有丝分裂和胞质分裂 111

癌细胞：生长失控的细胞 111

减数分裂，有性生殖的基础 115

同源染色体 116

配子和有性生物的生活周期 116

减数分裂的过程 117

复习：有丝分裂和减数分裂的比较 119

可遗传的变异的起源 119

当减数分裂出现错误时 122

和进化的联系：细胞分裂中的错误产生新物种 125

第9章　遗传的模式 128

生物学与社会：检测你的婴儿 129

可遗传的变异和遗传模式 129

在修道院的花园里 130

孟德尔分离定律 131

孟德尔自由组合定律 133

利用测交确定未知的基因型 134

概率法则 135

家族系谱 136

单基因控制的人类疾病 137

孟德尔定律的扩展 140

植物和人的不完全显性 140

复等位基因和血型 141

基因多效性和镰状细胞贫血病 141

多基因遗传 142

环境的作用 143

遗传的染色体基础 144

基因连锁 144

遗传重组：交换和连锁图 146

性染色体和性连锁基因 147

人和果蝇的性别决定 147

性连锁基因 147

人类的性连锁疾病 148

和进化的联系：泄密的Y染色体 149

第10章　基因的分子生物学 153

生物学与社会：破坏HIV 154

DNA的结构和复制 154

DNA和RNA：核苷酸的聚合物 154

Watson和Crick发现双螺旋 155

DNA复制 156

从DNA到RNA再到蛋白质的遗传信息流 158

生物体基因型是如何形成其表型的 158

从核苷酸序列到氨基酸序列：概述 159

遗传密码 160

转录：从DNA到RNA 161

真核生物RNA的加工 162

翻译：译员 162

翻译：过程 164

复习：DNA→RNA→蛋白质 164

突变 166

病毒：包装的基因 167

噬菌体 168

植物病毒 168

动物病毒 169

HIV，艾滋病病毒 170

和进化的联系：新出现的病毒 172

第11章　基因调控 176

生物学与社会：婴儿的第一个银行户头 177

从卵到生物体：基因如何被调节以及为什么被调节 177

已分化细胞中基因表达的模式 178

DNA的微陈列：看得见基因表达 178

细胞的遗传潜势 179

动物的生殖性克隆 180

治疗性克隆和干细胞 181

基因表达的调控 182

细菌中的基因表达 182

真核细胞核中的基因调控 183

细胞质中的调控 186

细胞信号转导 186

癌的遗传学基础 187

致癌基因 187

生活方式对患癌症危险的影响 190

和进化的联系：同源异型基因 191

第12章　DNA技术 195

生物学与社会：搜索基因 196

重组DNA技术 196

从人胰岛素到基因修饰的食品 197

重组DNA的技术 199

DNA指纹和法学 202

凶杀、生父和古代的DNA 202

DNA指纹技术 203

基因组学 206

人类基因组计划 206

追踪炭疽杀手 207

基因组作图技术 207

人的基因治疗 209

治疗严重的综合免疫缺损 210

安全和伦理学问题 210

关于基因修饰食品的争论 210

DNA技术提出的伦理学问题 211

和进化的联系：基因组是进化的关键 212

第3篇　进化和多样性 216

第13章　种群如何进化 216

生物学与社会：持久性的害虫 217

查尔斯达尔文和《物种起源》 217

达尔文的文化和科学背景 218

拉马克和适应性进化 218

有饰变的传代 220

进化的证据 222

化石记录 222

生物地理学 223

比较解剖学 224

比较胚胎学 224

分子生物学 224

自然选择和适应进化 225

达尔文的自然选择学说 225

自然选择的作用 227

现代综合论：达尔文主义会合遗传学 227

种群是进化的单位 227

种群内的遗传变异 228

分析基因库 228

种群遗传学和保健科学 229

微进化是基因库的改变 230

微进化的机制 230

遗传漂变 230

基因流 232

突变 232

自然选择：进一步探讨 233

和进化的联系：镰状红细胞等位基因的群体遗传学 234

第14章　生物多样性如何进化 238

生物学与社会：小行星的撞击 239

宏进化和生物多样性 239

物种起源 240

什么是物种？ 240

物种间的生殖屏障 241

物种形成的机制 242

物种形成的节奏是什么？ 244

生物革新的进化 247

旧结构对新功能的适应 247

发育和进化革新 248

地球的历史和宏进化 249

地质年代与化石记录 249

大陆漂移和宏进化 251

集群绝灭和生物多样性的爆发 252

多种多样生物的分类 254

分类学的基础 254

分类学和种系发生 254

生物的分界：进展中的工作 256

和进化的联系：只是一种学说吗？ 258

第15章　微生物的进化 261

生物学与社会：生物恐怖主义 262

生命史中的主要阶段 262

生命的起源 264

解决生源说的矛盾 264

生命起源的4阶段假说 264

从化学进化到达尔文进化 266

原核生物 267

它们无处不在！ 267

原核生物进化的两个主要分支：细菌和古细菌 267

原核生物的结构、功能和繁殖 268

原核生物营养的多样化 270

原核生物的生态影响 270

原生生物 273

真核细胞的起源 273

原生生物的多样性 274

和进化的联系：多细胞生物的起源 278

第16章　植物、真菌及其上陆 281

生物学与社会：保护森林平衡的行动 282

上陆 282

植物对陆生的适应 282

植物起源于绿藻 284

植物多样性 285

植物进化要点 285

苔藓植物 286

蕨类植物 287

裸子植物 288

被子植物 290

植物的多样性是不可再生的资源 292

真菌 294

真菌的特征 294

真菌的生态影响 295

和进化的联系：互利共生 298

第17章　动物的进化 301

生物学与社会：剧毒蟾蜍的侵入 302

动物多样性的起源 302

什么是动物？ 302

早期的动物和寒武纪大爆发 303

动物的种系发生 304

无脊椎动物主要的门 306

海绵动物 306

剌胞动物 307

扁形动物 307

线虫动物 309

软体动物 310

环节动物 310

节肢动物 312

棘皮动物 315

脊椎动物系谱学 316

脊索动物的特征 316

鱼类 317

两栖类 317

爬行类 319

鸟类 320

哺乳类 321

人类的祖先 323

灵长类动物的进化 323

人类的出现 323

和进化的联系：地球的新危机 329

第4篇　生态学 334

第18章　个体和种群生态学 334

生物学与社会：人口爆炸 335

生态学概述 335

作为科学研究的生态学 335

生物与环境相互作用的层次 336

生态学与环境保护主义 337

生物圈中的非生物因素 338

生物的进化适应 340

生理反应 340

形态反应 341

行为反应 341

什么是种群生态学 342

种群密度 342

分布型 342

种群增长模型 343

指数增长模型：环境无限条件下的理想增长 344

逻辑斯谛增长模型：环境有限条件下的现实增长 345

种群增长的调节 345

人类的人口增长 348

生活史及其进化 351

生命表和存活曲线 351

作为进化适应的生活史特征 352

和进化的联系：检验达尔文的假说 353

第19章　群落和生态系统 358

生物学与社会：礁石：珊瑚礁和人工礁 359

群落的主要特性 359

多样性 359

植物优势型 360

稳定性 360

营养结构 360

群落中的种间相互关系 361

种间竞争 361

捕食 362

共生关系 365

群落关系网的复杂性 366

群落干扰 367

生态演替 367

群落结构的动态观 367

生态系统动态概述 369

营养级和食物链 369

食物网 370

生态系统中的能量流动 372

生态系统的生产力和能量收支 372

能量金字塔 373

生态系统能量学和人类营养 373

生态系统中的化学循环 374

化学循环的一般图式 374

生物地球化学循环实例 375

生物带 375

气候如何影响生物带的分布 375

陆地生物带 378

淡水生物带 383

海洋生物带 384

和进化的联系：生物群落中的协同进化 387

第20章　人类对环境的影响 390

生物学与社会：水族箱威胁 391

人类对生物群落的影响 391

人类对群落的干扰 391

引入物种 392

人类对生态系统的影响 393

对化学循环的影响 393

森林砍伐与化学循环：一个研究实例 394

向生态系统释放有毒化学物质 395

人类对大气和气候的影响 396

生物多样性危机 399

生物多样性的3个层次 399

物种灭绝 400

生物多样性危机的3个主要原因 400

生物多样性为什么很重要 401

保护生物学 403

生物多样性“热点” 403

在种群和物种层次上的保护 404

在生态系统层次上的保护 406

可持续发展的目标 407

和进化的联系：生物自卫和环境伦理 409

附录一：自测题答案 412

附录二：名词解释 416

名词索引 443