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第一章　绪论1

§1-1　什么是生命1

1-1-1 生命是一个开放系统1

目录1

1-1-2　生命是高度有序的系统2

1-1-3　生命是具有自我复制能力的系统3

1-1-4　生命是可以自我调控的系统3

1-1-5　生命是一个多样性的、持续进化的系统4

1-2-2 生命的自然发生论及生5

命来源于生命5

§1-2　地球上生命的起源与发展5

1-2-1 太阳系中地球是目前唯一发现生命的星球5

1-2-3　达尔文的进化论6

§1-3　研究生命科学的逻辑思维8

方法8

1-3-1 观察并提出问题8

进行检验9

1-3-4　设计严谨的实验对预测9

测及推理9

1-3-3　根据假说作出科学的预9

1-3-2　提出假说9

1-3-5　作出结论10

第一部分 从原子到细胞——生命的基本构成第二章　原子、分子及生命14

§2-1 组成生命的化学元素14

§2-2　原子结构及同位素15

2-2-1 原子结构15

2-2-2 同位素15

2-2-3　电子及轨道16

2-2-4　化合物17

§2-3　化学键18

2-3-1 共价键18

2-3-2 离子键19

2-3-3 氢键19

2-3-4　原子之间的其它相互19

作用19

§2-4　氧化-还原反应20

§2-5　水及其特性20

2-5-3　水具有较大的比热和汽化热21

2-5-2　水有较强的内聚力、表面张力和吸附力21

2-5-1 水是一种良好的溶剂21

2-5-4　水温4℃时比重最大22

2-5-5　水的解离22

§2-6　酸与碱22

§2-7　盐23

第三章　生物大分子26

§3-1　碳——生物大分子的基本构架26

3-1-1 碳的特性26

3-1-2　单体、聚合物、缩合与水解反应28

3-2-1 单糖29

3-1-3 官能团29

§3-2　糖类29

3-2-2 双糖32

3-2-3 多糖33

§3-3 脂类34

3-3-1 中性脂肪34

3-3-2　磷脂36

3-3-3 类胡萝卜素36

§3-4 蛋白质37

3-3-4 类固醇37

3-4-1 氨基酸——构成蛋白质的积木分子38

3-4-2　蛋白质的结构40

§3-5 核酸42

3-5-1 核苷酸——构成核酸的积木分子42

3-5-2 DNA的双螺旋结构44

3-5-3 RNA46

3-5-4 其它重要的核苷酸46

4-1-1 能量转换及有关定律50

§4-1 化学反应的能力学50

第四章　生物化学反应与酶50

4-1-2 自由能51

4-1-3 活化能52

§4-2　酶52

4-2-1 酶具有极大的催化能力53

4-2-2 酶的特异性与活性部位53

4-2-3　酶的作用机制54

4-2-4　酶的辅助因子56

4-2-5　酶的可调控性56

4-2-6　酶促反应的速率57

§4-3　代谢途径及其调控58

第五章　细胞（一）61

细胞特征、细胞表面及细胞61

连接61

§5-1 细胞的发现与细胞学说61

§5-2　细胞的特征及其研究方法62

5-2-1 细胞的特征62

5-2-2 细胞的类型63

5-2-3　研究细胞的方法63

5-3-1 细胞膜65

§5-3　细胞表面65

5-3-2 细胞壁与细胞外被71

§5-4　细胞连接与通讯73

第六章　细胞（二）77

内部结构与功能77

§6-1 细胞质及细胞区域化77

6-1-1 细胞液78

6-1-2　细胞器78

6-2-1 核膜80

§6-2 细胞核80

6-1-3 细胞骨架80

6-2-2 核质81

6-2-3 染色质81

6-2-4　核仁82

6-2-5　核层82

§6-3　细胞器82

6-3-1 核糖体82

6-3-2 内质网83

6-3-3 高尔基体85

6-3-5 溶酶体86

6-3-4 液泡86

6-3-6 微体87

6-3-7　线粒体87

6-3-8 质体89

§6-4　细胞骨架90

6-4-1 微管90

6-4-2 微丝93

6-4-3 中间纤维94

§7-1 细胞的能量“货币”——ATP97

获取能量97

第七章　细胞能量代谢（一）97

细胞呼吸——从营养物中97

7-1-1 ATP的结构与水解98

7-1-2 ATP能量的利用99

7-1-3 ATP循环100

§7-2 生物氧化还原反应的100

特点100

§7-3　细胞呼吸102

7-3-1 糖酵解作用103

7-3-2　三羧酸循环105

7-3-3 电子传递链107

7-3-4 细胞呼吸过程的能量108

计算108

7-3-5　线粒体内膜及化学渗透假说109

§7-4　脂肪和蛋白质的代谢111

§7-5 中间代谢网及其调控112

光合作用——太阳能的115

捕获及糖的合成115

第八章　细胞能量代谢（二）115

§8-1　参与光合作用的光与116

色素116

8-1-1 光的特性116

8-1-2 光合作用色素及其对117

光的吸收117

8-1-3 色素复合体和光合作118

用中的两个光系统118

8-2-1　循环电子流119

为化学能119

§8-2　光反应——太阳能转化119

8-2-2 非循环电子流120

8-2-3　光合磷酸化120

§8-3 暗反应——CO2还原122

成糖122

§8-4 光呼吸与C4途径123

8-4-1 光呼吸123

8-4-2　C4途径124

9-1-1 细胞周期129

第二部分 遗传学——生命来源于生命第九章　细胞周期与有丝分裂129

§9-1　细胞周期及其调控129

9-1-2 细胞周期的调控130

§9-2 染色体与DNA132

9-2-1 染色质的紧缩装配132

9-2-2　染色体组型134

§9-3　细胞分裂134

9-3-1 原核生物的细胞分裂134

9-3-2 真核生物的细胞分裂135

第十章　有性生殖与减数分裂142

§10-1　无性生殖143

10-1-1 裂体生殖143

10-1-2 出芽生殖143

10-1-3　孢子生殖144

10-1-4 营养繁殖144

10-1-5　孤雌生殖145

10-1-6 再生145

§10-2　有性生殖145

10-2-1 有性生殖的含义145

10-2-2 生活史146

§10-3　减数分裂147

10-3-1 减数分裂的过程148

10-3-2 配子形成150

10-3-3 有性生殖的优越性153

第十一章　遗传学的基本原理156

——孟德尔遗传学………156

§11-1　早期遗传思想156

11-2-1 孟德尔及其实验157

§11-2　孟德尔遗传学157

11-2-2　孟德尔定律158

§11-3　孟德尔遗传学的发展165

11-3-1 不完全显性165

11-3-2　基因之间的相互作用166

11-3-3 多基因遗传168

11-3-4 多等位基因遗传169

11-3-5　致死基因171

11-3-6　环境与遗传171

11-4-1 基因与染色体学说172

§11-4　孟德尔遗传与染色体172

11-4-2　性染色体及伴性遗传的发现173

11-4-3 基因的连锁与交换174

11-4-4　染色体的基因图175

11-4-5　染色体畸变177

§12-1　基因的本质是DNA——183

DNA是遗传物质183

12-1-1 遗传物质是DNA183

——分子遗传学183

第十二章　基因的化学本质183

12-1-2　DNA的复制186

§12-2　基因表达188

12-2-1　一基因一多肽假说189

12-2-2　DNA,RNA与蛋白190

质合成190

12-2-3 点突变199

§12-3　基因表达调控200

12-3-1 原核生物的转录调控200

调控203

12-3-2　真核生物基因表达203

§13-1 DNA技术209

13-1-1 重组体DNA技术的209

基本手段209

第十三章　DNA技术及其应用209

13-1-2 重组体DNA技术的211

全过程211

13-1-3 几种常用的DNA215

技术215

13-2-1 人类基因组计划220

§13-2　DNA技术的应用220

13-2-2　DNA技术推进医疗事221

业的发展221

13-2-3　DNA技术在农业中223

的应用223

13-2-4　DNA技术在司法中223

的应用223

13-2-6　DNA技术应用中的224

问题224

护中的应用224

13-2-5　DNA技术在环境保224

第三部分 生命的多样性228

第十四章　生命的起源及多样性228

§14-1　生命的起源228

14-1-1 地球及其大气层的228

形成228

14-1-2　小有机分子的形成229

14-1-3　复杂生物大分子（聚合物）的形成230

14-1-4　原始细胞的形成231

14-1-5　代谢途径的形成233

14-1-6 自养生物的出现233

14-1-7　有氧呼吸的产生及生命登陆234

§14-2　细胞的进化234

14-2-1 从原核细胞到真核234

细胞234

14-2-2　从单细胞到多细胞有机体235

14-3-2 生物分类系统及分类依据236

14-3-1 生命多样性概念236

§14-3　生命多样性及分类系统236

14-3-3 用于生物分类的依据238

14-3-4　生物分类等级与物种命名法238

14-3-5　生物的分界240

第十五章　原核生物界及病毒244

§15-1 原核生物的特征244

15-1-1 细菌的发现和研究244

方法244

15-1-2 细菌的形态和大小246

15-1-3 细菌的结构247

15-1-4　细菌的营养类型和呼249

吸类型249

15-1-5 细菌的繁殖249

15-1-6　细菌的分布及其在自250

然界和国民经济中的250

作用250

§15-2　原核生物的类群251

15-2-1 细菌（裂殖菌）类251

15-2-2 蓝绿藻252

15-2-4　古细菌253

15-2-3 原绿藻类253

15-2-5 原核生物与真核细胞254

起源之间的关系254

§15-3　病毒254

15-3-1　病毒的发现254

15-3-2 病毒的形态结构255

15-3-3　病毒的繁殖256

15-3-4　病毒的多样性与疾病258

地位261

15-3-5 病毒的起源与进化261

第十六章　原生生物界264

§16-1　原生生物的特征264

§16-2　原生生物的主要类群265

16-2-1　裸藻门266

16-2-2　金藻门266

16-2-3 甲藻门267

16-2-4　裸菌门268

16-2-5　鞭毛虫门270

16-2-6 肉足虫门270

16-2-7　孢子虫门271

16-2-8　纤毛虫门272

16-2-9　古动物类273

第十七章　真菌界275

§17-1　真菌的特征275

17-1-1 真菌的形态结构275

17-1-2　真菌的营养方式275

17-1-3　真菌的生长与繁殖276

17-1-4　真菌的生活史276

17-1-5　真菌与人类的关系276

17-2-1 卵菌纲277

§17-2　真菌的类群277

17-2-2　接合菌纲278

17-2-3　子囊菌纲278

17-2-4　担子菌纲279

17-2-5　半知菌纲280

§17-3　地衣281

第十八章　植物界283

§18-1　植物界的类群及特征284

§18-2　藻类植物284

18-2-1 绿藻门285

18-2-2　红藻门289

18-2-3　褐藻门291

§18-3　苔藓类植物292

18-3-1 苔藓类植物的特征293

18-3-2 苔藓类植物的类群294

§18-4　蕨类植物296

18-4-1 蕨类植物的主要特征296

18-4-2　蕨类植物的类群297

§18-5　种子植物299

18-5-2　种子植物的类群300

18-5-1 种子植物的特征300

第十九章　动物界307

§19-1　动物界的一般特征307

§19-2　无脊椎动物及其主要308

类群308

19-2-1 海绵动物门308

19-2-2　腔肠动物门309

19-2-3　扁形动物门312

19-2-4　线形动物门313

19-2-5　软体动物门316

19-2-6　环节动物门320

19-2-7 节肢动物门322

19-2-8 棘皮动物门326

§19-3　脊椎动物及其它脊索328

动物328

19-3-1　脊索动物门328

19-3-2 脊椎动物的特征及330

类群330

§20-1　植物体的构架342

20-1-1 根342

第二十章　植物体的整体结构342

第四部分 植物个体生物学342

20-1-2　茎344

20-1-3　叶345

§20-2　植物的组织细胞347

20-2-1　分生细胞347

20-2-2　薄壁细胞348

20-2-3　厚角细胞348

20-2-5 管胞及导管分子349

20-2-4　厚壁细胞349

20-2-6 筛管分子及伴胞350

20-2-7　表皮细胞351

第二十一章　植物的营养与运输353

§21-1 根353

21-1-1 根的结构353

21-1-2　根的生理功能357

§21-2　茎361

21-2-1 茎的结构361

21-2-2 茎的生理功能364

§21-3 叶368

21-3-1 叶的结构368

21-3-2 叶的生理功能369

第二十二章　植物的繁殖与发育374

§22-1 花374

22-1-1 花的形态结构374

22-1-2　花粉及胚珠的发育376

22-1-3　传粉与受精377

22-2-1 果实的形态与结构378

§22-2　果实378

22-2-2　果实的生长与成熟379

22-2-3 果实和种子的散布380

§22-3　种子380

22-3-1 种子的发育380

22-3-2　种子的形态与结构381

22-3-3　种子的成熟与萌发381

§22-4　植物的生长与发育382

22-4-1 生长与形态发生383

22-4-2　细胞分化384

22-4-3　图式形成385

第二十三章　植物的调控系统388

§23-1 植物生长物质及其调控作用388

23-1-1　植物激素388

23-1-2　生长调节剂391

§23-2　植物的运动391

23-2-1 向性运动392

23-2-2　感性运动393

23-3-2　光敏素394

23-3-1 光周期反应的类型394

§23-3　光周期现象394

23-3-3　成花刺激物与抑制物396

23-3-4　春化作用397

§23-4　植物对逆境的反应397

第五部分 动物个体生物学402

第二十四章　动物有机体的整体概述402

§24-1 动物躯体的结构与谱系402

24-1-1 侧生动物与真后生动物的分离402

24-1-2　辐射对称动物与两侧对称动物的分离402

24-1-3　无体腔动物与体腔动物的分离403

24-1-4 原口动物与后口动物的分离404

24-1-5 脊索动物与非脊索动物的分离405

§24-2　动物的基本组织与器官405

24-2-1　动物的基本组织405

24-2-2　动物的器官与器官系统409

§24-3　动物个体的生物能学411

§24-4　动物个体的内环境及其413

稳衡413

25-1-1 作为能量来源的食物418

第二十五章　动物的营养与消化418

§25-1　动物的食物418

25-1-2 作为生物合成原料的食物419

25-1-3　必需营养物419

§25-2　动物的消化系统422

25-2-1 原生动物的消化系统422

25-2-2 海绵动物的消化系统423

25-2-3 高等无脊椎动物的消化系统424

25-2-4　人类及哺乳动物的消化系统425

25-3-1 食物的化学消化过程431

§25-3　食物的消化与吸收431

25-3-2 营养物质的吸收433

§25-4　消化系统的调控433

25-4-1 消化酶的分泌及消化道的调控433

25-4-2　饥饿与取食的调控434

第二十六章　动物的呼吸系统438

§26-1　呼吸与气体438

§26-2　动物的呼吸系统440

26-2-1 呼吸器官及气体交换440

26-2-2　鳃呼吸441

26-2-3　肺呼吸442

§26-3　气体交换与呼吸色素445

26-3-1 气体交换的基本过程445

26-3-2 呼吸色素及氧的运输446

26-3-3　二氧化碳的运输447

§26-4　呼吸的调控448

§27-1 循环系统的进化与发展452

27-1-1 水沟系统及消化循环腔452

第二十七章　动物的循环系统452

27-1-2 开放式及闭锁式循环系统453

27-1-3　双循环系统453

§27-2　哺乳动物的循环系统455

27-2-1　循环系统的结构455

27-2-2　血液循环途径456

27-2-3　心肌的自主节律性与心电图457

27-2-4　血液循环及血压458

27-2-5 血流速度及毛细血管的物质交换459

27-3-2　血细胞461

27-3-1 血浆461

§27-3　血液461

§27-4　淋巴系统463

第二十八章　动物的防御系统468

§28-1 非特异性防御系统468

28-1-1 身体表面的机械屏障468

28-1-2　吞噬白细胞及自然杀伤细胞469

28-1-3　抗菌蛋白469

§28-2　特异性防御反应——免疫反应470

28-2-1　免疫系统的细胞470

28-1-4 发炎反应470

28-2-2 细胞表面标志及自我／非我辨认471

28-2-3　免疫反应的特异性、多样性及克隆选择472

28-2-4 免疫记忆474

§28-3 免疫反应的总体实施475

28-3-1 即时反应体系475

28-3-2 免疫反应的启动475

28-3-3　体液免疫476

28-3-4 细胞免疫477

§28-4　免疫与人体健康478

28-4-1 获得性免疫与疫苗478

28-3-5 免疫反应的总体时间表478

28-4-2 过敏（过度免疫反应）479

28-4-3 自身免疫与免疫耐受性479

28-4-4　组织与器官移植480

28-4-5 免疫缺损480

28-4-6　单克隆抗体481

第二十九章 动物体内环境的稳衡485

§29-1　体液渗透压调节485

29-1-3 陆生动物486

29-1-4　运输上皮486

29-1-1 淡水生动物486

29-1-2　海水生动物486

§29-2　动物的排泄系统487

29-2-1　含氮废物的排泄487

29-2-2 无脊椎动物的排泄系统488

29-2-3　人体及脊椎动物的排泄系统490

§29-3　血液化学成分的调节与肝脏495

29-4-2 体温调控的基本要素496

29-4-1 体温调控的类型496

§29-4　体温调控496

第三十章　动物的神经系统502

§30-1 神经元502

30-1-1　神经元的基本结构502

30-1-2　神经冲动及传导504

30-1-3　神经元之间的冲动传导507

§30-2　动物神经系统的构成与进化510

30-2-1 神经通道510

30-2-2　动物神经系统的进化与发展511

30-3-1 中枢神经系统514

§30-3　人体神经系统514

30-3-2　外周神经系统521

第三十一章　动物的化学调控528

§31-1 动物的化学信号物质528

31-1-1 激素528

31-1-2 外激素529

31-1-3　局部调节剂529

§31-2　激素调控的机制530

31-2-1　激素的受体530

31-2-2 第二信使531

31-2-3　级联反应及信息的扩增533

§31-3　脊椎动物与人体的内分泌系统534

31-3-1 胃肠区的激素534

31-3-2　胰脏534

31-3-3 生殖腺535

31-3-4 甲状腺535

31-3-5　副甲状腺536

31-3-6 肾上腺536

31-3-7　下丘脑及垂体538

31-3-8 其它内分泌器官541

§31-4　脊椎动物与人体内分泌调控的实例541

31-4-1 应激调控541

31-4-2　血压调控542

31-4-3　昼夜节律的调控542

§31-5　无脊椎动物的激素调控543

第三十二章　动物的感觉548

§32-1　感受器与感觉548

32-1-1 刺激的感受548

32-1-2　感觉的产生549

§32-3　机械感受器550

32-2-1 皮肤上的感受器550

32-2-2　感觉毛细胞550

32-2-3　平衡器官550

32-2-4　耳与听觉551

32-2-5　牵张感受器554

§32-3　化学感受器554

32-3-1　味觉554

§32-4　光感受器与视觉555

32-3-2　嗅觉555

32-4-1 动物的感光色素556

32-4-2　动物的感光细胞556

32-4-3　动物的视觉器官557

第三十三章 动物的运动——骨骼与肌肉565

§33-1　动物的骨骼565

33-1-1　流体骨骼565

33-1-2　硬骨骼566

§33-2　肌肉568

33-2-1 骨骼肌568

33-2-2　平滑肌572

33-2-3 心肌573

第三十四章　动物的生殖系统576

§34-1 脊椎动物的繁殖适应576

§34-2　人的生殖系统577

34-2-1 男性生殖系统577

34-2-2　女性生殖系统579

§35-1　动物的受精过程586

35-1-1 精子与卵586

第三十五章　动物的发育586

35-1-2 受精过程587

§35-2　动物的胚胎发生589

35-2-1 卵裂589

35-2-2　原肠胚形成590

35-2-3　器官发生592

35-2-4　羊膜类动物的早期胚胎发育593

§35-3　动物胚胎发育的机制594

35-3-1 极性在发育过程中的作用594

35-3-2　形态发生运动595

35-3-4　图形的形成596

35-3-3 诱导596

第三十六章　动物的行为603

§36-1　行为的要素603

36-1-1 符号刺激604

36-1-2 固定动作格局605

36-1-3　生理驱动605

§36-2　本能行为607

§36-3　学习608

36-3-2　联系学习（条件反射）609

36-3-1 习惯化609

36-3-3 印随610

36-3-4 推理学习（洞察学习）610

§36-4　脊椎动物的一些基本行为610

36-4-1 觅食行为610

36-4-2　生殖行为611

36-4-3　交住613

36-4-4　迁徙及航行613

36-4-5 动物社会614

37-1-1 古生物的证据620

§37-1　生物进化的证据620

第三十七章　生物的进化620

第六部分 群体生物学620

37-1-2　胚胎学的证据623

37-1-3 比较解剖学的证据624

37-1-4　生物化学和分子生物学证据625

§37-2　生物进化的机制626

37-2-1 拉马克的获得性遗传学说627

37-2-2　达尔文的自然选择学说627

37-2-3　现代达尔文主义629

37-2-4 分子进化中性学说636

§37-3　物种及物种形成639

37-3-1 物种的概念639

37-3-2 隔离在物种形成中的作用——异地物种形成640

37-3-3 同地物种形成642

第三十八章　生态学 生物与环境649

§38-1 非生物环境的重要性649

38-1-1 岩石圈650

38-1-2　水圈651

38-1-3 大气圈653

38-1-4 有机体对无机环境因素的适应654

38-2-1 种群的基本特征655

§38-2　种群655

38-2-2　种群的增长658

38-2-3 种群的调节661

§38-3　生物群落664

38-3-1 群落中的能量流664

38-3-2　群落的多样性，优势种及群落平衡666

38-3-3 群落的生态演替667

38-3-4　群落的类型668

38-4-1 生态系统中的物质循环669

§38-4　生态系统669

38-4-2　生态系统的平衡673

§38-5 人与环境——生物圈的未来674

38-5-1 人口问题674

38-5-2　食物源676

38-5-3　人类对环境的影响676

38-5-4 环境保护及生物圈的未来679

主要参考书目684

插图引用致谢685