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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Ⅰ146

第二次分裂—减数分裂Ⅱ147

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

AIDS509

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