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第一章　总论 1

第一节　生命概述 1

一、生命的本质 1

二、生命的基本特征 1

第二节　生命科学的诞生及发展 2

一、生命科学的孕育与创立 2

二、生命科学的发展 2

第三节　21世纪的生命科学 3

一、学科的分类 3

二、研究热点 4

第四节　为什么要学习生命科学 7

一、人类面临的挑战 7

二、人类需要了解生命和认识自身 8

三、非生物学专业也要学习生命科学 8

第五节　生命科学的研究方法 8

一、培养兴趣 8

二、观察与描述 9

三、人工模拟与科学实验 9

小结 9

思考题 10

第二章　生命的物质基础 11

第一节　自然界的元素 11

第二节　生命的元素组成 12

一、组成生物体的化学元素 12

二、化学元素对生命的作用 13

第三节　生命的分子组成 15

一、水 15

二、无机盐 16

三、糖类 16

四、脂类 21

五、蛋白质 23

六、核酸 30

小结 34

思考题 34

第三章　生命的结构基础——细胞 35

第一节　细胞概述 35

一、细胞是构成生物体的基本单位 35

二、细胞的形态结构与功能的关系 36

三、非细胞形态的生物体 37

第二节　原核细胞的结构及功能 38

一、原核细胞的结构 38

二、原核细胞和真核细胞的比较 39

三、古核细胞 39

第三节　真核细胞的结构及功能 40

一、生物膜系统 40

二、细胞骨架 45

三、细胞核和染色体 46

四、植物细胞壁 48

第四节　细胞的生长发育 49

一、细胞分裂 49

二、细胞分化 51

三、细胞衰亡 52

小结 54

思考题 55

第四章　植物的结构、功能及形态建成 56

第一节　植物的形态结构 56

一、植物组织 56

二、植物营养器官的形态、结构和功能 60

第二节　植物的发育和形态建成 73

一、生殖器官的发育与生殖细胞的形成 74

二、开花、传粉与受精 75

三、种子与果实的形成 78

四、植物的生活史 82

五、植物器官建成与彼此间的相关性 83

小结 86

思考题 87

第五章　动物的结构、功能与发育 88

第一节　动物的形态结构 88

一、动物的组织 88

二、动物的器官和系统 89

第二节　动物的个体发生及发育 109

一、生殖细胞的发生 110

二、受精 112

三、胚胎发育 113

四、分娩 115

五、生长发育 115

六、衰老和死亡 116

第三节　动物发育的遗传学基础 117

一、性别决定 117

二、胚胎细胞的定型和分化 118

三、卵裂的调控 119

四、胚胎图式的形成 119

五、胚胎诱导 121

六、胚胎细胞的模块化 122

小结 123

思考题 123

第六章　生命的物质和能量代谢 125

第一节　酶与生物化学反应 125

一、酶的概念及特性 125

二、酶的分类与命名 126

三、酶促反应机制 127

四、生物化学反应的特点 128

第二节　细胞的能量“货币” 128

一、ATP的结构与功能 128

二、ATP循环 129

第三节　物质和能量代谢 131

一、生命体系中的能量 131

二、光合作用 133

三、细胞呼吸 139

四、体内物质和能量的转化及调控 144

小结 144

思考题 145

第七章　生命的繁衍 147

第一节　繁殖方式与减数分裂 147

一、无性生殖 147

二、有性生殖与减数分裂 148

第二节　遗传与变异 150

一、基因的概念及其发展 150

二、基因的本质 152

三、遗传的基本规律 154

四、遗传的分子基础 161

小结 174

思考题 174

第八章　生命的调控系统 175

第一节　信号转导与基因表达调控 175

一、细胞通讯的基本概念和主要类型 175

二、信号转导基本概念和信号转导途径 177

三、基因表达及其调控 180

第二节　激素调控 184

一、植物激素的种类及其调控作用 184

二、动物激素及其调控 188

第三节　神经系统 191

一、神经系统的组成 191

二、兴奋及其传导 195

三、人体脑系统及其功能 197

第四节　生物应答 201

一、环境应答 201

二、免疫应答 202

小结 205

思考题 206

第九章　生命的起源与进化 207

第一节　生命的起源与地球环境 207

一、生命起源与宇宙演化 207

二、生命起源的早期探索 207

三、现阶段生命起源研究 209

四、生命起源研究中的其他问题 210

第二节　地球生命史 211

一、化石与地质年代 211

二、单细胞生物繁衍和早期生态系统的建立 212

三、多细胞生物出现及生物演进 213

四、人类的起源与进化 215

第三节　进化机制与规律 217

一、物种概念与进化图谱 217

二、小进化与大进化 218

三、进化中的物种集群爆发和集群绝灭 219

四、分子钟 221

第四节　进化理论与达尔文 223

一、达尔文及其进化论 223

二、其他进化学说 226

三、人类基因组研究引发对进化的思考 229

小结 230

思考题 230

第十章　生命的多样性 231

第一节　生命多样性与分类系统 231

一、生物多样性的概念及基础 231

二、生物分类等级及物种命名法 233

第二节　生物类群 235

一、病毒 235

二、真细菌界 238

三、古细菌界 240

四、真菌界 241

五、植物界 243

六、动物界 246

第三节　保护生物多样性 248

一、生物多样性的丧失及其原因 249

二、生物多样性保护与可持续利用 254

小结 256

思考题 257

第十一章　生命与环境 258

第一节　非生物环境 258

一、非生物环境及其重要性 258

二、生物圈及生物对非生物环境的适应 260

第二节　种群 267

一、种群的概念 267

二、种群密度 268

三、种群分布 268

四、种群的出生率和死亡率 269

五、种群的年龄结构 270

六、性比率 271

第三节　生物群落 272

一、群落的概念 272

二、群落的特征 274

三、植物生长型 274

四、植物生活型 275

五、群落的垂直结构 276

六、群落的水平结构 278

七、群落季节性变化 278

八、群落的类型 279

九、群落演替 284

第四节　生态系统 286

一、生态系统的概念 286

二、生态系统的组成成分 287

三、生态系统的物质循环 289

四、生态系统的能量流动 290

五、生态平衡与调控 291

小结 292

思考题 293

第十二章　当代生命科学前沿 294

第一节　基因工程 294

一、基因工程概念与基本过程 294

二、基因工程技术的应用 295

第二节　生物信息学 302

一、生物信息学的概念 302

二、生物信息学研究内容及现状 302

三、生物信息学方法和技术 303

第三节　人类基因组计划 304

一、人类基因组计划简介 304

二、后基因组时代 306

第四节　克隆技术及其应用 307

一、克隆技术的发展历程 307

二、克隆技术的利弊 308

三、克隆技术对人类的影响 308

第五节　干细胞研究 309

一、干细胞的生物学特性 309

二、干细胞的可塑性 309

三、干细胞的应用 310

四、干细胞研究展望 311

第六节　仿生学与生命伦理学 312

一、仿生学概念及研究成果 312

二、生命伦理学概念及研究领域 313

第七节　生物安全 314

一、生物入侵及其预警防控系统 315

二、转基因生物技术及其安全性控制 316

三、生物恐怖及其预防 318

小结 319

思考题 319

主要参考文献 321