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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