OCR AS Biology, Unit 1, Module 2801 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Philip Allan Updates

作者:Richard Fosbery

出品人:

页数:84

译者:

出版时间:2006-12-31

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780860036708

丛书系列:

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《生命的律动：遗传与进化》 导言 浩瀚宇宙中，生命以其纷繁多样的形态和精妙绝伦的机制，展现出令人惊叹的活力。从微小的单细胞生物到庞大的生态系统，生命的核心始终跳动着一股强大的力量——遗传。正是这股力量，将生命的基本信息代代相传，塑造了物种的形态，维系了生命的延续。而在这延续的过程中，又充斥着微妙而深刻的变异，这些变异在自然的筛选中扮演着至关重要的角色，驱动着生命的不断演进，最终谱写出波澜壮阔的生命史诗。 本书《生命的律动：遗传与进化》旨在深入探索生命最根本的两个主题：遗传的奥秘与进化的力量。我们将一同揭示生命的蓝图是如何被编码、复制和传递的，以及这些信息如何在时间和环境中发生改变，从而催生出地球上如此丰富多彩的生命形式。本书将以严谨的科学态度，结合生动的案例和深入的剖析，带领读者领略生命令人着迷的内在逻辑，理解生命世界运作的基本原理。 第一篇：生命的蓝图——遗传的基石 遗传是生命最显著的特征之一。它赋予生物体相似性，使后代能够继承父母的特征；同时，遗传的变异性也为生命的进步提供了原材料。在本篇中，我们将从最基础的层面开始，层层深入地揭示遗传的奥秘。 第一章：DNA——生命的密码本 生命最根本的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）。DNA是一个双螺旋结构的分子，其特殊的结构决定了它能够高效地储存、复制和传递遗传信息。我们将首先认识DNA的化学组成，了解核苷酸的结构，以及它们如何通过磷酸二酯键连接成多核苷酸链。接着，我们将重点解析DNA双螺旋的结构特点，包括碱基配对原则（A与T配对，G与C配对）以及其稳定性。 进一步，我们将探讨DNA复制的过程。DNA复制是细胞分裂的基础，它确保了遗传信息的精确传递。我们将详细描述DNA复制的半保留复制机制，包括DNA聚合酶的作用、复制起点、复制叉的形成以及DNA链的合成方向（5'到3'）。理解DNA复制的过程，是理解遗传信息如何准确传递的关键。 第二章：基因——功能的载体 DNA分子上的特定片段，承载着特定的遗传信息，被称为基因。基因是控制生物体特定性状的基本单位。我们将解析基因的结构，包括编码区（外显子）和非编码区（内含子）。理解基因的结构，是理解基因如何表达，进而产生生物学功能的基础。 在本章中，我们将深入探讨基因的表达过程，即从DNA信息转化为蛋白质功能的过程。这个过程主要包括两个核心步骤：转录和翻译。 转录： DNA上的基因序列被“抄写”成信使RNA（mRNA）的过程。我们将详细介绍RNA聚合酶的作用，以及转录起始、延伸和终止的机制。我们将认识到mRNA与DNA在结构上的差异，特别是尿嘧同比增长代替胸腺嘧啶。 翻译： mRNA上的遗传密码被“解读”成蛋白质氨基酸序列的过程。我们将重点讲解遗传密码的特点，如三联体密码（codons）以及其通用性和简并性。我们将详细描述核糖体在蛋白质合成中的作用，以及转运RNA（tRNA）如何识别mRNA上的密码子并携带相应的氨基酸。最后，我们将描绘蛋白质合成过程中肽键的形成以及多肽链的延伸。 第三章：染色体——遗传信息的载体 在真核细胞中，DNA并非以裸露的形式存在，而是与蛋白质（主要是组蛋白）结合，形成高度有序的结构——染色体。染色体是遗传信息的主要载体，尤其是在细胞分裂过程中。我们将介绍染色体的形态和结构，以及染色质的包装方式。 我们将深入探讨细胞周期与染色体行为的关系。特别是，我们将详细描述有丝分裂（mitosis）和减数分裂（meiosis）的过程。 有丝分裂： 这是一个细胞分裂过程，产生两个与亲代细胞遗传物质完全相同的子细胞。我们将依次介绍有丝分裂的各个阶段：前期（染色体凝集，核膜解体）、中期（染色体在赤道板排列）、后期（姐妹染色单体分离）和末期（染色体解螺旋，核膜重建）。有丝分裂是生物体生长、发育和组织修复的基础。 减数分裂： 这是一个特殊的细胞分裂过程，用于产生生殖细胞（配子）。减数分裂包括两次连续的分裂，产生四个遗传上不同的子细胞，每个子细胞的染色体数目是亲代细胞的一半。我们将详细描述减数分裂I（同源染色体分离）和减数分裂II（姐妹染色单体分离）的各个阶段。减数分裂的重要性在于保证物种染色体数目的恒定，并产生遗传多样性。 第四章：孟德尔定律——遗传规律的奠基 现代遗传学的发展离不开奥地利僧侣格雷戈尔·孟德尔的开创性工作。他的豌豆杂交实验揭示了遗传的基本规律。我们将系统学习孟德尔的两大定律： 分离定律（Law of Segregation）： 每对等位基因在产生配子时会彼此分离，进入不同的配子中。我们将理解等位基因、显性、隐性、纯合子、杂合子等概念，并通过 Punnett 方格来预测杂交后代的基因型和表现型比例。 自由组合定律（Law of Independent Assortment）： 非同源染色体上的非等位基因在产生配子时会自由组合。我们将通过双性状杂交实验，理解自由组合如何导致后代产生更多的基因型和表现型组合。 除了这两大基本定律，我们还将探讨一些超出经典孟德尔遗传的现象，例如： 不完全显性与共显性： 探讨了显性基因并非总是完全掩盖隐性基因的影响，以及两种等位基因都能在杂合子中表现出来的情况。 复等位基因： 某些基因存在三个或更多的等位基因，例如人类的ABO血型系统。 基因连锁与交换： 当两个或多个基因位于同一染色体上时，它们倾向于一起遗传，这被称为基因连锁。基因交换（重组）可以打破这种连锁，增加遗传多样性。 性别决定与伴性遗传： 探讨了性别如何被决定，以及某些基因位于性染色体上，导致遗传模式与性别相关的现象，如红绿色盲。 第二篇：生命的演变——进化的动力 在遗传的基石之上，生命又经历着漫长的演化之旅。进化是生命适应环境、产生新物种的过程。本篇将深入探讨驱动生命演进的机制和证据。 第五章：进化论的基石——自然选择 查尔斯·达尔文提出的进化论，是理解生命演化的核心理论。其核心机制是自然选择。我们将深入解析自然选择的几个关键要素： 变异（Variation）： 生物种群内部存在着遗传上的差异，这是进化的原材料。我们将回顾前面章节中讨论的遗传变异的来源，包括基因突变和基因重组。 遗传（Heritability）： 这些变异必须是可遗传的，才能在世代之间传递。 差异繁殖（Differential Reproduction）： 在特定的环境中，某些具有有利变异的个体比其他个体更有可能生存和繁殖，并将这些有利变异传递给后代。 适应（Adaptation）： 经过长期的自然选择，生物种群会逐渐积累有利的性状，从而更好地适应其生存环境。 我们将通过经典的案例，如达尔文的加拉帕戈斯雀、工业黑化现象中的桦尺蛾等，来生动阐释自然选择的工作原理。 第六章：进化的证据 进化的理论并非凭空产生，而是基于大量来自不同领域的证据。本章将系统梳理支持进化论的各项证据： 化石记录： 通过对不同地质年代的岩石中发现的化石进行研究，我们可以追溯生命在地球上的演变历程，看到从简单到复杂、从水生到陆生的演变趋势，以及许多已灭绝物种的存在。 比较解剖学： 通过比较不同物种的骨骼结构、器官等，我们可以发现同源器官（具有相似的结构但功能可能不同，表明共同祖先）和同功器官（功能相似但结构和起源不同，表明趋同进化）。 胚胎学： 不同物种的早期胚胎发育过程常常显示出惊人的相似性，这提示了它们之间存在着亲缘关系。 生物地理学： 地球上不同地区的生物分布模式，也为进化论提供了证据。例如，相似的地理环境却演化出不同的物种，或者同一祖先的后代在隔离的环境中演化出不同的形态。 分子生物学证据： 这是现代进化论最重要的证据之一。通过比较不同物种的DNA序列、蛋白质序列以及基因组结构，我们可以精确地推断它们之间的亲缘关系和进化时间。DNA序列的相似性越高，表明亲缘关系越近。 第七章：物种形成与种群遗传学 进化最显著的成果是产生了丰富多样的物种。本章将探讨物种形成的机制和种群遗传学。 物种（Species）的定义： 我们将探讨生物学物种概念，即能够相互交配并产生有生殖能力的后代的自然种群的集合。 生殖隔离： 物种形成的关键在于生殖隔离的形成，即阻止不同物种之间进行基因交流的机制。我们将区分地理隔离、生态隔离、行为隔离、时间隔离、机械隔离和配子隔离等不同类型的生殖隔离。 隔离机制与物种形成： 我们将重点介绍两种主要的物种形成模式： 地理隔离（Allopatric Speciation）： 当一个种群被地理障碍（如河流、山脉）分隔开来，两个亚种群在不同的环境中各自独立进化，最终可能形成新的物种。 同域隔离（Sympatric Speciation）： 在同一地理区域内，由于其他隔离机制（如多倍体形成、食性改变、行为改变）而产生的物种形成。 种群遗传学： 种群遗传学研究的是种群中基因频率的变化。我们将学习哈迪-温伯格平衡原理，这是评估种群是否发生进化的基础。我们将探讨影响基因频率的四个主要进化因素：突变、基因流（迁移）、遗传漂变（特别是瓶颈效应和小种群效应）和自然选择。 第八章：进化的其他驱动力与生命的多样性 除了自然选择，还有其他因素在驱动着生命的进化。 协同进化（Coevolution）： 当两个或多个物种之间相互影响，各自的进化受到对方的制约和促进时，就会发生协同进化。例如，捕食者与猎物、寄生虫与宿主、传粉者与植物之间的关系。 性选择（Sexual Selection）： 在繁殖过程中，某些个体因为拥有某些性状（如华丽的羽毛、强壮的体魄）而更容易获得配偶，从而将这些性状传递给后代。 基因漂变（Genetic Drift）： 在小种群中，基因频率的改变可能仅仅是由于随机事件，而非选择。这在高风险的生态灾难后（瓶颈效应）或新种群的建立（奠基者效应）中尤为显著。 本章将对生命多样性的起源进行更宏观的视角回顾，从分子层面的变异到宏观层面的物种形成，理解生命是如何在亿万年的时间里，通过遗传和进化的双重律动，创造出如此令人惊叹的生物世界。 结语 《生命的律动：遗传与进化》不仅仅是一本关于科学知识的书籍，更是一次对生命本质的探索之旅。通过深入理解遗传的机制，我们能够窥探生命的蓝图，认识到个体生命的延续与传承；通过认识进化的力量，我们能够理解生命如何适应变化，如何创造多样，以及我们自身是如何与所有生命共享着一个共同的过去。 本书所包含的知识，是理解生命科学的基础，也是认识我们自身在宇宙中位置的重要视角。希望本书能够激发读者对生命科学的浓厚兴趣，鼓励大家带着好奇心，继续探索生命那永不停息的律动。

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