生物学:生命科学

Biology: Science for Life

作者:Colleen Belk; Virginia Borden Maier

出版社:Person

索书号:Q1/B432(6) /2019/Y

ISBN9780134675473

藏书地点:武大外教中心

 

生命科学即生物学,是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。生命现象是物质、能量和信息三个量综合运动与传递的表现。生命有许多为无生命物质所不具备的特性。例如,生命能够在常温、常压下合成多种有机化合物,包括复杂的生物大分子;能够以远远超出机器的生产效率来利用环境中的物质和能制造体内的各种物质,而很少排放污染环境的有害物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等,揭露生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。本书从细胞化学、遗传学、进化学以及生态学等四个角度阐述了生命科学的重要意义。

细胞化学是研究细胞的化学成分,及其在细胞活动中的变化和定位的学科。即在不破坏细胞形态结构的状况下,用生化的和物理的技术对各种组分做定量的分析,研究其动态变化,了解细胞代谢过程中各种细胞组分的作用。细胞化学和组织化学的发展是分不开的,都是建立在细胞学、组织学以及生物化学的基础上。对细胞中的不同组分进行区别着色是细胞化学中最基础的工作。19世纪初叶,法国植物学家拉斯帕伊在研究禾本科植物的受精作用时,首次发现了淀粉的碘反应。此后他还建立了蛋白质的黄色反应,硫酸对于糖醛及蛋白质醛基反应等鉴定方法,因此他被认为是组织化学的创始人。动物方面的组织化学和细胞化学的研究开展较晚。珀尔斯1867年用普鲁士兰显示细胞中的铁质,克文克1868年用黄色硫化胺溶液与细胞中的铁质化合成为黑色的硫化亚铁进行显示等方法,至今仍在应用。细胞化学未来的发展方向是如何将细胞超微结构与局部的化学分析联系起来,这将会对研究细胞成分方面起重要作用,还为自动影像分析技术提供更多的新染色方法,使细胞组分着色对比清晰,便于细胞精细结构进行定量测定。定量细胞化学虽是细胞化学发展的主要方向,但仍有不少困难。有关仪器方面的问题已逐渐得到解决;但在固定细胞,反应的化学计算方法和反应产物的弥散等方面仍存在不少困难。判断任何定量细胞化学方法均有赖于用正确的模式系统,还要与其他方法所得的结果进行比较,方能满足今后研究的需要。

遗传学是研究生物的遗传与变异的科学,研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。遗传学中的亲子概念不限于父母子女或一个家族,还可以延伸到包括许多家族的群体,这是群体遗传学的研究对象。遗传学中的亲子概念还可以以细胞为单位,离体培养的细胞可以保持个体的一些遗传特性,如某些酶的有无等。对离体培养细胞的遗传学研究属于体细胞遗传学。遗传学中的亲子概念还可以扩充到脱氧核糖核酸(也就是DNA)的复制甚至mRNA的转录,这些是分子遗传学研究的课题。遗传学与生物化学的关系最为密切,和其他许多生物学分支学科之间也有密切关系。例如发生遗传学和发育生物学之间的关系;行为遗传学同行为生物学之间的关系;生态遗传学同生态学之间的关系等。此外,遗传学和分类学之间也有着密切的关系,这不仅因为在分类学中应用了DNA碱基成分和染色体等作为指标,而且还因为物种的实质也必须从遗传学的角度去认识。各个生物学分支学科所研究的是生物的各个层次上的结构和功能,这些结构和功能无一不是遗传和环境相互作用的结果,所以许多学科在概念和方法上都难于离开遗传学。例如激素的作用机制和免疫反应机制一向被看作是和遗传学没有直接关系的生理学问题,可是现在知道前者和基因的激活有关,后者和身体中不同免疫活性细胞克隆的选择有关。

进化,又称演化(evolution),在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。所谓性状是指基因的表现,在繁殖过程中,基因会经复制并传递到子代,基因的突变可使性状改变,进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因物种迁徙或是物种间的水平基因转移,而随着基因在种群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响,在种群中变得较为普遍或不再稀有时,就表示发生了进化。简略地说,进化的实质便是:种群基因频率的改变。

1866年德国动物学家海克尔首次把生态学定义为“研究动物与其有机及无机环境之间相互关系的科学”,特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系。从此,揭开了生态学发展的序幕。在1935年英国的Tansley提出了生态系统的概念之后,美国的年轻学者Lindeman在对Mondota湖生态系统详细考察之后提出了生态金字塔能量转换的“十分之一定律”。由此,生态学成为一门有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。生态学已经创立了自己独立研究的理论主体,即从生物个体与环境直接影响的小环境到生态系统不同层级的有机体与环境关系的理论。它们的研究方法经过描述-实验-物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入,促进了生态学理论的发展,60年代形成了系统生态学而成为系统生物学的第一个分支学科。如今,由于与人类生存与发展的紧密相关而产生了多个生态学的研究热点,如生物多样性的研究、全球气候变化的研究、受损生态系统的恢复与重建研究、可持续发展研究等。

总而言之,这本书综合了来自一系列学科的想法和发现,为理解生物学中的不同问题提供了一个共同的框架。作者概述了该领域主要思想和问题的起源和发展,自始至终都在利用例子来强调子学科之间的联系。这本书展示了一个领域的结果如何直接为其他领域的工作提供信息,最终提出了促进新讨论的概念,这将为跨行为研究的研究人员之间改善对话开辟道路。

《生命科学:生命科学》一书于2019年由Person出版社出版,作者是Colleen BelkVirginia Borden Maier

本书作为研究生物学的专业书记,内容专业详实,语言浅显易懂,除此之外还有以下特点:

1、本书不仅介绍了生物学的基础知识,还详细介绍了研究方法和技术,并结合具体实例的应用,使读者能够更加全面的了解生命科学。

2、索引文献丰富,证明了这本书的知识性,真实性。而且,这些索引文献绝大部分都是最新研究,让读者全面了解该领域的前沿进展。

3、在本书的最后,将出现的专业词汇都罗列出来,大大方便了大家在阅读过程中对生命科学研究的专业术语的认知。

4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂,对于初学者有很大的帮助。

 

本书目录

1. 细胞化学

2. 遗传学

3. 进化学

4. 生态学

 

 

兰天 武汉大学生命科学学院 硕士研究生