저자 서문 ... ⅲ 저자 소개 ... ⅴ 역자 서문 ... ⅵ 제1부 · 생명체의 특성 1장. 생명체의 특성 및 구성성분 ... 1 1.1 생명체의 특성은 무엇인가? ... 4 (1) 구성 ... 4 (2) 에너지 사용과 대사 ... 6 (3) 항상성 유지 ... 6 (4) 생식, 생장과 발생 ... 7 (5) 자극감수, 적응과 자연도태 ... 7 1.2 물질은 무엇인가? ... 9 (1) 원소 ... 9 (2) 원자 ... 9 (3) 분자 ... 10 (4) 화학결합 ... 11 1.3 물은 생명체에 어떤 중요한 역할을 하는가? ... 16 (1) 용액 ... 16 (2) 산과 염기 ... 17 (3) 물과 온도 ... 18 1.4 생명체에 중요한 유기화합물은 무엇인가? ... 19 (1) 탄수화물 ... 19 (2) 지질 ... 21 (3) 단백질 ... 23 (4) 핵산 ... 26 2장. 세포 ... 30 2.1 세포는 생명체의 기본단위이다. ... 32 (1) 세포 구성요소 ... 33 (2) 세포설의 발달 ... 34 2.2 세포의 주제에 관한 변천 ... 36 (1) 세균세포 ... 39 (2) 원시세균세포 ... 40 (3) 진핵세포 ... 42 2.3 진핵세포의 소기관들은 어떻게 일을 분담하는가? ... 43 (1) 세포소기관들은 물질을 분비하기 위해서 어떻게 상호작용 하는가? ... 44 (2) 미토콘드리아는 영양소로부터 에너지를 추출해낸다. ... 46 (3) 엽록체는 식물세포에 영양소를 제공한다. ... 46 (4) 리소좀과 퍼옥시좀은 세포의 소화중추이다. ... 47 2.4 고등한 세포들은 어떻게 출현하였는가? ... 50 3장. 세포막, 세포골격과 세포간의 상호작용 ... 52 3.1 세포막은 어떻게 세포의 기능을 조절하나? ... 54 (1) 세포막의 구조 ... 54 (2) 막을 통한 물질의 이동 ... 55 3.2 세포골격에 의한 세포의 지지 ... 61 (1) 미세소관 ... 61 (2) 미세필라멘트 ... 62 (3) 중간필라멘트 ... 63 3.3 세포간의 상호작용과 신호의 전달 ... 65 (1) 동물세포의 연접 ... 65 (2) 역동적인 세포벽의 구조 ... 66 (3) 세포의 부착과 이동 ... 66 (4) 신호의 전달과정 ... 68 4장. 광합성 ... 70 4.1 생명은 광합성에 의존한다. ... 72 (1) 광합성은 이산화탄소를 탄수화물로 전환시킨다. ... 72 (2) 광합성은 어떻게 진화되었나? ... 72 4.2 세포 구조물들이 어떻게 빛에너지를 획득하고 이용하는가? ... 73 (1) 빛이란 무엇인가? ... 73 (2) 색소분자는 빛에너지를 획득한다. ... 75 (3) 엽록체는 광합성이 일어나는 곳이다. ... 76 4.3 명반응에 의해서 광합성은 시작된다. ... 77 (1) 광계Ⅱ는 ATP를 만든다. ... 78 (2) 광계Ⅰ은 NADPH를 만든다. ... 81 (3) 두 개의 광계는 효율적으로 에너지를 획득한다. ... 81 4.4 탄소반응은 탄소를 고정시킨다. ... 81 (1) 캘빈회로는 어떻게 탄소를 고정하는가? ... 81 4.5 광합성은 얼마나 효율적일까? ... 83 (1) 광호흡은 어떻게 캘빈회로에 영향을 주는가? ... 83 (2) C₄ 광합성은 광호흡을 감소시킨다. ... 83 (3) CAM 광합성은 밤에 이산화탄소를 저장한다. ... 84 5장. 세포의 에너지 획득 ... 88 5.1 숨쉬기와 호흡의 차이 ... 90 5.2 세포는 에너지를 어떻게 획득하나? ... 90 (1) 포도당을 이용한 에너지 공급 ... 91 (2) ATP의 합성과 사용 ... 93 5.3 포도당을 피루브산으로 분해하는 과정 - 해당과정 ... 93 (1) 전반부 - 포도당의 활성화 과정 ... 93 (2) 후반부 - 소량의 에너지 추출 ... 95 5.4 해당과정 이후 - 유산소호흡 ... 96 (1) 크렙스회로 ... 96 (2) 전자전달계의 ATP 합성 ... 97 (3) 한 분자의 포도당이 만들어내는 ATP의 양은? ... 99 (4) 세포호흡의 조절 ... 99 (5) 단백질과 지질로부터의 에너지 획득 ... 100 5.5 해당과정 이후 - 무산소발효 ... 100 5.6 에너지대사의 기원 ... 103 제2부 · 생명의 연속성 6장. 세포주기 ... 106 6.1 세포분열과 예정세포사 사이의 균형 ... 108 6.2 세포주기 ... 108 (1) 간기 - 활동이 왕성한 시기 ... 109 (2) 체세포분열은 염색체를 분배한다. ... 110 (3) 세포질분열은 기타 세포의 내용물을 분배한다. ... 114 6.3 어떻게 세포주기가 조절되는가? ... 115 (1) 검문지점은 궤도상의 세포주기를 관리한다. ... 115 (2) 텔로미어는 세포의 시계를 제공한다. ... 116 (3) 세포를 분열하게 하는 신호는 무엇인가? ... 119 (4) 조직 수준에서의 조정 - 줄기세포와 세포의 집단 ... 120 6.4 어떻게 세포죽음이 생명의 한 부분일까? ... 121 (1) 예정세포사 동안에 무슨 일이 일어나는가? ... 121 (2) 왜 세포는 죽을까? ... 122 6.5 암은 세포주기에 이상이 있을 때 발생한다. ... 123 (1) 암세포와 정상세포는 어떻게 다른가? ... 123 (2) 무엇이 암을 유발하는가? ... 124 7장. 감수분열 ... 126 7.1 왜 생식을 한는가? ... 128 7.2 유성생식의 다양성 ... 129 7.3 감수분열은 어떻게 염색체의 수를 반감하는가? ... 131 7.4 배우자 형성 ... 138 (1) 정자의 형성 ... 138 (2) 난자의 형성 ... 140 8장. 형질의 유전 ... 146 8.1 단일유전자의 유전추적 ... 148 (1) 완두콩 실험 ... 148 (2) 단일유전자에 대한 기술법 ... 150 (3) 멘델의 제1법칙과 감수분열의 관계 ... 151 (4) 가계도 분석 ... 153 8.2 두 유전자의 유전추적 ... 157 8.3 멘델의 비를 변경시키는 유전자 발현 ... 158 (1) 대립유전자간의 상호작용 ... 158 (2) 환경적 영향 ... 162 8.4 복합 특성 ... 163 (1) 유전자와 환경의 투입량 측정 ... 164 (2) 환경적 영향과 유전적 영향의 구분 ... 165 9장. 염색체 ... 168 9.1 염색체란 무엇인가? ... 170 (1) 염색체의 구조와 분류 ... 170 (2) 인공 염색체 ... 170 9.2 염색체와 멘델의 법칙 ... 171 (1) 유전자가 염색체에 연관된다는 것을 보여주는 완두콩과 초파리 실험 ... 171 (2) 연관 지도 ... 173 9.3 염색체가 어떻게 성을 결정하는가? ... 174 (1) 성 결정 메커니즘의 다양성 ... 174 (2) 사람의 성 결정 ... 175 9.4 성염색체에 존재하는 유전자들의 유전 ... 177 (1) 성 연관 열성유전 ... 177 (2) X 염색체 불활성 ... 180 9.5 염색체가 이상일 때 ... 181 (1) 배수성 ... 181 (2) 이수성 ... 181 (3) 작은 규모의 염색체 이상 ... 184 10장. DNA의 구조와 복제 ... 188 10.1 유전물질이 DNA임을 증명한 실험 ... 190 (1) DNA가 형질을 결정한다. ... 190 (2) 유전물질은 단백질이 아니라 DNA이다. ... 191 (3) DNA 구조를 밝히다. ... 191 10.2 DNA의 3차 구조는 무엇인가? ... 193 (1) DNA가 어떻게 유전정보를 암호화하는가? ... 193 (2) DNA는 매우 꼬여있다. ... 196 10.3 DNA 복제를 통하여 유전정보가 어떻게 유지되는가? ... 197 (1) DNA 복제는 반보존적이다. ... 197 (2) DNA 복제과정은 복제에 참여하는 단백질 ... 198 10.4 DNA는 어떻게 복구되는가? ... 202 11장. 유전자 기능 ... 206 11.1 세포는 어떻게 유전정보에 접근할 수 있는가? ... 208 (1) 세균은 오페론을 이용하여 유전자의 발현을 조절한다. ... 209 (2) 다세포 생명체는 전사인자를 이용하여 유전자의 발현을 조절한다. ... 209 (3) 전사과정 ... 210 11.2 RNA는 단백질 합성을 총괄한다. ... 211 (1) RNA의 유형 ... 211 (2) RNA 성숙과정 ... 213 11.3 세포는 어떻게 유전정보를 가지고 단백질을 만들어 가는가? ... 214 (1) 유전암호는 유전정보를 단백질로 전환한다. ... 214 (2) 단백질 합성과정 ... 218 (3) 단백질의 구조형성 ... 219 11.4 돌연변이 - 잘못된 유전정보 ... 221 (1) 겸상적혈구 빈혈증에서 나타나는 돌연변이 ... 221 (2) 돌연변이의 원인은 무엇인가? ... 221 (3) 돌연변이의 유형 ... 223 (4) 돌연변이에 대한 자연적인 방어전략 ... 223 제3부 · 미생물의 세계 12장. 바이러스와 간단한 감염성 물질 ... 228 12.1 바이러스는 무엇인가? ... 230 (1) 바이러스는 어떻게 발견되었는가? ... 230 (2) 바이러스는 어떻게 연구되었나? ... 231 (3) 바이러스의 구성요소는 어떻게 이루어져 있는가? ... 231 12.2 바이러스의 세포감염과 증식 ... 233 (1) 바이러스는 표적세포와 결합하여 그들의 유전물질을 주입한다 ... 234 (2) 두 가지 형태의 바이러스의 생활환 - 용균과 용원성 ... 235 12.3 바이러스가 어떻게 질병을 유발시키는가? ... 239 (1) 바이러스는 특정한 종의 특이성 세포에만 감염한다. ... 239 (2) 바이러스 감염에 대한 방어 ... 241 12.4 다른 감염성 병원체 ... 241 (1) 비로이드는 감염성 RNA 분자이다. ... 241 (2) 프리온은 변이형을 가지는 단백질이다. ... 242 13장. 세균 및 고세균 ... 246 13.1 생물학적 진화의 성공사례인 원핵생물 ... 248 (1) 지구환경에서의 원핵생물의 지위 ... 248 (2) 어디에나 존재하는 원핵생물 ... 249 13.2 원핵세포의 구조 ... 250 (1) 내부구조 ... 250 (2) 외부구조 ... 251 13.3 원핵세포의 분류 ... 253 (1) 전통적인 분류방법 ... 253 (2) 분자생물학적 방법을 이용한 진화과정의 추적 ... 254 13.4 유전자의 수직적 전달과 수평적 전달 ... 257 (1) 유전자의 수직적 전달을 담당하는 이분법 ... 257 (2) 유전자의 수평적 전달을 담당하는 세 가지 방법 ... 257 13.5 원핵생물이 인간에 미치는 영향 ... 260 (1) 병원체로서 작용하기도 하는 세균 ... 260 (2) 생물학적 무기로도 이용되는 세균 ... 261 (3) 원핵세포의 대사과정과 그 생산물을 이용하는 산업미생물학 ... 261 제4부 · 식물의 세계 14장. 식물의 형태와 기능 ... 266 14.1 식물의 조직 ... 268 (1) 분열조직 ... 269 (2) 기본조직 ... 270 (3) 표피조직 ... 271 (4) 유관속조직 ... 273 14.2 식물의 기관 ... 274 (1) 줄기 ... 274 (2) 잎 ... 278 (3) 뿌리 ... 279 14.3 식물은 어떻게 두꺼워질까? ... 283 (1) 유관속 형성층 ... 284 (2) 코르크 형성층 ... 285 15장. 자극에 대한 식물의 반응 ... 288 15.1 식물은 어떻게 생장하는가? ... 289 (1) 옥신 ... 290 (2) 지베렐린 ... 292 (3) 시토키닌 ... 293 (4) 에틸렌 ... 293 (5) 앱시스산 ... 294 15.2 식물은 어떻게 움직일 수 있는가? ... 295 (1) 굴광성 - 한 방향의 빛에 대한 반응 ... 295 (2) 굴중성 - 중력에 대한 반응 ... 296 (3) 굴촉성 - 접촉에 대한 반응 ... 297 (4) 경성운동 ... 297 15.3 식물들은 계절변화에 어떻게 반응하는가? ... 301 (1) 꽃이 피는 것은 광주기에 대한 반응이다. ... 301 (2) 식물은 낮 길이, 아니면 밤 길이를 측정하는가? ... 302 (3) 피토크롬은 광주기성을 조절하는 색소이다. ... 303 (4) 광주기와 피토크롬은 다른 반응에도 영향을 준다. ... 304 (5) 노화와 휴면 ... 305 15.4 식물의 일주성 리듬 ... 306 (1) 일주성 리듬의 조절 ... 306 (2) 항일성은 일주성 리듬이다. ... 307 제5부 · 동물의 세계 16장. 동물의 조직과 기관계 ... 312 16.1 동물조직의 유형 ... 314 (1) 조직구성 - 세포의 분화와 연합 ... 314 (2) 상피조직 - 층상배열 ... 314 (3) 결합조직 - 혈액, 경골, 연골 ... 315 (4) 신경조직 - 연합 및 통합조절 ... 317 (5) 근육조직 - 활동과 몸의 이동 ... 319 16.2 동물의 몸은 조직과 기관으로 구성 ... 319 (1) 조직과 기관은 복잡한 구조로 진화 ... 319 (2) 사람의 기관계 ... 319 16.3 기관계에 의한 항상성의 유지 ... 323 16.4 피부계 ... 325 (1) 사람의 피부 ... 326 (2) 피부계의 분화 ... 328 17장. 면역계 ... 332 17.1 면역의 진화 ... 334 (1) 무척추동물은 선천성 면역만을 갖는다. ... 334 (2) 척추동물은 선천성과 후천성 면역을 갖는다. ... 335 17.2 선천성 방어작용은 비특이적이며 감염초기에 일어난다. ... 336 17.3 후천성 방어작용은 특이적이며 감염후기에 일어난다. ... 338 (1) 항원제시세포가 면역반응을 시작한다. ... 338 (2) B 세포는 항체를 생산한다. ... 341 (3) T 세포는 세포성 면역반응을 일으킨다. ... 343 17.4 일생동안 인체의 면역체계 변화 ... 344 17.5 병약한 상태의 면역체계 ... 347 (1) 면역성 파괴 ... 347 (2) 자가면역 - 자신을 공격 ... 348 (3) 슈퍼항원은 과도한 면역반응을 일으킨다. ... 348 (4) 알레르기는 면역반응을 잘못된 방향으로 유도한다. ... 349 18장. 인간의 생식과 발생 ... 354 18.1 실험적 조직을 통한 초기 발생의 이해 ... 356 (1) 수정란은 아주 조그마한 생명체를 갖고 있는가? 선성설과 후성설 ... 356 (2) 배아를 이용한 초기 실험 ... 357 (3) 선택적인 유전자 활동이 특성화된 세포 형태를 만들어낸다. ... 359 18.2 출생 전 발생을 담당할 생식기관 ... 361 (1) 남성의 생식계 ... 361 (2) 여성의 생식계 ... 362 18.3 출생 전의 구조와 발생단계 ... 364 (1) 수정 - 유전물질이 한 세포에서 만난다. ... 364 (2) 난할 - 세포분열이 빨리 일어난다. ... 365 (3) 착상 - 임신이 유지되기 위한 발판을 마련한다. ... 366 (4) 낭배 - 조직이 형성되기 시작한다. ... 367 (5) 기관형성 - 사람의 형태가 만들어진다. ... 367 (6) 배외막 - 배아를 지지해 주는 구조 ... 370 (7) 태아시기 - 다듬어지는 사람의 구조 ... 370 (8) 임신의 마지막 단계 - 진통과 출생 ... 371 18.4 출생 후의 생장과 발달 ... 374 (1) 출생 후의 유아 및 청년기 ... 374 (2) 노화는 능동 및 수동적인 방법을 통해 진행된다. ... 374 (3) 사람의 수명 ... 375 용어풀이 ... 377 색인 ... 380