목차
서문
읽기 요령
PART ONE 서론 ... 1
1. 생물학이란? ... 1
1.1 생활 속에서 생물학의 중요성 ... 2
1.2 과학과 과학적 방법 ... 3
관찰 ... 4
의문과 탐구 ... 4
가설의 설정 ... 6
가설의 검정 ... 7
학설 및 법칙의 정립 ... 8
의사소통 ... 9
1.3 과학, 비과학, 유사과학 ... 9
과학에 대한 기본자세 ... 9
과학적 발견과 적용 ... 9
과학과 비과학 ... 11
유사과학 ... 11
과학의 한계 ... 12
1.4 생물과학 ... 13
생명의 특징 ... 13
생물 체제의 단계 ... 16
생물학의 중요성 ... 18
생물학적 원리 오용의 결과 ... 19
생물학의 미래 ... 22
PART TWO 세포 : 구조와 기능 ... 25
2. 생명의 기초 : 화학 ... 25
2.1 생명체의 구조와 기능 ... 26
2.2 에너지와 생명 ... 26
2.3 물질의 본질은 무엇인가? ... 27
원자와 분자 ... 27
물질상 ... 29
2.4 분자와 운동에너지 ... 29
2.5 원자의 구조 ... 30
전자의 위치 ... 31
2.6 화학적 변화 ... 33
이온과 이온결합 ... 33
공유결합 ... 34
2.7 물 : 생명의 정수 ... 35
혼합물과 용액 ... 36
2.8 화학반응 ... 36
산화 - 환원 반응 ... 38
탈수합성 반응 ... 38
가수분해 반응 ... 38
인산화 반응 ... 39
산 - 염기 반응 ... 39
2.9 산, 염기, 그리고 염 ... 39
3. 유기화학 : 생명체의 화학 ... 45
3.1 탄소를 포함하고 있는 분자들 ... 46
탄소 : 중심원자 ... 46
탄소골격과 작용기 ... 48
일반적인 유기분자들 ... 48
3.2 탄수화물 ... 49
3.3 단백질 ... 54
3.4 핵산 ... 59
3.5 지질 ... 61
천연(중성) 지질 ... 61
인지질 ... 63
스테로이드 ... 63
4. 세포의 구조와 기능 ... 69
4.1 세포설 ... 70
세포가 다르면 개체도 다르다 ... 72
4.2 세포막 ... 74
4.3 세포막의 투과 ... 76
확산 ... 76
투석과 삼투 ... 77
분자 수송의 조절방법 ... 78
신호전달 ... 80
4.4 세포의 크기 ... 81
4.5 막성 소기관 ... 83
소포체 ... 83
골지체 ... 84
리소솜 ... 84
퍼옥시좀 ... 85
핵막 ... 86
에너지 전환체 ... 86
4.6 비막성 소기관 ... 87
리보솜 ... 87
미세소간, 미세섬유, 중간섬유 ... 88
중심립 ... 89
섬모와 편모 ... 89
세포 함유물 ... 90
4.7 핵의 구성성분 ... 91
4.8 주요 세포유형 ... 94
원핵 세포의 구조 ... 94
진핵 세포의 구조 ... 95
5. 효소 ... 99
5.1 효소의 기능 ... 100
5.2 효소의 화학반응속도 증가 방법 ... 101
효소 도우미의 역할 ... 102
5.3 효소작용에 영향을 주는 환경요인 ... 104
온도 ... 104
pH ... 105
5.4 세포의 제어공정과 효소 ... 106
유전자 발현 조절 ... 107
음성되먹임 저해 ... 108
저해 ... 108
6. 생화학적 경로 ... 111
6.1 에너지와 생명체 ... 112
6.2 에너지 대사와 물질 대사의 공통 기작 ... 112
생화학 경로 ... 114
유용한 형태의 에너지 생성 : ATP ... 115
전자 전달 ... 116
양성자 펌프 ... 117
6.3 호기성 세포호흡 - 개요 ... 117
6.4 호기성 세포호흡 ... 119
기초적 설명 ... 119
자세한 설명 ... 121
6.5 원핵생물의 호기성 세포호흡 ... 126
6.6 혐기성 세포호흡 ... 126
6.7 기타 분자의 대사과정 ... 128
지질 호흡 ... 128
단백질 호흡 ... 129
6.8 광합성 - 개요 ... 130
6.9 광합성 ... 132
기초적 설명 ... 132
자세한 설명 ... 135
글리세르알데히드-3-인산 : 광합성 산물 ... 137
6.10 식물 대사의 그 밖의 특성들 ... 138
6.11 독립영양체와 종속영양체의 상호관계 ... 139
7. DAN와 RNA : 유전의 분자적 기반 ... 143
7.1 센트럴 도그마 ... 144
7.2 핵산의 구조와 기능 ... 144
전사 ... 146
해독 ... 149
7.3 돌연변이 ... 153
7.4 유전자 발현 조절 ... 154.
전사의 개시 ... 155
발현 시기와 양의 조절 ... 155
스플라이싱(Splicing) ... 157
7.5 뉴클레오티드의 서열 - 세포들의 유산 ... 158
DNA 복제 ... 158
DNA와 염색체 ... 160
염색체 변이 ... 160
7.6 인간에게 유익한 방향으로의 DNA조작 ... 160
유전공학과 생물공학 ... 161
유전자 치료 ... 163
PART THREE 세포분열과 유전 ... 169
8. 체세포분열 : 세포 복제 과정 ... 169
8.1 세포분열의 중요성 ... 170
8.2 세포주기 ... 170
8.3 체세포분열의 단계 ... 171
전기 ... 171
중기 ... 172
후기 ... 172
말기 ... 173
8.4 식물세포와 동물세포의 차이점 ... 175
8.5 분화 ... 176
줄기세포 ... 176
8.6 비정상적 세포분열 ... 177
화학요법 - 어떻게 작용하는가? ... 178
방사선요법 - 어덯게 작용하는가? ... 179
9. 감수분열 : 생식세포 형성 ... 181
9.1 유성생식과 감수분열 ... 182
9.2 제 1 감수분열과정 ... 185
전기 Ⅰ ... 186
중기 Ⅰ ... 186
후기 Ⅰ ... 187
말기 Ⅰ ... 187
9.3 제 2 감수분열과정 ... 188
전기 Ⅱ ... 190
중기 Ⅱ ... 190
후기 Ⅱ ... 190
말기 Ⅱ ... 190
9.4 변이의 요인 ... 190
돌연변이 ... 190
교차 ... 190
분리 ... 192
독립분리 ... 194
수정 ... 196
9.5 비분리 현상과 염색체 이상 ... 196
9.6 염색체와 성 결정 ... 199
9.7 체세포분열과 감수분열의 비교 ... 199
10. 멘델 유전학 ... 203
10.1 유전학, 감수분열과 세포 ... 204
10.2 단순 유전자의 유전 방식 ... 204
우성과 열성대립인자 ... 206
공우성 ... 207
X - 연관 유전자 ... 208
10.3 멘델의 유전법칙 ... 208
10.4 확률과 가능성 ... 209
10.5 유전 문제풀기의 단계 - 단성교배 ... 210
10.6 양성교배 ... 213
10.7 여러 유전양식 ... 215
복대립인자 ... 215
다인자유전과 유전적 이질성 ... 216
다면발현 ... 216
10.8 유전자발현과 환경의 영향 ... 218
PART FOUR 진화와 생태학 ... 223
11. 종 안에서의 다양성 ... 223
11.1 개체군과 종 ... 224
11.2 종의 문제점 ... 224
11.3 유전자 푸울의 개념 ... 226
11.4 유전적 다양성 ... 228
11.5 왜 유전적으로 다른 개체군들이 존재하는가 ... 229
지역 환경 조건에 적응 ... 229
창시자 효과 ... 230
유전적 병목 ... 230
이동의 장벽 ... 230
11.6 유전적 다양성은 어떻게 일어나는가 ... 230
돌연변이 ... 230
유성생식 ... 231
이주 ... 232
개체군 크기의 중요성 ... 232
11.7 재배식물과 가축의 유전적 다양성 ... 233
클론 ... 233
선택적 교배 ... 233
유전공학 ... 234
단일재배의 영향 ... 234
11.8 인류유전학 ... 235
11.9 윤리학과 인류유전학 ... 235
12. 자연선택과 진화 ... 239
12.1 진화의 개념 ... 240
12.2 진화에서 자연선택의 역할 ... 240
12.3 무엇이 자연선택에 영향을 미치는가? ... 241
유전적 다양성에 영향을 주는 기작들 ... 241
돌연변이와 이주 ... 241
유성생식과 유전적 재조합 ... 241
유전자발현의 역할 ... 243
과잉 생식의 중요성 ... 244
12.4 자연선택에 관한 일반적 오해들 ... 245
12.5 자연선택을 이끄는 과정들 ... 246
차이가 나는 생존 ... 247
차이가 나는 생식률 ... 247
차별된 배우자 선택 - 성적 선택 ... 249
12.6 선택의 양상 ... 249
12.7 선택없는 진화 - 유전적 부동 ... 251
12.8 유전자 빈도 연구와 하디 - 와인버그 평형 ... 252
유전자형 빈도의 결정 ... 252
왜 하디-와인버그 조건들은 좀처럼 존재하지 않는가 ... 253
유전자 빈도 변화를 설명하기 위한 하디 - 와인버그 개념의 사용 ... 254
12.9 진화 요인의 요약 ... 257
13. 종분화와 진화적 변화 ... 259
13.1 종 : 실행적 정의 ... 260
13.2 새로운 종은 어떻게 기원 하는가 ... 261
지리적 격리에 의한 종분화 ... 261
지리적 격리 없는 종분화 ... 264
배수체 : 즉시적 종분화 ... 264
13.3 종간 유전적 격리의 유지 ... 264
13.4 진화사상의 발달 ... 266
13.5 종수준 이상에서의 진화 양상들 ... 268
13.6 진화의 속도 ... 272
13.7 생물 진화역사의 임시적 본성 ... 274
13.8 인간진화 ... 274
최초의 인류 - 오스트랄로피쓰 ... 276
후기 인류 - Homo 속 ... 276
Homo sapiens의 기원 ... 278
14. 생태계와 에너지 흐름 ... 281
14.1 생태학과 환경 ... 282
14.2 생태계의 구성 ... 283
14.3 생태계의 특징 : 에너지, 수, 생체량 ... 287
에너지 피라미드 ... 287
수적 피라미드 ... 288
생체량 피라미드 ... 288
14.4 군집의 상호작용 ... 289
14.5 군집의 유형 ... 293
온대낙엽수림 ... 294
초원지대 ... 294
사바나 ... 295
사막 ... 295
침엽수림 ... 296
온대우림 ... 297
툰드라 ... 297
열대우림 ... 297
고도와 기후 ... 298
14.6 천이 ... 298
14.7 생태계의 이용 ... 301
생태계의 인위적 변경 ... 302
에너지 피라미드와 인류 영양 ... 303
15. 군집의 상호작용 ... 307
15.1 군집, 서식지, 생태적 지위 ... 308
15.2 생명체간의 상호작용 ... 308
포식 ... 310
기생 ... 310
편리공생 ... 312
상리공생 ... 313
경쟁 ... 314
15.3 생태계 내 물질순환 ... 314
탄소순환 ... 314
물의 순환 ... 315
질소순환 ... 317
인순환 ... 319
15.4 인간 활동이 생물 군집에 미치는 영향 ... 319
도입종 ... 319
포식자 조절 ... 320
서식지 파괴 ... 320
구충제 사용 ... 321
생물학적 증폭 ... 321
16. 개체군 생태학 ... 327
16.1 개체군의 특성 ... 328
16.2 생식 능력 ... 330
16.3 개체군 성장곡선 ... 331
16.4 개체군 크기의 조절 ... 332
16.5 개체군 성장 제한요인 ... 333
내적 제한요인과 외적 제한요인 ... 335
밀도 의존적 요인과 밀도 독립적 요인 ... 335
16.6 인구증가 제한용인 ... 336
자연 자원 제한 ... 336
에너지 자원 제한 ... 337
폐기물 축적에 의한 제한 ... 338
다른 생명체와 상호작용에서 나타나는 제한 ... 338
인구 문제는 사회적 문제 ... 338
17. 행동에 관한 진화학적ㆍ생태학적 견해 ... 343
17.1 행동의 적응성 ... 344
17.2 행동의 이해 ... 344
17.3 의인화 문제 ... 345
17.4 본능과 학습 ... 346
본능적 행동 ... 346
학습 행동 ... 348
17.5 학습의 종류 ... 348
습관 ... 348
연관 ... 348
탐구 학습 ... 350
각인 ... 351
통찰 ... 351
17.6 같은 동물에서 본능과 학습 ... 353
17.7 사람의 행동은 어떠한가? ... 354
17.8 행동 생태학 주제 선정 ... 355
번식 행동 ... 355
세력권 행동 ... 357
우점적 계보 ... 357
자원 부족 기간 회피 ... 359
비행과 이주 ... 360
생체 시계 ... 361
사회적 행동 ... 361
PART FIVE 생리적 대사 과정 ... 367
18. 체내의 물질교환 ... 367
18.1 물질교환 : 기본원리 ... 368
항상성 ... 368
세포크기의 한계 ... 368
18.2 순환 ... 370
혈액의 성질 ... 370
면역계 ... 372
심장 ... 372
동맥과 정맥 ... 375
모세혈관 ... 377
18.3 가스교환 ... 378
호흡계의 구조 ... 378
호흡계의 조절 ... 378
폐의 기능 ... 381
18.4 영양분 획득 ... 381
기계적, 화학적 소화 ... 381
영양분의 흡수 ... 384
화학적 변화 : 간의 역할 ... 384
18.5 노폐물 ... 386
신장의 구조 ... 386
신장의 기능 ... 386
19. 영양 - 식품과 식이 ... 393
19.1 화학공장으로서의 생명체 - 물질과 에너지 조절자 ... 394
19.2 킬로칼로리, 기초대사, 체중조절 ... 394
19.3 음식물의 화학조성 ... 398
탄수화물 ... 399
지질 ... 399
단백질 ... 400
비타민 ... 400
무기질 ... 403
물 ... 403
19.4 영양소의 양과 공급원 ... 403
19.5 5개의 식품군으로 구성된 식품지침 피라미드 ... 405
곡류군 ... 405
과일군 ... 406
야채군 ... 406
낙농 제품군 ... 407
고기, 가금, 생선 및 건조된 콩 ... 407
19.6 식이이상 ... 407
비만증 ... 407
식욕항진증 ... 408
신경성 식욕감퇴증 ... 409
19.7 결핍증 ... 410
19.8 신체주기를 통한 영양 ... 411
유아기 ... 411
소년기 ... 411
청년기 ... 412
성인기 ... 413
임신과 수유와 관련된 영양적 요구 ... 413
노년기 ... 414
19.9 건강과 운동을 위한 영양 ... 414
20. 신체의 조절 기작 ... 419
20.1 다세포동물에서 조절 ... 420
20.2 신경계 기능 ... 421
신경계의 구조 ... 421
신경충격의 본질 ... 421
시냅스에서 작용 ... 423
중추신경계의 구성 ... 424
20.3 내분비계 기능 ... 426
음성되먹임 조절 ... 427
20.4 신경계 기능과 내분비계 기능 통합 ... 428
20.5 감각 정보 ... 432
화학물질 감지 ... 432
미각 ... 432
후각 ... 433
시각 ... 433
청각 및 균형 ... 434
촉각 ... 436
20.6 결과 조절 ... 436
근육 수축 ... 436
근육의 유형 ... 439
선의 활성 ... 440
성장 반응 ... 440
21. 사람의 생식, 성과 성별 ... 445
21.1 성별에 대한 여러 관점 ... 446
21.2 염색체에 의한 성 결정 ... 446
21.3 남성과 여성의 태아 발생 ... 449
21.4 성년기의 성적 성숙 ... 450
여성의 성숙 ... 450
남성의 성숙 ... 451
21.5 정자 형성 ... 453
21.6 난자 형성 ... 454
21.7 호르몬에 의한 수정의 조절 ... 456
21.8 수정과 임신 ... 458
쌍둥이 ... 459
출생 ... 460
21.9 피임 ... 461
21.10 낙태 ... 461
21.11 노년기의 성기능 ... 468
PART SIX 생명의 기원과 분류 ... 471
22. 생명의 기원과 세포의 진화 ... 471
22.1 자연발생설과 생물발생설 ... 472
22.2 생명의 기원에 대한 최신 이론 ... 473
지구 밖으로부터의 생명의 기원 ... 474
지구 내부로부터의 생명의 기원 ... 474
22.3 대 폭발과 지구의 탄생 ... 476
22.4 무기물로부터 생명체가 탄생되는데 필요한 단계들 ... 476
최초의 유기분자 형성 ... 478
거대분자의 형성 ... 478
유전 물질의 기원 ... 478
유기분자의 격리 ... 479
중심자 이론 ... 480
대사 요구성 - 종속영양생물 또는 독립영양생물 ... 481
22.5 생명체 특성의 중요한 진화적 변화 ... 482
산화적 대기의 출현 ... 482
세 종류 주요 생명체 영역의 정립 ... 482
진핵세포의 기원 ... 485
22.6 진화의 연대표 ... 485
23. 생물의 분류와 진화 ... 493
23.1 생물의 분류 ... 494
분류학 ... 494
계통발생학 ... 499
23.2 진정세균계와 고세균계 ... 503
진정세균 ... 503
고세균 ... 503
23.3 진핵생물계 ... 504
원생생물계 ... 504
균계 ... 504
식물계 ... 505
동물계 ... 506
23.4 부세포 전염성 과립 ... 506
바이러스 ... 506
비로이드 : 감염성 RNA ... 510
프리온 : 감염성 단백질 ... 510
24. 미생물 : 세균, 원생생물, 균계 ... 515
24.1 미생물 ... 516
24.2 세균 ... 516
24.3 원생생물계 ... 522
식물성 원생생물 ... 523
동물성 원생생물 ... 525
진균성 원생생물 ... 527
24.4 다세포성 원생생물 ... 528
24.5 균계 ... 528
지의류 ... 532
25. 식물계 ... 537
25.1 식물이란? ... 538
25.2 세대교번 ... 538
25.3 조상식물 : 선태식물 ... 540
25.4 육상에 대한 적응 ... 540
유관속 조직 : 육상 생존을 위한 조긱 ... 542
뿌리 ... 542
줄기 ... 542
잎 ... 543
25.5 과도적 식물 : 비종자 관속식물 ... 544
25.6 진화된 식물 : 종자생성 관속식물 ... 546
나자식물 ... 546
피자식물 ... 549
25.7 환경에 대한 반응 - 굴성 ... 552
26. 동물계 ... 559
26.1 동물이란 ... 560
26.2 온도조절 ... 562
26.3 체형 ... 563
26.4 골격계 ... 565
26.5 동물의 진화 ... 566
26.7 기생생활방식 ... 568
26.8 고등한 저서성 해양동물 ... 571
26.9 원양성 해양동물 : 어류 ... 575
26.10 육지로의 이동 ... 576
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