지은이 머리말 ... ⅲ 옮긴이 머리말 ... ⅶ 옮긴이 소개 ... ⅶ 서론 1 생명과학의 개념과 방법 ... 2 1.1 DNA, 에너지 그리고 생명 ... 4 1.2 에너지와 생명의 구성 ... 6 1.3 생명체의 통일성과 종의 다양성 ... 8 1.4 다양성에 대한 진화론적 견해 ... 10 1.5 생명과학적 질문의 본질 ... 12 1.6 과학 에세이 : 실험적 검증의 효능 ... 14 1.7 과학의 범위 ... 15 제1부 세포생명의 원리 2 세포의 화학적 기초 ... 20 2.1 원자 ... 22 2.2 과학 에세이 : 화학물질의 추적과 생명의 구원자로서 방사성동위원소의 이용 ... 23 2.3 원자와 원자가 결합할 때 무슨 일이 생기는가 ... 24 2.4 생물분자의 중요한 결합들 ... 26 2.5 물의 특성 ... 28 2.6 산, 염기, 그리고 완충용액 ... 30 3 세포 내 탄소화합물 ... 34 3.1 유기화합물의 특성 ... 36 3.2 탄수화물 ... 38 3.3 지질 ... 40 3.4 아미노산과 단백질의 1차 구조 ... 42 3.5 단백질의 3차 구조는 어떻게 형성되는가 ... 44 3.6 뉴클레오티드와 핵산 ... 46 3.7 과학 에세이 : 식량 생산과 화학적 군비 경쟁 ... 47 4 세포의 구조와 기능 ... 50 4.1 세포의 구조와 기능에 관한 기본 양상 ... 52 4.2 세포의 크기와 모양 ... 54 4.3 과학 에세이 : 현미경 : 세포관찰의 관문 ... 54 4.4 진핵세포를 규정짓는 특징 ... 56 4.5 식물세포와 동물세포의 현미경 사진 ... 58 4.6 핵 ... 60 4.7 세포내막계 ... 62 4.8 미토콘드리아 ... 64 4.9 식물에 특이적인 세포소기관 ... 65 4.10 세포골격 ... 66 4.11 특성화된 세포 표면 ... 68 4.12 원핵세포 ... 70 5 대사의 기본 원리 ... 74 5.1 에너지와 생명의 기본체계 ... 76 5.2 에너지 변화와 세포작용 ... 78 5.3 대사의 방향성 ... 80 5.4 효소의 구조와 기능 ... 82 5.5 효소작용에 영향을 미치는 요인 ... 84 5.6 대사와 세포막 ... 85 5.7 단백질매개 수송 ... 86 5.8 막을 통한 대량 이동 ... 87 5.9 막을 가로지르는 물의 이동 ... 88 6 세포는 어떻게 에너지를 획득하는가 ... 92 6.1 광합성 - 개요 ... 94 6.2 에너지원으로서 태양빛 ... 96 6.3 광의존 반응 ... 98 6.4 사례 연구 : 조절된 에너지 방출 ... 100 6.5 광비의존 반응 ... 101 6.6 탄소고정 ... 102 6.7 과학 에세이 : 심해의 빛 ... 103 6.8 과학 에세이 : 독립영양생물, 인간 그리고 생물권 ... 104 7 세포는 어떻게 저장에너지를 방출하는가 ... 108 7.1 세포는 어떻게 ATP를 만드는가 ... 110 7.2 에너지 방출 경로의 첫 단계 ... 112 7.3 산소성 경로의 두 번째 단계 ... 114 7.4 산소성 경로의 세 번째 단계 ... 116 7.5 ATP 생성을 위한 무산소성 경로 ... 118 7.6 사람 몸의 대체 에너지원 ... 120 7.7 과학 에세이 : 생명에 관한 전망 ... 122 제2부 유전의 원리 8 세포분열과 체세포분열 ... 126 8.1 분열하는 세포 세대 간의 연결고리 ... 128 8.2 세포주기 ... 130 8.3 체세포분열 ... 132 8.4 세포질의 분열 ... 134 8.5 과학 에세이 : 헨리에타의 죽지 않는 세포 ... 136 9 감수분열 ... 138 9.1 유성생식과 무성생식의 비교 ... 140 9.2 감수분열이 어떻게 염색체 수를 반으로 하는가 ... 140 9.3 감수분열 각 단계로의 여행 ... 142 9.4 제1감수분열의 핵심 사항에 대한 접근 ... 144 9.5 배우자에서 자손까지 ... 146 9.6 감수분열과 유사분열의 비교 ... 148 10 유전형질의 관찰 가능한 패턴 ... 152 10.1 멘델에 의한 유전 형태의 통찰 ... 154 10.2 멘델의 분리법칙 ... 156 10.3 독립의 법칙 ... 158 10.4 우성관계 ... 160 10.5 단일 유전자들의 다양한 효과 ... 161 10.6 유전자 쌍 사이에서의 상호작용 ... 162 10.7 예측 가능성이 적은 변이를 어떻게 설명할 수 있는가 ... 164 10.8 표현형에 미치는 환경적 영향 ... 166 11 염색체와 인체유전학 ... 170 11.1 염색체와 유전 ... 172 11.2 과학 에세이 : 핵형 분석이 염색체연구를 용이하게 만들어 주었다 ... 173 11.3 사람의 성결정 ... 174 11.4 유전자 위치와 관련된 초기의 질문 ... 176 11.5 사람의 유전 분석 ... 178 11.6 유전양식의 예 ... 180 11.7 과학 에세이 : 조로증 - 늙기에는 너무 젊다 ... 182 11.8 염색체 구조의 변화 ... 182 11.9 염색체 수의 변화 ... 184 11.10 과학 에세이 : 인류 유전학에 대한 전망 ... 186 12 DNA 구조와 기능 ... 190 12.1 DNA 기능의 발견 ... 192 12.2 DNA 구조 ... 194 12.3 과학 에세이 : 로살린에 대한 이야기 ... 196 12.4 DNA 복제와 수선 ... 196 12.5 과학 에세이 : 포유동물의 클로닝 - DNA의 재 프로그래밍에 관한 질문 ... 198 13 DNA에서 단백질까지 ... 200 13.1 어떻게 DNA가 RNA로 전사되는가 ... 202 13.2 mRNA 전사체의 번역 ... 204 13.3 어떻게 mRNA가 번역되는가 ... 206 13.4 돌연변이가 단백질 합성에 영향을 주는가 ... 208 14 유전자 조절 ... 212 14.1 조절 메커니즘의 형태 ... 214 14.2 박테리아에서의 전사 조절 ... 214 14.3 진핵세포의 조절 ... 216 14.4 과학 에세이 : 조절의 상실과 암 ... 218 15 재조합 DNA와 유전공학 ... 222 15.1 재조합 DNA 제조 시 필요한 도구키트 ... 224 15.2 PCR-DNA를 증폭하는 보다 빠른 방법 ... 226 15.3 과학 에세이 : DNA 지문 ... 227 15.4 어떻게 DNA의 염기서열을 결정하는가 ... 228 15.5 건초더미에서 바늘찾기 - 관심 있는 유전자를 분리하기 ... 229 15.6 유전원고 이용하기 ... 230 15.7 설계된 식물 ... 230 15.8 동물로의 유전자 전달 ... 232 15.9 과학 에세이 : 누가 유전적으로 향상된 인간이 될 것인가 ... 233 15.10 안전에 대한 논쟁 ... 234 제3부 진화의 원리 16 소진화 ... 238 16.1 초기의 믿음과 혼란스러운 발견 ... 240 16.2 새로운 이론의 소용돌이 ... 242 16.3 다윈 이론의 형성 ... 244 16.4 개체군은 진화하지만 개체는 진화하지 않는다 ... 246 16.5 과학 에세이 : 개체군은 어떤 경우에 진화하지 않는가 ... 248 16.6 다시 보는 자연선택 ... 249 16.7 변위의 범위 내에서의 방향성 변화 ... 250 16.8 극단적인 표현형에 대한 적대적 또는 호의적 선택 ... 252 16.9 특별한 선택 유형 ... 254 16.10 유전자 유입 ... 255 16.11 유전적 부동 ... 256 17 종 분화 ... 260 17.1 종 분화의 과정 ... 262 17.2 지리적으로 격리된 개체군에서의 종 분화 ... 264 17.3 다른 방식의 종 분화 모델 ... 266 17.4 종 분화의 양상 ... 268 18 대진화의 퍼즐 ... 272 18.1 화석 - 원시 생물의 증거 ... 274 18.2 과학 에세이 : 대진화의 퍼즐조각의 연대 측정 ... 276 18.3 생물지질학의 증거 ... 278 18.4 비교해부학적 증거 ... 280 18.5 발생 양상에 따른 증거 ... 282 18.6 비교생화화적 증거 ... 284 18.7 증거의 해석 ... 286 18.8 과학 에세이 : 사례 연구 증거 해석과 오해 ... 288 제4부 진화와 생물다양성 19 생명의 기원과 진화 ... 292 19.1 초기 지구의 조건 ... 294 19.2 최초의 살아 있는 세포의 출현 ... 296 19.3 원핵세포와 진핵세포의 기원 ... 298 19.4 과학 에세이 : 세포 내 소기관은 어디에서 왔는가 ... 300 19.5 고생대의 생물 ... 302 19.6 중생대의 생물 ... 304 19.7 과학 에세이 : 우점종의 무서운 종말 ... 306 19.8 신생대의 생물 ... 307 20 원핵생물, 바이러스 그리고 원생생물 ... 310 20.1 원핵세포의 특징 ... 312 20.2 주요 세균그룹 ... 314 20.3 세균생장과 증식 ... 316 20.4 바이러스의 특징 ... 317 20.5 바이러스의 증식주기 ... 318 20.6 교차로의 생물계 ... 320 20.7 기생형과 포식형 사상균 ... 320 20.8 동물성 원생생물 ... 322 20.9 악명 높은 포자충 ... 324 20.10 과학 에세이 : 감염성 질병의 특성 ... 325 20.11 대부분의 단세포 조류 ... 326 20.12 홍조류 ... 327 20.13 길조류 ... 328 20.14 녹조류 ... 328 21 균류 ... 332 21.1 균류의 특징 ... 334 21.2 담자균류 고찰 ... 334 21.3 과학 에세이 : 일부 귀찮은 균류들 ... 336 21.4 각종 포자들 ... 336 21.5 공생자 재고찰 ... 338 22 식물 ... 340 22.1 식물의 진화적 경향 ... 342 22.2 과학 에세이 : 원시 석탄의 보고 ... 344 22.3 선태식물 ... 344 22.4 현존하는 무종자 관다발식물 ... 346 22.5 종자식물의 출현 ... 348 22.6 과학 에세이 : 심각한 파괴에 직면한 삼림 ... 349 22.7 겉씨식물의 다양성 ... 350 22.8 속씨식물 - 현화 종자식물 ... 351 22.9 현화식물 생활사의 개관 ... 352 22.10 과학 에세이 : 종자식물과 인간 ... 353 23 동물 : 무척추동물 ... 356 23.1 동물계 - 개요 ... 358 23.2 기원에 관한 수수께끼 ... 360 23.3 해면동물 - 단순화에 성공 ... 360 23.4 자포동물 - 조직의 출현 ... 362 23.5 무체강동물 - 가장 단순한 기관계 ... 364 23.6 선형동물 ... 365 23.7 과학 에세이 : 병을 옮기는 기새충의 사진첩 ... 366 23.8 두 가지 중요한 분기(分岐) ... 367 23.9 연체동물의 샘플링 ... 368 23.10 환형동물 - 많은 체절 ... 370 23.11 절지동물 - 지구상에서 가장 번성한 생물 ... 372 23.12 거미와 이들의 동족의 개관 ... 373 23.13 갑각류 - 개관 ... 374 23.14 다리는 몇 개인가 ... 375 23.15 곤충의 다양성 - 개관 ... 376 23.16 수수께끼 같은 극피동물 ... 378 24 척추동물 ... 382 24.1 척삭동물이라는 유산 ... 384 24.2 무척추 척삭동물 ... 384 24.3 척추동물들에서의 진화적 경향 ... 386 24.4 현존하는 무악어류 ... 387 24.5 현존하는 유악어류 ... 388 24.6 양서류 ... 390 24.7 파충류의 기원 ... 392 24.8 조류 ... 394 24.9 포유류의 기