生物科学

引用

Freeman, S., Quillin, K., Allison, L., Black, M., Carmichael, J., Taylor, E., Podgorski, G., & Hsu, J. (2024). Biological Science (8th ed.). Pearson.

章节概要

第八版是面向生物专业的大学入门生物学教材，共54章、分为八个单元，另有独立的“生物技能”部分，附录包括答案和元素周期表。出版社称本书以探究为本、以学生为中心，强调高阶思维、技能培养和主动学习，而不是死记硬背。该社还说，本版把前沿与核心内容同元认知、学习策略和定量推理的培养融为一体。

第1章与“生物技能”

第1章“生物学：生命的研究”开启全书。随后的“生物技能”部分汇集各单元要用到的技能；目录只给出了这一标题。

第一单元：生命的分子起源与演化（第2–6章）

本单元从“水与碳：生命的化学基础”，经“蛋白质的结构与功能”“核酸与RNA世界”“碳水化合物导论”，到“脂质、膜与最初的细胞”。标题显示了其框架：生命的化学被放在细胞起源的叙事之中。

第二单元：细胞的结构与功能（第7–12章）

各章依次为“细胞内部”“能量与酶：代谢导论”“细胞呼吸与发酵”“光合作用”“细胞间相互作用”和“细胞周期”。

第三单元：基因的结构与表达（第13–21章）

九章依次是“减数分裂”“孟德尔与基因”“DNA与基因：合成与修复”“基因如何起作用”“转录、RNA加工与翻译”“细菌中的基因表达调控”“真核生物中的基因表达调控”“分子革命：生物技术、基因组学与新前沿”以及“基因、发育与演化”。遗传和基因分子生物学被放在同一单元。

第四单元：演化的格局与过程（第22–25章）

“自然选择的演化”“演化过程”“物种形成”和“系统发育与生命史”构成演化的核心。

第五单元：生命的多样化（第26–33章）

八章按类群巡览：“细菌与古菌”“真核生物的多样化”“绿藻与陆生植物”“真菌”“动物导论”“原口动物”“后口动物”和“病毒”。

第六单元：植物如何运作（第34–38章）

“植物的形态与功能”“植物中水与糖的运输”“植物营养”“植物的感觉系统、信号与反应”以及“开花植物的繁殖与发育”。

第七单元：动物如何运作（第39–48章）

共十章：“动物的形态与功能”“动物的水与电解质平衡”“动物营养”“气体交换与循环”“动物神经系统”“动物感觉系统”“动物运动”“动物的化学信号”“动物的繁殖与发育”和“动物的免疫系统”。

第八单元：生态学（第49–54章）

“生态学导论”“行为生态学”“种群生态学”“群落生态学”“生态系统与全球生态学”以及“生物多样性与保护生物学”。

核心概念

第1章与第一单元

• 生命的研究：开篇一章把生物学界定为全书的主题。
• RNA世界：单元标题把核酸同生命起源的早期阶段联系起来。
• 膜与最初的细胞：脂质被放在最初细胞的背景中讨论。

第二至第三单元

• 代谢：先讲能量与酶，再讲呼吸、发酵和光合作用。
• 细胞周期与减数分裂：遗传之前的细胞分裂章节。
• 基因表达及其调控：转录、RNA加工和翻译，并分别设有细菌和真核生物调控的章节。
• 生物技术与基因组学：单独成章。

第四至第五单元

• 自然选择与物种形成：框定演化变化和物种起源的两章。
• 系统发育：用来整理第五单元所巡览的多样性的工具。

第六至第八单元

• 植物与动物生理学：形态、运输、营养、感知、繁殖与免疫。
• 从行为到生物多样性的生态学：从个体到生态系统的各个尺度。

评析

优点

• 有明确的教学方法。 出版社把本书定位为以探究为本、围绕主动学习构建，第八版又加入元认知、学习策略和定量推理；“生物技能”部分是技能导向的直观体现。
• 演化贯穿结构。 第一单元以生命的起源与演化为框架，第三单元以“基因、发育与演化”收尾，第四单元安排在对多样性的巡览之前，因此在描述各类生物之前读者已有演化观念可用。
• 覆盖完整的专业入门内容。 八个单元涵盖分子、细胞、基因、演化、多样性、动植物生理和生态学。
• 数字与纸质选项。 Pearson 列有纸质版、电子教材和 Mastering Biology 版本，课程可以选择是否配合在线作业。

局限

• 篇幅。 54章超出一个学期课程的容量，教师和自学者需要选择单元。
• 版本历史。 第一版（2002）是单一作者的书；第八版有八位作者、八个单元共54章，为旧版编写的材料无法对应。

在课程中的定位

在本课程的通论生物学书目中，Freeman 是强调主动学习和定量技能的完整专业教材。Campbell Biology 是另一部大型综合教材，同样分为八个单元，两者是自然的替代选择。OpenStax 的 Biology 2e 涵盖类似的专业课程序列并可免费获取，可作为低成本的补充或替代。Concepts of Biology 是篇幅较短的概览，适合初次入门或非专业学生。Life: The Science of Biology 是另一部综合性专业教材。

Cell Biology by the Numbers 和 Lodish 的 Molecular Cell Biology 已超出第一门课：前者借助数量来讲细胞生物学，后者是围绕实验展开的细胞与分子生物学教材。可在读完 Freeman 的细胞和基因单元后再读其中之一。

如何使用本书

本书适合修读两学期或多学期生物专业入门课程序列的学生，以及想要一部系统自学教材的读者。主要预备知识是基础化学，前面关于水、碳和大分子的章节提供了学习细胞单元所需的内容。

实用的阅读计划：

• 起点： 先读第1章和“生物技能”部分，使学习技能和定量技能在各单元需要时可用。
• 核心路径： 按顺序读第一至第四单元，获得后面内容所需的分子、细胞、遗传和演化框架。
• 按课程选择： 第五单元讲多样性，第六、七单元讲动植物生理，第八单元讲生态学；以细胞和基因为主的课程可读到第三单元为止。
• 练习： 使用章末习题和答案附录；若课程采用，也可使用 Mastering Biology 的材料。