生命：生物学的科学

引用

Hillis, D. M., Heller, H. C., Hacker, S. D., Hall, D. W., Laskowski, M. J., O'Connell, L. A., & Sadava, D. E. (2023). Life: The Science of Biology (12th ed., Digital Update). Macmillan Learning.

章节概要

第十二版共57章，分为九个部分。2023年的数字更新版在 Hillis、Heller、Hacker、Hall、Laskowski 和 Sadava 之外，增列了 Lauren O’Connell 为作者；第12版本身出版于2020年。出版社称，本书旨在通过主动探索、对关键概念的聚焦和当代实例，为学生后续课程和职业打下基础。各部分从化学出发，依次经过细胞、基因、演化与多样性，再到植物和动物的功能以及生态学。

第一部分：生命科学及其化学基础（第1–4章）

“研究生命”“小分子与生命化学”“蛋白质、碳水化合物与脂质”和“核酸与生命的起源”。这一部分以核酸与生命起源的联系作结。

第二部分：细胞（第5–7章）

“细胞：生命的工作单位”“细胞膜”和“细胞通讯与多细胞性”。

第三部分：细胞与能量（第8–10章）

“能量、酶与代谢”“获取化学能的途径”和“光合作用：来自阳光的能量”。

第四部分：基因、基因组与遗传（第11–18章）

八章：“细胞周期与细胞分裂”“遗传、基因与染色体”“DNA及其在遗传中的作用”“从DNA到蛋白质：基因表达”“基因突变与分子医学”“基因表达的调控”“基因组”和“重组DNA与生物技术”。

第五部分：演化的过程与格局（第19–23章）

“演化的过程”“重建并利用系统发育”“基因与基因组的演化”“物种形成”和“地球上的生命史”。基因组演化被放在这一部分，而不是遗传学部分。

第六部分：多样性的演化（第24–31章）

八章按类群巡览：“细菌、古菌与病毒”“真核生物的起源与多样化”“无种子植物：从水到陆地”“种子植物的演化”“真菌的演化与多样性”“动物的起源与体制的演化”“原口动物”和“后口动物”。

第七部分：开花植物：形态与功能（第32–37章）

“植物体”“植物中的运输”“植物营养”“植物生长的调节”“开花植物的繁殖”和“植物对环境挑战的反应”。

第八部分：动物：形态与功能（第38–51章）

十四章：“生理学、稳态与体温调节”“动物激素”“免疫学：动物的防御系统”“动物繁殖”“动物发育”“神经元、胶质细胞与神经系统”“感觉系统”“哺乳动物的神经系统”“肌肉骨骼系统”“气体交换”“循环系统”“营养、消化与吸收”“盐与水平衡及氮排泄”和“动物行为”。

第九部分：生态学（第52–57章）

“物理环境与生命的生物地理学”“种群”“物种相互作用”“群落”“生态系统”和“变化中的生物圈”。

核心概念

第一至第三部分

• 生命的化学：先讲小分子，再讲蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸。
• 膜与细胞通讯：细胞如何有边界、如何传递信号，包括多细胞性。
• 代谢：酶、获取能量的途径和光合作用。

第四部分

• 基因表达及其调控：从DNA到蛋白质，并设有专门讲调控的一章。
• 基因组与重组DNA：基因组层面的思考与生物技术。
• 分子医学：章节标题把基因突变同医学应用联系起来。

第五至第六部分

• 系统发育：重建并运用演化树。
• 物种形成与生命史：新物种如何产生，以及漫长的时间线。
• 体制：动物的起源与体制的演化为两章动物类群章节做铺垫。

第七至第九部分

• 稳态：动物生理学的切入点。
• 植物生长调节与反应：信号与环境挑战。
• 从种群到生物圈：从种群和物种相互作用到变化中的生物圈的生态尺度。

评析

优点

• 组织细致。 九个部分把内容分成标识清楚的板块，课程可以只讲细胞和基因（第二至第四部分）或生物体功能（第七、八部分），而不会迷失其在整体中的位置。
• 演化先于多样性。 第五部分在第六部分对生物类群的巡览之前，因此介绍各类群时系统发育和物种形成已可使用。
• 植物与动物分别讲解。 有两个部分专讲形态与功能，一部分讲开花植物，一部分讲动物。
• 数字配套。 出版社提供电子书和 Achieve 平台，并在2023年推出数字更新版刷新了该版。

局限

• 篇幅。 57章超出单门课程所能覆盖的范围，读者需要选择部分。
• 版本与作者变化。 第11版（2016）有四位作者；第12版有六位，数字更新版有七位，章节目录也不同，为早期版本编写的材料无法对应。
• 植物内容分散。 植物的演化在第六部分，植物的功能在第七部分，想系统学习植物的读者需要在两个部分之间切换。

在课程中的定位

在本课程的通论生物学书目中，Life 是综合性的专业层次教材，与 Campbell Biology 和 Freeman 的 Biological Science 同类。Campbell 分为八个单元；Freeman 强调主动学习和定量技能。OpenStax 的 Biology 2e 涵盖类似的专业课程序列并且免费，Concepts of Biology 则是适合非专业学生或初次浏览的较短概览。

Cell Biology by the Numbers 和 Lodish 的 Molecular Cell Biology 对细胞的讲解比这里任何一章都更深入：前者借助数量来讲，后者是围绕实验展开的细胞与分子生物学教材。可在读完 Life 的第二至第四部分之后阅读。

如何使用本书

本书适合生物专业入门课程序列的学生，以及想要一部综合参考教材的读者。主要预备知识是高中化学和生物学。

实用的阅读计划：

• 基础： 第一至第三部分（第1至10章）讲化学、细胞和能量。
• 核心遗传与演化： 先读第四部分，再读第五部分；若课程强调演化，可合并阅读。
• 按兴趣选择： 第六部分讲多样性，第七、八部分讲生理学，第九部分讲生态学。
• 练习： 课程若提供，可使用电子书和 Achieve 材料；依赖章节编号之前，先确认课程使用的是哪一版。