生命：生物學的科學

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.

章節概要

第十二版共57章，分為九個部分。2023年的數字更新版在 Hillis、Heller、Hacker、Hall、Laskowski 和 Sadava 之外，增列了 Lauren O’Connell 為作者；第12版本身出版於2020年。出版社稱，本書旨在通過主動探索、對關鍵概念的聚焦和當代例項，為學生後續課程和職業打下基礎。各部分從化學出發，依次經過細胞、基因、演化與多樣性，再到植物和動物的功能以及生態學。

第一部分：生命科學及其化學基礎（第1–4章）

「研究生命」「小分子與生命化學」「蛋白質、碳水化合物與脂質」和「核酸與生命的起源」。這一部分以核酸與生命起源的聯絡作結。

第二部分：細胞（第5–7章）

「細胞：生命的工作單位」「細胞膜」和「細胞通訊與多細胞性」。

第三部分：細胞與能量（第8–10章）

「能量、酶與代謝」「獲取化學能的途徑」和「光合作用：來自陽光的能量」。

第四部分：基因、基因組與遺傳（第11–18章）

八章：「細胞週期與細胞分裂」「遺傳、基因與染色體」「DNA及其在遺傳中的作用」「從DNA到蛋白質：基因表達」「基因突變與分子醫學」「基因表達的調控」「基因組」和「重組DNA與生物技術」。

第五部分：演化的過程與格局（第19–23章）

「演化的過程」「重建並利用系統發育」「基因與基因組的演化」「物種形成」和「地球上的生命史」。基因組演化被放在這一部分，而不是遺傳學部分。

第六部分：多樣性的演化（第24–31章）

八章按類群巡覽：「細菌、古菌與病毒」「真核生物的起源與多樣化」「無種子植物：從水到陸地」「種子植物的演化」「真菌的演化與多樣性」「動物的起源與體制的演化」「原口動物」和「後口動物」。

第七部分：開花植物：形態與功能（第32–37章）

「植物體」「植物中的運輸」「植物營養」「植物生長的調節」「開花植物的繁殖」和「植物對環境挑戰的反應」。

第八部分：動物：形態與功能（第38–51章）

十四章：「生理學、穩態與體溫調節」「動物激素」「免疫學：動物的防禦系統」「動物繁殖」「動物發育」「神經元、膠質細胞與神經系統」「感覺系統」「哺乳動物的神經系統」「肌肉骨骼系統」「氣體交換」「迴圈系統」「營養、消化與吸收」「鹽與水平衡及氮排洩」和「動物行為」。

第九部分：生態學（第52–57章）

「物理環境與生命的生物地理學」「種群」「物種相互作用」「群落」「生態系統」和「變化中的生物圈」。

核心概念

第一至第三部分

• 生命的化學：先講小分子，再講蛋白質、碳水化合物、脂質和核酸。
• 膜與細胞通訊：細胞如何有邊界、如何傳遞訊號，包括多細胞性。
• 代謝：酶、獲取能量的途徑和光合作用。

第四部分

• 基因表達及其調控：從DNA到蛋白質，並設有專門講調控的一章。
• 基因組與重組DNA：基因組層面的思考與生物技術。
• 分子醫學：章節標題把基因突變同醫學應用聯絡起來。

第五至第六部分

• 系統發育：重建並運用演化樹。
• 物種形成與生命史：新物種如何產生，以及漫長的時間線。
• 體制：動物的起源與體制的演化為兩章動物類群章節做鋪墊。

第七至第九部分

• 穩態：動物生理學的切入點。
• 植物生長調節與反應：訊號與環境挑戰。
• 從種群到生物圈：從種群和物種相互作用到變化中的生物圈的生態尺度。

評析

優點

• 組織細緻。 九個部分把內容分成標識清楚的板塊，課程可以只講細胞和基因（第二至第四部分）或生物體功能（第七、八部分），而不會迷失其在整體中的位置。
• 演化先於多樣性。 第五部分在第六部分對生物類群的巡覽之前，因此介紹各類群時系統發育和物種形成已可使用。
• 植物與動物分別講解。 有兩個部分專講形態與功能，一部分講開花植物，一部分講動物。
• 數字配套。 出版社提供電子書和 Achieve 平臺，並在2023年推出數字更新版重新整理了該版。

侷限

• 篇幅。 57章超出單門課程所能覆蓋的範圍，讀者需要選擇部分。
• 版本與作者變化。 第11版（2016）有四位作者；第12版有六位，數字更新版有七位，章節目錄也不同，為早期版本編寫的材料無法對應。
• 植物內容分散。 植物的演化在第六部分，植物的功能在第七部分，想系統學習植物的讀者需要在兩個部分之間切換。

在課程中的定位

在本課程的通論生物學書目中，Life 是綜合性的專業層次教材，與 Campbell Biology 和 Freeman 的 Biological Science 同類。Campbell 分為八個單元；Freeman 強調主動學習和定量技能。OpenStax 的 Biology 2e 涵蓋類似的專業課程式列並且免費，Concepts of Biology 則是適合非專業學生或初次瀏覽的較短概覽。

Cell Biology by the Numbers 和 Lodish 的 Molecular Cell Biology 對細胞的講解比這裡任何一章都更深入：前者藉助數量來講，後者是圍繞實驗展開的細胞與分子生物學教材。可在讀完 Life 的第二至第四部分之後閱讀。

如何使用本書

本書適合生物專業入門課程式列的學生，以及想要一部綜合參考教材的讀者。主要預備知識是高中化學和生物學。

實用的閱讀計劃：

• 基礎： 第一至第三部分（第1至10章）講化學、細胞和能量。
• 核心遺傳與演化： 先讀第四部分，再讀第五部分；若課程強調演化，可合併閱讀。
• 按興趣選擇： 第六部分講多樣性，第七、八部分講生理學，第九部分講生態學。
• 練習： 課程若提供，可使用電子書和 Achieve 材料；依賴章節編號之前，先確認課程使用的是哪一版。