Principles of Life

Principles of Life pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:W. H. Freeman
作者:David M. Hillis
出品人:
页数:915
译者:
出版时间:2013-12-1
价格:GBP 48.99
装帧:Hardcover
isbn号码:9781464109478
丛书系列:
图书标签:
  • 英文原版
  • 生物科学
  • 教材
  • 生物学
  • 生命科学
  • 细胞生物学
  • 遗传学
  • 进化论
  • 生态学
  • 分子生物学
  • 生物化学
  • 生物多样性
  • 教科书
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具体描述

Principles of Life returns in a thoroughly updated new edition that exemplifies the reform that is remaking the modern biology classroom.With the recommendations proposed in the NSF/AAAS mandate "Vision and Change in Undergraduate Biology Education" clearly in mind, the authors focus on just those concepts that give students both the big picture of biology and the important basics – in only 45 chapters and 940 pages. Throughout, active learning exercises challenge students to analyze data and apply concepts, while new QR codes and direct Web addresses integrated into the text link students immediately to dynamic resources via their smartphones, tablets, or any Web browser. Replacing BioPortal, a "next generation" online learning space called LaunchPad connects teachers and students with powerful course tools, carefully curated content, and an intuitive interface.

《万物之源:物质、能量与生命的宏大交响》 书籍简介 这是一部旨在为普通读者和初阶学者构建完整认知图景的宏大叙事作品。本书不探讨特定的生物学领域,如分子生物学、遗传学或细胞生物学中的具体“原则”或“定律”。相反,它将视角拉升至宇宙的尺度,追溯构成“生命”这一现象的基础物质要素、能量转换机制以及时空背景的演化历史。我们的目标是揭示,在所有生命形式出现之前,世界是如何运作的,以及这些基本物理和化学规律如何为生命复杂的结构和功能奠定了不可逾越的基石。 本书将分为四个主要部分,层层递进,构建起一个从无序到有序的演化序列。 --- 第一部分:宇宙的基石——物质的起源与结构 (The Foundations of Matter) 本部分聚焦于“生命”存在的物理载体。我们将深入探讨物质世界的构建模块,而不是生命体内部的组织结构。 1. 创世之初:能量与基本粒子 我们从大爆炸开始,描述宇宙的早期状态——一个纯粹由能量主导的、极端高温高压的环境。详细阐述夸克、轻子等基本粒子如何形成,以及为什么特定的基本粒子组合(如质子和中子)是构建稳定原子的先决条件。这里着重于粒子物理学的基本原理,例如标准模型的关键概念,但不涉及任何生物大分子或代谢途径。 2. 元素的锻造:从氢到铁的宇宙炼金术 本章探讨恒星如何充当宇宙的“工厂”。通过核聚变过程,描述氢和氦如何在早期恒星核心转化为更重的元素。特别关注碳、氧、氮、磷等在生命中至关重要的元素,是如何在超新星爆发中被合成并播撒到宇宙空间中的。我们详细分析核反应的能量壁垒和驱动力,解释为什么特定的元素(如铁)是恒星演化的一个重要终点,以及这些元素在下一代恒星形成时的富集度差异。 3. 原子与化学键:秩序的萌芽 一旦元素形成,它们便开始相互作用。本章专注于原子层面的电子排布和轨道理论,解释共价键、离子键和范德华力的本质。我们将分析这些基本键合机制如何决定了元素结合的几何形状和稳定性。讨论的重点是,这些基础的电子共享与转移如何产生了化合物的属性,这是构成一切复杂结构(包括生命分子)的先决条件,但我们不会深入到具体有机化合物的合成路径。 4. 固态、液态与气态:宏观物质相的物理学 最后,本部分探讨物质在宏观尺度上的表现形式。从晶格结构到无序流体,温度和压力如何影响物质的相变。特别是,我们将详述水(H₂O)的独特物理性质——其高比热容、密度反常、以及优异的溶剂特性——这些是基于其分子间氢键的宏观结果,但讨论仅停留在物理和化学性质层面,不涉及其在生物化学中的具体角色。 --- 第二部分:能量的引擎——宇宙间的驱动力 (The Dynamics of Energy Conversion) 生命活动本质上是能量的持续交换与转换。本部分着重于驱动这一切的热力学与动力学法则。 5. 热力学第一定律:能量的守恒与转化 本章以严谨的物理学视角引入能量的概念:功、热量、内能。详细阐述热力学第一定律(能量守恒)如何在宇宙尺度上运作,从星系的引力势能到基本粒子的碰撞,能量的形态如何转换而总量不变。讨论绝热过程、等温过程等经典热力学概念。 6. 热力学第二定律:不可逆性与熵增的必然 这是理解宇宙趋势的关键。深入剖析熵(Entropy)的统计力学定义,即系统微观状态数目的增长。阐明为什么所有自发过程都倾向于增加宇宙的总熵。本书将详细论证,生命作为一个高度有序的局部系统,其存在恰恰是建立在从环境中抽取低熵物质和能量、并以更高熵的形式释放废弃物的基础之上,这完全符合第二定律的宏观要求,但我们不讨论生物体内的ATP循环或电子传递链。 7. 反应速率与活化能:动力学的必要性 即使热力学允许某个反应发生,反应速率也至关重要。本部分引入化学动力学的概念,解释碰撞理论和过渡态理论。详细介绍活化能的概念,以及温度如何影响反应速率。这部分是为理解为什么生命需要催化剂(酶)做好铺垫,但我们聚焦于无机催化剂和基础反应的速率控制,而非生物催化剂的分子机制。 8. 辐射与传导:能量传递的基础模式 讨论能量在空间中传递的三种基本方式:辐射(电磁波)、传导(物质内部的微观振动)和对流(流体运动)。分析恒星辐射如何是地球上几乎所有宏观能量的初始来源,以及这些辐射能如何被地表物质吸收和重新分配,驱动大气和海洋的宏观运动。 --- 第三部分:时空与化学的交汇——早期地球环境 (The Prebiotic Crucible) 本部分将物理世界与化学世界交汇,构建生命出现前的环境舞台。 9. 行星的形成与分化:地球的初始构造 讲述太阳系的形成过程,以及地球如何通过吸积、分异形成地壳、地幔和地核。讨论地球的磁场(由地核对流产生)如何从早期太阳风中保护了未来生命所需的原始大气层。侧重于地球物理学和岩石学对早期环境的塑造作用。 10. 大气的演变:温室效应与还原性环境 追溯地球大气成分的演变历史,从富含甲烷、氨、水蒸气的早期还原性大气,到光合作用出现后氧气的积累。分析早期的火山活动和紫外线辐射如何影响地表化学反应的驱动力。重点是气体分子的物理性质如何决定了早期地表温度和水循环的格局。 11. 矿物学基础:无机基质的作用 探索早期地球上丰富的矿物表面。阐述硅酸盐、硫化物等无机晶格如何提供稳定的模板和催化位点。讨论矿物表面对吸附小分子(如氰化氢、甲醛)的物理和化学作用,它们如何集中物质,促进基础化学反应的发生。 --- 第四部分:化学演化的边界——从简单到复杂 (The Edge of Complexity) 本部分描述了化学体系如何跨越一个关键的“门槛”,开始展现出类似生命体的自组织倾向,但不涉及细胞或DNA。 12. 聚合反应的物理化学:长链的形成 研究在外部能量(如热液喷口或潮汐能)驱动下,小分子如何通过脱水缩合等反应形成聚合物。重点分析聚合物在溶液中表现出的协同效应,如粘度、胶体性质的改变,以及这些宏观变化如何影响物质的输运效率。 13. 膜与微相分离:边界的必要性 讨论脂质类分子(在原始海洋中由基础碳氢化合物衍生而来)在水中形成的双分子层结构的内在驱动力——疏水效应和范德华力。分析这些自发形成的囊泡或微滴如何提供一个与外部环境分隔的内部空间,这是所有生命形态所必需的物理边界。 14. 耗散结构:超越平衡态的组织 这是全书的理论高潮。引入普里高津的耗散结构理论。解释在远离热力学平衡的条件下,系统如何通过持续的能量和物质输入,自发地形成高度有序、非平衡的稳态结构。本书强调,生命现象是耗散结构复杂化到极致的一种表现,它源于基础的物理定律,是物质和能量在特定约束条件下必然演化出的复杂模式,而非一个突如其来的生物学奇迹。 --- 结语:世界图景的统一 本书的最终目的是建立一个清晰的认识:生命不是一个独立于物理世界的实体,而是宇宙基本法则在特定时空尺度上展示出的最精妙的、动态的、高效率的能量耗散形式。理解了物质的构成、能量的流动和环境的约束,我们便能理解为何生命必须以我们所见的方式出现,以及它在宇宙演化链条中的位置。这本书提供了理解生命现象背后那些不可避免的物理和化学驱动力的钥匙。

作者简介

David M. Hillis is the Alfred W. Roark Centennial Professor in Integrative Biology at the University of Texas at Austin, USA where he also has directed the Center for Computational Biology and Bioinformatics and the School of Biological Sciences. Dr. Hillis has taught courses in introductory biology, genetics, evolution, systematics, and biodiversity. He has been elected to the National Academy of Sciences and the American Academy of Arts and Sciences, awarded a John D. and Catherine T. MacArthur Fellowship, and has served as President of the Society for the Study of Evolution and of the Society of Systematic Biologists. He served on the National Research Council committee that wrote the report BIO 2010: Transforming Undergraduate Biology Education for Research Biologists, and currently serves on the Executive Committee of the National Academies Scientific Teaching Alliance. His research interests span much of evolutionary biology, including experimental studies of evolving viruses, empirical studies of natural molecular evolution, applications of phylogenetics, analyses of biodiversity, and evolutionary modeling. He is particularly interested in teaching and research about the practical applications of evolutionary biology.

David E. Sadava is the Pritzker Family Foundation Professor of Biology, Emeritus, at the Keck Science Center of Claremont McKenna, Pitzer, and Scripps, three of The Claremont Colleges. In addition, he is Adjunct Professor of Cancer Cell Biology at the City of Hope Medical Center. Twice winner of the Huntoon Award for superior teaching, Dr. Sadava has taught courses on introductory biology, biotechnology, biochemistry, cell biology, molecular biology, plant biology, and cancer biology. In addition to Life: The Science of Biology, he is the author or coauthor of books on cell biology and on plants, genes, and crop biotechnology. His research has resulted in many papers coauthored with his students, on topics ranging from plant biochemistry to pharmacology of narcotic analgesics to human genetic diseases. For the past 15 years, he has investigated multi-drug resistance in human small-cell lung carcinoma cells with a view to understanding and overcoming this clinical challenge. At the City of Hope, his current work focuses on new anti-cancer agents from plants.

Richard W. Hill is Professor in the Department of Zoology at Michigan State University, USA and a frequent Guest Investigator at Woods Hole Oceanographic Institution. He received his Ph.D. in Zoology from the University of Michigan. Apart from Sinauer Associates' editions of Animal Physiology, Dr. Hill has authored two other books on the subject (the second with Gordon Wyse), as well as numerous articles for scientific journals, encyclopedias, and edited volumes. Among the awards he has received are the Outstanding Faculty Award (Michigan State University Senior Class Council) and election as Fellow of the American Association for the Advancement of Science. He was a U.S. Senior Fulbright Scholar in 2000–2001. His research interests include: temperature regulation and energetics in birds and mammals, especially neonates; and environmental physiology of marine tertiary sulfonium and quaternary ammonium compounds, especially in the contexts of biogeochemistry and animal–algal symbioses.

Mary V. Price is Professor of Biology, Emerita, at the University of California Riverside and Adjunct Professor in the School of Natural Resources and the Environment at the University of Arizona, USA. In 'retirement,' she continues to teach and study, having learned the joy and art of scientific discovery as an undergraduate student at Vassar College and doctoral student at the University of Arizona. Dr. Price has mentored and published with independent-research students and has developed and taught general biology and ecology courses from introductory (majors and nonmajors) to graduate levels. She has particularly enjoyed leading field classes in the arid regions of North America and Australia, and the tropical forests of Central America, Africa, and Madagascar. Dr. Price's research focuses on understanding the ecology of North American deserts and mountains. She has asked why so many desert rodents can coexist, how best to conserve endangered kangaroo rat species, how pollinators and herbivores influence floral evolution and plant population dynamics, and how climate change affects ecological systems.

目录信息

读后感

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用户评价

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终于拿到这本书了,我一直对生命科学的核心原理感到好奇,而《Principles of Life》这个书名本身就充满了吸引力,仿佛承诺要揭示生命最根本的运作机制。拿到书的那一刻,厚实的纸张和精美的排版就给了我一种期待感。我迫不及待地翻开了第一章,尽管我还没有深入阅读,但仅仅是目录和开篇的引言,就让我感受到了作者的严谨和博学。我对书中可能会探讨的从分子层面到宏观生态系统层面的生命现象之间的联系充满了兴趣。我设想,这本书或许会从DNA的结构和功能讲起,然后逐步过渡到细胞的生命活动,再到生物体的生长发育,直至物种的演化和生态系统的复杂交互。我特别期待能够了解生命体是如何维持自身的稳态,如何应对环境变化,以及生命最基本的特征——繁殖和遗传——是如何实现的。书中会不会有关于基因编辑、合成生物学这些前沿领域的讨论呢?我希望它不仅能解释“是什么”,更能深入浅出地阐述“为什么”和“如何”。阅读这本书,我希望能够构建一个完整而清晰的生命科学知识体系,不再被各种零散的信息所困扰,而是能够从根本上理解生命的本质。我的工作需要一些生物学知识作为背景,而这本书看起来是弥补这一知识空白的最佳选择。我准备好迎接一次知识的洗礼,期待它能够点亮我对生命奥秘的探索之旅。

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《Principles of Life》这本书,它的名字本身就充满了吸引力,预示着它将带领我们探索生命最核心的秘密。作为一名对生命科学充满好奇的读者,我一直渴望能有一本著作,能够系统、深入地讲解生命现象的根本原理。我猜想,这本书可能会从生命最基本的构成单元——细胞——入手,详细介绍细胞的结构、功能以及生命活动是如何在细胞层面展开的。我非常期待能够深入了解DNA的奥秘,它是如何储存遗传信息,又是如何通过复制和转录将这些信息传递给后代的。同时,我也对基因的表达调控、蛋白质的合成及其功能等内容充满兴趣。此外,这本书是否会涵盖生物体的生长、发育、繁殖等生命过程的基本原理?而关于生物进化,生命的多样性是如何形成的,以及生命体如何适应环境,这些都是我迫切想要了解的。我希望通过阅读《Principles of Life》,能够建立起一个完整而清晰的生命科学知识体系,能够用科学的眼光去理解和欣赏生命的神奇。

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《Principles of Life》这本书,仅仅是书名就足以引发我无限的遐想。我一直认为,理解生命是人类最基本的求知欲之一,而这本书似乎就是为了满足这种求知欲而生。我期待它能够如其名所示,深入浅出地讲解生命最核心的原理。我猜想,书中会从构成生命的基本单位——细胞——讲起,详细解析细胞的结构和功能,以及生命活动如何在细胞层面进行。我尤其对 DNA 和基因的遗传、表达机制充满好奇,这是生命信息传递的关键。此外,我也期待书中能阐述生命体的生长、发育、繁殖等过程的原理,以及生物体如何从单细胞演化到复杂的多细胞生命。关于生命如何适应环境、生物多样性的形成以及进化理论,我也希望能在这本书中找到清晰的解释。我希望通过阅读,不仅能获得知识,更能培养一种对生命科学的敬畏之心和探索精神。

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终于入手了《Principles of Life》这本书,光是书的厚度和印刷质量就让我觉得物有所值。我一直对生命科学的“为什么”和“怎么做”充满探究欲,而这本书的标题恰好点明了这一点。我设想,这本书会从生命最基础的组成单位——细胞——开始,深入解析细胞的结构,例如细胞膜、细胞质、细胞核等,以及它们各自承担的功能。我尤其期待书中能详细阐述生命的核心物质——DNA和RNA,了解它们如何储存、传递和表达遗传信息,以及基因突变和进化之间的关系。同时,我也对生命体如何进行新陈代谢,如何获取和利用能量,以及如何维持内环境的稳态等基本生命活动原理很感兴趣。这本书是否会涉及生命体的生长发育、繁殖机制,以及生物多样性是如何演化而来的?我希望它能为我构建一个关于生命运作原理的清晰图景,让我能够更深刻地理解生命的本质。

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《Principles of Life》这本书,它的书名就带着一种宏大的叙事感,仿佛在承诺要揭示生命最根本的规律。我一直对生命体的复杂性和多样性感到着迷,但往往缺乏一个系统性的框架去理解。我期待这本书能够从宏观到微观,将生命科学的知识融会贯通。我猜想,书中可能会从生命最基本的化学组成开始,然后过渡到细胞的结构和功能,再到基因的遗传和表达,以及生物体的生长发育。我尤其好奇书中会如何解释生命体是如何获得和利用能量的,以及它们如何维持自身的稳定。同时,我也对生物的进化和适应机制充满了兴趣,想了解生命是如何在漫长的岁月中演化出如此丰富的形态。这本书是否会探讨生命体之间的相互作用,例如共生、竞争和捕食关系?我希望通过阅读,能够建立起一种“生命科学的思维方式”,能够用科学的逻辑去分析和理解生命现象。

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拿到《Principles of Life》这本书,我首先被它沉甸甸的质感所吸引。我一直对生命现象的本质和运作机制充满探究的欲望,而这本书的标题精准地击中了我的兴趣点。我期待它能提供一个宏观而又微观的视角,带领我深入理解生命的奥秘。我设想,书中会从生命最基本的构成单元——细胞——开始,详细介绍细胞的各种结构及其功能,以及细胞如何通过新陈代谢来维持生命活动。我尤其希望能够学习到关于遗传物质DNA的知识,它如何储存和传递生命的信息,以及基因的表达和调控是如何影响生物体的性状的。此外,我也对生物体的生长、发育、繁殖以及衰老过程的原理很感兴趣。书中会不会涵盖进化论的核心思想,解释生命的多样性是如何产生的?我对生命体如何适应环境、如何与同类及不同物种相互作用的机制也充满了疑问,希望这本书能给我答案。我希望这本书能够帮助我建立起一个清晰、系统、有条理的生命科学知识框架,让我能够更深入地理解生命的本质和规律。

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这本书的封面设计就透着一股严谨而又不失活力的气息,厚重的质感让人觉得内容一定扎实。我一直对生命是如何从简单的化学物质演变成如此复杂多样的形式感到着迷,而《Principles of Life》这个名字,就像是一把钥匙,预示着它将为我打开理解生命奥秘的大门。我猜想,这本书的篇章结构可能会按照生命组织的层次来展开,从最基本的分子、细胞,到组织、器官、个体,再到种群、群落和生态系统。我尤其希望能在这本书中找到关于生命活动能量流动和物质循环的详尽解释,比如光合作用和呼吸作用是如何驱动整个地球的生态系统的。同时,我也对书中关于生命多样性起源的论述非常感兴趣,进化论是如何解释物种的形成和适应的?书中是否会介绍一些经典的进化案例,并用最新的科学发现来佐证?我期待能够理解生命体内部复杂的调控机制,比如激素信号如何影响生长发育,神经系统如何传递信息,免疫系统如何抵御病原体。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一次深刻的哲学思考,引导我们去理解生命存在的意义和价值。我已经准备好迎接书中可能出现的挑战,那些需要深度思考和理解的概念,我愿意投入时间和精力去掌握。

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《Principles of Life》这本书,光是封面设计就透露着一股严谨与深邃的气息,让我对它所包含的内容充满了期待。我一直认为,生命是宇宙中最奇妙的现象之一,而要真正理解它,必须掌握其最基本的原理。我猜想,这本书的结构可能会按照生命组织的层级来展开,从构成生命的分子,到细胞,再到组织、器官、系统,直至个体、种群、群落和生态系统。我尤其希望在书中能够找到关于生命体如何获取、转化和利用能量的详细解释,这无疑是生命活动的基础。同时,我也对基因如何编码遗传信息,以及这些信息如何被复制、表达和传递给下一代的过程感到非常好奇。这本书是否会探讨生命体的多样性是如何产生的,以及进化是如何驱动生命不断适应和演变的?我期待能够理解生命体内部复杂的调控机制,例如如何维持内部环境的稳定,以及如何应对外部的各种挑战。这本书对我来说,不仅是一本学习资料,更是一种求知精神的激发,希望能引导我以更科学、更深刻的视角去认识生命。

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拿到《Principles of Life》这本书,感觉它是一本奠基性的著作。我一直认为,要理解复杂的科学现象,必须先掌握其基本原理。这本书的标题直接点明了这一点,让我对它寄予厚望。我设想,书中会从生命最基本的单位——细胞——讲起,详细解析细胞的结构和功能,以及细胞如何进行物质交换、能量转化和信息传递。我会期待书中对DNA、RNA和蛋白质这生命的三大分子有深入的阐述,包括它们的结构、复制、转录和翻译过程,以及它们在生命活动中扮演的关键角色。我对基因的表达调控以及遗传信息如何代代相传也充满好奇。此外,我也希望书中能涵盖生命体的生长、发育和繁殖机制,以及生物体的衰老和死亡。更进一步,我期待书中能够探讨生命体如何与环境相互作用,如何适应不断变化的世界,以及生物进化是如何塑造了今天的生命多样性。这本书应该不仅仅是知识的罗列,更重要的是能够展示生命科学的逻辑框架和思考方式。我希望通过阅读,能够培养出一种“生命科学思维”,能够用科学的视角去观察和理解周围的生命现象。

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《Principles of Life》这本书,光听名字就让我感觉分量十足,像是一次深入生命本质的探索之旅。我一直对生命这个奇妙而又复杂的存在充满好奇,但往往被各种专业术语和零散的知识点所困扰。我希望这本书能够系统地梳理和讲解生命科学最核心的原理,建立起一个完整的知识体系。我猜想,书中会从最基础的分子层面讲起,比如构成生命的化学物质,然后逐步深入到细胞的结构和功能,再到基因的遗传和表达,直至生物体的生长发育、繁殖以及与环境的相互作用。我尤其期待书中能详细解释生命体是如何获取和利用能量的,这是生命活动的基础。同时,我也对生物的进化和适应机制很感兴趣,想了解生命是如何在漫长的岁月中演化出如此丰富的多样性的。书中是否会涉及生命体之间的相互关系,比如食物链、共生和竞争?我希望能通过阅读,能够理解生命体内部以及生命体之间的复杂联系和规律。这本书对我来说,不仅仅是学习知识,更是一种思维的启迪,希望能让我对生命有更深刻的认识和理解。

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