생명과학 : 현상의 이해

1 생물학적 개념과 연구에 대한 개론
1.1 생명이란 무엇인가? 생물계의 특징
1.2 생물학적 진화
1.3 생물다양성
1.4 생물학적 연구
그림 1.14 실험 연구
대조군 처리와 반복실험의 사용을 들어 설명하고 있는 가설실험
그림 1.15 관찰 연구
영가설을 이용한 야외연구

단원 1 분자와 세포
2 생물분자: 생명의 탄소화합물
2.1 탄소결합
2.2 생물분자에서의 작용기
2.3 탄수화물
2.4 지 질
2.5 단백질
2.6 뉴클레오티드와 핵산
중점 연구
응용 연구: 지방, 콜레스테롤 및 동맥경화증
분자혁명에 대한 성찰
단백질로부터 얻는 멋진 진동

3 에너지, 효소 그리고 생물학적 반응
3.1 에너지, 생명 그리고 열역학 법칙
3.2 어떻게 생명체는 화학반응을 결합하여 자발적인 생합성을 하는가?
3.3 열역학과 가역반응
3.4 생물학적 반응에서 효소의 역할
3.5 효소 활성도에 영향을 미치는 조건과 요소들
3.6 RNA 기반 생물학적 촉매: 리보자임
중점 연구
기초 연구: 전이상태 시험하기
분자혁명에 대한 성찰
리보자임은 단백질 합성의 첫 번째 과정을 담당한다

4 세포: 개관
4.1 세포의 구조와 기능에 관한 기본적인 특징들
4.2 원핵세포
4.3 진핵세포
4.4 식물세포의 특화된 구조
4.5 동물세포 표면
그림 4.4 연구 방법
광학현미경과 전자현미경
분자혁명에 대한 성찰
새로운 영역이 된 고생명계

5 화학에너지의 수확: 세포호흡
5.1 세포에너지 대사의 개관
5.2 해당과정
5.3 피루브산 산화와 시트르산 회로
5.4 전자전달계와 산화적 인산화
5.5 발 효 117
그림 5.5 연구 방법
세포분획
분자혁명에 대한 성찰
감자를 따뜻하게 유지하기

광합성
6.1 광합성의 개관
6.2 광합성의 광의존반응
6.3 광합성의 광독립반응
6.4 광호흡과 C4 회로
그림 6.12 실험 연구
엽록체에서 양성자 농도 기울기가 ATP 합성을 구동한다
중점 연구
기초 연구: 2차원 종이크로마토그래피와 캘빈회로
분자혁명에 대한 성찰
작지만 재촉하는 효과

세포분열과 유사분열
7.1 세포 성장과 분열의 주기: 개관
7.2 유사분열 세포주기
7.3 유사분열 방추체의 형성과 작용
7.4 세포주기 조절
7.5 원핵생물의 세포분열
그림 7.7 연구 방법
인간 핵형 준비하기
중점 연구
기초 연구: 세포 클론 배양하기
그림 7.14 실험 연구
염색체가 유사분열 후기 동안 어떻게 이동하는가?
중점 연구
연구용 모델생물: 효모 Saccharomyces cerevisiae
분자혁명에 대한 성찰
헤르페스바이러스(herpesvirus)와 조절되지 않은 세포분열

단원 2 유전학
감수분열: 유성생식의 세포적 기반
8.1 감수분열의 메커니즘
8.2 유전적 다양성을 형성하는 메커니즘
8.3 생물의 생활주기에서 감수분열의 시기와 장소
분자혁명에 대한 성찰
인간 Y 염색체 내의 수정과 관련 있는 지역

멘델, 유전자 그리고 유전
9.1 유전학의 시작: 멘델의 완두콩
9.2 멘델의 가설에 대한 수정과 추가
분자혁명에 대한 성찰
왜 멘델의 난쟁이 완두콩 식물은 키가 작은가?

유전자, 염색체 그리고 인류유전학
10.1 유전적 연관과 재조합
10.2 성 연관 유전자
10.3 유전에 영향을 주는 염색체의 변화
10.4 인류유전학과 유전상담
10.5 비전형적인 패턴의 유전
그림 10.2 실험 연구
유전적 연관의 증거
중점 연구
연구용 모델생물: 놀라운 노랑 초파리, Drosophila melanogaster
그림 10.8 실험 연구
성 연관 유전자의 증거
분자혁명에 대한 성찰
아미노산 하나의 변화로 생기는 연골발육부전성 왜소증

DNA 구조, 복제 그리고 체제
11.1 유전 분자로 증명된 DNA
11.2 DNA 구조
11.3 DNA 복제
11.4 복제 오류를 수정하는 메커니즘 235
11.5 진핵생물과 원핵생물에서의 DNA 조직
그림 11.2 실험 연구
폐렴연쇄상구균의 감염성 및 비감염성 균주들을 이용한 그리피스의
실험
그림 11.3 실험 연구
DNA가 유전물질이라는 것을 보여주는 허시와 체이스의 실험
그림 11.9 실험 연구
반보존적 모형이 맞다는 것을 보여주는 메셀슨과 스탈의 실험
분자혁명에 대한 성찰
DNA 복제와 정신지체 사이의 부서지기 쉬운 연결

DNA로부터 단백질까지
12.1 DNA, RNA 그리고 단백질 사이의 연결
12.2 전사: DNA에 의해 지정되는 RNA 합성
12.3 진핵세포에서의 mRNA 생성
12.4 번역: mRNA가 지정하는 폴리펩티드의 합성 그림 12.2 실험 연구
유전자와 효소의 관계
분자혁명에 대한 성찰
분자 자(molecular ruler)로 리보솜 측정하기

유전자 발현의 조절
13.1 원핵생물의 유전자 발현의 조절
13.2 진핵생물의 전사 조절
13.3 전사 후, 번역 시 그리고 번역 후 조절메커니즘들
13.4 암에서 일어나는 조절 통제의 상실
분자혁명에 대한 성찰
전사 조절에서 바이러스의 Tax
DNA 기술과 유전체학
14.1 DNA 클로닝
14.2 DNA 기술의 응용
14.3 유전체 분석
그림 14.4 연구 방법
플라스미드 벡터에 유전자 클로닝하기
그림 14.5 연구 방법
특정 DNA 서열을 식별하기 위한 DNA 혼성화
그림 14.6 연구 방법
중합효소연쇄반응(PCR)
그림 14.7 연구 방법
아가로오스 젤 전기영동에 의한 DNA 절편 분리
그림 14.9 연구 방법
서던 블랏법
그림 14.11 연구 방법
배아 생식세포를 이용하여 생쥐의 배아에 유전자 도입하기
그림 14.15 연구 방법
뿌리혹세균(Rhizobium radiobacter)의 Ti 플라스미드를 이용하여 형질전환 식물 만들기
분자혁명에 대한 성찰
유전자 조작에 의한 마름병 내성을 가진 벼의 탄생
그림 14.18 연구 방법
DNA 서열결정을 위한 2디옥시(생어) 방법
그림 14.19 연구 방법
전체 유전체 샷건 염기서열 결정법
그림 14.20 연구 방법
유전자 발현 수준의 DNA 유전자미세배열 분석


단원 3 진화생물학
진화사상의 발전
15.1 진화적 변화 인지
15.2 다윈의 여정들
15.3 다윈 이후의 진화생물학
중점 연구
기초 연구: 과학자로서의 다윈의 생애
분자혁명에 대한 성찰
시험관 안에서의 인위선택
그림 15.11 실험 연구
살충제에 대한 노출이 어떻게 살충제 내성의 진화를 촉진하는가
그림 15.14 관찰 연구
어떻게 종들 사이의 아미노산 서열들의 차이가 그들의 진화적 관계들을 반영하는가

소진화: 집단 내에서의 유전적 변화
16.1 자연집단들의 변이
16.2 집단유전학
16.3 소진화를 일으키는 요소들
16.4 유전자형과 표현형 변이의 유지
16.5 적응과 진화의 제약
그림 16.6 실험 연구
쥐의 활동 정도가 유전적 기반을 가진다는 것을 증명하기 위한 인위선택의 사용
중점 연구
기초 연구: 하디-바인베르그의 원리 사용
분자혁명에 대한 성찰
혹등고래에서 보존된 유전자 변이
그림 16.10 관찰 연구
인간의 안정화 선택의 증거
그림 16.11 관찰 연구
어떻게 방향성 선택 반대의 힘이 안정화 선택을 만드는가
그림 16.13 실험 연구
작동하고 있는 성선택
그림 16.15 관찰 연구
유럽 정원달팽이의 색깔과 줄무늬 양식에 있어서의 서식지 변이
그림 16.16 실험 연구
빈도의존성 선택의 증명

종분화
17.1 종이란 무엇인가?
17.2 생식적 격리의 유지
17.3 종분화의 지리학
17.4 종분화의 유전적 메커니즘
중점 연구
하와이 초파리류 종분화
그림 17.13 관찰 연구
겨이삭띠의 생식적 격리에 관한 증거
분자혁명에 대한 성찰
물꽈리아재비 종분화
그림 17.19 관찰 연구
유인원 사이에서 염색체의 유사점과 차이점

단원 4 생물다양성
생명의 기원 `
18.1 생명에 필수적인 분자의 형성
18.2 세포의 기원
18.3 진핵세포의 기원
분자혁명에 대한 성찰
RNA 세상 복제하기

단원 6 동물의 구조와 기능
동물의 체제와 생리에 대한 소개
19.1 동물 몸의 유기적 구성
19.2 동물의 조직
19.3 기관과 기관계에서 조직들의 공동 작용
19.4 항상성
분자혁명에 대한 성찰
배양 줄기세포

정보의 흐름과 뉴런
20.1 신경계에서의 뉴런과 그들의 구성
20.2 뉴런에 의한 신호 전도
20.3 화학적 시냅스에서의 신호전달
20.4 뉴런에 수용된 신호들의 통합
그림 20.7 연구 방법
막전위 측정
분자혁명에 대한 성찰
신경전달물질 수용체의 기능 해부

신경계
21.1 무척추동물과 척추동물의 신경계 비교
21.2 말초신경계
21.3 중추신경계와 기능
21.4 기억, 학습 그리고 의식
그림 21.12 실험 연구
대뇌 반구의 기능을 조사하며
분자혁명에 대한 성찰
기억력이 나쁜 넉아웃 생쥐
감각계
22.1 감각수용기와 감각회로의 개관
22.2 기계수용기와 촉각 및 공간 감지
22.3 기계수용기와 청각
22.4 광수용기와 시각
22.5 화학수용기
22.6 온도수용기와 통각수용기
22.7 자기수용기와 전기수용기
분자혁명에 대한 성찰
미각 연구와 관련한 최신 뉴스들
그림 22.23 실험 연구
붉은바다거북이 이동에 자기수용기가 중요한 역할을 한다는 사실의 증명

내분비계
23.1 호르몬과 분비
23.2 호르몬의 작용메커니즘
23.3 시상하부와 뇌하수체
23.4 척추동물의 기타 주요 내분비샘
23.5 무척추동물의 내분비계
그림 23.5 실험 연구
수용체에 결합한 에피네프린에 의해 유도된 세포 내부 신호전달경로의 증명
분자혁명에 대한 성찰
두 종류의 에스트로겐 수용체
중점 연구
기초 연구: 동화성-안드로겐성 스테로이드가 사람의 신경내분비와 행동에 미치는 영향

순환계
24.1 동물의 순환계: 서론
24.2 혈액의 조성
24.3 심 장
24.4 순환계의 혈관들
24.5 혈액의 흐름과 혈압의 유지
24.6 림프계
분자혁명에 대한 성찰
유전자기능결손 생쥐를 이용한 호르몬 수용체의 혈압조절 기능 확인

질병에 대한 방어
25.1 침입에 대비한 세 종류의 방어선
25.2 비특이적인 방어: 선천면역
25.3 특이적인 방어: 적응면역
25.4 면역체계의 기능부전과 결핍
25.5 여러 다른 동물에서의 방어반응
중점 연구
연구용 모델생물: 생쥐
분자혁명에 대한 성찰
어떤 암세포는 세포독성 T 세포를 죽여 면역체계를 무력화시킨다
그림 25.14 연구 방법
단일클론항체 생산
중점 연구
응용 연구: HIV와 AIDS
동물 영양
26.1 먹이섭취와 영양
26.2 소화과정
26.3 인간과 기타 포유동물에서의 소화
26.4 소화과정의 조절
26.5 척추동물의 소화계 특수화
분자혁명에 대한 성찰
먹이섭취반응에 대한 고찰을 위한 음식

부록 A
부록 B
용어풀이
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