필수 생명과학

CHAPTER 1
생명과학으로의 초대 INTRODUCTION TO LIFE SCIENCE
1.1 생명이란 무엇인가 2
· 생명의 기본단위로서의 세포 2
· 대사 2
· 성장, 생식, 유전물질로서의 DNA 3
· 개체 발생 및 진화 3
· 환경의 변화에 대한 적응 4
1.2 왜 우리는 생명과학을 공부하는가? 4
· 다윈의 진화 이론에서 복제양 돌리에 이르기까지 4
· 인류가 직면한 문제들 5
· 지식인의 기본 소양으로서의 생명과학 5
· 미래 생명과학의 주역 6
1.3 무엇을 배울 것인가? 6
· 생명과학에 대한 개념과 이론들 6
· 다양한 수준에서의 생명에 대한 통합적이고 이해적인 관점 7
· 생명과학의 최신 동향 7
1.4 어떻게 공부할 것인가? 9
· 흥미가 최고의 교사 9
· 과감하게 질문하고 상상력을 발휘하라 10
· 실험은 생명과학에서 학습과 과학적 연구의 핵심이다 10
단원요약 12 / 토의를 위한 질문 12 / 관련된 인터넷 사이트 12
CHAPTER 2
생물다양성과 계통학 THE DIVERSITY AND TAXONOMY OF ORGANISMS
2.1 생물다양성이란? 14
· 종 다양성 14
· 유전적 다양성 14
· 생태학적 다양성 15
2.2 생물다양성협약 16
2.3 생물다양성의 중요성과 파괴위협 16
2.4 생물학적 분류학 17
· 분류학 : 생물다양성 이해의 기초 17
차례 ix
차 례
영문판 서문 iii / 한글판 서문 v / 저자소개 vii

· 종의 개념 19
· 분류학의 계통적 단계와 이명법 20
· 현대 분류학의 발전 21
2.5 생물학 분류에서의 5계 22
2.6 미생물계 24
· 모네라계 24
· 원생생물계 26
· 균계 28
2.7 식물계 30
2.8 동물계 34
· 무척추동물 35
· 척추동물 37
단원요약 41 / 토의를 위한 질문 41 / 관련된 인터넷 사이트 42
CHAPTER 3
세포 CELL
3.1 현미경의 발명 44
3.2 세포의 기본개념 46
3.3 세포의 유형 50
3.4 세포의 구조 52
· 세포질막과 세포벽 52
· 핵 53
· 세포소기관 54
3.5 생체막 58
· 생체막의 구조 58
· 유동모자이크 모델막의 특징 60
· 생체막을 통한 물질의 수송 62
3.6 세포구성물의 분리 68
단원요약 70 / 토의를 위한 질문 70 / 관련된 인터넷 사이트 71
CHAPTER 4
생체의 화학적 기초 THE CHEMICAL BASIS OF LIFE
4.1 생체의 화학적 단위: 원소와 분자 74
· 생체의 주요 원소와 분자 74
· 약한 화학결합과 강한 화학결합 74
· 생체분자의 탄소골격과 작용기 75
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4.2 탄수화물 76
· 단당류 77
· 이당류 77
· 다당류 78
4.3 지질 80
· 지방 80
· 인지질 81
· 스테로이드 82
4.4 단백질 82
· 단백질의 종류와 기능 83
· 단백질의 구성단위: 아미노산 84
· 단백질 구조와 기능의 관계 86
· 4가지 단백질 구조 87
4.5 핵산 88
· 뉴클레오티드 88
· DNA와 RNA 89
· DNA의 이중나선 구조 90
· RNA 구조 90
· DNA 이중나선 구조의 발견 91
단원요약 92 / 토의를 위한 질문 94 / 관련된 인터넷 사이트 94
CHAPTER 5
에너지와 대사 ENERGY AND METABOLISM
5.1 생물학적 활성과 에너지 전환 96
5.2 열역학의 두 가지 법칙 96
· 열역학 제 1 법칙 96
· 열역학 제 2 법칙 97
· 발열반응과 흡열반응 98
5.3 보편적 세포에너지 화폐: ATP 99
5.4 효소반응 100
· 효소는 촉매단백질이다 100
· 효소반응 기전 101
5.5 효소활성에 영향을 미치는 인자 103
· 온도 103
· pH 104
· 보조인자 104
· 효소 억제제 105
· 되먹임 억제 105
차례 xi

5.6 생물대사 106
· 살아있는 세포는 화학공장이다 106
· 루이 파스퇴르와 생물학적 발효 107
단원요약 109 / 토의를 위한 질문 109 / 관련된 인터넷 사이트 109
CHAPTER 6
세포호흡: 화학에너지의 생성
CELLULAR RESPIRATION: HARVESTING CHEMICAL ENERGY
6.1 세포호흡과 발효에 의해 생성되는 에너지 112
· 발효와 호흡 112
· 산화·환원반응 114
· ATP 합성과 사용 116
6.2 세포호흡의 분자과정 117
· 해당과정 118
· 크렙스회로 119
· 전자전달계와 산화적인산화 120
6.3 ATP 합성기전과 에너지 수지 121
· 기질수준 인산화 121
· 산화적인산화와 화학삼투작용 122
· 에너지 수지 122
6.4 그밖의 영양소와 생물 거대분자의 전환 123
· 소화 123
· 단백질과 지질의 산화 124
· 대사중간산물 126
단원요약 126 / 토의를 위한 질문 127 / 관련된 인터넷 사이트 127
CHAPTER 7
광합성 PHOTOSYNTHESIS
7.1 광합성에 대한 초기실험 130
· 반 헬몬트의 실험 130
· 식물성장에 필요한 물, 토양, 공기와 햇빛 130
· 산소의 근원 132
7.2 광독립영양생물: 생물권의 1차 생산자 133
· 광독립영양생물 133
· 광독립영양생물의 종류 133
· 엽록체와 광합성 막 133
7.3 빛과 엽록소의 특성 135
· 빛의 성질 135
xii

· 엽록소 136
· 엽록소의 흡수스펙트럼과 작용스펙트럼 137
7.4 광합성과 명반응 138
· 광합성 139
· 전자전달계와 빛에너지의 전달 139
· 명반응의 요약 142
7.5 암반응과 포도당의 합성 142
단원요약 144 / 토의를 위한 질문 145 / 관련된 인터넷 사이트 145
CHAPTER 8
생식과 유전물질의 전달
REPRODUCTION AND THE TRANSMISSION OF GENETIC MATERIALS
8.1 세포 생식 148
· 세포분열 148
· 유전자 복제와 염색체 149
· 세포주기와 유사분열 151
· 배우자 형성과 감수분열 151
8.2 유전의 기본법칙 154
· 멘델: 고전 유전학의 설립자 154
· 멘델의 제 1 법칙: 분리의 법칙 156
· 멘델의 제 2 법칙: 독립의 법칙 159
· 멘델 유전학의 변형과 확장 160
8.3 유전의 염색체설 162
8.4 유전적 연관과 교차 163
8.5 성염색체와 성-연관 164
단원요약 167 / 토의를 위한 질문 168 / 관련된 인터넷 사이트 168
CHAPTER 9
DNA : 생명의 분자 청사진 DNA : THE MOLECULAR BLUEPRINT FOR LIFE
9.1 유전자란 무엇인가 170
· 폐렴쌍구균을 이용한 초기의 증거 171
· 박테리오파지를 이용한 더 발전된 증거 173
9.2 DNA의 반보전적 복제 173
9.3 RNA의 구조와 기능 178
9.4 전사 180
9.5 유전암호의 해독 181
차례 xiii

9.6 단백질 합성 185
9.7 인간 유전체 프로젝트 187
단원요약 191 / 토의를 위한 질문 192 / 관련된 인터넷 사이트 193
CHAPTER 10
유전자 발현의 조절 THE REGULATION OF GENE EXPRESSION
10.1 유전적 돌연변이 196
10.2 원핵생물의 유전자 발현 조절 199
10.3 진핵생물의 유전자 발현 조절 201
10.4 유전자 변형과 유전병 206
10.5 HIV의 구조와 분자유전학 210
단원요약 211 / 토의를 위한 질문 212 / 관련된 인터넷 사이트 212
CHAPTER 11
재조합 DNA 기술 RECOMBINANT DNA TECHNOLOGY
11.1 재조합 DNA 기술 : 유전공학의 핵심 214
11.2 목표 유전자의 획득 215
· DNA 분리와 유전자 라이브러리의 제작 215
· 역전사를 이용한 cDNA 합성 218
· 중합효소 연쇄반응 219
11.3 재조합 플라스미드의 제조와 유전자 클로닝 221
· 제한효소 221
· 벡터 223
· 유전자 클로닝 226
· 유전자 선별과 원하는 클론의 분리 227
11.4 형질전환 벡터의 선택과 형질전환 방법 228
11.5 형질전환체의 분석 : 서던 혼성화법 231
단원요약 233 / 토의를 위한 질문 234 / 관련된 인터넷 사이트 234
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xv
CHAPTER 12
생명공학 : 현대 생명과학의 혁명
BIOTECHNOLOGY : A REVOLUTION IN MODERN BIOLOGICAL SCIENCES
12.1 생명공학의 정의와 역사 236
12.2 유전자공학 238
12.3 단백질공학 243
12.4 발효공학 244
12.5 세포공학 246
12.6 분자 진단법과 유전자 치료법 251
· 분자 진단법 252
· 유전자 치료법 255
12.7 돌리의 클로닝 258
12.8 생물학칩 260
· 생물학칩 기술의 기본 원리 260
· DNA칩의 적용 261
12.9 생명공학의 안정성과 윤리적 문제 262
· 재조합 DNA의 안정성 262
· 인간 클로닝의 윤리성 263
· 게놈 시대의 사생활 침해 문제 264
· 유전자 치료의 적용 문제 264
· 생명공학과 관련된 다른 문제들 265
단원요약 266 / 토의를 위한 질문 267 / 관련된 인터넷 사이트 267
CHAPTER 13
식물: 구조, 기능과 발생 PLANTS: STRUCTURE, FUNCTION, AND DEVELOPMENT
13.1 식물의 구조 270
· 식물의 구조와 육상환경에 대한 적응 270
· 식물세포와 조직 273
· 식물 영양기관과 생장 277
13.2 영양과 물질 수송 283
· 물의 흡수와 수송 283
· 광물성 영양소의 수송 285
· 유기화합물의 수송 287
· 이산화탄소 획득 및 C3와 C4 식물 289
13.3 식물의 생식 290
· 전형적인 속씨식물의 생활사 292
· 꽃의 구조 292
· 수분과 수정 293

· 씨와 열매의 형성과 발달 295
13.4 식물의 생장, 발달과 조절 297
· 씨의 발아와 어린 식물의 발달 297
· 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는 환경적 요인 297
· 식물호르몬과 생장과 발달에서의 역할 301
· 신호전달과정: 환경 자극에 대한 식물반응의 조절 305
단원요약 307 / 토의를 위한 질문 308 / 관련된 인터넷 사이트 308
CHAPTER 14
동물: 구조, 기능과발생 ANIMALS: STRUCTURE, FUNCTION, AND DEVELOPMENT
14.1 기능적 적응을 반영하는 동물의 구조 310
· 동물 조직 311
· 동물 기관과 기관계 315
· 외적환경에 대한 구조와 기능의 적응 318
14.2 소화계, 호흡계, 순환계와 비뇨계 321
· 섭식, 소화와 영양분의 흡수 321
· 호흡과 가스교환 327
· 혈액과 순환 331
· 수분균형과 노폐물의 배설 339
14.3 화학적 신호전달, 신경계, 그리고 움직임 343
· 동물 호르몬과 화학적 신호의 전달 343
· 신경계와 신경 신호전달 352
· 인간의 감각계 364
· 움직임 370
14.4 면역계와 질병에 대한 방어 374
· 비특이적 방어 374
· 특이적 방어와 항원인식 377
· T 세포와 세포-매개성 면역 380
· B 세포와 체액성 면역 381
· 단클론 항체 382
· 면역계 질환 383
14.5 생식과 발생 385
· 유성생식과 무성생식 385
· 인간 남성 생식기관 387
· 여성의 생식기관 389
· 수정, 접합체 형성과 배아의 발달 391
· 인간의 발생 392
· 생식 기술 395
단원요약 396 / 토의를 위한 질문 397 / 관련된 인터넷 사이트 397
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