观念生物学1-4套书（全新修订版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Cynthia Needham, Mahlon Hoagland, Mahlon Hoagland, Bert Dodson

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• 观念生物学
• 生物学
• 生命科学
• 进化论
• 哲学
• 科学史
• 认知科学
• 复杂性科学
• 系统生物学
• 全新修订版

　　《观念生物学1、2》
　　●全新修订版
　　●由生物学家与画家激盪出来的心血结晶
　　●以前所未有的角度，颠覆你对生物学的想像
　　●插画精采，令人爱不释手
　　●顶尖高中推荐阅读书单、大学生物课程指定教材

　　你能想像，「高高在上」的你，和微不足道的细菌，
　　都用着同样的DNA语言，指挥生命的运作吗？

　　细菌、玉米、枫树、青蛙、蜘蛛、蝙蝠、大象、人类，
　　看起来是多么不一样啊，
　　但这些生物的细胞内竟然有共通的「能量货币」，
　　真是不可思议呢！

　　生命是一个又一个的回路，周而复始，循环不已。
　　生命从一到多，由简到繁，一路悠悠走过漫长的40亿年。
　　今天的世界充满物种的多样性，
　　但演化仍保留着生命起源的蛛丝马迹，供人们去探索。

　　现在，甩掉枯燥难记的构造名词，
　　抛开「界、门、纲、目、科、属、种」的复杂分类，
　　请扭转你的视野，和我们一起踏上这条贯通生命奥祕的大道。

　　从最微小的细菌到最复杂的人类，全部被16种共通的模式贯穿，
　　任凭生物世界再怎样缤纷多样，全都在这些共通模式下一视同仁。
　　这就是《观念生物学1、2》要传达的核心观念。

　　书中随处可见丰富的想像力以及新鲜多汁的比喻，
　　搭配上精致、俏皮的插画。
　　让我们更加了解生命如何运作，赞叹大自然的美丽！

　　《观念生物学3、4》
　　●生物学家、画家、科学作家、媒体传播人联手出击
　　●图文并茂，带你探索神祕的微生物世界
　　●顶尖高中推荐阅读书单、大学生物课程指定教材

　　在遍览了贯穿生物世界的16种模式之后，
　　现在，请你踏入镜中世界，
　　造访地球上最微小却最充满生命力的隐形居民——微生物。

　　其实，我们能活在这世界上，都多亏了微生物的帮忙。
　　微生物是推动碳、氮、氧等物质循环的幕后功臣，
　　也是把所有生命连结成复杂网络所必需的「黏胶」。

　　说它们是地球生物圈的守护神，一点也不为过！
　　这些小家伙也是所有生物的老祖宗，
　　当今生物的多样性，
　　都是从它们单细胞的祖先那儿一点一滴演化而来的。

　　微生物也有另外一面，这些隐形的小家伙不全是善类。
　　有些病菌就是喜欢找碴，给我们带来各种疾病。
　　这场人菌大战已打了好几万年，
　　随着科学与医疗的进步，战况也愈演愈烈。

　　人类好不容易在二十世纪发现了抗生素，取得优势，
　　但微生物紧接着就发展出抗药性来对付。
　　究竟我们有没有办法战胜微生物？书中有独到的见解。

　　随着对微生物愈来愈了解，我们渐渐进入与微生物合伙的新关系，
　　利用它们的技能来解决种种难题，
　　例如治疗与预防疾病、餵养愈来愈庞大的人口、清理污染的环境。

　　然而，在开发利用微生物之际，
　　我们也必须以无比的智慧拿捏好分寸，
　　和这群小东西保持和谐平衡的共生关系。

　　想知道这个世界是怎么运作的，
　　生命又是如何从单细胞演变得如此缤纷复杂吗？
　　我们怎样对待微生物，关系着人类与地球的未来。
　　请继续瞧瞧《观念生物学3、4》吧！

强力推荐

　　长久以来，对于可能制造生命的分子，以及生命如何演化成今日瑰丽的各样形式，一般人所知甚少，《观念生物学1、2》以聪明、愉悦的方式，揭开了这层面纱。——华森（James D. Watson），1962年诺贝尔生理医学奖得主

　　这套书十分出色！充满了想像力、创造力、让人一目了然的图解，以及幽默的漫画，《观念生物学1、2》是治癒生物盲的解药。这套书能激发我们了解，所有的生物是如何息息相关，每个生命都有共通的东西。——穆雷（Joseph E. Murray），1990年诺贝尔生理医学奖得主

　　这真是一套精采的书，用这么吸引人又容易了解的方式，把微生物的奇妙天地呈现出来。搭配了充满创造力又富启发性的插图，更是增色不少，连细菌也活灵活现、人模人样了！每个人都应该读读《观念生物学3、4》！——戴维斯（Julian Davis），美国微生物学会前会长

　　能把科学用这么清楚又有趣的方式介绍给大众，实在相当少见！⋯⋯作者以吸引人的实例、富启发性的比喻、以及引人深思的问题，来介绍书中的内容。《观念生物学3、4》真是一本通往一整座奇妙王国的护照。——谢克特（Moselio Schaechter），《有菇为伴》作者
元

科学的视野：探索生命的奥秘与进化（《观念生物学1-4套书（全新修订版）》之外的精彩阅读） 导言：生命的脉动与未知的边界 在浩瀚的宇宙中，生命以其令人惊叹的多样性和复杂性而存在。我们渴望理解生命是如何起源的，它是如何演化的，以及驱动这些过程的内在机制是什么。本书系精选了一系列聚焦于现代生物学核心议题的重量级著作，它们并非简单重复基础知识，而是深入剖析了当前科学前沿的热点、革命性的理论以及那些激发我们对生命本质进行深刻反思的经典构建。本套丛书旨在为求知者提供一个广阔的视角，超越教科书的平面描述，进入到生命科学的动态、争议与无限可能之中。 第一卷：基因的解码与重塑——分子生物学与遗传学的深度透视 本卷聚焦于生命最基础的构建模块——基因，及其在分子层面的运作机制。我们不再满足于“DNA是遗传物质”这一简单陈述，而是深入探讨了基因组学的革命性进展。 1. 基因组的动态景观：从静态图谱到活跃的操作系统 本部分详尽阐述了后基因组时代的研究范式转变。重点不再仅仅是测序和绘制静态的基因组图谱，而是理解基因组的三维结构（3C技术及其衍生）如何影响基因的表达调控。我们将探讨染色质结构域（TADs）的发现，以及拓扑结构如何像“开关”一样，远距离地控制特定基因的开启与关闭。 表观遗传学的复杂调控网络： 深入解析DNA甲基化、组蛋白修饰（如乙酰化、甲基化、磷酸化）的复杂“密码”，以及非编码RNA（ncRNA，包括lncRNA和miRNA）在转录后调控中的核心作用。这些机制如何解释环境因素和生活习惯（如营养、压力）对遗传表达的长期影响，构成了连接环境与遗传的桥梁。 基因编辑技术的伦理与前沿： 详细回顾了CRISPR-Cas9系统的发展历程，不仅仅描述其原理，更侧重于其在体内与体外编辑中的精确性挑战（如脱靶效应）以及碱基编辑器（Base Editing）和先导编辑器（Prime Editing）等下一代技术的诞生，它们如何致力于实现更精细、更安全的基因修正，以及伴随而来的深刻伦理辩论。 2. 蛋白质机器：结构生物学与功能实现的精妙工程 本卷的另一核心是蛋白质——生命的执行者。我们探讨了冷冻电镜（Cryo-EM）技术如何彻底改变了我们观察蛋白质复合物动态结构的能力，使得研究人员能够以前所未有的分辨率解析核糖体、聚合酶等复杂机器的实时工作状态。 折叠问题的终结与新挑战： 探讨AlphaFold等人工智能驱动的蛋白质结构预测工具如何解决困扰生物学界数十年的蛋白质折叠问题。然而，我们也需关注，预测静态结构只是第一步，理解蛋白质构象变化（Conformational Dynamics）如何在信号转导和酶促反应中驱动功能，是当前结构生物学面临的新挑战。 第二卷：进化的深层驱动力——超越达尔文的宏大叙事 本卷将读者带离个体基因的层面，转向宏观尺度，探讨生命在时间长河中的演化历程及其背后的动力学。这不仅仅是关于物种的起源，更是关于生命复杂性是如何逐步建立起来的。 1. 演化发育生物学（Evo-Devo）：形态的蓝图与变异 Evo-Devo揭示了看似巨大的形态差异，往往源于发育控制基因（如Hox基因家族）的微小调整。本部分重点分析了同源异形转变（Homeotic Transformation）的案例研究，以及模块化理论在解释生物体结构多样性中的应用。 发育可塑性与环境塑造： 探讨了发育过程中基因表达对环境信号的敏感性（发育可塑性），这使得生物体能够在相同的基因组下，表现出不同的表型，为快速适应环境变化提供了“预备方案”。 2. 生物多样性的起源与消亡：古生物学与分子钟 本卷结合了化石记录与分子生物学数据，重建生命史上的关键转折点。 关键演化事件的重新评估： 深入分析了寒武纪生命大爆发、真核生物的起源以及植物登陆等重大事件的驱动因素，并引入了系统发育学方法（Phylogenetics）如何利用分子数据构建更精确的生命之树，挑战了传统基于形态学的分类。 灭绝事件与生态恢复力： 考察了导致生物大灭绝的驱动力（如大规模火山活动、小行星撞击），以及生态系统在灾难后恢复复杂性的时间尺度与机制。 第三卷：复杂系统的涌现——生态学、神经科学与协同进化 生命并非孤立的实体，而是交织在复杂的网络之中。本卷关注系统层面的涌现现象，即个体组成部分互动后产生的、无法从个体简单相加预测的整体行为。 1. 生态系统的反馈循环与全球生物地球化学 本部分超越了传统的食物链概念，着重于生态系统稳定性与恢复力（Resilience）的研究。 微生物组的力量： 详细探讨了微生物群落（如土壤、海洋、人体肠道）在驱动全球碳、氮、硫循环中的决定性作用。研究表明，宿主与其微生物群落之间是一种深度协同进化（Co-evolution）关系，微生物的基因多样性极大地扩展了宿主的代谢能力。 气候变化与生态临界点（Tipping Points）： 分析了人为干扰如何推动生态系统跨越不可逆的临界点，例如珊瑚礁白化、热带雨林退化为稀树草原等，以及如何通过网络中心性分析来识别维持生态系统稳定的关键物种。 2. 意识的生物学基础与信息处理 本卷的最后部分转向了生物学中最具挑战性的前沿——神经科学，试图从生物物理和信息论的角度理解意识和智能的产生。 计算神经科学的突破： 探讨了大规模神经元记录技术（如钙成像）如何揭示大脑在执行决策、记忆编码和运动控制时，信息如何在数以亿计的神经元网络中进行分布式编码和处理。 神经可塑性与学习机制： 深入研究突触强度变化（如长时程增强LTP与长时程抑制LTD）如何作为学习和记忆的分子基础。同时，也探讨了“全脑模拟”（Whole-Brain Emulation）的理论框架和当前的技术瓶颈，思考如何用计算模型来精确重现生物系统的动态行为。 结语：科学的开放性与未来展望 本套丛书的核心精神在于展示生物学作为一门不断发展的科学的开放性。它鼓励读者批判性地看待既有理论，理解科学知识的建立是一个充满假设、验证和修正的迭代过程。从分子机制的精确定位到生命起源的宏大图景，生物学正以前所未有的速度整合物理学、化学、信息科学的力量，揭示生命存在的终极法则。本阅读之旅，旨在激发您对生命世界更深层次的探究欲，去迎接那些尚未被解答的科学难题。

作者简介

尼达姆Cynthia Needham

　　波士顿大学暨塔夫茨大学微生物学副教授，美国微生物学会会士、ICAN制片公司的科学节目监制，曾任微生物学素养促进会（Microbial Literacy Collaborative’s Executive Board）会长，领导各式各样的科学教育方案，《观念生物学3、4》正是结晶之一。

霍格兰Mahlon Hoagland

　　杰出的分子生物学家，美国国家科学院院士。
　　霍格兰在科学上有许多成就，最重要的有：发现胺基酸活化酵素；以及发现转移RNA（tRNA），揭露了DNA携带的讯息如何转译为蛋白质的机制。
　　退休后专注于科学写作与教育，与窦德生合着的《观念生物学1、2》是他的代表作。
　　霍格兰于2007年辞世。

麦克佛森Kenneth A. McPherson

　　科学作家、ICAN制片公司的科技节目监制，专精科学与资讯科技，也常担任这方面的顾问。
　　与人合着了多本机械及应用微生物学方面的书。

窦德生Bert Dodson

　　才华洋溢的画家，曾为80多本书绘制插画，也是连环漫画《核潜艇》（Nuke）的作者。
　　窦德生在设计学院开课多年，教人如何画插画与素描；他还写了一本受欢迎的书《会拿笔就会画》（Keys to Drawing）。

译者简介

李千毅

　　密西根大学生物硕士，曾任天下文化编辑。
　　译有《观念生物学1～4》、《观念化学IV》、《现代化学II》（合译）、《金色双螺旋》（合译）等书。
 

《观念生物学1》
再版序  生物世界总有说不完的故事
作者手记  赞叹生命的一致性
简介
第1章  模式——16种你该知道的生命现象
第2章  能量——点燃生命的火花
第3章  讯息——收藏工作指南的百宝箱
译后记
注解

《观念生物学2》
第4章  机器——打造机灵的小组件
第5章  回馈——传讯、感觉与反应
第6章  群集——从一到多的繁复过程
第7章  演化——创造的生命模式
注解

《观念生物学3》
前言一  走一趟小小小世界
前言二  微生物世界的居民

第一篇  生物圈的守护者
人类制造的垃圾问题
循环不息的生物圈
前进热带雨林
海洋中的微生物
深海沟里的生命
大自然的自我疗伤
所有生态系的总和

第二篇  生命的大树
撼动生命的大树
缤纷的生命
利用DNA建构生命的大树
我们的枝条在哪里？
演化大跃变
向前走，向后走

译后记  看不见的珍藏
图片来源    

《观念生物学4》
第三篇  危险的朋友，友善的敌人
与微生物同一个屋檐下
当朋友变成敌人
熟悉的敌人
最致命的陌生访客
护卫我们的领土
如何管制传染病的爆发
与细菌共跳一曲演化之舞

第四篇  未来的创造者
与病原微生物的抗药性作战
环境大扫除
餵养全世界的人口
与微生物合伙的黑暗面
攸关微生物与人类的未来

附录  进入分子的世界
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**评价二** 這套《槍炮、病菌與鋼鐵》簡直就是一本顛覆我過往認知的奇書！我一直以為文明的發展差異，大概就是因為人們比較聰明、比較勤奮。但是，賈德·戴蒙德博士的這本書，完全從一個全新的角度來解釋這個問題。他提出，地理環境才是決定不同社會發展速度和模式的關鍵因素。從動植物的馴化、地理軸線的影響，到病菌的傳播，他鉅細靡遺地分析了為什麼某些地區的文明能夠較早地發展出複雜的社會結構、農業和技術，進而征服其他地區。特別是關於病菌的部分，真的讓我大開眼界，原來歐洲人能夠征服美洲，很大程度上是因為他們身上攜帶了美洲原住民沒有免疫力的疾病。書中的論證非常扎實，引用了大量的歷史、考古、生物學、地理學等證據，讀起來雖然有一定的學術性，但戴蒙德博士的文筆卻非常清晰易懂，不會讓人覺得難以接近。他就像一位說故事的智者，帶領我們一步步解開歷史的謎團。這本書讓我對世界有了更深刻的理解，也對過去的一些刻板印象產生了質疑。如果你想從根本上理解人類社會的差異，這本書絕對是必讀之選！

评分☆☆☆☆☆

**评价五** 我最近沉迷於這套《銃、病原、鋼鐵：對過去五百年的全球權力分配，做出最具影響力的解釋》！老實說，這本書徹底改變了我對世界歷史的看法。賈德·戴蒙德這位作者，真的是太厲害了！他沒有從單純的個人能力或文化優越感來解釋為什麼有些社會能夠崛起，而是把目光投向了更根本的地理和環境因素。他提出的「地理軸線」概念，解釋了為什麼歐亞大陸的文明能夠比美洲或非洲的文明更早發展出農業和技術，進而取得主導地位。書中提到的「槍炮、病菌與鋼鐵」，更是直接點出了殖民者能夠征服世界的幾個關鍵原因。病菌的部分，讓我非常震撼，原來大規模的疾病傳播，竟然是如此影響歷史進程的關鍵。書中大量的例證和嚴謹的邏輯，讓人無法辯駁。雖然內容有些學術性，但作者的敘述方式卻非常清晰、流暢，就像一個導遊，帶領你穿越歷史的長河，去探索那些影響深遠的因素。讀完這本書，你會發現，我們對許多歷史事件的理解，都可能變得更加客觀和全面。對於想要深入了解世界發展脈絡的讀者來說，這本書絕對是不可錯過的經典！

评分☆☆☆☆☆

**评价三** 我最近在讀這套《Sapiens: A Brief History of Humankind》，老實說，這本書真的讓我重新思考了很多關於「人」這個字本身的意義。作者尤瓦爾·赫拉利，他提出的「認知革命」這個概念，實在是太精闢了！他認為，智人之所以能夠稱霸地球，關鍵在於我們能夠創造和相信虛構的故事，像是神、國家、金錢等等。這些虛構的概念，讓我們能夠大規模地協作，形成複雜的社會結構，這是其他動物完全做不到的。他把這個觀點貫穿到整本書，從農業革命如何改變了人類的生活方式，甚至讓人們的壽命縮短、勞動時間增加，到現代社會中，我們對金錢、國家、宗教等虛構概念的依賴，都講得頭頭是道。而且，他對於未來人類的發展，像是科技進步對人類自身的影響，提出了許多令人警醒的思考。閱讀這本書的過程，就像是在和一位博學又充滿洞見的朋友聊天，你會不斷地被啟發，被挑戰。雖然有些地方的討論會讓我感到不安，但也正是這種不安，才促使我更深入地去思考。這本書絕對不只是一本歷史書，更像是一本哲學書、一本社會學書，而且是以一種非常吸引人的方式呈現。

评分☆☆☆☆☆

**评价一** 哇！我真的要好好推一下這套《人類大歷史》！身為一個對人類演化和社會發展一直很有興趣的讀者，這本書完全是我的菜！作者尤瓦爾·赫拉利用一種非常生動、引人入勝的方式，從石器時代的智人崛起，一路講到現代的科技革命。最讓我驚豔的是，他能把這麼宏大的歷史脈絡，拆解成幾個關鍵的轉折點，像是認知革命、農業革命、科學革命等等，然後深入淺出地分析這些革命對人類文明產生的巨大影響。他提出的觀點，例如「神話」在人類社會組織中的重要性，或是農業革命實際上讓人類活得更痛苦的論點，都讓我耳目一新，忍不住一直思考。而且，他的寫作風格非常幽默，偶爾還會穿插一些有趣的例子，讀起來一點都不枯燥。書中的插畫也很有質感，讓閱讀體驗更加分。雖然內容有點深奧，但絕對值得花時間去細細品味。這套書不只是一本歷史書，更像是一場關於人類存在意義的深度對話。強烈推薦給所有對自己是誰、我們從哪裡來、又要往哪裡去感到好奇的朋友們！

评分☆☆☆☆☆

**评价四** 這套《進化心理學》真的太精彩了，完全滿足了我對人類行為背後驅動力的好奇心！作者戴維·巴斯，他用非常科學、系統化的方法，探討了人類的許多普遍行為，像是擇偶、嫉妒、攻擊性、利他行為等等，是如何在數百萬年的演化過程中形成的。他解釋了為什麼男性和女性在某些方面會有不同的心理和行為傾向，這一切都追溯到我們的祖先為了生存和繁衍後代所面臨的挑戰。最讓我印象深刻的是，他並沒有把這些行為視為「好」或「壞」，而是從演化的適應性角度去解釋它們的出現。例如，男性對伴侶的嫉妒，可能源於確保基因傳承的壓力；而女性對伴侶的忠誠期望，則可能與資源獲取和後代撫養的穩定性有關。書中充滿了各種有趣的實驗和研究案例，讓枯燥的理論變得生動有趣。雖然有些觀點可能需要一點時間去消化，但總體來說，這本書極大地幫助我理解了自己和身邊人的許多行為模式，感覺對人際關係的理解都提升了一個層次。這絕對是一本讓你對「人」這個物種有更深刻認識的必讀之作！