從細胞到生物圈:馬爾薩斯陷阱、地球系統演化史、拉馬克歸來,在「好玩」過程中理解生物學的本質

從細胞到生物圈:馬爾薩斯陷阱、地球系統演化史、拉馬克歸來,在「好玩」過程中理解生物學的本質 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

張超
图书标签:
  • 生物学
  • 进化论
  • 生态学
  • 生命科学
  • 科普
  • 马尔萨斯
  • 拉马克
  • 地球系统
  • 科学史
  • 通俗读物
想要找书就要到 小特书站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

神奇的自然歷史、遺傳與變異、穩定與適應、生命的起源與演化⋯⋯
跳脫死板觀念,最有趣+最好玩+最嚴肅的生物課來了!

  【最有趣】不只告訴你「其然」,還會告訴你「其所以然」!
  【最好玩】在不知不覺的「好玩」過程中理解生物學的本質!
  【最嚴肅】每一個知識、概念都是學者嚴謹的科學研究結果!

  ►首先,為了生存奮戰
  ──在漫長的演化歲月中,自然選擇造就了生物的適應

  ▎「冷凍」北美林蛙:人家冬眠,牠直接讓自己結冰!

  林蛙冬眠時會完全進入冷凍狀態。牠把自己埋在2.5~5公分厚的樹枝和樹葉下,牠會被徹底凍成硬塊。最極端的情況下,牠身體裡2/3的水分都會結冰,這時牠不呼吸,沒有心跳,新陳代謝完全停止。待春暖花開時,伴隨著溫度的回升,林蛙被慢慢「解凍」,短短幾分鐘之內,牠的心跳就能奇蹟般恢復,同時呼吸也變得正常。

  ▎南極冰魚的血液之謎:牠們體內沒有紅血球啦!
  冰魚將紅血球完全除去,並允許血紅素產生突變而退化。牠們的血液中只有1%的血細胞,甚至可以說「牠們血管中流的是冰水」。冰魚擁有很大的鰓,並且皮膚沒有鱗片,上面有異常粗大的微血管,這些特徵提高了牠們從環境中吸收氧的能力。冰魚的微管可在冰點之下正常組成,並且維持穩定的結構。牠們還「發明」了抗凍蛋白,這種特別的蛋白質幫助降低魚體內冰晶形成的臨界溫度,讓魚能在冰冷的海水中存活。

  ►再來,為了後代奮鬥
  ──自然選擇造就適者,但其青睞的是具有繁殖優勢的個體


  ▎來自性的獎賞:偶爾偷偷放縱一回的寄生蟲!
  人體消化道裡的一種叫賈第蟲的寄生蟲,從來沒有被抓到過「出軌」行為,但是它們還保留著減數分裂的全套基因,這意味著它們可能是趁著研究者不注意的時候偶爾偷偷摸摸放縱一回。性帶來的最大好處就是將基因進行重新組合。若一成不變,現在可能是與環境高度適應的,但環境一旦發生改變,原來的優勢可能就成了災難。靠無性繁殖很難生存幾百萬年以上,滅絕似乎就是必然的結果。

  ▎花式求偶行為:美妙歌聲、華麗外表、競技行為⋯⋯還有築巢?
  動物求偶行為十分複雜,雖沒有「語言」,但求偶形式千奇百怪。有些鳥類會盡情歌唱向配偶表達愛意;有些動物透過改變體色在異性面前炫耀;雄杜父魚會咬住經過的雌魚頭部看其是否掙扎,不掙扎者便可以交配;雞結伴求偶卻只有其中一隻交配成功;雌織巢鳥透過觀察雄織巢鳥所建鳥巢的堅固程度選擇雄性,還有我們熟知的雌螳螂殘忍殺夫行為⋯⋯動物世界只遵循自然的法則,不受人類道德理念的約束,即凡是有利於物種延續的事物便都有存在的價值。

本書特色

  全書以「系統」、「適應」兩個角度作為切入點,針對閱讀特點與需求,全方位將生物學知識進行系統化建構,透過系統且有趣的描述將讀者帶入一個美妙的生物世界。本書可以作為生物學學習的重要課外讀物,具有極高的科普及學習輔助價值。
 
好的,这是一份关于一本名为《从细胞到生物圈:马尔萨斯陷阱、地球系统演化史、拉马克归来,在“好玩”过程中理解生物学的本质》的图书简介。 图书名称: 《从细胞到生物圈:马尔萨斯陷阱、地球系统演化史、拉马克归来,在“好玩”过程中理解生物学的本质》 --- 图书简介 这是一本带领读者跨越时间与尺度的生命科学探索之旅,它将我们熟悉的生物学概念,置于宏大的演化背景和复杂的系统交互之中进行审视。本书的核心在于,通过深入浅出的叙事和引人入胜的案例,揭示生命科学的本质——一个由基础机制驱动,并与地球环境深度耦合、不断演化的动态系统。 一、微观世界的秩序与失序:从细胞到基因的博弈 生命活动的基础,根植于细胞这一精巧的结构之中。本书首先聚焦于细胞的内部运作,但并非停留在教科书式的知识点罗列。我们将深入探讨细胞如何在有限的资源约束下,进行精确的自我复制、能量代谢与信息传递。这里,我们引入“马尔萨斯陷阱”的概念——并非仅仅是人口增长与食物短缺的社会学模型,而是被放大到分子和细胞层面。 想象一下,每一个基因的复制、每一个蛋白质的合成,都面临着资源竞争、错误率控制以及“内卷”的压力。细胞如何通过精妙的调控网络,在“足够好”和“浪费资源”之间找到微妙的平衡点?我们将剖析基因表达的随机性与噪声在塑造群体差异中的作用,以及细胞如何通过表观遗传修饰,在不改变DNA序列的前提下,实现对环境变化的快速响应。这部分内容着重展现,即便是最基本的生命单元,也充满了基于资源限制的“权衡取舍”(Trade-offs),这构成了生命演化的底层逻辑。 二、系统涌现的奇迹:从单物种到复杂生态 生命故事的壮阔之处,在于个体如何聚集形成更高层次的组织。本书继而将视角放大,探讨生命如何在物理和化学的约束下,从简单的化学反应池,逐步涌现出多细胞生物,乃至复杂的生物圈。 我们将追溯地球生命系统的“演化史”。这不是简单的时间轴梳理,而是着重于关键的“相变点”:如真核细胞的出现、多细胞性的起源、寒武纪大爆发带来的生态位爆炸。每一次物种的大量出现或灭绝,都对应着地球物理化学环境的剧烈变化——气候、氧气浓度、板块运动。我们探讨的是生命系统如何“重塑”了地球,而地球环境又如何“筛选”了生命形态。 重点在于理解系统动态。当物种数量达到一定规模,相互作用(捕食、共生、竞争)的复杂性几何级数增长,由此产生的“涌现特性”(Emergent Properties)是单个物种研究无法预测的。本书试图揭示,生物圈作为一个整体,是否也遵循着某种宏观的平衡或失衡规律,类似于物理学中的临界现象。 三、历史的修正与未来的方向:拉马尔克与现代生物学的交汇 在传统达尔文主义占据主导地位的背景下,本书勇敢地将“拉马克归来”——这一在历史上饱受争议的概念——置于现代生物学的前沿。我们并非推崇已经被证伪的“获得性遗传”的简单回归,而是探讨在当代基因组学和表观遗传学研究中,拉马克思想的“幽灵”如何以新的、更精细的方式重现。 环境压力是否能够诱导可遗传的表型变化,而无需等待随机突变发生?表观遗传标记在代际间传递的机制(例如通过配子或早期胚胎发育),如何使得生命系统具备了一种“记忆环境压力”的能力?我们将审视新兴领域中关于“软性遗传”的证据,并探讨这对我们理解物种对气候变化等快速环境压力的适应性有何深远影响。这部分内容引导读者思考:演化是完全随机的、漫长的试错过程,还是在特定条件下,可以被环境信息“引导”的? 四、在“好玩”中理解本质 本书最大的特色,在于其叙事方式。我们相信,理解深奥的生物学原理,无需沉闷的公式和枯燥的定义。通过构建一系列类比、假想实验(Thought Experiments)以及对著名科学史轶事的趣味性重述,我们将复杂的概念转化为易于理解的“心智模型”。 例如,我们将“反馈回路”比作一场即时的资源分配游戏;将自然选择比作一个永不停止的“设计马拉松”。通过这种互动式的思考过程,读者不仅能记住知识点,更能培养出一种生物学家的直觉——对生命系统内在逻辑的敏锐洞察力,以及在不同尺度下寻找统一模式的能力。 结语: 《从细胞到生物圈》旨在打破生物学学科间的壁垒,将分子生物学、生态学、地质学和演化理论整合在一个统一的叙事框架中。它不仅是一本知识普及读物,更是一份邀请函,邀请每一位对生命世界充满好奇心的人,参与到这场跨越数十亿年的宏大探索中,领悟生命在资源限制下,如何以惊人的创造力,在微观的精确与宏观的混沌之间,实现永恒的演化。读完此书,你将不再仅仅是“知道”生物学知识,而是开始“像”一个生物学家一样思考。

著者信息

作者簡介

張超


  生物科教師,在生物學學科教育、學習教育、生命教育等多個教育領域均有較深入的研究和實踐。各領域著作二十餘部,代表作有《平臺教育理念:尋找並成就屬於自己的人生》、《學習,就是找對方法》、《種豆如何能得瓜》等。

趙奐

  生物科教師,分子生物學博士。指導學生獲得「英特爾國際科技工程大獎賽」一等獎,指導學生團隊獲「國際遺傳工程機器設計競賽」金獎。著有《解讀生命體》等作品。

林祖榮

  生物科教師、國高中生物科教材作者,發表論文200餘篇,著有《新課程理念與實施》、《高中生物讀本》等作品。

图书目录

序言

第一篇 系統:從細胞到生物圈

第一章 生命是一個低熵系統

生物系統像一座圍城
細胞膜上的馬克士威惡魔
城外混亂Vs城內井然
生命體中的樂高積木

第二章 低熵系統需要從系統外攝取能量
「木材與木柴」─生命體中的兩類物質
細胞裡的發電廠
生命系統的高速公路
低熵之源

第三章系統需要獲取能源的資訊
能源也是資訊源
「牠」來了,所有細胞做好準備
細胞中的麥克風
把訊號抹掉

第四章回饋調節與系統穩態
游泳池的管理員
馬爾薩斯陷阱
缺席的管理者
正回饋─生與死

第五章系統的演化
地球系統演化史
分工
資訊安排
癒合的 傷口

第六章系統失調與潰散
失調
褪色的大堡礁
消失的文明
什麼是死亡

第二篇 適應:生命的主旋律

第七章 為了生存奮戰

冰魚與林蛙的故事
從嗜熱菌說起
隨機應變
軍備競賽
結成同盟

第八章為了後代奮戰
病毒來襲
沒有父親的無性生殖
性的獎賞
求偶行為
兩性結合的有性生殖
操縱
犧牲自我

第九章包容與妥協也是適應
直立行走的利與弊
瘧疾與遺傳病
兩難的端粒
垃圾DNA

第十章拉馬克「歸來」
拉馬克與獲得性遺傳
冬日饑荒
DNA甲基化
玳瑁貓
食物改變命運

 

图书序言

  • ISBN:9786263325999
  • 規格:平裝 / 208頁 / 17 x 23 x 1.04 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

序言

  這本書是我們師徒三人合作的作品,林祖榮老師是我和趙奐的指導教授。我們三個人都是中學的生物老師。

  「生物學」教學於我們而言,並非單純工作那麼簡單,在生物學的學習和教授過程中,其博大的方法與思想、精謹的邏輯與系統、深廣的內涵與外延,無時無刻不在影響著我們的思維,使我們在生物學的海洋中暢遊時驚喜不斷、收穫連連;使我們面對紛繁複雜的世界時能夠從容不迫、鮮疑少惑。

  正是因為我們對生物學的喜愛,也是因為我們對生物學教學的喜歡,更是因為我們希望透過努力將這份生物學中的美妙帶給更多的孩子,所以我們決定編寫一本既有趣又適合中學生嚴肅閱讀的書籍。基於這種想法,就有了你手中的這本書。

  你手中這本有關生物學的書籍是有趣的,與只是知識概念羅列的課本相比,這本書不但告訴你「其然」,還會告訴你「其所以然」,讓你從死板的概念中跳脫出來,每一個概念的來龍去脈、每一個知識的前因後果都躍然紙上,讓你在不知不覺的「好玩」過程中理解生物學的本真。

  你手中這本有關生物學的書籍是嚴肅的,其中的每一個生物學概念、思想、方法都是經歷了很多學者細緻嚴謹的科學研究而獲得的。身為編寫者的我們並不是這些科學結論的研究者,我們能承諾給大家的是書中的每一個知識都有更為專業的生物學研究作為保障,也有更為專業的生物學專著或論文作為根據,有興趣的同學可以進行更為專業且深入的閱讀。

  本書的編寫首先要感謝的是學習生物學的同學們,正是你們的需求給予了我們靈感,正是你們的勤奮給予了我們動力;接下來要感謝的是和我們一樣熱愛生物學的生物組老師們,與你們並肩作戰是一種榮幸和幸福;再要感謝的是為本書的編寫提供了資料的生物學專業研究者們,我們只是站在巨人的肩膀上做了一件力所能及的事情,在編寫期間,我們有幸聯繫上了王立銘教授和朱欽士教授,他們的慷慨令我們感動不已,還有更多我們沒有聯繫到的研究者,在此一併表示感謝;還要感謝我們任教的實驗中學,是這個和睦的大家庭讓我們師徒三人有機會相遇、相知……此書的完成需要感謝的人太多,難免掛一漏萬,在此向所有幫助過我們的人表達我們的敬意。

  由於能力有限,書中難免有疏漏之處,歡迎大家交流、指正。

張超

用户评价

评分

老實說,我一開始對這類探討宏大主題的書其實抱持著懷疑態度,畢竟要把從單一個體到整個地球系統的演化史講得清楚又引人入勝,難度非常高。然而,作者的筆觸展現出驚人的掌握力,他處理歷史脈絡的方式非常細膩,並沒有為了追求宏大而犧牲細節的準確性。我特別欣賞那種在敘事中不斷設置「轉折點」的技巧,讓讀者在跟著時間線前進的同時,不斷地對既有的認知進行修正與更新。這種結構設計,極大地增強了閱讀的動態感,讓人感覺自己不是在單純接收資訊,而是在親身參與一場知識的探索之旅。對於身在台灣這樣一個對自然環境變化感受深刻的地方,書中對地球系統變遷的論述,讓我對我們腳下這片土地的歷史產生了更深層次的敬畏。這本書的編排邏輯非常清晰,即使是跨學科的知識點也能流暢銜接,展現出作者紮實的學術底蘊和高超的轉譯能力。

评分

坦白講,這本書的「好玩」之處,並不全然來自於輕鬆的語氣,而是源於它極富啟發性的內容編排。它不像某些科普書只停留在現象的描述,而是深入挖掘了現象背後的機制和邏輯。作者在描述那些古老的生物學概念時,總能巧妙地與當代社會的議題產生對話,讓原本遙遠的知識突然有了現實的重量。尤其在探討「適應」與「選擇」這些核心議題時,那種穿透力,讓人不僅僅是理解了生物學,更是對人類自身的生存哲學有了新的體悟。我感覺作者在文字間注入了一種對生命強韌性的讚歎,這種情感上的共鳴,遠比單純的知識傳遞來得更有力量。它讓我意識到,生物學並非冷冰冰的科學,而是充滿了生命力的哲學探索。

评分

這本書最讓我耳目一新的地方,在於它敢於挑戰一些看似定論的科學觀點,並以一種開放的態度去探討不同的可能性。那種「批判性思考」的精神貫穿始終,作者不只是告訴我們「是什麼」,更引導我們去思考「為什麼會是這樣」以及「有沒有其他解釋」。這種思辨的過程,對於我這種習慣接受標準答案的讀者來說,是一種很棒的刺激。它鼓勵讀者跳出舒適圈,用更廣闊的視野去看待生命現象。書中某些段落對於舊有理論的重新審視,處理得相當得體,既保持了對前人的尊重,又展現了科學不斷進步的本質。這種勇於質疑、不斷探索的精神,或許就是生物學最迷人的核心所在吧!閱讀的過程就像剝洋蔥,每撥開一層,都有新的驚喜和更深層次的理解在等著你。

评分

我必須稱讚這本書在結構上的匠心獨運,它成功地將跨越數十億年的演化史,壓縮成一段段引人入勝的閱讀體驗。讀完後,我感覺自己彷彿完成了一場橫跨古今的知識探險,收穫的遠超過於單純的課本知識。它提供了一個極佳的框架,讓我能夠將過去零散學到的生物學片段,重新組織起來,形成一個更完整、更具系統性的世界觀。對於想要建立全面生物學視野的讀者來說,這本書無疑是提供了極佳的入門磚與深化工具。特別是對於那些曾經被生物學複雜術語嚇退的朋友,這本書絕對能讓你重新拾回信心,用更輕鬆、更具理解性的方式,去擁抱這個充滿奧秘的學科。這是一本真正能讓人「玩」出知識,並從中獲得深刻啟發的優質讀物。

评分

這本書的行文風格簡直是為我這種對科學有興趣但又怕硬梆梆理論的讀者量身打造的!作者的敘事功力一流,把複雜的生物學概念,像是演化和生態平衡,用一種像講精彩故事一樣的方式娓娓道來。我特別欣賞他穿插在嚴謹的科學論述中的那些生活化的比喻,讓那些原本只存在於教科書裡的抽象名詞,瞬間變得立體又親切。讀起來完全沒有壓力,彷彿有個知識淵博又風趣幽默的朋友在旁邊陪你聊天,隨時準備解答你的「為什麼」。那種從好奇心被點燃,然後一步步被引導進入知識深處的感覺,真的很過癮。特別是處理到那些跨越時間尺度極大的議題時,作者總能找到那個讓人會心一笑的切入點,不會讓人覺得枯燥乏味。總體來說,這本書成功地把知識的深度與閱讀的樂趣完美結合,是一本讓人讀完之後,會忍不住想跟身邊朋友大力推薦的科普佳作,成功地顛覆了我對傳統生物學書籍的刻板印象。

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 ttbooks.qciss.net All Rights Reserved. 小特书站 版权所有