生命通史(電子書)

生命現象是我們這個星球上至為複雜和有趣的自然現象，關乎我們人類對自身的終極認識。
本書不同于以前中外作者習慣採用的主要從外部形態、生物種類等宏觀層面描述生物演化史的書寫模式，而是以生物的各種功能的演化作為主要線索，揭示了能量攝取、信息傳遞、結構形成、運動、繁殖、感覺、攝食、防衛、意識……等各種功能的起源和演化歷程。
本書不僅僅描述了生物體各種功能的演化史，同時更為重要的是呈現了功能演化的深層機制，即包括基因在內的種種分子層面上的不斷演化，從“內部”揭示了生物演化的脈絡，以及地球上如此複雜多樣、繽紛絢麗的生物界在分子層面所具有的驚人的一致性。
生物在分子機制上具有高度的一致性和連續性，但其宏觀結構和行為上又具有高度的差異性和多樣性，這是幾十億年來地球生物旺盛的生命力和頑強適應能力的明證，也是用分子、原子作為文字而書寫的地球生命的宏大史詩。
本書是生物演化的一部“內史”，所憑藉的是20世紀後半期以來分子生物學迅猛發展的諸多成果，本書將這些有趣的發現從26000多篇前沿專業文獻內篩選出來，通過較為生動簡易的方式呈現給普通知識讀者。

朱欽士，四川省成都市人。畢業於北京大學生物學系生物化學專業，後取得荷蘭阿姆斯特丹大學生物化學博士學位。研究領域廣泛，包括生物能、酶的結構與功能、蛋白質的合成與轉運、癌症與染色體、神經遞質、基因表達的調控機制以及肝臟解毒系統等。在國外主要學術雜誌上發表研究論文三十餘篇。曾任中國科學院生物物理研究所碩士研究生導師和美國南加州大學醫學院生物化學與分子生物學系副教授。曾為《科學網》《中國科普博覽》《生物學通報》《科學》等雜誌上撰寫過多篇科普文章，並出版了科普著作：《上帝造人有多難――生命的密鑰》（清華大學出版社，2015年，該書被評為“中國好書”），《紛亂中的秩序――主宰生命的奧秘》（科學出版社，2019年），參編了《十萬個為什麼》（上海兒童出版社第6版）。

自序/



第一章 我們的宇宙是生命的搖籃

第一節 碳元素是生命的核心元素 / 1

第二節 生命的原料宇宙中都有 / 4

第三節 原始細胞可以在自然條件下形成 / 7

第四節 RNA催化了最早的生命 / 10

第五節 水在宇宙中並不稀少 / 15





第二章 了不起的原核生物

第一節 生命乍現 / 17

第二節 神通廣大的原核生物 / 18

第三節 蛋白質催化原核生物 / 21

第四節 RNA和蛋白質的華爾茲 / 25

第五節 DNA取代RNA成為遺傳物質 / 28

第六節 隨機應變的基因調控 / 31

第七節 細胞的“牆壁”和“門戶” / 33

第八節 氧化還原反應供給能量 / 36

第九節 “蓄水發電”合成ATP / 37

第十節 破解燒碳難題 / 41

第十一節 正轉和反轉的三羧酸循環 / 43

第十二節 發明光合作用 / 46

第十三節 “骨骼系統” / 53

第十四節 喧鬧中的秩序 / 57

本章小結 / 59





第三章

更上一層樓的真核生物





第一節 什麼是真核生物 / 60

第二節 線粒體是關鍵 / 62

第三節 細胞核出現 / 64

第四節 組蛋白和染色體 / 68

第五節 端粒和端粒酶 / 69

第六節 “骨骼系統”和“肌肉系統” / 73

第七節 有絲分裂 / 82

第八節 “胃”和“回收中心” / 84

第九節 被收容的葉綠體 / 89

第十節 內質網和高爾基體 / 92

第十一節 蛋白質的“路牌” / 95

第十二節 對生物膜“動手術”的蛋白質 / 101

第十三節 膜系統是如何出現的 / 103

本章小結 / 106







第四章 細胞分工的出現――多細胞生物

第一節 單細胞巨無霸 / 108

第二節 演化為多細胞生物的各種嘗試 / 109

第三節 生殖細胞和體細胞 / 118

第四節 幹細胞 / 119

第五節 永生的生殖細胞 / 126

第六節 體細胞的衰老和死亡 / 130

第七節 細胞的程序性死亡 / 143

第八節 叛逆者――癌細胞 / 148

本章小結 / 153







第五章 植物、動物、真菌的起源第一節 體外消化獲得營養的真菌 / 157

第二節 體內消化獲取營養的動物 / 160

第三節 超級生產者――植物 / 170

本章小節 / 186







第六章 巧奪天工的生物結構

第一節 直接接觸形成結構 / 190

第二節 遠程控制生物結構 / 199

第三節 生物結構形成的各種理論 / 204

第四節 執行擴散性信號的基因 / 209

第五節 四肢的形成 / 212

第六節 眼睛的形成 / 221

本章小結 / 229







第七章 生物性史第一節 從無性到有性 / 232

第二節 破解有性生殖的難題 / 236

第三節 細胞選擇和異性選擇 / 243

第四節 怎樣避免近親交配 / 244

第五節 孤雌胎生和世代交替 / 247

第六節 有性生殖的回報系統 / 248

第七節 求偶競爭 / 250

第八節 令人困惑的性染色體 / 252

第九節 決定性別的基因 / 253

第十節 男性會消失嗎 / 255

本章小節 / 256







第八章 細胞的信號傳輸系統第一節 蛋白質分子的信息開關 / 258

第二節 原核生物的信號系統 / 261

第三節 動物的單成分系統 / 269

第四節 動物的雙成分系統 / 272

第五節 動物的多成分系統 / 275

第六節 動物的G蛋白-蛋白激酶A系統 / 279

第七節 傳遞信息的磷脂分子 / 282

第八節 神經細胞是信息的高速公路 / 285

第九節 神經細胞的信號輸出 / 291

第十節 神經細胞可能是從上皮細胞演化而來的 / 294

第十一節 膜電位的演化 / 297

本章小結 / 301



第九章 病 毒

第一節 種類和繁殖 / 303

第二節 病毒的起源 / 306





第十章 生物的防衛系統

第一節 細菌的防衛系統 / 311

第二節 動物的先天免疫系統 / 315

第三節 植物的防衛系統 / 319

第四節 脊椎動物的適應性免疫系統 / 321

第五節 解毒和排毒 / 331

本章小結 / 335



第十一章 生物與空間和時間



第一節 生物與空間 / 337

第二節 生物與時間 / 342

本章小結 / 357



第十章 生物的防衛系統



第十二章 動物的感覺

第一節 感受電磁波的視覺 / 359

第二節 感受機械力的聽覺、自體感覺和觸覺 / 391

第三節 味覺和嗅覺 / 413

第四節 痛和癢 / 425

本章小結 / 439







第十三章 動物的意識與智力

第一節 生物的兩種反應類型 / 441

第二節 感覺是最初的意識 / 443

第三節 記憶的形成 / 445

第四節 有情緒和智力的昆蟲 / 449

第五節 聰明的章魚 / 454

第六節 鳥類的智力 / 455

第七節 哺乳動物的智力 / 460

第八節 意識和智力的演化 / 462

第九節 精神和物質 / 467

第十節 人還會變得更聰明嗎 / 468

本章小結 / 475





第十四章 外星生命

第一節 生命的偶然與必然 / 479

第二節 對外星生物的猜想 / 480

主要參考文獻 / 487

索 引 / 495