Предисловие к третьему изданию......5 Благодарности......6 Глава 1. Введение в биологию......9 Глава 2. Разнообразие жизни на Земле......12 2.1. Классификация......12 2.1.1. Для чего она нужна?......12 2.1.2. Таксономия......12 2.1.3. Таксономическая иерархия......13 2.1.4. Виды......14 2.1.5. Искусственная и естественная классификации......15 2.1.6. Определение организмов и ключи......16 2.2. Пять царств......17 2.3. Прокариоты......19 2.3.1. Строение бактерий......21 2.3.2. Форма клеток......26 2.3.3. Размножение......27 2.3.4. Питание......29 2.3.5. Рост популяции бактерий......31 2.4. Вирусы......33 2.4.1. Открытие......33 2.4.2. Свойства вирусов......33 2.4.3. Жизненный цикл бактериофага......36 2.4.4. Вирусы как возбудители болезней......38 2.4.5. Строение и жизненный цикл ретровируса на примере ВИЧ......38 2.5. Царство грибов......39 2.5.1. Систематика и основные признаки грибов......40 2.5.2. Строение......41 2.5.3. Питание......45 2.6. Царство Protoctista......46 2.6.1. Систематика и свойства протоктистов......46 2.6.2. Отдел Oomycota......47 2.6.3. Водоросли......50 2.6.4. Отдел Chlorophyta (зеленые водоросли)......51 2.6.5. Отдел Phaeophyta (бурые водоросли)......51 2.6.6. Простейшие......53 2.6.7. Отдел Ciliophora (ресничные)......53 2.6.8. Отдел Apicomplexa......55 2.7. Царство растений......55 2.7.1. Отдел Bryоphyta (печеночники и мхи)......55 2.7.2. Отдел Filicinophyta (папоротниковидные)......59 2.7.3. Семенные растения......60 2.7.4. Отдел Coniferophyta (хвойные)......63 2.7.5. Отдел Angiospermophytae (покрытосеменные
или цветковые растения)......65 2.7.6. Адаптации растений к жизни на суше......70 2.7.7. Краткое перечисление адаптаций семенных растений к жизни на суше......73 2.8. Царство Animalia (животные)......73 2.8.1. Эволюционные тенденции......73 2.8.2. Тип Cnidaria......75 2.8.3. Тип Platyhelminthes (плоские черви)......79 2.8.4. Тип Nematoda (нематоды
или круглые черви)......84 2.8.5. Тип Annelida (аннелиды
или кольчатые черви)......85 2.8.6. Тип Arthropoda (членистоногие)......91 2.8.7. Тип Mollusca (моллюски)......97 2.8.8. Тип Echinodermata (иглокожие)......98 2.8.9. Тип Chordata (хордовые)......99 Глава 3. Химические компоненты живого......105 3.1. Введение в биохимию......105 3.1.1. Элементы
содержащиеся в живых организмах......105 3.1.2. Биологические молекулы......108 3.1.3. Макромолекулы......111 3.2. Углеводы......112 3.2.1. Моносахариды......113 3.2.2. Дисахариды......115 3.2.3. Полисахариды......117 3.2.4. Вещества
близкие к полисахаридам......120 3.3. Липиды......121 3.3.1. Компоненты липидов......121 3.3.2. Образование липидов......122 3.3.3. Свойства и функции триглицеридов......122 3.3.4. Фосфолипиды......124 3.3.5. Гликолипиды......124 3.4. Аминокислоты......124 3.4.1. Строение и классификация аминокислот......126 3.4.2. Амфотерность аминокислот......126 3.4.3. Связи
встречающиеся в молекулах белков......127 3.5. Белки......129 3.5.1. Размеры белковых молекул......129 3.5.2. Классификация белков......130 3.5.3. Структура белков......132 3.5.4. Денатурация и ренатурация белков......139 3.6. ДНК и РНК – нуклеиновые кислоты......139 3.6.1. Строение нуклеотидов......140 3.6.2. Образование динуклеотидов и полинуклеотидов......141 3.6.3. Структура ДНК......142 3.6.4. Структура РНК......146 3.7. Определение биомолекул......146 Глава 4. Ферменты......152 4.1. Свойства ферментов......153 4.1.1. Энергия активации......153 4.1.2. Механизм действия ферментов......154 4.2. Скорость ферментативных реакций......157 4.3. Факторы
влияющие на скорость ферментативных реакций......157 4.3.1. Концентрация фермента......157 4.3.2. Концентрация субстрата......157 4.3.3. Температура......158 4.3.4. pH......159 4.3.5. Лабораторные работы......160 4.4. Ингибирование ферментов......162 4.4.1. Конкурентное ингибирование......162 4.4.2. Неконкурентное обратимое ингибирование......163 4.4.3. Неконкурентное необратимое ингибирование......163 4.4.4. Аллостерические ферменты......164 4.5. Кофакторы ферментов......165 4.5.1. Неорганические ионы (активаторы ферментов)......165 4.5.2. Простетические группы (например
ФАД
гем)......165 4.5.3. Коферменты (например
НАД
НАДФ
ацетилкофермент А
АТФ)......166 Глава 5. Клетки......168 5.1. Концепция клеточного строения......168 5.1.1. Почему именно клетки?......168 5.2. Клетки в световом микроскопе......168 5.3. Прокариоты и эукариоты......171 5.4. Компартменты клеток и разделение труда......171 5.5. Единицы измерения......171 5.6. Электронная микроскопия......172 5.6.1. Электронный микроскоп......172 5.6.2. Разрешающая способность и увеличение......173 5.6.3. Принцип действия и ограничения электронного микроскопа......174 5.6.4. Сканирующий электронный микроскоп......175 5.7. Фракционирование клеток......176 5.8. Ультраструктураживотныхирастительных клеток......176 5.9. Клеточные мембраны......182 5.9.1. Мембраны обладают избирательной проницаемостью......182 5.9.2. Мембраны содержат белки и липиды......182 5.9.3. Фосфолипиды......182 5.9.4. Белки......183 5.9.5. Гликолипиды и холестерол......184 5.9.6. Жидкостно-мозаичная модель мембраны......184 5.9.7. Функции мембран......185 5.9.8. Транспорт через плазматическую мембрану......186 5.10. Клеточные структуры......192 5.10.1. Ядро......192 5.10.2. Цитоплазма......194 5.10.3. Эндоплазматический ретикулум (ЭР)......194 5.10.4. Рибосомы......195 5.10.5. Аппарат Гольджи......196 5.10.6. Лизосомы......199 5.10.7. Микротрубочки......202 5.10.8. Микроворсинки......204 5.10.9. Митохондрии......204 5.10.10. Клеточные стенки......204 5.10.11. Плазмодесмы......206 5.10.12. Вакуоли......206 5.10.13. Хлоропласты......207 5.11. Использование ручной лупы и микроскопа......207 5.11.1. Ручная лупа......207 5.11.2. Световой микроскоп......208 5.12. Микроскопические методы......212 5.12.1. Подготовка материала для работы с микроскопом......212 5.12.2. Постоянные препараты......213 5.12.3. Временные препараты......215 5.13. Рисунки в биологии......216 Глава 6. Гистология......218 6.1. Простые растительные ткани (ткани
состоящие из клеток одного типа)......221 6.1.1. Паренхима......221 6.1.2. Колленхима......225 6.1.3. Склеренхима......227 6.2. Растительные ткани
состоящие из клеток нескольких типов......230 6.2.1. Ксилема......230 6.2.2. Флоэма......235 6.3. Эпителиальная ткань животных......237 6.3.1. Простые эпителии......238 6.3.2. Сложные эпителии......241 6.3.3. Железистый эпителий......242 6.4. Соединительная ткань животных......242 6.4.1. Ареолярная
волокнистая соединительная и жировая ткани......243 6.4.2. Скелетные ткани......243 6.5. Мышечная ткань......247 6.6. Нервная ткань......247 6.6.1. Нейроны......248 6.6.2. Нервы......251 Глава 7. Автотрофное питание......253 7.1. Почему живые организмы нуждаются в энергии?......253 7.2. Классификация организмов в соответствии с источниками энергии и углерода......253 7.3. Значение фотосинтеза......254 7.4. Строение листа......255 7.4.1. Хлоропласты......257 7.5. Пигменты фотосинтеза......260 7.5.1. Хлорофиллы......260 7.5.2. Каротиноиды......261 7.5.3. Спектрыпоглощенияиспектры действия......261 7.5.4. Возбуждение хлорофилла светом......261 7.5.5. Фотосистемы......263 7.6. Биохимия фотосинтеза......263 7.6.1. Источник кислорода......263 7.6.2. Световые реакции......264 7.6.3. Темновые реакции......267 7.6.4. Краткое изложение процесса фотосинтеза......269 7.7. Метаболизм фосфоглицерата и триозофосфата......270 7.8. Факторы
влияющие на фотосинтез......272 7.8.1. Лимитирующие факторы......272 7.8.2. Графики интенсивности фотосинтеза......273 7.9. C4-фотосинтез......275 7.9.1. Путь Хэтча–Слэка......276 7.9.2. Итоговый результат C4-пути......277 7.9.3. Повторная фиксация диоксида углерода в клетках обкладки проводящего пучка......277 7.9.4. Хлоропласты клеток мезофилла и клеток обкладки проводящего пучка......277 7.9.5. Значение C4-пути......278 7.10. Минеральное питание растений и животных......278 7.10.1. Дефицит минеральных веществ......282 7.10.2. Особые способы получения незаменимых элементов......284 7.11. Лабораторные работы......285 7.11.1. Измерение интенсивности фотосинтеза......289 7.12. Точки компенсации......290 Глава 8. Гетеротрофное питание......293 8.1. Типы гетеротрофного питания......294 8.1.1. Голозойное питание......294 8.1.2. Сапротрофное питание......294 8.1.3. Симбиоз: мутуализм
паразитизм и комменсализм......295 8.2. Механизмы питания у животных......299 8.2.1. Фильтрование......299 8.2.2. Питание с помощью щупалец......299 8.2.3. Питание детритом......301 8.2.4. Кусающие и жующие ротовые части......301 8.2.5. Питание жидкой пищей......303 8.3. Пищеварительный канал человека......304 8.3.1. Обобщенное строение пищеварительного тракта человека......306 8.3.2. Зубной аппарат человека......307 8.3.3. Ротовая полость......310 8.3.4. Пищевод......311 8.3.5. Перистальтика......311 8.3.6. Желудок......312 8.3.7. Тонкий кишечник......313 8.3.8. Переваривание с помощью ферментов в тонком кишечнике......315 8.3.9. Всасывание пищи в тонком кишечнике......318 8.3.10. Толстый кишечник......318 8.4. Нервная и гормональная регуляция функций пищеварительных желез......320 8.4.1. Слюна......320 8.4.2. Желудочный сок......320 8.4.3. Панкреатический сок и желчь......321 8.5. Судьба всосавшихся питательных веществ......321 8.6. Травоядные......322 8.6.1. Зубы......322 8.6.2. Переваривание целлюлозы у жвачных......322 8.7. Питание человека......323 8.7.1. Питание
питательные вещества
пища и диета......323 8.7.2. Сбалансированная диета......323 8.7.3. Вода......323 8.7.4. Пищевые волокна......324 8.7.5. Энергия......324 8.7.6. Углеводы......324 8.7.7. Липиды (жиры и масла)......324 8.7.8. Белки......325 8.7.9. Витамины......326 8.7.10. Минеральные вещества......329 8.7.11. Молоко......330 8.8. Рекомендуемые нормы потребления питательных веществ и их стандартные значения......331 8.8.1. Стандартные нормы питания (СНП)......331 8.8.2. Использование СНП......334 8.8.3. Влияние роста
пола и активности на СНП......335 8.9. Неправильное питание......336 8.9.1. Нервная анорексия......336 8.9.2. Ожирение......337 8.9.3. Голод и общее недоедание......338 8.9.4. Белковая недостаточность: квашиоркор и маразм......338 Глава 9. Использование энергии......341 9.1. Что такое дыхание......342 9.2. АТФ......342 9.2.1. Структура АТФ......342 9.2.2. Значение АТФ......342 9.3. Клеточное дыхание......344 9.3.1. Дыхательные субстраты......344 9.3.2. Некоторые ключевые реакции......344 9.3.3. Общее представление о клеточном дыхании......345 9.3.4. Гликолиз......345 9.3.5. Аэробное дыхание......346 9.3.6. Анаэробное дыхание......350 9.3.7. Эффективность превращения энергии при аэробном и анаэробном дыхании......351 9.3.8. Кислородная задолженность и непосредственный эффект от мышечной нагрузки......352 9.3.9. Использование процессов брожения в промышленных целях......354 9.3.10. Митохондрии......355 9.4. Газообмен......358 9.4.1. Одноклеточный организм
например амеба......359 9.4.2. Потребность в специализированных дыхательных структурах и пигментах......360 9.4.3. Кольчатые черви
например дождевой червь......361 9.4.4. Насекомые
например саранча......361 9.4.5. Костные рыбы
например сельди......363 9.5. Газообмен у млекопитающих......365 9.5.1. Строение дыхательной системы......365 9.5.2. Газообмен в альвеолах......369 9.5.3. Плевральная полость......369 9.5.4. Механизм вентиляции (дыхания)......370 9.5.5. Регуляция дыхания......371 9.5.6. Объем легочного воздуха и емкость легких......373 9.5.7. Измерение дыхания при помощи спирометра......374 9.5.8. Основной обмен......375 9.5.9. Дыхательный коэффициент (ДК)......375 9.6. Газообмен у цветковых растений......377 9.7. Болезни органов дыхания......378 9.7.1. Непосредственное влияние курения на легочную вентиляцию и газообмен......378 9.7.2. Бронхиальная астма......378 9.7.3. Эмфизема легких......379 9.7.4. Бронхит......380 9.7.5. Рак легких......380 9.7.6. Влияние возраста на работу дыхательной системы......381 Глава 10. Организмы и окружающая среда......383 10.1. Подходы в экологии......384 10.2. Экосистемы......385 10.2.1. Определения и основные понятия......385 10.2.2. Общая структура экосистем......385 10.2.3. Поток энергии и биогеохимические циклы......386 10.3. Экосистемы и поток энергии......387 10.3.1. Солнце как источник энергии......388 10.3.2. Перенос энергии: пищевые цепи и трофические уровни......388 10.3.3. Пищевые сети......390 10.3.4. Экологические пирамиды......392 10.3.5. Эффективность переноса энергии: продуктивность......395 10.4. Биогеохимические циклы — круговороты воды и биогенных элементов......398 10.4.1. Круговорот азота......398 10.4.2. Круговорот углерода......400 10.4.3. Круговорот воды (гидрологический цикл)......401 10.5. Факторы
влияющие на окружающую среду и местообитания......402 10.5.1. Абиотические факторы......402 10.5.2. Почва......407 10.5.3. Биотические факторы......408 10.6. Экология сообществ (синэкология)......408 10.6.1. Первичная и вторичная сукцессия......408 10.6.2. Ход сукцессии......410 10.6.3. Применение сукцессионных закономерностей к рекультивации земель......412 10.6.4. Зональность......412 10.7. Популяционная экология......413 10.7.1. Рождаемость и смертность......413 10.7.2. Кривые выживания......413 10.7.3. Увеличение размеров (рост) популяции и кривые роста......415 10.7.4. Внутривидовые факторы
влияющие на размеры популяции......416 10.7.5. Межвидовые взаимодействия
влияющие на размеры популяций......417 10.8. Влияние человека на экосистемы......419 10.8.1. Загрязнение воздуха......419 10.8.2. Загрязнение воды......423 10.8.3. Разрушение наземных экосистем......428 10.8.4. Пестициды и окружающая среда......431 10.9. Охрана окружающей среды......436 10.9.1. Для чего сохранять природу?......436 10.9.2. Сохранение генетического разнообразия......437 10.9.3. Практический пример сохранения вида: африканский слон......441 10.9.4. Планы на будущее......443 10.9.5. Устойчивая эксплуатация растительных и животных ресурсов......444 10.9.6. Реутилизация отходов......446 10.9.7. Организации по охране окружающей среды в Британии......448