Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор Биология. В 3-х томах. Т. 1
Предисловие редакторов перевода
Предисловие
Благодарности
Глава 1. Введение в биологию
Глава 2. Разнообразие жизни на Земле: прокариоты и эукариоты
2.1. Сравнение прокариот и эукариот
2.1.1. Протисты (Protista)
2.2. Бактерии
2.2.1. Систематика
2.2.2. Строение
Капсулы и слизистые слои
Клеточная стенка
Жгутики
Пили, или фимбрии
Плазматическая мембрана, мезосомы и фотосинтетические мембраны
Генетический материал
Рибосомы
Споры
2.2.3. Форма клетки
2.2.4. Рост и размножение
Индивидуальный рост и бесполое размножение клеток
Рост популяции
Половое размножение, или генетическая рекомбинация
Плазмиды и эписомы
2.2.5. Питание
2.3. Бактерии, полезные для человека
2.3.1. Бактерии и плодородие почвы
2.3.2. Очистка сточных вод
2.3.3. Симбиотические бактерии
2.3.4. Промышленные процессы брожения
2.3.5. Антибиотики
2.3.6. Последние достижения биотехнологии и генетической инженерии
Новые источники питания
Сырье и ферментная технология
Генетическая инженерия
2.3.7. Биологический контроль
2.4. Бактерии, вредные для человека
2.5. Вирусы
2.5.1. Открытие
2.5.2. Свойства
Размеры
Поведение
Строение
2.5.3. Жизненный цикл бактериофага
2.5.4. Жизненные циклы других вирусов
2.5.5. Эволюционное происхождение вирусов
2.6. Вирусы и бактерии как возбудители заболеваний
2.6.1. Способы передачи вирусных и бактериальных болезней
Капельная инфекция
Контагиозная передача (при непосредственном физическом контакте)
Переносчики инфекций
Фекальные загрязнения
Передаваемые непосредственно с пищей
Загрязнение ран
2.7. Практические занятия
2.7.1. Содержание бактерий в молоке
2.7.2. Бактериологические опыты
Опыт 2.1. Определение числа бактерий в свежем и несвежем молоке
Опыт 2.2. Окрашивание бактерий для изучения их с помощью светового микроскопа
Опыт 2.3. Сравнение численности бактерий в свежем и несвежем молоке
Глава 3. Разнообразие жизни на Земле: грибы и растения
Царство грибов
3.1. Грибы (Fungi)
3.1.1. Основные свойства и систематика грибов
Строение
Питание
3.1.2. Отдел Oomycota
3.1.3. Отдел Zygomycota
Строение
Жизненный цикл
Бесполое размножение
Половое размножение
3.1.4. Отдел Ascomycota
3.1.5. Отдел Basidiomycota
3.1.6. Хозяйственное значение грибов
Полезные грибы
Грибы, вредные для человека
3.1.7. Практические занятия
Царство растений (Plantae)
3.2. Водоросли (Algae)
3.2.1. Основные признаки и систематика водорослей
3.2.2. Бесполое размножение водорослей
3.2.3. Половое размножениеводорослей
3.2.4. Отдел Chlorophyta
Строение
Жизненный цикл
Бесполое размножение
Половое размножение
Строение
Рост и размножение
3.2.5. Отдел Phaeophyta
Органы размножения
Приспособления к окружающей среде
Морфологические приспособления (общее строение)
Физиологические приспособления
Приспособления к половому размножению
3.2.6. Отдел Euglenophyta
Питание
Проблемы систематики Euglena
3.2.7. Направления эволюции водорослей
3.2.8. Значение водорослей
Роль водорослей в биосфере
Альгиновая кислота, агар и каррагенан
Диатомит (кизельгур)
Удобрение
Пищевые продукты
Очистка сточных вод
Научные исследования
Вред, наносимый водорослями
3.3. Отдел Bryophyta — печеночники и мхи
3.3.1. Основные признаки и систематика Bryophyta
Чередование поколений
3.3.2. Класс Hepaticae — печеночные мхи
Жизненный цикл
Успешное приспособление к жизни на суше
3.3.3. Класс Musci — лиственные мхи
3.4. Отдел Pteridophyta — папоротники, плауны и хвощи
Разноспоровость
3.4.1. Систематика и основные признаки Pteridophyta
3.4.2. Класс Pteropsida — папоротники
Жизненный цикл
3.4.3. Класс Lycopsida — плауны
Жизненный цикл
3.4.4. Класс Sphenopsida — клинолистовидные, или членистые (хвощи)
3.5. Отдел Spermatophyta — семенные растения
Разноспоровость
Эволюция семени
Эволюция неплавающих мужских гамет и оплодотворения, независимого от воды
3.5.1. Основные признаки и систематика Spermatophyta
3.5.2. Класс Gymnospermae — голосеменные, например хвойные, саговниковые, тиссовые, гинкговые
3.5.3. Класс Angiospermae — покрытосеменные, или цветковые, растения
Жизненный цикл
Двудольные и однодольные
3.5.4. Краткое перечисление адаптационных приспособлений голосеменных и покрытосеменных растений к жизни на суше
3.6. Сравнительная сводка признаков наземных растений
Глава 4. Разнообразие жизни на Земле: животные
4.1. Тип Protozoa (простейшие)
4.1.1. Класс Flagellata (Mastigophora)
4.1.2. Класс Rhizopoda (Sarcodina)
4.1.3. Класс Ciliata (Ciliophora)
4.2. Подцарство Parazoa
4.3.1. Филогения Metazoa
4.3.2. Тенденции развития Metazoa
4.4. Тип Coelenterata (кишечнополостные)
4.4.1. Класс Hydrozoa (гидроидные)
Колониальная форма
Медуза
4.4.2. Полиморфизм
4.4.3. Чередование поколений и метагенез
4.5. Тип Platyhelminthes (плоские черви)
4.5.1. Трехслойное строение
4.5.2. Класс Turbellaria (турбеллярии, или ресничные черви)
4.5.3. Класс Trematoda (дигенетические сосальщики)
4.6. Полости тела
4.6.1. Типы полостей тела
4.7. Тип Nematoda (круглые черви)
4.8. Тип Annelida (кольчатые черви)
4.8.1. Метамерия и целомический тип строения
4.8.2. Класс Polychaeta (многощетинковые)
4.8.3. Класс Oligochaeta (малощетинковые)
Хозяйственное значение дождевых червей
4.9. Тип Mollusca (моллюски, или мягкотелые)
4.10. Тип Arthropoda (членистоногие)
4.10.1. Общее строение насекомых
Внешнее строение
Внутреннее строение
4.10.2. Жизненные циклы насекомых
4.10.3. Классификация насекомых по типу метаморфоза в жизненном цикле
4.10.4. Значение метаморфоза
4.11. Тип Echinodermata (иглокожие)
4.12. Тип Chordata (хордовые)
4.12.1. Подтип Protochordata, или Acrania (бесчерепные)
4.12.2. Филогения хордовых
Глава 5. Химические компоненты живого
5.1. Введение в биохимию
5.1.1. Элементы, содержащиеся в живых организмах
Значение углерода
5.1.2. Простые биологические молекулы
Важная роль воды
Биологическое значение воды
5.1.3. Макромолекулы
5.2. Углеводы (сахариды)
5.2.1. Моносахариды
Альдозы и кетозы
Оптическая изомерия
Циклические структуры
α- и β-изомеры
5.2.2. Дисахариды
Редуцирующие сахара
5.2.3. Полисахариды
Крахмал
Гликоген
Целлюлоза
Каллоза
Инулин
5.2.4. Соединения, близкие к полисахаридам
Хитин
Гликопротеины и гликолипиды
5.3. Липиды
5.3.1. Компоненты липидов
Жирные кислоты
Спирты
5.3.2. Образование липида
5.3.3. Свойства и функции триацилглицеролов
5.3.4. Воска
5.3.5. Фосфолипиды
5.3.6. Стероиды и терпены
5.3.7. Липопротеины
5.3.8. Гликолипиды
5.4. Аминокислоты
5.4.1. Строение и классификация аминокислот
Редкие (нестандартные) аминокислоты
Аминокислоты, которые не входят в состав белков
5.4.2. Свойства аминокислот
5.4.3. Связи
Пептидная связь
Ионная связь
Дисульфидная связь
Водородная связь
5.5. Белки
5.5.1. Размеры белковых молекул
5.5.2. Классификация белков
5.5.3. Структура белков
Первичная структура
Вторичная структура
Третичная структура
Четвертичная структура
5.5.4. Электрические свойства белков
5.5.5. Денатурация и ренатурация белков
Ренатурация
5.5.6. Белковый обмен у млекопитающих
5.6. Нуклеиновые кислоты
5.6.1. Строение нуклеотидов
5.6.2. Строение динуклеотидов и полинуклеотидов
5.6.3. Структура ДНК
Строение молекулы ДНК
5.6.4. Структура РНК
5.7. Другие молекулы, играющие важную биохимическую роль
5.8. Определение биомолекул
Опыт 5.1. Определение биомолекул в чистом виде
Углеводы
Липиды
Белки
Витамин С (аскорбиновая кислота)
Опыт 5.2. Определение биомолекул в тканях
Микроскопическое исследование тонких срезов ткани
Микроскопическое исследование срезов с соответствующим окрашиванием или какой-либо иной химической обработкой
Исследование прозрачных водных растворов
Глава 6. Ферменты
6.1. Катализ и энергия активации
6.1.1. Механизм действия ферментов
6.2. Кофакторы ферментов
6.2.1. Неорганические ионы (активаторы ферментов)
6.2.2. Простетические группы (например, ФАД, ФМН, биотин, гем)
Гем
6.2.3. Коферменты (например, НАД, НАДФ, кофермент А, АТФ)
Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) (рис. 6.7)
6.3. Скорость ферментативных реакций
6.4. Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций
6.4.1. Концентрация фермента
Опыт 6.1. Изучение влияния концентрации фермента на гидролиз сахарозы, катализируемый сахаразой (инвертазой)
6.4.2. Концентрация субстрата
6.4.3. Температура
Опыт 6.2. Изучение распределения каталазы в намоченных семенах гороха и влияния температуры на активность этого фермента
6.4.4. рН
Опыт 6.3. Изучение влияния различных значений рН на активность фермента
6.5. Ингибирование ферментов
6.5.1. Обратимое ингибирование
Конкурентное обратимое ингибирование
Неконкурентное обратимое ингибирование
6.5.2. Необратимое ингибирование
6.6. Аллостерические ферменты
6.6.1. Ингибирование конечным продуктом (ингибирование по принципу отрицательной обратной связи — ретроингибирование)
6.7. Регуляция метаболизма
6.7.1. Линейный метаболический путь
6.7.2. Разветвленный метаболический путь
6.8. Классификация ферментов
Глава 7. Клетки
7.1. Обобщенные клетки — животная и растительная
7.2. Структуры, общие для животных и растительных клеток
7.2.1. Клеточные мембраны
Белки
Липиды
Общая характеристика клеточных мембран
7.2.2. Транспорт через плазматическую мембрану
Диффузия
Осмос
Активный транспорт
Эндоцитоз и экзоцитоз
7.2.3. Ядро
7.2.4. Цитоплазма
Цитозоль, или основное вещество
7.2.5. Эндоплазматический ретикулум (ЭР)
7.2.6. Рибосомы
7.2.7. Аппарат Гольджи
7.2.8. Лизосомы
Переваривание материалов, поглощенных путем эндоцитоза
Автофагия
Выделение ферментов из клетки (экзоцитоз)
Автолиз
7.2.9. Пероксисомы, или микротельца
7.2.10. Микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты
Микротрубочки
Микрофиламенты
Промежуточные филаменты
7.2.11. Микроворсинки
7.2.12. Митохондрии
7.3. Структуры, свойственные растительным клеткам
7.3.1. Клеточные стенки
Строение клеточной стенки
Функции клеточной стенки
7.3.2. Плазмодесмы
7.3.3. Вакуоли
7.3.4. Пластиды
Глава 8. Гистология
8.1. Простые растительные ткани (ткани, состоящие из клеток одного типа)
8.1.1. Паренхима
Строение
Функции и распределение
8.1.2. Колленхима
Строение
Функции и распределение
8.1.3. Склеренхима
Строение
Функции и распределение волокон
Функции и распределение склереид
8.2. Растительные ткани, состоящие из клеток нескольких типов
8.2.1. Ксилема (древесина)
Трахеиды
Сосуды
Протоксилема и метаксилема
Древесинная паренхима
Древесинные волокна
8.2.2. Флоэма (луб)
Ситовидные трубки и клетки-спутницы
Лубяная паренхима, лубяные волокна и склереиды
8.3. Эпителиальная ткань животных
8.3.1. Простые эпителии
Плоский эпителий
Кубический эпителий
Цилиндрический эпителий
Мерцательный эпителий
Псевдомногослойный (многорядный) эпителий
8.3.2. Сложные эпителии
Многослойный эпителий
Переходный эпителий
8.3.3. Железистый эпителий
8.4. Соединительная ткань животных
8.4.1. Рыхлая соединительная ткань
Ареолярная соединительная ткань
8.4.2. Плотная (компактная) волокнистая соединительная ткань
Белая волокнистая соединительная ткань
Желтая эластическая соединительная ткань
8.4.3. Жировая ткань
8.4.4. Скелетные ткани
Хрящ
Кость
8.4.5. Дентин
8.4.6. Гематопоэтические ткани
Миелоидная ткань (костный мозг)
Лимфоидная ткань
8.5. Мышечная ткань
8.6. Нервная ткань
8.6.1. Нейроны
8.6.2. Нервы
8.6.3. Нейроглия
Глава 9. Автотрофное питание
9.1. Классификация организмов по главным источникам углерода и энергии, которые они используют
Источники энергии
Источники углерода
9.2. Фотосинтез
9.2.1. Значение фотосинтеза
9.3. Строение листа
9.3.1. Хлоропласты
Белоксинтезирующий аппарат и теория эндосимбиоза
9.3.2. Фотосинтетические пигменты
Хлорофиллы
Каротиноиды
Спектры поглощения и спектры действия
Возбуждение пигментов светом
Главные и вспомогательные пигменты
Фотосинтетические единицы и реакционные центры
9.4. Биохимия фотосинтеза
9.4.1. Источник кислорода
9.4.2. Световые реакции
Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование
Нециклическое фотофосфорилирование
Циклическое фотофосфорилирование
Реакция Хилла
Опыт 9.1. Исследование реакции Хилла
9.4.3. Темновые реакции
Эксперименты Кальвина
Этапы пути углерода
9.4.4. Метаболизм фосфоглицериновой кислоты и триозофосфата
Синтез углеводов
Синтез липидов
Синтез белков
9.5. Факторы, влияющие на фотосинтез
9.5.1. Представление о лимитирующих факторах
9.5.2. Графики скорости реакции
Свет
Концентрация СО2
Температура
Вода
Концентрация хлорофилла
Кислород
Специфические ингибиторы
Загрязнение окружающей среды
Опыты 9.2-9.6. Исследование продуктов фотосинтеза и условий, необходимых для их образования
Опыт 9.2. Выявление крахмала в листе
Опыт 9.3. Изучение потребности в свете
Опыт 9.4. Изучение потребности в двуокиси углерода
Опыт 9.5. Изучение потребности в хлорофилле
Опыт 9.6. Изучение выделения кислорода
9.6. Измерение скорости фотосинтеза
9.6.1. Скорость выделения кислорода
Опыт 9.7. Изучение влияния интенсивности света на скорость фотосинтеза
9.7. Точки компенсации
Опыт 9.8. Изучение газообмена в листьях
9.8. Фотодыхание и С4-фотосинтез
9.8.1. Фотодыхание
Краткое резюме по фотодыханию
9.8.2. С4-фотосинтез
Путь Хэтча-Слэка
Итоговая “стоимость” С4-пути
Повторная фиксация двуокиси углерода в клетках обкладки проводящих пучков
Хлоропласты клеток мезофилла и обкладки проводящих пучков
9.8.3. Значение фотодыхания и С4-пути
9.9. Фотосинтезирующие бактерии и сине-зеленые водоросли
9.10. Хемосинтез
9.11. Круговороты минеральных элементов (биогеохимические циклы)
9.11.1. Круговорот азота
Фиксация азота
Распад органического материала и нитрификация
Денитрификация
9.11.2. Круговорот серы
9.11.3. Круговорот фосфора
9.11.4. Круговорот углерода и кислорода
9.11.5. Заключение
9.12. Минеральное питание растений и животных
9.12.1. Недостаточность минеральных элементов
9.12.2. Особые способы получения необходимых питательных веществ
Насекомоядные растения
Микориза
Корневые клубеньки
Ответы и обсуждение
Глава 2
Глава 3
Глава 5
Глава 6
Глава 7
Глава 9
Приложение 1. Биологическая химия
П.1.1. Основы химии
П.1.1.1. Строение атома
П.1.1.2. Ионные связи
Ионные формулы
П.1.1.3. Ковалентные связи
Формулы ковалентных соединений
П.1.1.4. Химические уравнения
Ионные уравнения
П.1.1.5. Кислоты, основания, соли, рН и буферы
Шкала рН
Буферы
П.1.2. Окисление и восстановление
П.1.2.1. Окисление
П.1.2.2. Восстановление
П.1.3. Изотопы
П.1.4. Растворы и коллоидное состояние
П.1.5. Диффузия и осмос
П.1.5.1. Диффузия
П.1.5.2. Осмос
П.1.6. Законы термодинамики
П.1.6.1. Энергетические соотношения в живых системах
П.1.6.2. Потенциальная энергия
П.1.7. Электромагнитный спектр
П.1.8. Хроматография
Электрофорез
П.1.8.1. Величины Rƒ
П.1.8.2. Двухмерная бумажная хроматография
Опыт П.1.1. Разделение индикаторов
Опыт П.1.2. Разделение цветных чернил на составляющие компоненты
Опыт П.1.3. Разделение растительных пигментов при помощи бумажной хроматографии
Приложение 2. Биологические методы
П.2.1. Научный метод
П.2.2. Рисунки в биологии
Цель
Правила
П.2.3. Использование ручной лупы и микроскопа
П.2.3.1. Ручная лупа
П.2.3.2. Микроскоп
Настройка микроскопа для работы при малом увеличении
Настройка микроскопа для работы при большом увеличении
Увеличение
Масляная иммерсия
П.2.4. Микроскопические методы
П.2.4.1. Подготовка материала для работы с микроскопом
П.2.4.2. Постоянные препараты
П.2.4.3. Временные препараты
П.2.5. Электронный микроскоп
П.2.5.1. Сканирующий электронный микроскоп
П.2.5.2. Электронный микроскоп высокого напряжения
П.2.6. Работа в лаборатории и протоколирование эксперимента
П.2.7. Представление данных
П.2.7.1. Составление таблиц
П.2.7.2. Графическое представление данных
П.2.7.3. Распределение частот
П.2.8. Основные статистические методы в биологии
П.2.8.1. Характеристики расположения относительно центра
Среднее (среднее арифметическое)
Медиана
Мода
П.2.8.2. Оценки дисперсии
Стандартное отклонение
Дисперсия
П.2.8.3. Связь между переменными
Корреляция
Приложение 3. Классификация
П.3.1. Ключи для определения организмов
Приложение 4. Единицы измерения
П.4.3. Международная система единиц (СИ)
П.4.3.1. Наименования и обозначения основных единиц СИ
П.4.3.2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
П.4.3.3. Специальные единицы, временно допускаемые к применению
П.4.3.4. Приставки и множители для дольных и кратных единиц СИ
П.4.3.5. Правила написания единиц СИ
Приложение 5. Геохронологическая шкала
П.5.1. Возраст Земли
Радиоуглеродное датирование