서론
1 생물학
1.1 생명체는 부분의 합보다 크다 4
창발성 4
생명체의 조직 4
1.2 생명체의 동질성 6
에너지와 영양분 6
항상성 7
DNA는 유전물질이다 7
1.3 생명체의 다양성 8
●읽을거리: 크리스토퍼 헬겐,
내셔널 지오그래픽 탐험가 9
1.4 종에 대한 정보구성 10
다양한 이름의 장미 10
특유한 종들 10
1.5 자연과학 12
생각하는 것을 생각하기 12
과학적 방법 12
1.6 생물학 실험의 예 14
현실 세계의 연구 14
감자칩과 복통 14
나비와 새 14
1.7 실험결과 분석 16
표본오차 16
편견 17
객관성 17
1.8 과학의 본질 18
과학이란 무엇인가 18
과학이 아닌 것 18
적용: 지구의 비밀 19


1부 세포성 생물의 원리
2 생명의 화학적 기초
2.1 물질의 구성요소 24
원자와 원소 24
동위원소와 방사성 동위원소 24
●읽을거리: 케네스 심스,
내셔널 지오그래픽 탐험가 25
2.2 전자가 중요한 이유 26
전자는 에너지를 가지고 있다 26
전자각에서 빈 공간의 중요성 27
2.3 원자에서 분자로 28
화학결합 28
이온결합 28
공유결합 29
2.4 수소결합과 물 30
수소결합 30
물의 특성 30
물은 뛰어난 용매이다 30
물은 응집력을 가지고 있다 31
물은 온도를 안정화시킨다 31
2.5 산과 염기 32
수소 원자와 pH 32
적용: 수은 농축 33


3 생명의 분자
3.1 생물학의 화학 38
탄소, 생명의 원료 38
물질대사 반응 39
3.2 탄수화물 40
생물계의 탄수화물 40
단당 40
짧은-사슬 탄수화물 40
다당류 40
3.3 지질 42
생물계에서의 지질 42
지방 42
인지질 43
왁스 43
스테로이드 43
3.4 단백질 44
단백질 형성 44
구조에서 기능으로 44
1차구조와 2차구조 44
3차구조와 4차구조 44
마무리 과정 45
3.5 단백질 구조의 중요성 46
3.6 핵산 47
적용: 튀김의 공포 47


4 세포의 구조
4.1 세포란 정확하게 무엇인가? 52
세포설 52
세포의 공통 구성성분 52
세포 크기를 제한하는 요소들 53
4.2 세포는 어떻게 관찰할 수 있는가 54
●읽을거리: 아이도간 오즈칸 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 55
4.3 세포막의 구조 56
유동 모자이크 모델 56
단백질에 의해 기능이 추가된다 56
4.4 원핵세포의 이해 58
구조적인 특성 58
생물막 59
4.5 진핵세포의 이해 60
진핵세포의 일반적 특성 60
핵 61
4.6 내막계 62
소포의 다양성 62
소포체 62
골지체 63
4.7 미토콘드리아 64
4.8 엽록체와 기타 색소체 65
4.9 세포골격 66
세포골격 요소 66
미세소관 66
미세섬유 66
중간섬유 66
세포의 운동 66
4.10 세포 표면의 전문화 68
세포외기질 68
세포연접 69
4.11 생명의 본질 70
생명은 말랑말랑한 공작용 찰흙과 같다 70
●읽을거리: 케빈 피터 핸드 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 71
적용: 생각할 거리 71


5 물질대사의 기본 원리
5.1 생명체는 에너지를 사용한다 78
에너지는 분산한다 78
에너지의 일방적인 흐름 78
5.2 생체분자 속에 들어 있는 에너지 80
화학결합에너지 80
지구는 왜 불타 없어지지 않는가? 80
에너지의 유입, 방출 81
5.3 효소는 어떻게 작용하는가 82
속도의 필요성 82
효소활성에 미치는 영향 83
5.4 대사경로 84
대사 조절 84
전자전달 85
5.5 보조인자 86
ATP?특별한 조효소 87
5.6 확산과 세포막 88
확산에 영향을 주는 요인들 88
농도 88
온도 88
크기 88
전하 88
압력 88
삼투현상 88
팽압 89
5.7 막수송 메커니즘 90
수송단백질 특이성 90
수동수송 90
능동수송 91
5.8 막수송 92
소낭 운동 92
막 재순환 93
적용: 알코올 가수분해효소를 위하여 건배 94


6 에너지 대사가 시작되는 곳?광합성
6.1 광합성 개요 100
독립영양생물과 종속영양생물 100
광합성 반응의 두 단계 100
광합성이 일어나는 장소 101
6.2 에너지원으로서의 햇빛 102
가시광선이 광합성을 수행한다 102
무지개 이해하기 102
6.3 광의존성 반응 104
비순환 경로 104
순환 경로 105
6.4 광독립반응 106
캘빈-벤슨 회로 106
광호흡 107
6.5 식물의 탄소-고정 적응 108
C4 식물 108
CAM 식물 108
적용: 시급한 문제 109
●읽을거리: 상가 모세,
내셔널 지오그래픽 탐험가 109


7 화학에너지 방출
7.1 탄수화물 분해 경로 소개 114
반응경로 115
7.2 해당과정?당 분해 시작 116
해당과정 반응들 116
다른 경로와의 비교 116
해당 과정 117
7.3 아세틸-CoA 생성과 시트르산 회로 118
아세틸 CoA형성과 시트르산 회로 119
7.4 호기성 호흡의 커다란 에너지 생성 120
전자전달 인산화 120
전체과정의 개요 121
7.5 발효경로 122
알코올 발효 122
젖산 발효 123
7.6 에너지원으로 음식 124
음식물 속의 분자에서 에너지로 124
지방 124
복합 탄수화물 124
단백질 124
적용: 미토콘드리아 기능장애 126


2부 유전학
8 DNA의 구조와 기능
8.1 DNA 기능의 발견 132
초기의 실마리 132
놀라운 결과 132
마지막 증거 133
8.2 DNA 구조의 발견 134
DNA의 구성요소 134
DNA 배열 135
8.3 진핵세포의 염색체 136
염색체 구조 136
염색체 수 136
●읽을거리: 마리아나 푸엔테스,
내셔널 지오그래픽 탐험가 137
8.4 세포는 DNA를 어떻게 복제하는가? 138
반보존적 복제 138
방향성 합성 139
8.5 돌연변이와 그 원인 140
●읽을거리: 로절린드 프랭클린,
내셔널 지오그래픽 탐험가 141
8.6 성체동물의 복제 142
적용: 한 영웅견의 황금 복제 143


9 DNA에서 단백질로
9.1 유전자 발현 소개 148
●읽을거리: 존 ‘잭’ 호너 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 149
9.2 전사: DNA에서 RNA로 150
전사 후 수식 151
9.3 RNA와 유전암호 152
전달자: mRNA 152
번역자: rRNA와 tRNA 153
9.4 번역: RNA에서 단백질로 154
9.5 돌연변이의 결과 156
적용: 적절하게 축약된 RIPS 158


10 유전자 발현 조절
10.1 세포는 어떻게 유전자 발현을 조절하는가? 164
유전자 스위치 온/오프 164
DNA-히스톤 상호작용 164
전사 164
RNA 가공과정 165
RNA 수송 165
번역 165
번역 후 수식 165
단백질 분해 165
10.2 초기 배아 발달의 조율 166
10.3 체형의 세부사항 168
10.4 대사 조절에서의 유전자 발현 170
락토오스(lac) 오페론 170
포유류에서의 락토오스 대사 171
식물의 일주기성 리듬 171
10.5 후성유전학 172
적용: X 염색체의 불활성화와 더불어 XIST RNA의
결합 위치를 복원할 수 있었다. 173


11 세포는 어떻게 복제하는가?
11.1 분열에 의한 증식 178
세포주기 178
유사분열은 염색체 수를 유지시킨다 178
세포주기의 조절 179
세포들이 유사분열로 분열되는 이유 179
11.2 유사분열 자세히 살펴보기 181
11.3 세포질분열 182
11.4 짧아지는 텔로미어 183
11.5 병리학상의 유사분열 184
돌연변이의 역할 184
암 185
적용: 헨리에타의 불멸의 세포 186
●읽을거리: 이아인 쿠진 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 187


12 감수분열과 유성생식
12.1 왜 유성생식인가? 192
대립유전자 소개 192
유성생식의 이점 192
●읽을거리: 모린 네이만,
내셔널 지오그래픽 탐험가 193
12.2 유성생식에서의 감수분열 194
감수분열은 염색체 수를 반으로 줄인다 194
감수분열은 어떻게 기능하는가? 194
수정은 염색체 수를 복원시킨다 195
12.3 눈으로 보는 감수분열 196
12.4 감수분열은 어떻게 형질의 변이를 만드는가? 198
교차 198
염색체 분리 199
12.5 유사분열과 감수분열?조상의 연관성? 200
적용: 수컷 없이 8,000만 년을 생존하는 방법 201


13 유전형질의 양식
13.1 멘델, 완두콩, 그리고 유전 양식 206
멘델의 실험 206
현대의 관점에서의 유전 207
13.2 멘델의 분리의 법칙 208
13.3 멘델의 독립의 법칙 210
교차의 효과 211
13.4 유전법칙은 단순한 우성만 있는 것은 아니다 212
불완전 우성 212
공동우성 212
상위 213
다면발현 213
13.5 행동 특성은 선천성인가 또는 후천성인가? 214
●읽을거리: 게이 브래드쇼 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 215
13.6 형질의 복잡한 변이 216
적용: 위협적인 점액 217


14 인간 유전
14.1 인간의 염색체 222
●읽을거리: 낸시 웩슬리 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 223
14.2 상염색체 유전 양상의 예 224
상염색체 우성 유전 양상 224
연골무형성증 224
헌팅턴병 224
허친슨-길포드 조로증 225
상염색체 열성 유전 양상 225
테이삭스병 225
백색증 225
14.3 X-연관 유전 양상의 예 226
X-연관 열성 유전 양상 226
적록색맹 226
듀센형 근육퇴행위축증 227
혈우병 227
14.4 염색체 구조의 변화 228
변화 유형 228
삽입 228
중복 228
결실 228
역위 228
전좌 228
염색체와 진화 229
14.5 염색체 수의 변화 230
다운증후군 230
성염색체 변화 231
터너증후군 231
삼중 X 증후군 231
클라인펠터증후군 231
야콥증후군 231
14.6 유전자 검사 232
적용: 피부의 색 233


15 생명공학
15.1 DNA를 자르고 붙이기 238
DNA 클로닝 238
DNA를 클로닝하는 이유 239
15.2 유전자 분리하기 240
DNA 라이브러리 240
중합효소연쇄반응 240
15.3 DNA 염기서열결정 242
인간 유전체 프로젝트 243
15.4 유전체학 244
DNA 프로파일링 245
15.5 유전공학 246
유전자변형 생물 246
미생물 246
식물 246
동물 247
15.6 유전체 편집 248
유전자 치료 248
크리스퍼(CRISPR) 248
적용: 개인 유전검사 249


3부 진화의 원리
16 진화의 증거
16.1 초기의 신념들, 혼란스런 발견들 254
16.2 난무하는 새로운 아이디어 256
자연선택에 의한 진화 257
16.3 고대의 증거 258
암석층의 증거 258
화석 기록 259
●읽을거리: 폴 세레노 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 259
16.4 퍼즐 조각을 맞추다 260
잃어버린 고리 261
16.5 표류하는 대륙, 변화하는 해양 262
16.6 지질시대에 대한 생각 264
16.7 형태적 증거 266
형태적 분기 266
형태적 수렴 267
16.8 기능적 측면의 증거 268
동물 발생에서의 패턴 268
적용: 먼 과거의 그림자 269


17 진화의 과정
17.1 개체군 내의 대립유전자 274
공통된 형질 내의 변이 274
돌연변이에 대한 진화적 관점 274
대립유전자 빈도 275
17.2 유전적 평형 276
하디-바인베르크 법칙의 적용 276
개체군은 진화한다 277
17.3 방향성 선택 278
극단적 양식의 선택 278
회색가지나방 278
와파린-내성 쥐 279
17.4 안정화 선택과 분단성 선택 280
선택은 중간 형태를 취하는가 또는 그렇지 않은가 280
안정화 선택 280
분단성 선택 281
17.5 자연선택과 다양성 282
가장 섹시한 것이 살아남는다 282
복대립유전자의 유지 283
17.6 유전적 부동과 유전자 흐름 284
유전적 부동 284
병목 효과와 창시자 효과 284
유전자 흐름 285
17.7 생식 격리 286
17.8 이소적 종분화 288
군도의 종분화 288
17.9 기타 종분화 모델 290
동소적 종분화 290
근소적 종분화 291
●읽을거리: 데이 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 291
17.10 대진화 292
대진화의 패턴 292
정지 292
창출적응 292
대량멸종 292
적응방산 292
공진화 293
진화론 293
17.11 계통발생 294
분기학 295
17.12 계통발생의 적용 296
보존생물학 296
의학 연구 296
적용: 방향성 선택: 슈퍼박테리아 농장 297


18 생명의 기원과 초기 진화
18.1 생명의 구성요소들의 기원 302
초기 지구의 상태 302
유기물 소단위의 근원 302
번갯불의 에너지로 일어난 대기 중의 반응 303
열수구에서의 반응 303
우주로부터 배달 303
●읽을거리: 로버트 발라드 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 311
18.2 중합체에서 원시세포로 304
세포의 특성 304
대사과정의 기원 304
유전체의 기원 304
원시세포 형성 305
18.3 세포 단위의 초기 생명 306
최초 세포의 특성 306
고대 생명을 찾아서 306
가장 오래된 화석 세포 306
스트로마톨라이트와 산소의 증가 306
초기 진핵생물 307
18.4 진핵생물의 기원 308
진핵생물의 고유한 특성 308
혼재된 유산 308
세포소기관의 진화 308
핵과 소포체 308
미토콘드리아와 엽록체 309
18.5 선캄브리아에 대한 관점 310
적용: 생명체를 찾아서 311


4부 진화와 생물다양성
19 바이러스, 세균 및 고세균
19.1 바이러스 316
바이러스 구조 316
바이러스의 복제 316
박테리오파지 복제 316
HIV 복제 317
19.2 바이러스와 인간의 건강 318
일반적인 바이러스 질병 318
신종 바이러스 질병 318
신종플루-바이러스 재편성 319
●읽을거리: 네이선 울프 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 319
19.3 세균의 구조와 기능 320
세포의 크기와 구조 320
증식과 유전자 교환 320
물질대사의 다양성 321
19.4 세균의 다양성과 생태학 322
남세균(시아노박테리아) 322
그람-양성 세균 322
프로테오박테리아 323
스피로헤타 323
19.5 인간 건강에 미치는 세균의 영향 324
정상 미생물총 324
독소와 질병 324
19.6 고세균 325
세균과의 비교 325
고세균의 다양성 325
19.7 원핵생물의 계통발생학 326
종의 동정 326
영역 간의 관계 326
적용: 바이러스 공유 327


20 원생생물
20.1 원생생물의 분류와 특성 332
다양한 계통의 집합 332
다양한 특성 332
조직의 수준 332
물질대사 332
서식지 333
생활주기 333
20.2 원생생물 세포 구조 334
일반적인 진핵생물의 특성 334
다양한 특성 334
외피 334
운동성 관련 구조 334
수축포 334
엽록체 334
20.3 섭식구굴착류-편모를 가진 세포 335
혐기성 편모류 335
트리파노조마류와 유글레나류 335
20.4 SAR 상위그룹 336
부등편모조류 336
피하낭류 336
리자리아 337
20.5 치명적인 원생생물들 338
말라리아원충의 생활주기 338
말라리아가 건강에 미치는 영향 339
그 숙주의 변형 339
●읽을거리: 켄 뱅크스,
내셔널 지오그래픽 탐험가 339
20.6 원시색소체 원생생물-식물 근연종 340
홍조류 340
녹조류 341
20.7 아메보조아류 342
아메바류 342
점균류 342
20.8 후편모생물 343
적용: 유독한 조류 대발생 343


21 식물의 진화
21.1 육지생활을 위한 적응 348
구조적 적응 348
생활주기의 변화 348
화분과 종자 349
21.2 무관다발식물-선태류 350
이끼류 350
우산이끼류와 뿔이끼류 351
21.3 씨 없는 관다발식물 352
고사리류와 근연분류군 352
석송류 353
21.4 관다발식물의 역사 354
석탄 숲을 위한 작은 가지 354
종자식물의 출현 354
●읽을거리: 제프 벤카,
내셔널 지오그래픽 탐험가 355
21.5 겉씨식물이란 무엇인가? 356
구과류 356
잘 알려지지 않은 겉씨식물 계통 357
21.6 속씨식물?현화식물 358
꽃과 열매 358
속씨식물의 계통 359
21.7 속씨식물이 번성하는 이유 360
빨라진 생활주기 360
수분매개자와의 파트너십 360
열매를 분산시키는 동물 360
적용: 종자 저장 361



22 균류
22.1 균류의 특징과 그룹 366
균류의 특성 366
조직 및 구조 366
물질대사와 영양 366
포자 생산 366
주요 그룹 367
22.2 균류의 생활주기 368
접합균류 368
자낭균류 369
담자균류 369
22.3 균류의 생태학적 기능 370
자연계의 순환자 370
유익한 파트너 370
기생생물 및 병원균 370
●읽을거리: 디앤 리더 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 371
22.4 사람의 균류 이용 372
적용: 병원성 균류의 전파 373


23 동물 I: 주요 무척추동물군
23.1 동물의 특성과 경향 378
공통 특성 378
다양한 체제 378
23.2 동물의 기원과 다양화 380
군체의 기원 380
초기 동물들의 흔적 380
폭발적인 다양성의 증가 380
23.3 해면류 381
23.4 자포동물 382
●읽을거리: 데이비드 그루버 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 383
23.5 편형동물 384
자유생활을 하는 편형동물 384
기생성 편형동물 385
23.6 환형동물 386
다모류 386
거머리류 386
빈모류 387
지렁이 몸 구조 387
지렁이의 생태학 387
23.7 연체동물 388
복족류 388
이매패류 388
두족류 389
23.8 선충 390
23.9 절지동물의 특징 391
관절로 연결된 외골격 391
특수화된 체절 391
변태 391
23.10 절지동물의 하위 그룹 392
협각류 392
지네류와 노래기류 392
갑각류 393
곤충류 393
23.11 곤충의 다양성과 생태 394
곤충의 특성 394
곤충의 생태 394
건강과 경제적 효과 395
23.12 극피동물 396
적용: 바다에서 나온 약품들 397


24 동물 II: 척삭동물
24.1 척삭동물 ? 척추동물과 근연종 402
척삭동물의 특징 402
무척추 척삭동물 402
척삭동물 진화의 개요 403
24.2 어류?물속의 생활 404
무악어류 404
유악어류 404
연골어류 404
경골어류 405
24.3 양서류 ? 최초의 4지류 406
육상으로 이동 406
현대의 양서류 406
다양성의 감소 407
24.4 양막류 408
24.5 현대 ‘파충류’ 409
도마뱀과 뱀 409
바다거북 409
악어 409
24.6 날기에 적합한 조류 410
24.7 포유류 411
털을 가진 젖 먹이 동물 411
현대의 하위그룹 411
24.8 영장류 412
영장류의 특징 412
현대의 하위그룹 413
24.9 인간과 유인원 비교 414
24.10 초기 호미닌 415
24.11 호모(Homo) 속 416
초기의 호모(Homo) 종 416
현대 인류의 해부학적 특징 416
네안데르탈인과 데니소바인 417
플로레스 호미닌 417
●읽을거리: 루이스 리키 박사와 미브 리키 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 417
24.12 인류의 기원과 분산 418
아프리카 기원 418
전 세계로의 확산 418
유전자의 혼합 418
적용: 직립보행의 단점 419


5부 식물은 어떻게 기능하는가?
25 식물조직
25.1 식물체 424
●읽을거리: 마크 올슨 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 425
25.2 식물조직 426
단순조직 426
유조직 426
후각조직 426
후벽조직 426
복합조직 427
표피조직 427
관다발조직 427
25.3 줄기 428
내부 구조 428
줄기의 변이 429
기는줄기 429
뿌리줄기(rhizome) 429
구근 429
구경 429
괴경 429
엽상경 429
25.4 잎 430
내부 구조 430
25.5 뿌리 432
외부 구조 432
내부 구조 433
25.6 1기생장 434
1기생장 434
2기생장 435
25.7 나이테와 오래된 비밀 436
적용: 숲에서 탄소의 격리 437


26 식물의 영양과 수송
26.1 식물의 영양소와 토양에서의 가용성 442
토양의 특성 442
토양은 어떻게 변화하는가? 443
●읽을거리: 제리 글로버 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 443
26.2 영양분 섭취를 위한 뿌리의 적응 444
내피의 기능 444
상리공생 445
26.3 식물 내부로 물의 이동 446
응집력-장력 이론 447
26.4 물 보존 방책 448
26.5 체관의 기능 448
압력유동설 448
적용: 식물 정화 450


27 현화식물의 생식과 발달
27.1 꽃 모양과 기능 456
꽃의 구조 456
수분 457
27.2 새로운 세대의 시작 458
암배우자의 생산 458
수배우자의 생산 458
중복수정 458
27.3 종자와 열매 460
종자: 성숙한 밑씨 460
열매: 성숙한 씨방 460
27.4 현화식물의 무성생식 462
농업적 응용 462
27.5 식물 호르몬 463
27.6 옥신과 사이토키닌 464
27.7 지베렐린 465
27.8 아브시스산과 에틸렌 466
아브시스산(ABA) 466
에틸렌 467
27.9 초기 발달 468
휴면의 중단 468
발아 이후 468
27.10 이동 470
환경적 유발 470
중력 470
빛 470
접촉 471
27.11 반복적인 환경 변화에 대한 반응 472
일간 변화 472
계절적 변화 472
27.12 스트레스에 대한 반응 474
질병에 대한 방어 474
식물은 먹히고 싶지 않다 474
●읽을거리: 그레이스 고보 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 475
적용: 처방약: 초콜릿 476
●읽을거리: 디노 마틴스 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 477


6부 동물은 어떻게 기능하는가?
28 동물의 조직과 기관계
28.1 동물 체제의 개요 482
동물 체제의 조직화 수준 482
동물 신체의 체액 482
동물 구조의 진화 483
28.2 상피조직 484
일반적인 특징 484
상피조직의 종류 484
상피세포 재생과 암 485
●읽을거리: 브렌다 라리슨 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 485
28.3 결합조직 486
일반적인 특성 486
결합조직의 유형 486
28.4 근육조직 488
골격근 488
심근 488
평활근 488
28.5 신경조직 489
28.6 기관계 490
기관과 기관계 490
28.7 피부계 492
사람 피부의 성분 492
태양과 피부 493
28.8 항상성에서의 음성 되먹임 494
적용: 재생조직 495
29 신경계의 조절
29.1 신경계 구성 500
무척추동물의 신경계 500
신경망 500
대칭성 뇌발달계 500
척추동물의 신경계 501
29.2 신경계의 세포 502
세 가지 유형의 뉴런 502
신경교 502
29.3 막전위 503
휴지전위 503
활동전위 503
29.4 활동전위 자세히 알아보기 504
역치 도달 504
실무율 신호 504
활동전위의 축삭 전파 505
29.5 시냅스 506
시냅스의 구조와 기능 506
신호와 수용체의 다양성 507
시냅스 통합 507
시냅스에 영향을 주는 약물 507
29.6 말초신경계 508
체성신경계 508
자율신경계 509
휴식과 소화 509
싸움-도주 509
29.7 중추신경계의 조직 및 체액 510
백질과 회백질 510
뇌척수액 510
29.8 척수 511
구조와 기능 511
마취와 척수 손상 511
29.9 척추동물의 뇌 512
●읽을거리: 다이아나 레이스 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 513
29.10 대뇌피질 514
29.11 감정과 기억 515
변연계 515
기억 형성 515
29.12 뇌 기능 연구 516
전기적 활동 관찰 516
대사 측정 516
뇌 조직 검사 516
적용: 뇌진탕의 충격 517


30 감각 인식
30.1 감각 자극 감지하기 522
감각수용기의 다양성 522
감각 입력 평가하기 522
감각과 인식 522
30.2 일반적인 감각 523
체성감각과 내장감각 523
통증과 통증 완화 523
30.3 화학적 감각 524
후각 524
미각 524
30.4 빛과 시력 526
시각계의 다양성 526
사람의 눈의 구조 526
초점 메커니즘 527
30.5 사람의 망막 528
빛 감지 528
시각적 처리과정 528
30.6 일반적인 시각 장애 529
색맹 529
초점 실패 529
시력의 상실 529
30.7 청각 530
소리의 특성 530
척추동물의 청각 530
●읽을거리: 페르난도 몬테 알레그레 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 531
30.8 균형과 평형 532
적용: 신경인공기관 533


31 내분비의 조절
31.1 동물 호르몬 538
혈액을 돌아다니는 신호 538
호르몬의 종류 538
호르몬 수용체 변화 539
31.2 인간 내분비계 540
31.3 시상하부 및 뇌하수체 542
뇌하수체 후엽의 기능 542
뇌하수체 전엽의 기능 543
호르몬 생장 장애 543
31.4 갑상샘 및 부갑상샘 544
갑상샘호르몬의 대사 및 발달 영향 544
혈중 칼슘농도의 호르몬 조절 545
31.5 송과샘 545
31.6 부신 546
호르몬, 스트레스, 그리고 건강 546
31.7 생식샘 547
31.8 이자 548
혈당의 조절 548
31.9 무척추동물 호르몬 549
당뇨병 549
적용: 내분비계 교란물질 550
●읽을거리: 타이론 헤이즈 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 551


32 구조적 지지와 운동
32.1 동물의 운동 556
●읽을거리: 카카니 카티야 영 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 557
32.2 골격의 종류 558
무척추동물 골격 558
척추동물 내골격 558
32.3 뼈의 구조와 기능 560
뼈의 해부 560
뼈 형성과 순환 560
관절: 뼈가 만나는 곳 561
32.4 골격근의 기능 562
32.5 골격근의 구조 563
32.6 활주-필라멘트 모델 564
32.7 근육 수축의 조절 565
운동신호경로 565
운동단위 565
32.8 근육수축에 필요한 에너지 566
에너지-방출 경로 566
근섬유의 종류 566
적용: 운동과 비활동 567


33 순환계
33.1 순환계 572
개방계와 폐쇄계 572
척추동물의 순환계 572
33.2 인간의 순환계 574
폐순환계 574
체순환계 575
33.3 인간의 심장 576
심장주기 576
심장박동 조율 577
33.4 혈액 성분 578
혈장 578
세포성 성분 578
적혈구 578
백혈구 579
혈소판 579
33.5 심장에서 조직까지 580
동맥의 빠른 혈액운반 580
세동맥에서의 혈류조절 580
33.6 혈압 581
33.7 모세혈관 교환 582
33.8 심장으로 되돌아오는 혈액 583
세정맥과 정맥 583
정맥환류 장애 583
33.9 심혈관질환 584
부정맥 584
죽상경화증 584
심장병과 뇌졸중 585
33.10 림프계 586
림프혈관계 586
림프조직 586
적용: 심장이 멈추었을 때 587


34 면역
34.1 위협에 대한 통합반응 592
세 단계 방어선 592
방어자 593
34.2 첫 번째 방어선?표면 장벽 594
생물학적 장벽 594
생리학적 및 해부학적 장벽 595
34.3 내재면역 메커니즘 596
보체 활성화 596
식균작용 596
염증 597
열 597
34.4 항원수용체 598
항원수용체의 다양성 599
34.5 적응면역의 개요 600
두 종류의 적응면역 600
항원 처리 601
34.6 적응면역 I : 항체-매개 면역반응 602
ABO 혈액형의 항체 603
34.7 적응면역 II : 세포-매개 면역반응 604
세포독성 T 세포: 활성화와 기능 604
자연살해세포의 기능 605
●읽을거리: 마크 머천트 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 605
34.8 잘못된 면역반응 606
너무 활발한 반응 606
알레르기 606
급성질환 606
자가면역 607
면역 회피 607
34.9 AIDS 608
HIV 다시 생각하기 608
전염 608
검사 608
치료법 609
예방 609
적용: 집단 면역 610


35 호흡계
35.1 호흡가스교환 616
가스교환 장소 616
가스교환에 영향을 주는 요인들 616
35.2 무척추동물의 호흡기관 617
35.3 척추동물의 호흡계 618
어류 아가미 618
척추동물의 폐 618
35.4 인간의 호흡계 620
기도 620
폐 621
호흡근육 621
35.5 우리가 숨 쉬는 방법 622
호흡주기 622
호흡조절 623
질식?기도막힘 623
35.6 가스교환과 운반 624
호흡막 624
산소 운반 624
이산화탄소 운반 624
●읽을거리: 신시아 빌 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 625
35.7 호흡기 질환 및 장애 626
단속호흡 626
폐 질환과 장애 626
전염병 626
기관지염, 천식 및 폐공기증 626
적용: 흡연 효과 627


36 소화 및 인간의 영양
36.1 소화계의 진화 632
소화 장소 632
세포내 소화 632
세포외 소화 632
주머니인가 또는 관인가? 632
특화된 영역 633
36.2 사람의 소화관 634
36.3 음식섭취 635
포유류의 입 635
새의 부리 635
36.4 위 636
위의 구조와 기능 636
위장병 636
36.5 소장 637
36.6 소화에서 흡수까지 638
탄수화물의 소화 638
단백질의 소화 638
지방의 소화 638
수분의 흡수 639
36.7 대장 640
36.8 흡수된 유기화합물의 대사 641
36.9 비타민과 무기질 642
●읽을거리: 크리스토퍼 골든 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 643
36.10 건강식품의 성분 644
과일, 채소, 그리고 전곡 644
심장 건강에 좋은 오일 644
살코기와 저지방 우유 645
최소의 가염과 가당 645
36.11 건강한 체중 유지 646
적용: 비만의 급속한 확산 647


37 내부 환경 유지
37.1 물과 용질 균형 652
물과 용질의 획득과 손실 652
배설기관 653
신관 653
말피기관 653
신장 653
37.2 사람의 비뇨계 654
비뇨계의 구성 654
신장의 해부구조 654
네프론 654
관상 구성요소 655
혈관 655
37.3 오줌의 생성과 농축 656
오줌을 생성하는 세 가지 과정 656
사구체 여과 656
세뇨관 재흡수 656
세뇨관 분비 656
오줌의 농축 656
37.4 신장 질환 658
37.5 소변 검사 659
●읽을거리: 셰릴 노트 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 659
37.6 체온 유지하기 660
열의 획득과 손실 660
체온조절의 양상 660
추위에 대한 척추동물의 대응 661
더위에 대한 척추동물의 대응 661
37.7 사람의 체온조절 662
시원하게 유지하기 662
따뜻하게 유지하기 662
적용: 다양한 기후에 대한 유전적 적응 663


38 생식과 발생
38.1 동물의 생식 메커니즘 668
무성생식인가, 또는 유성생식인가? 668
유성생식의 다양성 669
38.2 동물의 발생과정 670
배우자 형성 및 결합 670
난할 670
낭배형성 670
조직과 기관의 형성 671
38.3 조직과 기관 형성 672
세포 분화 672
배아 유도 672
세포자살 673
세포 이동 673
38.4 진화 발생생물학 674
신체 구조에 대한 제약 674
발생 돌연변이 674
38.5 사람의 발생 개요 675
38.6 여성의 생식계 676
여성 생식계의 구조 676
난자 생성과 방출 677
38.7 여성 생식주기 678
난소 및 월경주기 678
사춘기에서 폐경기까지 679
발정주기 679
38.8 남성 생식 기관 680
정소의 기능 680
도관과 부속샘 680
●읽을거리: 스튜어트 니콜 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 681
38.9 난자와 정자가 만날 때 682
성교 682
정자의 여행 682
수정 682
38.10 피임 684
38.11 성병 685
38.12 사람의 초기발생 686
38.13 사람의 특징 출현 688
38.14 태아의 건강과 영향 690
태반의 기능 690
엄마의 건강과 행동의 영향 690
엄마의 영양 691
기형발생원 691
선천적 결손증 연구 691
38.15 출산과 수유 692
출산 692
수유 692
적용: 생식기술 693


7부 생태학의 원리
39 동물의 행동
39.1 행동에 영향을 주는 요인들 698
초파리의 먹이 탐색 698
들쥐의 짝짓기 698
시클리드의 사회적 지위 699
39.2 본능과 학습 700
본능적인 행동 700
학습 행동 700
시간 민감성 학습 700
조건 반응 700
습관화 701
공간 학습 701
사회적 학습 701
모방 학습 701
39.3 동물의 의사소통 702
의사소통 신호의 유형들 702
엿듣는 자와 위장 신호 703
●읽을거리: 이사벨 캐리어 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 703
39.4 번식과 육아 행동 704
교미 방식 704
부모의 양육 705
39.5 집단생활과 사회적 행동 706
집단화의 이익 706
집단생활의 비용 707
협력의 진화 707
39.6 진정사회성 동물들 708
적용: 지금 내 소리를 들을 수 있나요? 709


40 개체군 생태학
40.1 개체군 특성 714
크기, 밀도와 분포 714
개체군 표본추출 715
●읽을거리: 카렌 데마테오 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 715
40.2 개체군 크기와 지수적 생장 716
이입과 이출 716
제로에서 지수적 생장으로 716
번식능력 717
40.3 개체군 생장의 한계 718
밀도-의존 요인 718
로지스트형 생장 718
밀도-비의존 요인들 719
40.4 생활사 패턴 720
출생과 사망 시기 720
r-선택과 K-선택 721
40.5 생활사에 대한 포식의 영향 722
실험 연구 722
어장의 붕괴 723
40.6 인구증가 724
팽창과 혁신 724
출산율과 미래의 증가 725
40.7 경제효과와 자원소비 726
인구변천 726
개발과 소비 727
적용: 캐나다 기러기 관리 727


41 군집 생태학
41.1 군집 생성 요인 732
41.2 상리공생 733
41.3 종간경쟁 734
경쟁의 유형 734
경쟁배타 734
자원분할 735
●읽을거리: 나유타 야마시타 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 735
41.4 포식과 초식 736
포식자와 피식자의 풍부도 736
포식자-피식자의 무기경쟁 736
식물-초식자 무기경쟁 737
41.5 기생생물과 포식기생생물 738
기생 738
포식기생생물 739
생물학적 유해생물 방제 739
탁란 739
41.6 시간이 지나면서 군집은 어떻게 변화하는가? 740
생태천이 740
교란의 효과 741
41.7 단일종의 효과 742
핵심종 742
외래종과 고유종 742
41.8 섬 생물지리학 744
적용: 외래 불개미와의 전쟁 744


42 생태계
42.1 생태계의 특성 750
생산자와 소비자 750
에너지 흐름, 영양소 순환 750
영양 구조 751
42.2 영양 구조의 묘사 752
먹이그물 752
생태 피라미드 753
42.3 생물지화학적 순환 754
42.4 물 순환 754
●읽을거리: 조나단 워터맨,
내셔널 지오그래픽 탐험가 755
42.5 탄소 순환 756
탄소의 저장고와 흐름 756
온실효과 757
42.6 질소 순환 758
질소의 저장고와 흐름 758
순환의 변화 759
42.7 인 순환 760
적용: 독성물질의 전달 761


43 생물권
43.1 지구적 기후 순환 유형 766
계절적 영향 766
공기 순환과 강우 766
지상풍 유형 767
43.2 대양과 기후 768
대양의 해류 768
지역적 효과 768
43.3 주요 생물군계 770
생물군계 간의 차이 770
한 생물군계 내의 유사성 770
43.4 열대우림 771
43.5 더 서늘한 기후의 숲 772
온대낙엽수림 772
침엽수림 772
43.6 불에 적응한 생물군계 773
43.7 사막 774
가뭄에 대한 식물의 적응 774
사막성 피각 774
43.8 북극 툰드라 775
●읽을거리: 케이티 월터 안소니 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 775
43.9 담수생태계 776
호수 776
영양소 함량과 천이 776
계절적 변화 776
하천과 강 777
용존산소의 역할 777
43.10 연안 및 산호초 생태계 778
연안 습지 778
바위 해안과 모래 해안 778
산호초 779
43.11 대양 780
적용: 엘니뇨 효과 781


44 생물권에 대한 인간의 영향
44.1 멸종위협종과 멸종위기종 786
종 감소의 원인 786
과다수확 786
서식지 악화와 단편화 786
알려지지 않은 소실 787
●읽을거리: 폴라 카훔부 박사,
내셔널 지오그래픽 탐험가 787
44.2 사막화와 삼림의 파괴 788
사막화 788
삼림벌채 788
44.3 오염의 영향 790
쓰레기 이야기 790
대기 강하물 791
산성강하물 791
암모늄강하물 791
수은강하물 791
44.4 오존 감소 792
오존층 파괴 792
지표 부근의 오존 오염 792
44.5 지구 기후변화 793
44.6 보전생물학 794
생물다양성의 가치 794
우선순위 정하기 794
보존과 복원 795
44.7 인간의 영향 줄이기 796
적용: 시민 과학자 797


부록
부록 I. 원소 주기율표 800
II. 아미노산 801
III. 일부 주요 신진대사 경로 자세히 보기 802
IV. 인간 염색체의 일반 영어지도 805
V. 끊임없이 변화하는 지구 -
지질 단계에 따른 생명의 변화 806
VI. 측정 단위 808
VII. 자가평가/유전학 문제에 대한 정답 808
용어풀이 812
찾아보기 832