本书共分为8个单元，包括生物学概述、细胞生物学、遗传学、动物、植物、进化学与生态系统等内容，配合全彩插图能够培养读者对生物学学习的兴趣。“重要的生物过程”“关键学习成果”“调查与分析”“本章回顾”“本章测验”等版块能够帮助读者更好地理解和掌握每个章节的内容，锻炼生物学学习的逻辑思维与读懂图表的能力，这些能力为深入学习生物学打好基础。
1665年，罗伯特 · 胡克在一台自制的显微镜下观察软木塞的薄切片，他看见了蜂巢一般的小室，把它们称作“细胞”，尽管后来发现那些“细胞”都是死亡的，但这却是人类在生命世界微观领域探索的“月球第一步”。
随着研究的深入，人类发现生命的组成拥有丰富的结构层次。细胞中拥有各司其职的细胞器，一些相似的细胞构成组织，组织形成更高级的器官、系统、个体，最后由个体组成种群和群落，群落与环境交互作用组成生态系统。在形成更高级层次的同时，能够拥有新的特性，这就是生命的涌现性。生命的涌现性带来了丰富多彩的生命奥秘，也因此令生物学的学习充满挑战。许多学习生物学的学生可能会因其庞大的知识网络发愁，记忆这些琐碎的知识要点谈何容易！在本书中，作者借助图示帮助读者理解这些纷杂的知识要点，这足以使单调的记忆方式产生质变。也有一些读者可能对数量繁多的生物学名词感到为难，但我们的作者乔治 · B.约翰逊博士提醒：“相比记忆晦涩的生词，理解生命的动态过程才是学习过程中极其重要的关键环节。”
乔治 · B.约翰逊博士在书写本书的过程中，也在鼓励任何一位学习生物学的读者朋友树立实验思维，积极提出问题，作出假设，设计实验（或者研究论文、报告），获取数据，从而得出可靠的结论。尽管书名为《生物学的思维方式》，但本书所及并非仅仅为学习生物学需要拥有怎样的思考，内容上则更贴近高校生物学专业课程——普通生物学。普通生物学讨论广泛的生物学，包含众多生物学分支学科的知识，可视作生命科学导论，非常适合生物学专业的学生或对生物学感兴趣的大众读者入门学习。
《生物学的思维方式》鼓励读者利用生物学思维思考所有与生命有关的问题，希望本书能为求知的读者在探索生命科学之路上提供一丝启发。在探索生命科学的过程中，希望每一位求知者能够了解地球上每个生命存在的美妙，及其与人类活动的意义，并因此担负起保护这个星球的责任，与自然和谐共处。
本书体量丰富，翻译工作量庞大，翻译团队的全体成员远超于封面所能呈现的，每一位参与工作的老师同样重要，在此向他们表达诚挚的谢意。受CIP数据所登记的译者人数所限，借出版后记详细说明各位老师在本书中参与的具体工作：沈剑老师对本书第二单元、第三单元的翻译工作与词汇整理工作，刘宠老师对本书第一单元、第六单元与附录的翻译工作，赵蕴阳老师对本书第四单元、第七单元的翻译工作，张振兴老师对本书第四单元、第五单元、第六单元、第八单元与词汇表的翻译工作和对全书的审校工作，付雷老师对本书前言、致谢与第六单元的翻译工作和翻译统筹工作，王海涛老师对全书的审校工作。
由于编者能力有限，本书可能依然存在少许问题，如有发现，欢迎指正。
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著者简介
乔治·B. 约翰逊，华盛顿大学圣路易斯分校生物学荣誉退休教授，华盛顿大学医学院遗传学教授。他教授生物学和遗传学课程已超过三十五年，同时热衷于研究群体遗传学和进化论，已撰写了五十多篇科学期刊出版物。他撰写生物学教材三十余年，拥有丰富的写作经验，已出版七本教科书。
译者审校简介
沈剑，译者，九三学社社员，东北师范大学生命科学学院细胞生物学专业硕士。现任江苏联合职业技术学院常州卫生分院讲师。
刘宠，译者，本科及硕士研究生阶段均从事生命科学专业的学习和研究，现从事高中生物课程教学。
赵蕴阳，译者，美国华盛顿州立大学农学院博士。现任职礼来制药公司。
张振兴，译者、审校，东北师范大学生命科学学院副教授，从事流域尺度的河渠廊道系统生态恢复研究。
付雷，统稿，浙江师范大学教师教育学院讲师，科普作家，主要从事生命科学教育研究。
王海涛，审校，东北师范大学生命科学学院教授、博士生导师，鸟类学研究组负责人，任中国动物学会鸟类学分会副主任委员、中国动物学会理事等。
作者简介 4
前言 5
致谢 10
0 研究生物学 2
第 1 单元 | 生命的研究
1 生物科学 16
第 2 单元 | 活细胞
2 生命的化学 36
3 生命的分子 54
4 细胞 74
5 能量与生命活动 112
6 光合作用：从太阳获取能量 126
7 细胞如何从食物中获取能量 146
第 3 单元 | 生命的延续
8 有丝分裂 166
9 减数分裂 186
10 遗传学基础 202
11 DNA：遗传物质 238
12 DNA 的工作机制 258
13 基因组学与生物技术 280
第 4 单元 | 进化与生命的多样性
14 进化与自然选择 310
15 生物的命名 350
16 原核生物：最早的单细胞生物 370
17 原生生物：真核生物的出现 394
18 真菌侵入陆地 418
第 5 单元 | 动物的进化
19 动物门的进化 436
20 脊椎动物的历史 474
21 人类如何进化 502
略
新版亮点
基因编辑 自本书上一版以来，最激动人心的进展是引入了一种名为CRISPR的易于使用的新工具，该工具允许研究人员编辑基因，这一前景既充满希望又有点可怕。与科学中的许多进步一样，这一进步是分阶段进行的，如 13.4节所述。该工具基于在细菌DNA中发现的特殊碱基序列，该序列包含两个元素。第一段序列（“I. D. ”序列）是与在病毒中发现的相同的 30个碱基的短序列。第二段序列（“kill”序列）在转录成 RNA 时会折叠回环，形成发卡结构，DNA切割核酸酶与之结合。细菌使用这个系统来对抗感染病毒：第一段序列将转录RNA与入侵病毒的DNA结合，从而允许所附的第二段序列将病毒DNA切成碎片。是什么使它成为基因工程师的强大工具？替换病毒的“I. D. ”序列是一件简单的事情，替换的序列为一段具有 30个碱基的不同序列，它用于识别研究人员希望破坏或修改的其他一些基因。就像改变信封上的地址一样，研究人员可以将“kill”序列发送到基因组中的任何地址。
CRISPR可以消除疟疾或寨卡病毒吗 2016年，研究人员开始测试 CRISPR 对“基因驱动”的可能性。如 13.4节所述，其想法是利用CRISPR来替换“I. D. ”序列。这是一段精心构建的动物序列，其中包含一个新的“I. D. ”序列和 CRISPR序列的副本。当编辑基因后的动物繁殖时，包含CRISPR序列的染色体将在受精卵中与另一个亲本的正常染色体配对——并将其转换为包含CRISPR的染色体！一系列的连锁反应下，CRISPR序列将在整个种群中传播。如果是在蚊子种群中，这种做法说不定能一击消灭疟疾或寨卡病毒！
地球工程对抗全球变暖 应对全球变暖也取得了重要进展。随着大气中CO2含量达到200万年以来的高位，并且在减少排放方面进展艰难，设计地球气候可能是对抗全球变暖的最大希望。38.4节中描述的两种所谓的地球工程方法正在被评估。一种是通过给地球的海洋施肥以诱导大规模的光合作用来去除大气中的CO2。地球上的海洋富含海藻，它们的生长主要因缺乏铁而受到限制（铁是叶绿素的关键成分）。在实验室中，向海水中添加一磅铁可以从空气中去除多达100,000磅的碳！非常有争议的小规模试验表明，藻华是由铁施肥产生的，当藻华沉入海底，碳还是会回到大气中。第二种地球工程方法是将硫酸盐气溶胶注入大气中，以反射阳光。上层平流层变成一面镜子，将太阳光线反射回太空。因此，即使CO2水平继续上升，世界气候也不会变暖，因为照射到CO2分子的光较少。虽然这种方法从未经过测试，但似乎很实用。
埃博拉疫情 2014—2015年，西非三个人口稠密的国家暴发埃博拉疫情，感染人数超过 24,000，其中一半人死亡。据 16.10节中描述，埃博拉疫情的影响从未有如此大的规模。
在其他行星上寻找生命 二十多年来，天文学家一直在探测围绕遥远恒星运行的行星。如第16.2节所述，已识别出10,000多个行星。它们中的任何一个可能像地球一样容纳生命吗？ 2016年 7月 23日，天文学家宣布他们发现了一颗候选行星，它围绕一颗距地球 1,400光年的恒星运行。这颗行星是开普勒 452b，它绕着一颗非常像我们的太阳的恒星运行，公转只比地球多20天。开普勒452b上的温度可能类似于温水——与地球上的热带地区没有什么不同。它的质量似乎是地球的五倍左右，这意味着它很有可能像地球一样由岩石构成，而不是像海王星那样的气态星球。
重温双螺旋结构 大多数文章对沃森和克里克如何发现DNA分子是双螺旋结构的历史的记录都存在错误。如在 11.3节中描述的那样，罗莎琳德·富兰克林没有获得DNA的 X射线衍射图以及没有发现DNA分子是螺旋的。在富兰克林作为博士后来到威尔金斯的实验室学习X射线技术的一年前，威尔金斯发现并发表了DNA是螺旋结构的（在诺贝尔奖的说明中明确指出这一发现是威尔金斯获得诺贝尔奖的50%的原因）。
寨卡病毒威胁孕妇 2016年巴西突然暴发了小头畸形（新生儿头部和大脑发育不全），这是由蚊子传播的寨卡病毒引起的。一种常见的热带病毒寨卡病毒（16.10节）已经能够导致一种致命的疾病。
认识丹尼索瓦人 当从西伯利亚发现的古代指骨中提取DNA并对其测序后，研究人员获得了一段人类的序列，但不同于尼安德特人和晚期智人，而是一类新的人种。新人种被称为丹尼索瓦人（以发现指骨的洞穴的名字命名），在过去几年中已证明他们与尼安德特人和晚期智人杂交（21.7节）。多达8%的晚期智人的DNA来自尼安德特人和丹尼索瓦人。你的基因组是由三个不同物种的基因拼凑而成。
父亲的年龄影响基因疾病 在冰岛，许多代人的出生和婚姻都有精确的记录，因此不仅可以确定一个人拥有哪些突变，还可以确定他们是从谁那里继承来的，以及受孕时父母的年龄。 如 11.5节中所述，数据中出现了一个意想不到的发现：绝大多数新突变发生在父亲身上，而受孕时父亲的年龄越大，孩子发生基因突变的可能性就越大。简单地说，年长的父亲更有可能生出患有基因疾病的孩子。
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