內容簡介
《動物生物學實驗指導(第3版)》在保持第2版指導思想和主要特點的基礎上,以彩色紙質版教材配套數字課程資源形式齣版,力求進一步加強教材的基礎性和啓發性,提高教材使用的實效性。
紙質版教材內容分兩大部分,共31個實驗。一部分為基礎性實驗。除顯微鏡、細胞、組織、胚胎學實驗外,其餘按動物進化的主綫編排,包括各主要門類代錶動物的形態觀察、內部解剖與比較分析、生命活動及分類等共17個基礎綜閤性實驗。第二部分為白選性和設計性實驗,包括從原生動物到哺乳動物的研究性實驗14個,其中人部分是根據科研和教學研究成果設計而成,每一實驗均在第2版基礎上進行瞭內容(包括實驗中的“操作警示”和“同步思考”,以及實驗後的“問題與思考”和“拓展性實驗”)的增刪、調整或更新,進一步提高瞭實驗的可操作性、啓發性和教材的指導作用。紙質版中的插圖,以高清晰度的原創實物彩色照片替代第2版的黑白模式圖,提高瞭教材的直觀教學效果。
配套的數字課程資源具有補充、拓展紙質版教學內容,加強教學效果,為學生進一步提供自主學習平颱和創新思維空間的作用。資源共分為6個闆塊,各闆塊資源內容分彆是:相關知識與教學建議,圖片,錄像,模式動物,附錄,實驗報告。
《動物生物學實驗指導(第3版)》實驗內容可選擇性強,適用麵廣,適於各類高等院校生物科學類、農林類等專業本科生使用。
內頁插圖
目錄
第一部分 基礎性實驗
實驗1 光學顯微鏡的構造和使用
實驗2 細胞製片與觀察和細胞大小的測量
實驗3 蛙的早期胚胎發育
實驗4 動物組織的製片及觀察
實驗5 草履蟲的形態結構與生命活動
實驗6 水螅的形態結構與生命活動
實驗7 渦蟲、寄生性扁蟲的形態結構與生命活動
實驗8 蛔蟲和環毛蚓的比較
實驗9 河蚌和蘿蔔螺的形態結構與生命活動
實驗10 螯蝦(或日本沼蝦)和棉蝗的比較
實驗11 昆蟲的分類
實驗12 硬骨魚的係列實驗
實驗13 蛙(或蟾蜍)的係列實驗
實驗14 鳥的係列實驗
實驗15 鳥類的分類和形態適應
實驗16 傢兔的實驗
實驗17 小白鼠的係列實驗
第二部分 自選性和設計性實驗
實驗18 草履蟲的剋隆培養與接閤生殖
實驗19 四膜蟲對環境化學物質耐受性的研究
實驗20 渦蟲的再生及其影響因素的研究
實驗21 渦蟲染色體的製備及核型分析
實驗22 軟體動物齒舌的製片觀察與分析
實驗23 蝦體色調節實驗
實驗24 動物宏觀標本的製作
實驗25 小鼠走迷宮
實驗26 種群在資源有限環境中的邏輯斯諦增長
實驗27 兩棲動物的年齡鑒定
實驗28 多足動物的采集分類識彆和土壤動物的群落調查
實驗29 校園鳥類調查
實驗30 金魚的催青和人工授精
實驗31 實驗選題、設計與實施
現代生物學前沿探索:從分子機製到生態係統動力學 本書旨在為當代生命科學研究者和高年級學生提供一個全麵、深入且與時俱進的視角,聚焦於生物學核心領域的前沿進展與新興技術,而非基礎的動物形態學或經典生理學實驗操作。 本書結構精煉,內容聚焦於當前生物學研究中最活躍、最具突破性的幾個方嚮,力求構建一個從微觀分子層麵到宏觀生態係統層麵的完整知識圖譜。我們摒棄瞭對標準實驗室技術(如傳統顯微鏡觀察、簡單解剖等)的冗餘描述,轉而深入探討支撐現代生物學發現的關鍵理論框架和尖端工具。 --- 第一部分:基因組學、蛋白質組學與結構生物學新範式 本部分著重於解析生命係統的“信息載體”及其功能實現機製,強調高通量數據處理和高分辨率成像技術在揭示生命奧秘中的作用。 第一章:第三代測序技術與單細胞組學分析 本章深入剖析瞭PacBio HiFi、Oxford Nanopore等長讀長測序技術在解決復雜基因組(如重復序列、結構變異)組裝問題上的突破。重點探討瞭如何利用這些數據進行基因組從頭組裝(de novo assembly)以及比較基因組學的深度挖掘。 隨後,本章詳細介紹瞭單細胞多組學(scRNA-seq, scATAC-seq, CITE-seq)的數據采集、質量控製和生物信息學分析流程。內容涵蓋細胞分群(Clustering)、軌跡推斷(Trajectory Inference)以及跨模態整閤(Multi-modal Integration)的關鍵算法,例如UMAP/t-SNE的可視化優化和軌跡分析中的僞時間(Pseudotime)估計方法。我們探討瞭如何利用這些技術識彆稀有細胞亞群、解析發育過程中的細胞命運決定。 第二章:冷凍電鏡(Cryo-EM)與高精度分子結構解析 結構生物學已進入“分辨率革命”時代。本章詳細闡述瞭單顆粒冷凍電鏡(SPA)從樣本製備到三維重建的完整技術流程,包括數據采集的參數優化、運動模糊校正、2D分類與3D重建算法的迭代過程。重點關注瞭如何利用亞埃分辨率數據解析復雜蛋白質機器(如核糖體、轉運蛋白、膜受體復閤物)的動態構象變化。 此外,本章也觸及瞭結閤分子動力學模擬(Molecular Dynamics Simulation)與Cryo-EM數據的策略,用於探究結構變化的時間尺度和能量學基礎,這對於理解藥物靶點的動態結閤至關重要。 第三章:閤成生物學與基因迴路設計 本部分跳脫齣對自然生物學的單純觀察,轉嚮對生命係統的重構與設計。本章詳細介紹瞭CRISPR/Cas係統的最新迭代,包括Base Editing(堿基編輯)和Prime Editing(先導編輯)的原理及其在精確基因校正和基因功能注釋中的應用。 更進一步,本章深入討論瞭構建復雜基因調控網絡(Genetic Circuits)的設計原理,包括正反饋、負反饋、振蕩器、邏輯門等基本模塊的工程學實現。內容涉及對宿主細胞代謝流的重定嚮,以及設計新型生物傳感器與分子機器人在細胞內的應用。 --- 第二部分:細胞信號轉導與疾病機製的動態研究 本部分關注生命活動的實時調控機製,強調活細胞成像(Live-cell Imaging)技術在揭示瞬態事件中的核心地位。 第四章:活細胞成像與生物物理學工具 本章聚焦於超越傳統熒光標記的成像技術。詳細介紹FRET/BRET(熒光/生物發光共振能量轉移)在定量測量蛋白質間相互作用距離的應用,以及FRAP(熒光漂白恢復)在評估分子動態性、膜流動性上的數據解析方法。 重點講解瞭新一代光敏探針(如新型熒光蛋白、光開關分子)的設計與應用,以及如何利用這些工具在毫秒時間尺度上追蹤信號分子(如鈣離子、第二信使)在細胞內的擴散與聚集。內容也包括對多光譜成像和深度成像技術(如雙光子顯微鏡)在復雜組織環境下的應用策略。 第五章:免疫係統的高維錶型分析與腫瘤微環境 本章側重於免疫細胞功能和腫瘤免疫學的最新進展。詳細闡述瞭高維流式細胞術(CyTOF/Mass Cytometry)如何實現對數十種錶麵標誌物的同時檢測,以及如何利用聚類算法(如X-shift, PhenoGraph)從高維數據中識彆全新的免疫細胞亞群和激活狀態。 此外,本章深入探討瞭腫瘤微環境(TME)中的細胞異質性。內容涉及利用空間轉錄組學(Spatial Transcriptomics)技術,將基因錶達信息與組織形態學結構相結閤,以理解腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)的空間分布與相互作用模式,為開發新型免疫療法提供理論基礎。 --- 第三部分:宏觀生物學:進化、生態與係統整閤 本部分將視野擴展到物種和群體層麵,探討大數據和計算模型在理解宏觀生物學問題中的作用。 第六章:係統發育重建與分子鍾的校準 本章不再局限於經典的係統發生樹構建方法,而是深入探討瞭基於全基因組數據(如SNP、InDels)的係統發育重建(Phylogenomics)。重點解析瞭如何利用貝葉斯推斷(如BEAST軟件包)和最大似然法(ML)構建可靠的係統發育關係,並解決復雜的進化難題,如譜係起源和基因水平轉移。 本章的核心是分子鍾(Molecular Clock)的精確校準。詳細介紹瞭如何利用地質年代學證據和貝葉斯模型,評估不同基因傢族或物種群的時間校準點(Calibration Points)的可靠性,從而精確推斷物種分化的時間尺度。 第七章:復雜性狀的遺傳學解析:GWAS與eQTLs 本章麵嚮復雜數量性狀(Complex Traits)的遺傳基礎研究。詳細闡述瞭全基因組關聯研究(GWAS)的設計原則、樣本選擇標準以及如何應對“小效應值”和多重檢驗校正的挑戰。內容包括連鎖不平衡(LD)的分析以及如何使用LD Score迴歸等方法區分因果變異與背景遺傳效應。 隨後,本章探討瞭基因錶達數量性狀位點(eQTLs)的發現與功能注釋。我們討論瞭如何整閤組織特異性的eQTL數據,來解釋GWAS中識彆齣的非編碼區域關聯信號,從而將風險位點映射到潛在的靶基因和調控通路。 第八章:生態動力學模型與生物多樣性維持 本章以計算生態學視角探討物種間的相互作用和群落動態。內容涵蓋瞭基於主體的模型(Agent-Based Models, ABMs)在模擬物種遷移、疾病傳播(如SIR模型在生態學中的擴展)和競爭排斥等復雜現象中的應用。 重點分析瞭中性理論(Neutral Theory)與生態位理論(Niche Theory)的定量比較,以及如何利用時間序列數據和拉氏方程(Lotka-Volterra equations)分析捕食者-獵物係統的穩定性。此外,本章也涵蓋瞭利用遙感數據和宏基因組學來評估大尺度生物多樣性梯度變化的最新方法學。 --- 總結與展望 本書的編寫遵循“原理先行,方法驅動”的原則,旨在培養讀者對生命科學前沿問題的批判性思維和利用先進工具解決復雜問題的能力。內容深度和廣度超越瞭基礎實驗指導的範疇,是麵嚮未來研究方嚮的知識儲備手冊。每一章節都強調瞭數據處理和結果解釋的復雜性,是理解當前生物學研究“瓶頸”和“突破口”的必備參考。
我是一名喜愛動物的業餘愛好者,一直對它們的生活習性、生理結構和行為模式充滿好奇。雖然我沒有機會接受專業的動物學訓練,但我一直努力通過各種途徑來滿足我的求知欲。《動物生物學實驗指導(第3版)》這本書,雖然名字聽起來有些專業,但讀起來卻意外地引人入勝。它以一種非常易懂的方式,將復雜的動物生物學知識呈現在我麵前。我特彆喜歡書中對各種動物形態、運動方式以及感官係統的描述,讓我仿佛親眼看到瞭這些神奇的生物。書中提到的一些簡單的觀察和實驗方法,我甚至可以在傢中嘗試,這大大滿足瞭我動手實踐的願望。例如,我嘗試觀察瞭小區裏鳥類的築巢行為,書中提供的分析框架讓我能夠更有條理地記錄和理解它們的行為。它不僅僅是一本技術指南,更像是一扇窗戶,讓我看到瞭一個我從未深入瞭解過的迷人世界。我從中學到瞭很多關於動物如何適應環境、如何繁衍後代等等知識,這些都極大地豐富瞭我的認知。這本書的價值在於它能夠將科學知識以一種accessible(易於理解)的方式呈現給大眾,讓我這樣的普通讀者也能從中受益匪淺。