杨天林著的《生物的故事/科学的故事丛书》全书将科普融入到故事当中，主要通过一系列故事让那些科学巨人走进读者心中，希望通过他们的成长经历、探究过程给读者以启迪。收录了十一章内容，包括生命起源的化学基础、寻找生命的源头、植物：自养生命的成功范例、动物：异养生命的多样表现等。

生物学关注的不仅仅是生命现象，还有与生命现象有关的丰富知识。从最早的定性描述，到当前的分子生物学和基因表达，可佐证生物学的博大精深。

杨天林著的《生物的故事/科学的故事丛书》生动讲述了化石的形成、动植物概况、近代生命科学的兴起、生物进化、19世纪生物学的新突破、DNA的结构和功能的发现及基因工程等生物学发展的基本历程，从中可以发现生命源头的重要力量，了解植物和动物的边界，明白鸟类是如何起源和演化的，感受生物学家和他们的科学人生。全书力求通过一系列故事让那些科学巨人走进读者心中，希望通过他们的成长经历、探究过程给读者以启迪，在通识教育和素质教育方面做了一个很好的尝试，有助于读者理清生物科学的发展脉络。

总序 科学中有故事 故事中有科学

前言

第一章 生命起源的化学基础

 一、原始海洋——孕育生命的摇篮

 二、原始大气对生命起源的重要性非同凡响

 三、环境的力量不可小觑

 四、小分子合成：生命形成的基本准备

 五、从合成到复制的神话（一）：蛋白质

 六、从合成到复制的神话（二）：DNA和RNA

 七、生命源头的重要物质（一）：ATP

 八、生命源头的重要物质（二）：叶绿素

第二章 寻找生命的源头

 一、细胞：生命进化的重要阶梯

 二、细菌：最古老的生命形式

 三、藻类：没有种子，也不会开花结果

 四、真菌：游离在植物与动物之间

 五、微生物：不仅仅是微小的生物

 六、病毒：在流浪中寻找衣食父母

 七、原生生物：寄生生活也丰富多彩

 八、源头在哪里

第三章 植物：自养生命的成功范例

 一、植物登上陆地

 二、植物的生长策略

 三、植物演化

 四、植物的结构

 五、植物的器官

 六、植物的生命周期

 七、光合作用和蒸腾作用

 八、被子植物

 九、被子植物的起源和进化

 十、动物对被子植物进化的影响

第四章 动物：异养生命的多样表现

 一、前寒武纪：动物真的很原始

 二、古生代：温暖水域的生命绝唱

 三、中生代：爬行动物的世纪挽歌

 四、飞上天空

 五、鸟类的起源和演化

 六、新生代：哺乳动物的史诗表演

 七、动物心理的进化

第五章 近代生命科学的兴起

 一、维萨留斯和他的人体结构

 二、探究血液循环

 三、显微镜：认识生命微观结构的新工具

第六章 生物需要进化

 一、为生物分类

 二、布封和他的《自然史》

 三、拉马克：寂寞而执着的坚守

 四、居维叶的思想及其影响

 五、关于进化思想的思考

第七章 达尔文：孕育生物进化树

 一、大学岁月

 二、航海考察

 三、《物种起源》的写作和出版

 四、进化论诞生的历史背景和科学基础

 五、进化论的主要思想

 六、进化思想引起的争论

 七、进化之外的收获

 八、对达尔文及其思想的评价

 九、进化论的意义及给予我们的启示

第八章 生物学的新突破

 一、细胞学说的提出

 二、微生物学的诞生：巴斯德的故事

 三、遗传学的创立：孟德尔的故事

 四、为实验生理学奠基

第九章 从遗传因子到基因

 一、在孟德尔研究的基础上

 二、摩尔根和他的《基因论》

第十章 发现DNA的结构和功能

 一、核酸组成和结构基元的发现和证实

 二、DNA是遗传的信息载体

 三、结构逐渐清晰

 四、DNA双链模型的建构：沃森和克里克的非凡创造

 五、结构的延伸

 六、遗传密码的阐释和应用

 七、基因工程

 八、没有核酸，就没有生命

第十一章 生命物质的合成及性能

 一、合成蛋白质

 二、发现叶绿素的结构和性能

参考文献

后记

一、原始海洋——孕育生命的摇篮

原始海洋是孕育生命的摇篮。在一段相当漫长的时间里，化学演化的进程从来没有停止过，它们悄然无声地改变着封闭的环境和死寂的一切。一个动态可感的生命形态和具有生命节奏的平衡体系即将建立起来。

一般来说，迈向生命要经过四道门槛。

第一道门槛是传统意义上的化学反应。从最早的小分子开始，经过循序渐进或混沌无序的化学反应，直到最初的核苷酸出现。水、甲烷、二氧化碳、硫化氢、氢气、氨气等都是这一类小分子。在原始地球条件下，这类小分子通过极其简单的化学反应，不断生成新的物质，这些物质有可能成为构成原始生命的基石，后者逐步向具有生命特征的方向靠近。

第二道门槛是信息传递。其特征是能够传递生命信息的分子已经形成。自此开始，意味着生命起源已经从化学合成向自然选择的方向进化。

第三道门槛是原细胞生命的出现。这个有一层膜包裹的原细胞才是具有生命意义的第一个单元，它们已经具有了不同于一般物质的特点，比如，能够直接复制生命的某一单元，而不再是从最基本的小分子开始反应。

第四道门槛是细胞生命的出现。主要包括两个阶段：一个是原核细胞阶段，这一阶段形成了今天的细菌；另一个是真核细胞阶段，结果形成了今天更高级的生物和一些被称为原生生物的微生物。通过细胞问的结合、分化、仿效、信息传递和协作等，真核细胞孕育出了多细胞生物，所有的植物、真菌、动物，都由此分化而成。

二、原始大气对生命起源的重要性非同凡响

一个以每秒11.2千米的初速度向上发射的物体将永远不再返回地球，我们把这个每秒11.2千米的初速度叫作地球的逃逸速度。任何一个天体的逃逸速度都可以根据它的质量和体积的大小计算出来。

地球上空的大气在不断运动着，这些气体的分子或原子的运动速度遵循着经典的麦克斯韦一玻耳兹曼定律，如果它们的垂直上升速度大于每秒11.2千米，它们将会告别地球而进入星际空间，永远不再返回。

这实际上意味着，地球上的大气层是会“漏气”的。所幸的是，运动速度超过逃逸速度的气体分子所占的百分比极其微小。“漏”出去的当然是少量最轻的分子，如氢、氦。因此，今天的大气层中只有微不足道的氢和氦就不足为怪了。

在整个宇宙中，氢、氦、碳、氮和氧是最主要的元素。在这样一个氢充斥宇宙空问的情况下，碳可以与氢化合生成一种称作甲烷的气体，这可能就是宇宙深处某些行星上存在液态甲烷海洋的原因。氮与氢化合生成氨，氧与氢化合生成水。地球原始大气层中含有较多的氨、甲烷和水蒸气可能与此有关。当然，只有当温度降低到一定程度时，大气层中的水蒸气才会形成雨滴落在地表上。

原始地球上的紫外线辐射也许要强烈得多，它促使大气上层的水分子分解为氢和氧。这种光解反应在宇宙空间处处都能见到。另外，某些细菌在可见光的作用下也可以把水分解为氢和氧。一些活性氢原子被编制进碳形成的长链中，在那些具有生物活性和生命特征的复杂分子中找到了新的居所，成为生命的重要组成元素；另一些氢在缓慢的运动中可能永远地离开了地球而穿越在星际之间。氧则直接进入大气层，成为大气的一种组分。但氧气是一种比较活泼的物质，它容易与某些分子发生反应，如与甲烷反应形成二氧化碳和水，与氨反应形成氮气和水。

在最初的海洋中，生命所引起的反应破坏了氮的化合物，把氮分子释放出来，这成为地球大气层中氮气来源的重要因素之一。

地球大气中的甲烷和氨很缓慢但极其稳定地通过化学变化转化为氮和二氧化碳。由于有了那些最简单和最原始的生命，地球上的大气才从以氨和甲烷为主转变到以氮和氧气为主。这种由还原型大气向氧化型大气的转变一般需要20亿年甚至更长的时间才能完成。

在这样一个大气层覆盖的地球上，与其他行星（如金星）相比，温室效应相对较弱。地球上覆盖着由水组成的汪洋大海，而大气中自由状态的氧则变得更多。

我们甚至可以推测，一部分氮通过光催化和雷电作用转化为氮氧化物，再通过降雨落在地表，与地壳中的矿物质发生缓慢作用形成硝酸盐。一部分二氧化碳在植物的新陈代谢中被固定下来，同时释放氧气，剩下的二氧化碳就成为大气的一种成分，同时也参与大气圈、水圈和岩石圈的自然循环。一部分氧气在动物的新陈代谢过程中被消耗掉，同时释放二氧化碳。当然，这只是一个粗略的假设。

在类似这样的大气层下，原始的生命形态只能靠把复杂的化学物质分解成简单的化学物质而释放出的能量来维持生存。与此同时，外在的自然力又把简单物质变成复杂物质。后来的某个时期，出现了臭氧层，这些新生的臭氧层在一定程度上阻隔了紫外线，曾一度破坏了原始的自然环境和生态平衡，结果给当时的生命造成了某种危机。（P2-4）

科学的源头在哪里？科学是如何发展起来的？在人类社会的发展和变革中，科学曾经产生了怎样的影响？我们对宇观世界的认识、对宏观世界的认识、对微观世界的认识是如何得来的？

翻开“科学的故事丛书”，你一定能找到属于自己的答案。

作者在容量有限的篇幅中，将有关基础知识、理论和概念融合成一体，在一些领域也涉及前沿学科的基本思想。阅读“科学的故事丛书”，有助于读者从中了解自然演变和科学发展的真实过程，了解散落在历史尘埃里的科学人生及众多科学家的人文情怀，了解科学发展的线索，了解宇宙由来及生命演化的奥秘。借此体验科学本身的魅力，以及它曾结合在文化溪流中、又散发出来的浓烈异香。

本套丛书中，有古今中外著名科学家的趣闻轶事，有科学的发展轨迹，有自然演化和生命进化的朦胧痕迹，有发现和创造的艰难历程，也有沐浴阳光的成功喜悦。丛书拟为读者开辟一条新路径，旨在换个角度看科学。我们将置身于科学精神的溪流中，潺潺而过的是饱含科学韵味的清新语言，仿佛是深巷里的陈年老酒，令人着迷甚至痴醉。希望读者能够通过阅读启发心智、培养情趣、走进神圣自然、感知科学经典。

英国著名历史学家汤因比(Amnold Joseph Toynbee)曾说：“一个学者的毕生事业，就是要把他那桶水添加到其他学者无数桶水汇成的日益增长的知识的河流中。”本套丛书就是一条集合前人学者科学智慧的小溪，正迫不及待地汇入知识河流中，希望能够为不同学科、不同领域间的沟通和交流起到媒介、引导作用，也期望更多对自然科学感兴趣的爱好者能够在阅读中体验到一份来自专业之外的惊喜和享受。

本套丛书的写作花费了近三年时间，但与此有关的积累和准备工作远超过十年。对文学的爱好和对科学的执着使我找到了一个好的契合点，那就是尽可能用文学的语言讲述科学发展的历程及著名科学家的故事。工作之余，我的几乎所有业余时间的写作都与科学和文化有关。

此时此刻正是北方的春天，窗外渐浓的绿色和灿烂阳光似乎传递着自然的某种气息和对生命的某种祈盼。我首先要感谢科学出版社科学人文分社的侯俊琳社长，没有他的发现和耐心细致的督促，就不会有系统的“科学的故事丛书”的出现。

2015年春天，当俊琳社长与我讨论关于丛书的策划和内容时，我深深感到一位出版人的远见和博大胸怀。这是一件非常有意义、也很有吸引力的工作。我认为，我们的一切发展都必须以脚下的历史为根基。只有在传承科学积淀和历史文化的基础上，我们才能将人类的科学文化发扬光大，并进一步开创美好的未来。以往，在自然哲学和自然科学方面，我们忽视了对历史的关注，本套丛书的出版就是为了弥补这方面的不足。

书中配了适量有趣的漫画插图，线条流畅、幽默风趣，与文字配合默契，使所叙述的故事更加生动、直观和亲切，使读者平添一种身临其境的感觉。本套丛书面向的是那些具有中学以上文化程度的读者，他们对数学、物理学、化学、生物学、天文学、地理学和自然的基础知识有一定了解和理解，同时渴望知道科学的起源，渴望走近源头汩汩不息的溪流。

感谢所有为本套丛书的出版付出心血的人，感谢科学出版社相关领域的专家和审稿人为丛书的面世所做的大量工作，作者从中受益良多。特别感谢本书的责任编辑朱萍萍、张莉、田慧莹、程凤、张翠霞、刘巧巧等老师，他们本着精益求精的原则，对书稿的质量进行了严格把关，在审读、加工和校对的各个环节都表现出了高度的专业精神和责任感。感谢中国科学院自然科学史研究所张柏春所长和关晓武研究员的关心和支持，感谢潘云唐、郭园园、刘金岩、樊小龙、徐丁丁、崔衢、李亮、鲍宁等专家对丛书的仔细审阅和提出的建设性意见。

在此想说明的是，在篇幅有限的作品中，我特别注意文字的可读性、知识的教谕作用和思想的启蒙价值。可以说，书巾的每一个单元都是一篇科学散文，我的初衷就是走进历史深处、挖掘科学文化。书中也表达了我在科学教育、科学研究及阅读、写作过程中产生的一些想法和观点，错误和不当之处在所难免，希望富有见解的读者和学者批评指正。

杨天林

2018年3月

“科学的故事丛书”跨越了不同文化领域和不同历史时空，在自然、科学与文学之间架起了一座桥梁，为读者展现了一个五彩缤纷的世界，能有效地与读者进行心灵的沟通，对于科学爱好者欣赏文学、文学爱好者感悟科学都有很大的感染力，是奉献给读者的精神大餐。

——中国科普作家协会原建事长、中国科学院院士 刘嘉麟

故事是昨天，科学历程。故事是今天，生活现实。故事是明天，繁花似锦。喂，科学的故事呀！先睹为快吧！

——著名科学史家、中国科学院自然科学史研究所研究员 戴念祖

科学是文化的重要组成部分，也是现代教育的核心内容和主要方法。丛书回顾反思古往今来著名的科学人物及其故事，追溯探究宇宙天体、自然演化和生命进化，给读者以知识的浇灌、文化的润泽、精神的滋养和情感的沟通，是教师和家长开展青少年科学教育的必备读本。

——著名科学教育专家、中央教育科学研究院研究员 赵学漱

这是一套由中国学者精心编著的有水准的科普读物，涵盖了最基本的七大科学门类，采撷了从古代到近现代的精彩科学史片段，讲述了代表性人物及重要发现和发明，还融合了现代科学前沿知识，用巧妙的故事形式、浅显生动的语言娓娓道来，读之开阔视野，读之启迪思维。

——资深科技史学者、清华大学教授 戴吾三

在科技引领创新发展的今天，原创科普已经成为传承文化、沟通世界的重要载体。丛书将理性思维和文学艺术完美融合，用极其通俗易读的语言把读者带入科学的世界，是一套难得的原创科普佳作。我们相信并且期待，未来的科学大师即将诞生于年轻一代读者中！

——《大学科普》执行主编、重庆大学高校科协理论研究中心主任 靳萍