新学期 新教材：《生物学概念与途径》2023年秋

1999年圣诞-新年期间，我和来访圣路易斯的吴家睿讨论在中国科学院上海生命科学研究院设立《分子和细胞生物学》研究生课程。2000年秋分子生物学，2001年春细胞生物学。每年为上海两三百研究生的必修课。我们设计课程，安排老师。

邀请和参加的老师（不是每个人都每年参与）大约是：韩珉、贺熹、许田、王晓东、朱学良、卜国军、罗达、廖侃、冯根生、裴钢、林海帆、施扬、王小凡、李林、周嘉伟、付向东、管坤良、李容、李国民...等。

2003年开始，拓展为BIO2000，内容和模式类似，但加上北大、清华的生命科学研究生。后面有几位接管过，其中耶鲁的钟伟民最认真负责。‍‍

2003年那次开始，我讲孟德尔。但还有其他例子。

2007年秋我全职回国加入北大后，于2008年秋开始讲《生物学思想与概念》（“生思概”）。之前估计是在暑假专门准备并写下了孟德尔一章（“孤独的天才”）。其他还有几堂课，我有PPT，没有写成章节。‍‍‍‍

生思概的课程，我讲几次，邀请其他老师讲几次。‍‍

过了几年，我认为生物学“思想”太少、“概念”也不够多，所以“思想与概念”简化为“概念”，而我认为方法学对于作为实验科学的生物学非常重要，所以课程更名为“生物学概念与途径”，理论和实验相辅相成。‍‍‍‍‍

我讲的内容，逐年增加。我写成文的章节也逐渐增加。

但是，即使有讲课的PPT，而且文笔不慢，写一章也非常费时费力。写成文字的时候，也发现指着PPT讲的时候，其实有很多错误。

基本上，在有PPT的情况下，需要基本什么事都不做，静下来专门用3周才能写一章。所以，实际大约需要3到6周才能写一章。这样，一般大多数只能在寒暑假写。

所以，写了十几年，直到前两年我才有14章。有十四章后，我才能单独讲全部课程内容。‍‍‍

这时，我请其他原来帮我讲课的老师每周一次讲座。

帮我讲课、讲座的包括：施一公、汤超、谢晓亮、鲁白、王晓东、邵峰、罗敏敏、李毓龙、陈鹏、何川、徐星、祁海、邓兴旺、魏文胜、方方、白书农、顾红雅...等。

开始是秋季，后来是春季，都是给北大生物大一本科生。‍‍‍‍

2023年秋开始，秋天给生物的研一选修、非生物学本科生通选。春天给生物的大一。‍

这堂课有两种学习方法：仔细认真读，可以作为研究的第一堂课。一般听听浏览，可以作为了解生物的初步。‍‍‍‍

全书现在分上下册。上册是我写的，下册是推荐的原始经典论文，供生物学专业学生阅读。‍‍

全书可以在实验室网页下载（也可以分章下载）：

http://www.raolab.org/displaynews.php?id=337

欢迎反馈意见，包括批评意见，以便进一步修改。但请email，不用微信。‍‍

前言

科学研究源自对自然的好奇、真理的追求；

科学研究有助于人类的发展、社会的进步。

本书为作者2008年起在北京大学的教学材料。围绕生物学重要概念和研究途径，复习原始论文：

探寻科学想法的起源、追溯科学实验的设计、

领会学科交叉的奥妙、学习研究途径的选择、

了解科学结果的分析、欣赏科学研究的批评。

做出重要工作不能缺乏基本的诚实和努力，而研究风格可以多样：

或高度原创，或循序渐进；

或偶然顿悟，或长期反复；

或基础研究带来应用突破；

或应用研究推动根本理解。

本书希望

对大学生带来研究的刺激，

对研究生带来智力的兴奋，

对教授们带来深刻的思考。

本书作者建议阅读原始论文，而其余参考文献为历史记录，亦供有兴趣者进一步追踪。

本书希望能够有助于读者判断自己是否对自然现象和规律感兴趣、是否为研究发现所兴奋、是否适合探索类工作，判断科学发现的

重要(Significance)、

创见（Creativity）、

优雅（Elegance）

上册目录

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《生物学概念与途径》推荐读物

第一章

Mendel G (1866) Experiments in Plant Hybridization.Verhand- lungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV für das Jahr, Abhandlungen, 3-47

(Experiments in Plant Hybridization in Genetics: readings from Scientific American pp. 8-17. W.H. Freeman and Company, San Francisco-USA) 70-72

第二章

Morgan TH (1910) Sex linked inheritance in Drosophila.Science 32:120-122.

Sturtevant AH (1913) The linear arrangement of six sex-linked factors in Drosophila as shown by mode of association.Journal of Experimental Zoology 14:39-45.

第三章    

Griffith F (1928) The significance of pneumococcal types.Journal of Hygiene 27:113-159.

Avery OT, MacLeod CM and McCarty M (1944) Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types.Journal of Experimental Medicine 79: 137-158.

第四章    

Brenner S (1957) On the impossibility of all overlapping triplet codes in information transfer from nucleic acid to proteins.Proceedings of the National Academy of Sciences USA 43:687-694.

Lengyel P, Speyer JF, Ochoa S (1961) Synthetic polynucleotides and the amino acid code.Proceedings of the National Academy of Sciences USA 47:1936-1942.

第五章    

Spemann H and Mangold H (1924) Über Induktion von Embryonalanlagen durch, Implantation artfremder Organisatoren.Archive für Mikroskopische Anatomie Entwicklungsmechanik 100:599-638. (translated as Spemann H and Mangold H (2001). Induction of embryonic primordia by implantation of organizers from a different species. International Journal of Developmental Biology 45:13-38).

Nieuwkoop PD (1969) The formation of the mesoderm in urodelean amphibians. I. Induction by the endoderm.Wilhelm Roux’ Archive of Developmental Biology 162:341-373.

第六章    

Lewis EB (1978) A gene complex controlling segmentation in Drosophila.Nature 276:565–570.

Nüsslein-Volhard C and Wieschaus E (1980) Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila.Nature287:795–801.

第七章    

Behring E and Kitasato S (1890) Über das Zustandekommen der Diphtherie-Immunität und der Tetanus-Immunität bei Thieren.Deutsche medizinische Wochenschrift 16:1113-1114 (The mechanism of immunity in animals to diphtheria and tetanus).

Landsteiner K (1901) Über Agglutinationserscheinungen normalen menschlichen Blutes.Wiener Klinische Wochenschrift14:1132-1134. (On the agglutination of normal human blood).

第八章    

Burnet F (1957) A modification of Jerne’s theory of antibody production using the concept of clonal selection.Australian Journal of Science 20:67-68.

Hozumi N and Tonegawa S (1976) Evidence for somatic rearrangement of immunoglobulin genes coding for variable and constant regions.Proceedings of the National Academy of Sciences USA 73:3628-3632.

第九章    

Curtis HJ and Cole KS (1940) Membrane action potentials from the squid giant axon.Journal of Cellular and Comparative Physiology 15:147-157.

Hodgkin ALand Huxley AF (1952a) Currents carried by sodium and potassium ions through the membrane of the giant axon of Loligo. Journal of Physiology 116:449–472.

第十章    

Elliot TR (1905) On the action of adrenalin.Journal of Physiology 32:401-467.

Dale HH, Feldberg W and Vogt M (1936) Release of acetylcholine at voluntary motor nerve endings. Journal of Physiology 86: 353-380.

第十一章     

Nathans J, Piantanida TP, Eddy RL, Shows TB and Hogness DS (1986) Molecular genetics of inherited variation in human color vision.Science 232:203-210.

Hubel DH and Wiesel TN (1962) Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat’s visual cortex.Journal of Physiology 160:106-154.

第十二章     

Fleming A (1929) On the antibacterial action of cultures of a penicillium, with special reference to their use in the isolation ofB. influenzae. British Journal of Experimental Pathology 10:226-236.

第十三章     

Goldstein A, Lowney LI and Pal BK (1971) Stereospecific and nonspecific interactions of the morphine congener levorphanol in subcellular fractions of mouse brain.Proceedings of the National Academy of Sciences USA 68:1742-1747.

Liu, J, Farmer JD Jr, Lane WS, Friedman J, Weissman I, Schreiber SL (1991) Calcineurin is a common target of cyclophilin-cyclosporin A and FKBP-FK506 complexes. Cell 66:807-15.

第十四章     

Konopka RJ and Benzer S (1971) Clock mutants of Drosophila melanogaster.Proceedings of the National Academy of Sciences USA 68:2112-2116.

Vitaterna MH, King DP, Chang A-M, Kornhauser JM, Lowrey PL, McDonald JD, Dove WF, Pinto LH, Turek FW and Takahashi JS (1994) Mutagenesis and mapping of a mouse gene, Clock, essential for circadian behavior.Science264:719-725.