电视猫 手机不能用:生物专业英语翻译

第一课

Cytoplasm: The Dynamic, Mobile Factory
细胞质：动力工厂
Most of the properties we associate with life are properties of the cytoplasm.  Much of the mass of a cell consists of this semifluid substance, which is bounded on the outside by the plasma membrane.  Organelles are suspended within it, supported by the filamentous network of the cytoskeleton.  Dissolved in the cytoplasmic fluid are nutrients, ions, soluble proteins, and other materials needed for cell functioning.
生命的大部分特征表现在细胞质的特征上。细胞质大部分由半流体物质组成，并由细胞膜（原生质膜）包被。细胞器悬浮在其中，并由丝状的细胞骨架支撑。细胞质中溶解了大量的营养物质，离子，可溶蛋白以及维持细胞生理需求的其它物质。
The Nucleus: Information Central（细胞核：信息中心）
The eukaryotic cell nucleus is the largest organelle and houses the genetic material (DNA) on chromosomes. (In prokaryotes the hereditary material is found in the nucleoid.) The nucleus also contains one or two organelles-the nucleoli-that play a role in cell division.  A pore-perforated sac called the nuclear envelope separates the nucleus and its contents from the cytoplasm.  Small molecules can pass through the nuclear envelope, but larger molecules such as mRNA and ribosomes must enter and exit via the pores.
真核细胞的细胞核是最大的细胞器，细胞核对染色体组有保护作用（原核细胞的遗传物质存在于拟核中）。细胞核含有一或二个核仁，核仁促进细胞分裂。核膜贯穿许多小孔，小分子可以自由通过核膜，而象mRNA和核糖体等大分子必须通过核孔运输。
Organelles: Specialized Work Units（细胞器：特殊的功能单位）
All eukaryotic cells contain most of the various kinds of organelles, and each organelle performs a specialized function in the cell.  Organelles described in this section include ribosomes, the endoplasmic reticulum, the Golgi complex, vacuoles, lysosomes, mitochondria, and the plastids of plant cells.
所有的真核细胞都含有多种细胞器，每个细胞器都有其特定功能。本节主要介绍核糖体，内质网，高尔基体系，液泡，溶酶体，线粒体和植物细胞中的质体。
The number of ribosomes within a cell may range from a few hundred to many thousands.  This quantity reflects the fact that, ribosomes are the sites at which amino acids are assembled into proteins for export or for use in cell processes.  A complete ribosome is composed of one larger and one smaller subunit.  During protein synthesis the two subunits move along a strand of mRNA, "reading" the genetic sequence coded in it and translating that sequence into protein.  Several ribosomes may become attached to a single mRNA strand; such a combination is called a polysome.  Most cellular proteins are manufactured on ribosomes in the cytoplasm.  Exportable proteins and membrane proteins are usually made in association with the endoplasmic reticulum.
核糖体的数量变化从几百到几千，核糖体是氨基酸组装成蛋白质的重要场所。完整的核糖体由大亚基和小亚基组成。核糖体沿着mRNA移动并阅读遗传密码，翻译成蛋白质。一条mRNA上可能有多个核糖体，称多聚核糖体。大多数细胞蛋白是由细胞质中核糖体生产。输出蛋白和膜蛋白通常与内质网有关。
The endoplasmic reticulum, a lacy array of membranous sacs, tubules, and vesicles, may be either rough (RER) or smooth (SER).  Both types play roles in the synthesis and transport of proteins.  The RER, which is studded with polysomes, also seems to be the source of the nuclear envelope after a cell divides.
内质网，带有花边的生物囊，有管状，泡状之分，以及光滑和粗糙面区别。两种都与蛋白质的合成和运输有关。粗糙内质网上分布许多核糖体，也可能提供细胞分裂后所需的细胞膜。
SER lacks polysomes; it is active in the synthesis of fats and steroids and in the oxidation of toxic substances in the cell.  Both types of endoplasmic reticulum serve as compartments within the cell where specific products can be isolated and subsequently shunted to particular areas in or outside the cell.
光滑内质网上无核糖体，主要作用是脂肪和类固醇的合成以及细胞内有毒物质的氧化。两种内质网合成的产物在其中进行分流或运输到细胞外。
Transport vesicles may carry exportable molecules from the endoplasmic reticulum to another membranous organelle, the Golgi complex.  Within the Golgi complex molecules are modified and packaged for export out of the cell or for delivery else where in the cytoplasm.
运输小泡能够将可运输分子从内质网运输到高尔基复合体上。在高尔基复合体中修饰，包装后输出细胞或传递到细胞质中的其他场所。
Vacuoles in cells appear to be hollow sacs but are actually filled with fluid and soluble molecules.  The most prominent vacuoles appear in plant cells and serve as water reservoirs and storage sites for sugars and other molecules.  Vacuoles in animal cells carry out phagocytosis (the intake of particulate matter) and pinocytosis (vacuolar drinking).
细胞中的液泡好象是中空的，但实际上充满了液体和可溶分子。最典型的液泡存在于植物细胞中，储备水，糖以及其它分子。动物中的液泡起吞噬和胞饮作用。
A subset of vacuoles are the organelles known as lysosomes, which contain digestive enzymes (packaged in lysosomes in the Golgi complex) that can break down most biological macromolecules.  They act to digest food particles and to degrade damaged cell parts.
溶酶体是液泡亚单位，含有消化酶，降解大部分生物大分子。消化食物微粒和降解损伤的细胞残片。
Mitochondria are the sites of energy-yielding chemical reactions in all cells.  In addition, plant cells contain plastids that utilize light energy to manufacture carbohydrates in the process of photosynthesis.  It is on the large surface area provided by the inner cristae of mitochondria that ATP-generating enzymes are located.  Mitochondria are self-replicating, and probably they are the evolutionary descendants of what were once free-living prokaryotes.
线粒体是细胞中化学产能的场所。另外，植物细胞中的质体在光合作用中利用光能产生碳水化合物，线粒体内嵴上提供了很大的表面积并分布着产ATP酶。线粒体自我复制，并且可能是自由生活的原核生物在进化中形成的后代。
There are two types of plastids: leucoplasts, which lack pigments and serve as storage sites for starch, proteins, and oils; and chromoplasts, which contain pigments.  The most important chromoplasts are chloroplasts-organelles that contain the chlorophyll used in photosynthesis.  The internal structure of chloroplasts includes stacks of membranes called grana, which are embedded in a matrix called the stroma.
质体有两种类型：白色体，缺乏色素，是淀粉，蛋白质和油的储备场所；色质体，含有色素。叶绿体是最重要的色质体，含有与光合作用有关的叶绿素。叶绿体的内部结构是由多层膜形成的叶绿体基粒，其中包埋在基质中的基粒称子座。
The Cytoskeleton（细胞骨架）
All eukaryotic cells have a cytoskeleton, which is a convoluted latticework of filaments and tubules that appears to fill all available space in the cell and provides support for various other organelles.  A large portion of the cytoskeleton consists of threadlike microfilaments composed mainly of the contractile protein actin.  They are involved in many types of intracellular movements in plant and animal cells.  A second protein, myosin, is involve in the contraction of muscle cells.  Another main structural component of the cytoskeleton consists of microtubules, which are composed of the globular protein tubulin and together act as scaffolding that provides a stable cell shape.  Cytoskeletal intermediate filaments appear to impart tensile strength to the cell cytoplasm.  Mechanoenzymes such as myosin, dynein, and kinesin interact with the cytoskeletal filaments and tubules to generate forces that cause movements.
所有的细胞都有细胞骨架，网络结构的纤丝充满了它所能触及的全部空间并且对细胞器提供支持作用。细胞骨架大部分由微丝组成，微丝主要由可收缩的肌动蛋白组成。动植物细胞的许多种类型细胞内运动与肌动蛋白有关。第二类蛋白是肌球蛋白，它与肌肉细胞的收缩有关。细胞骨架的另一个主要结构成分是微管，由球状的微管蛋白组成，象脚手架一般维持细胞的稳定形态。细胞骨架的中间丝提供了细胞质伸缩动力。机械酶，例如，肌球蛋白，动力蛋白，驱动蛋白与微丝，微管相互作用产生动力而引起细胞运动。
Cellular Movements（细胞运动）
Although the cytoskeleton provides some stability to cells, its microtubules and filaments and their associated proteins enable cells to move by creeping or gliding.  Such movements require a solid substrate to which the cell can adhere and can be guided by the geometry of the surface.  Some cells also exhibit chemotaxis, the ability to move toward or away from the source of a diffusing chemical.
尽管细胞骨架提供了细胞的某些稳定性，微丝，微管及相关蛋白能使细胞爬行或滑动。这种运动需要固体基质依托并通过表面几何形状的改变而运动。某些细胞具备趋药性，即趋向或逃离扩散开的化学源。
Certain eukaryotic cells can swim freely in liquid environments, propelled by whiplike cilia or flagella. Both cilia and flagella have the same internal structure: nine doublets (pairs of microtubules) are arranged in a ring and extend the length of the cilium or flagellum, and two more microtubules run down the center of the ring. Every cilium or flagellum grows only from the cell surface where a basal body is located. Movement is based on the activities of tiny dynein side arms that extend from one of the microtubules of each doublet.
某些真核细胞能在液体液体中自由运动，由纤毛或鞭毛推动。纤毛和鞭毛具有同样的内部结构：九个双微管环形排列，纵向延伸，环中心是两个或以上微管组成。纤毛或鞭毛从细胞表面的基体出生长，双微管的动力蛋白臂从一侧延伸到另一侧而引起运动。
      Nutrients, proteins, and other materials within most plant cells are moved about via cytoplasmic streaming. The process occurs as myosin proteins attached to organelles push against microfilaments arrayed throughout the cell. Microfilaments and microtubules are responsible for almost all major cytoplasmic movements. During cell division, microtubules of the spindle assembled from tubutin subunits near organelles called centrioles move the chromosomes.
大部分植物细胞的营养，蛋白质和其它物质由细胞质流运输。这个过程是由于依附在细胞器上的肌球蛋白反推排列在细胞周围的微丝形成的。绝大部分细胞质运动由微丝和微管完成。在细胞分裂期间，中心粒周围的由微管蛋白亚基装配形成的纺锤体微管移向染色体。

第二课

Photosynthesis occurs only in the chlorophyll-containing cells of green plants, algae, and certain protists and bacteria.  Overall, it is a process that converts light energy into chemical energy that is stored in the molecular bonds.  From the point of view of chemistry and energetics, it is the opposite of cellular respiration.  Whereas cellular respiration is highly exergonic and releases energy, photosynthesis requires energy and is highly endergonic.
光合作用只发生在含有叶绿素的绿色植物细胞，海藻，某些原生动物和细菌之中。总体来说，这是一个将光能转化成化学能，并将能量贮存在分子键中，从化学和动能学角度来看，它是细胞呼吸作用的对立面。细胞呼吸作用是高度放能的，光合作用是需要能量并高吸能的过程。
Photosynthesis starts with CO2 and H2O as raw materials and proceeds through two sets of partial reactions.  In the first set, called the light-dependent reactions, water molecules are split (oxidized), 02 is released, and ATP and NADPH are formed.  These reactions must take place in the presence of light energy.  In the second set, called light-independent reactions, CO2 is reduced (via the addition of H atoms) to carbohydrate.  These chemical events rely on the electron carrier NADPH and ATP generated by the first set of reactions.
光合作用以二氧化碳和水为原材料并经历两步化学反应。第一步，称光反应，水分子分解，氧分子释放，ATP和NADPH形成。此反应需要光能的存在。第二步，称暗反应，二氧化碳被还原成碳水化合物，这步反应依赖电子载体NADPH以及第一步反应产生的ATP。
Both sets of reactions take place in chloroplasts.  Most of the enzymes and pigments for the lightdependent reactions are embedded in the thylakoid membrane of chloroplasts.  The dark reactions take place in the stroma.
两步反应都发生在叶绿体中。光反应需要的大部分酶和色素包埋在叶绿体的类囊体膜上。暗反应发生在基质中。
How Light Energy Reaches Photosynthetic Cells（光合细胞如何吸收光能的）
The energy in light photons in the visible part of the spectrum can be captured by biological molecules to do constructive work.  The pigment chlorophyll in plant cells absorbs photons within a particular absorption spectrums statement of the amount of light absorbed by chlorophyll at different wavelengths.  When light is absorbed it alters the arrangement of electrons in the absorbing molecule.  The added energy of the photon boosts the energy condition of the molecule from a stable state to a less-stable excited state.  During the light-dependent reactions of photosynthesis, as the absorbing molecule returns to the ground state, the "excess" excitation energy is transmitted to other molecules and stored as chemical energy.
生物分子能捕获可见光谱中的光能。植物细胞中叶绿素在不同光波下吸收部分吸收光谱。在吸收分子中，光的作用使分子中的电子发生重排。光子的能量激活了分子的能量状态，使其从稳定态进入不稳定的激活态。
All photosynthetic organisms contain various classes of chlorophylls and one or more carotenoid (accessory) pigments that also contribute to photosynthesis.  Groups of pigment molecules called antenna complexes are present on thylakoids.  Light striking any one of the pigment molecules is funneled to a special chlorophyll a molecule, termed a reaction-center chlorophyll, which directly participates in photosynthesis.  Most photosynthetic organisms possess two types of reaction-center chlorophylls, P680 and P700, each associated with an electron acceptor molecule and an electron donor.  These aggregations are known respectively as photosystem Ⅰ (P700) and photosystem Ⅱ (P680).
所有的光合作用生物含有不同等级的叶绿素和一个或多个类胡萝卜素（光合作用的辅助色素）。称作天线复合体的色素分子群存在于类囊体中。激活色素分子的光能进入叶绿素反应中心，其直接参与光合作用。大部分光反应细胞器拥有两套反应中心，P680和P700，每个光系统都含有一个电子受体和电子供体。这些集合体就是大家熟识的光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ。
The Light-Dependent Reaction: Converting Solar Energy into Chemical-Bond Energy
光反应：光能转化成化学键能
The photosystems of the light-dependent reactions are responsible for the packaging of light energy in the chemical compounds ATP and NADPH.  This packaging takes place through a series of oxidation reduction reactions set in motion when light strikes the P680 reaction center in photosystem Ⅱ.  In this initial event water molecules are cleaved, oxygen is released, and electrons are donated.  These electrons are accepted first by plastoquinone and then by a series of carriers as they descend an electron transport chain.  For each four electrons that pass down the chain, two ATPs are formed.  The last acceptor in the chain is the P700 reaction center of photosystem Ⅰ. At this point incoming photons boost the energy of the electrons, and they are accepted by ferredoxin.  Ferredoxin is then reoxidized, and the coenzyme NADP+ is reduced to the NADPH.  The ATP generated previously and the NADPH then take part in the light independent reactions.
光反应的光系统将光能转化成化学复合物ATP和NADPH。当光激活光系统Ⅱ的光反应中心时，通过一系列的氧化还原反应实现能量的传递。反应开始时，水被分解，氧被释放并提供电子。电子首先传递给质体醌，然后通过一系列载体形成的电子传递链。每传递4个电子，形成2个ATP。最后一个受体存在于光反应系统Ⅰ的反应中心里。此处光子激活电子，电子传递给铁氧还蛋白。铁氧还蛋白再氧化，并且辅酶NADP+还原成NADPH。早期产生的ATP和NADPH进入暗反应。
The production of ATP from the transport of electrons excited by light energy down an electron transport chain is termed photophosphorylation.  The one-way flow of electrons through photosystems II and I is called noncyclic photophosphorylation; plants also derive additional ATP through cyclic photophosphorylation, in which some electrons are shunted back through the electron transport chain between photosystems Ⅱ and Ⅰ.
由电子传递链偶连产生ATP的过程称为光合磷酸化。通过光合系统Ⅱ流经光合系统Ⅰ的电子路径称非循环式光合磷酸化；植物通过循环式光合磷酸化获得额外的ATP，一些电子在光合系统Ⅰ和Ⅱ之间的电子传递链中回流。
The Light-Independent Reactions: Building Carbohydrates
暗反应：碳水化合物的形成
In the light-independent reactions of photosynthesis, which are driven by ATP and NADPH, C02 is converted to carbohydrate.  The reactions are also known as the Calvin-Benson cycle.  Atmospheric CO2, is fixed as it reacts with ribulose biphosphate (RuBP), a reaction that is catalyzed by the enzyme ribulose biphosphate carboxylase.  The reduction Of C02 to carbohydrate (fructose diphosphate) is completed via several more steps of the cycle.  Finally, RUBP is regenerated so that the cycle may continue.
由ATP和NADPH驱动的暗反应中，二氧化碳转化成碳水化合物。即卡尔文循环。二磷酸核酮糖固定二氧化碳，由二磷酸核酮糖羧化酶催化。
Oxygen: An Inhibitor of photosynthesis（氧：光合作用的抑制因子）
High levels of oxygen in plant cells can disrupt photosynthesis and can also cause photorespiration-an inefficient fun of the dark reactions in which 02 is fixed rather than C02 and no carbohydrate is produced.
Reprieve from Photorespiration: The C4 Pathway
Most plants are C3 plants; they experience decreased carbohydrate production under hot, dry conditions as a result of the effects of photorespiration.  Among C4  plants, however, special leaf anatomy and a unique biochemical pathway enable the plant to thrive in and conditions.  Thus C4 plants lessen photorespiration by carrying out photosynthesis only in cells that are insulated from high levels of CO2.  They also possess a novel mechanism for carbon fixation.
大部分植物是碳3植物，在高温干旱条件下，由于光呼吸作用而使碳水化合物的合成降低。而在大多数的碳4植物中，由于叶脉的特殊构造和独特的化学路径使植物依然很茂盛。这是碳固定的一个新机制。

第三课

The Nucleus and Chromosomes
The cell nucleus is the main repository of genetic information.  Within the nucleus are the chromosomes tightly coiled strands of DNA and clusters of associated proteins.  Long stretches of the continuous DNA molecule wind around these clusters of proteins, or histones, forming beadlike complexes known as nucleosomes. More coiling and supercoiling produces a dense chromosome structure. Each long strand of DNA combines with histones and nonhistone proteins to make up the substance chromatin.
细胞核是贮藏遗传信息的主要场所。DNA盘绕成螺旋线以及相关的成簇蛋白质。DNA螺旋线缠绕成簇的组蛋白形成珠链状的核小体。这些螺旋和超螺旋形成致密的染色体组结构。每个长链DNA与组蛋白和非组蛋白一起构成染色质物质。
A pictorial display of an organism's chromosomes in the coiled, condensed state is known as a karyotype.  Karyotype reveal that in most cells all but sex chromosomes are present as two copies, referred to as homologous pairs.  Non-sex chromosomes are called autosomes.  Organisms whose cells contain two sets of parental chromosomes are called diploid; those with cells containing a single set of parental chromosomes are called haploid.
染色体致密的超螺旋状态我们称染色体组。除了性染色体外，大多数细胞的染色体组成对出现，称同源染色体对。非性染色体称常染色体。生物细胞含有两套父母本染色体的称二倍体；含有单套染色体的称单倍体。
The Cell Cycle
The cell cycle is a regular sequence in which the cell grows, prepares for division, and divides to form two daughter cells, each of which then repeats the cycle.  Such cycling in effect makes single-celled organisms immortal.  Many cells in multicellular organisms, including animal muscle and nerve cells, either slow the cycle or break out of it altogether.
在细胞生长过程中，细胞循环遵循特定程序，分裂准备，分裂成2个子细胞，子细胞再循环。此循环使得单细胞永生。多细胞生物中的许多细胞，包括动物肌肉和神经细胞，要么降低循环速度，要么同时分裂。
The normal cell cycle consists of four phases.  The first three include G1, the period of normal metabolism; S phase, during which normal synthesis of biological molecules continues, DNA is replicated, and histones are synthesized; and G2, a brief period of metabolism and additional growth.  Together the G1, S, and G2 phases are called interphase.  The fourth phase of the cell cycle is M phase, the period of mitosis, during which the replicated chromosomes condense and move and the cell divides.  It is believed that properties of the cell cytoplasm control the cell cycle, along with external stimulators and inhibitors such as chalones.
正常细胞循环由4个时期组成。头三期包括G1,正常新陈代谢；S期,正常新陈代谢同时，DNA复制，组蛋白合成； G2 期，短期的新陈代谢和少许生长。G1, S, 和G2称分裂间期。最后是M期，有丝分裂期，复制的染色体组浓缩，移动并细胞分裂。据称是染色质控制了细胞循环，伴随外部激活因子和抑制因子如抑素。
Mitosis: Partitioning the Hereditary Material
Biologists divide the mitotic cycle into four phases.  At the beginning of prophase the chromosomes each consist of two highly condensed chromatids attached to each other at a centromere.  As prophase ends and metaphase begins, the condensed chromosomes become associated with the spindle.  Eventually the chromosomes become arranged in a plane (called the metaphase plate) at a right angle to the spindle fibers.  Next, during anaphase, the two sister chromatids of each chromosome split, and one from each pair is drawn toward each pole of the cell.  During telophase nuclear envelopes begin to form around each set of chromosomes, and division of the cytoplasm takes place.
生物学家将有丝分裂划分为4个阶段。分裂前期，高度浓缩的两个染色单体通过着丝粒连接在一起。在分裂前期后期和分裂中期前期，浓缩的染色体与纺锤体相连，最后以正确的角度排列在赤道板上。在分裂后期，两个姊妹单体分离，分别拽向细胞两极。在分裂末期，在每套染色体周围形成核膜，细胞质发生分裂。
As mitosis proceeds, the spindle microtubules play a crucial role in ensuring that both paired and separated chromatids move in the right directions at the proper times.  Each half of the spindle forms as microtubules extend from each pole of a dividing cell to the region of the metaphase plate.  During prophase, other microtubules, the centromeric fibers, extend outward from the spindle poles to structures on the chromosomes called kinetochores.  During anaphase the fibers begin to shorten, and the chromatids begin to move apart.
在有丝分裂过程中，是纺锤体微管确保了染色单体在适当时间以正确方向进行分离。纺锤体微管由两极向赤道板延伸。在分裂前期，其它微管，着丝粒纤维延伸到染色体的动粒。在分裂后期，纤维开始变短，染色单体分离。
The spindle forms differently in plant and animal cells.  In animals it is associated with centriole, while in plant and fungal cells spindle formation is associated with reions called microtubule organizing centers.
植物和动物细胞形成的纺锤体不同。动物细胞与中心粒相连，而在植物和真菌细胞中，纺锤体与微管组织中心的离子相连。
Cytokinesis: Partitioning the Cytoplasm
胞质分裂：细胞质分离
The division of the cell cytoplasm at the end of mitosis is called cytokinesis.  In animal cells it takes place as a ring of actin filaments contracts around the cell equator, pinching the cell in two.  In plant cells, which are bounded by a cell wall, cytokinesis involves the building of a new cell plate across the dividing cell at its equator.  Cell wall material is then deposited in the region of the cell plate.
在动物细胞中，环形肌动蛋白丝延赤道板收缩而使细胞一分为二。在植物细胞中，在赤道板形成新的细胞板。
Meiosis: The Basis of Sexual Reproduction
Meiosis is a special form of cell division that takes place in the reproductive organs that produce sex cells.  Like mitosis, it takes place after DNA replication has occurred and involves two sequential nuclear divisions (meiosis I and meiosis Ⅱ).  These divisions result in four daughter cells, each with half the number of chromosomes of the parent cell.  The phenomenon of crossing over during meiosis results in exchanges of genetic information between chromosomes.  Hence, the homologous chromosomes distributed to different progeny cells are not identical.
减数分裂是性细胞分裂的特殊形式。如有丝分裂，它也是发生在DNA复制后并有连续的两个核分裂。产生4个子细胞，分别含有亲本一半的染色体数。
As in mitosis two chromatids exist for each chromosome at the beginning of prophase 1. During this phase the homologous chromosomes undergo synapsis, or pairing, which is brought about by a bridging structure of proteins and RNA called the synaptonemal complex.  The homologous pairs stay together when they align on the metaphase plate.  Unlike the anaphase of mitosis, however, during anaphase I the two chromatids of each chromosome stay joined at the centromere and move together to one of the two poles of the cell.  It is this event that results in the halving of the chromosome number in the four daughter cells that result from meiosis.
正如在有丝分裂中一样，两个同源染色单体通过蛋白质和RNA桥配对形成联会复合体。与有丝分裂不同的是，每组染色体的两个染色单体连接在着丝点上并一起移向细胞两极的一级。由此而导致4个子细胞染色体数减半。
During telophase I nuclear envelopes enclose the chromosomes in nuclei, and in most species cytokinesis (the first nuclear division) follows.  The second nuclear division begins with metaphase Ⅱ, in which the chromosomes in each daughter cell again align on a metaphase plate.  The centromeres finally divide, and each sister chromatid moves to one of the poles of the spindle.  The next phase is telophase , followed again by cytokinesis.  The result of the entire process is four haploid cells in which parental chromosomes are randomly distributed.
第二次核分裂开始于分裂中期，子细胞中染色体重新排列在赤道板上。着丝粒最终分离，每个姊妹染色单体分向两极。接着胞质分裂。产生4个单倍体，父母染色体随机分配。
Asexual Versus Sexual Reproduction
Mitosis and meiosis, respectively, make simple cell division and sexual reproduction possible.  Each means of passing on hereditary information has advantages.  In asexual reproduction the parent organism gives rise to offspring that are genetic clones of the parent.  The advantages of this type of reproduction are that it preserves the parent's successful genetic complement, requires little or no specialization of reproductive organs, and is more rapid than sexual reproduction.  A major disadvantage of the asexual mode is that a single catastrophic event or disease may destroy an entire population of genetically identical organisms.  A prime benefit of sexual reproduction is that it provides genetic variability and a ready mechanism for the elimination of deleterious mutations.  It also allows "new" gene forms to arise and spread through populations.
有丝分裂和减数分裂在传递遗传信息过程中各有优势。体细胞的繁殖就是父母本的克隆，其优势是保留了父母本的成功遗传信息，不需要特殊器官，比性复制快的多。但一个简单灾难性事件或疾病都可能摧毁一个细胞群体。性复制的优势是它提供了遗传可变性和现存排除有害突变的机制。也可以产生新的基因并在种群中蔓延。

第五课

Genes Code for Particular Proteins
The first scientist to investigate the question of how genes affect phenotype was Sir Archibald Garrod, whose studies of alkaptonuria implied a relationship between genes and enzymes.  Thirty years later Beadle and Ephrussi showed a relationship between particular genes and biosynthetic reactions responsible for eye color in fruit flies. Next, in a series of classic experiments on the effects of mutations in the bread mold Neurospora crassa, Beadle and Tatum explored the one-gene-one-enzyme hypothesis-the idea that each gene codes for a particular enzyme.  Their work paved the way for other researchers to elucidate the precise ways in which enzymes affect complex metabolic pathways.In 1949, in research on the role of hemoglobin in sickle cell anemia, Linus Pauling helped refine the one-gene-one-enzyme hypothesis into the one-gene-one-polypeptide hypothesis.
  Archibald Garrod是第一个研究基因是如何影响表型的科学家，他对尿黑酸症的研究揭示了基因与酶之间的关系。Beadle 和Ephrussi在三十年后对果蝇眼睛颜色的研究发现特殊基因与相关反应的生物合成有关。接着对面包发霉粗糙脉孢菌的突变试验得出一个基因一个酶的假说。他们的工作为其他工作者铺平了道路，即精确地阐明了酶影响了复杂的新陈代谢途径。在1949年，对镰刀状细胞贫血症的研究对一个基因一个酶的假说进一步上升为一个基因一个多肽。
The Search for the Chemistry and Molecular Structure of nucleic Acids
Nuclei acid, originally isolated by Johann Miescher in 1871, was identified as a prime constituent of chromosomes through the use of the red-staining method developed by Feulgen in the early 1900s.  Frederick Griffith's experiments with the R and S stains of pneumococci showed that an as yet unknown material from one set of bacterial could alter the physical traits of a second set.  In the 1940s the team of Avery, MacLeod, and McCarty showed that this unknown material was DNA.  At about the same time P.A. Levene discovered that DNA contained four nitrogenous bases, each of which was attached to a sugar molecule and a phosphate group-a combination Levene termed a nucleotide.
在1871年，核酸最初是由Johann Miescher分离成功，并由Feulgen在1900年证实核酸是染色体组最基本的组成。Frederick Griffith对粗糙和光滑的肺炎球菌实验表明，不确定的某种物质可以从一组细菌转移到另一种细菌中。在1940年，确认该物质为DNA。四个碱基和磷酸分子分别连接在糖分子上，称核苷酸。
Disagreement over whether DNA could carry complex genetic information was ended in the early 1950s by Martha Chase and Alfred Hershey, whose work with E. coli showed clearly that DNA, and not protein, is the bearer of genetic information.
直到1950年，通过对大肠杆菌实验发现，遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
Each DNA nucleotide contains a five-carbon sugar, deoxyribose, attached to one of four bases: adenine, guanine, cytosine, or thymine.  Adenine and guanine molecules are double-ring structures called purines, while cytosine and thymine are single-ring structures called pyrimidines.  The molecule made up of a base plus a sugar is termed a nucleoside.  In each molecule of DNA a phosphate group links the five-carbon sugar of one nucleoside to the five-carbon sugar of the next nucleoside in the chain.  This phosphate bonding creates a sugar-phosphate backbone.
每个核苷酸都含有一个五碳脱氧核糖，分别连接4个碱基，即：腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，胸腺嘧啶。碱基连接糖称核苷。磷酸键形成磷酸骨架。
Chargaff’s rules describe the fact that (1) the amount of adenine is equal to the amount of thymine in DNA, with amount of cytosine equal to that of guanine, and (2) the ratios of A to T and of C to G vary with different species.
（1）腺嘌呤与胸腺嘧啶，胞嘧啶与鸟嘌呤相等；（2）腺嘌呤与胸腺嘧啶，胞嘧啶与鸟嘌呤的比例随物种不同而不同。
The Research Race for the Molecular Structure of DNA
In the late 1940s and early 1950s, researchers looking for the structure of DNA drew upon Chargaff s insight, Levene's ideas on DNA components, and two other lines of evidence.  One was the suggestion of Linus Pauling that DNA might have a helical structure held in place by hydrogen bonds, and the other was X-ray diffraction photos of DNA, showing a helical structure with distance between the coils, taken by Franklin and Wilkins.
直到40年代末50年代初，研究者在寻求DNA结构过程中，确立了Chargaff 的观点和, Levene的组成理论以及其他两个线索。一个是Linus Pauling的假设，DNA可能具有螺旋结构，通过氢键连接。另一个是X-衍射图片，Franklin and Wilkins提供。
Based on this information Watson and Crick proposed the double helix model of DNA-A twisted ladder-like molecule with two outer sugar phosphate chains and rungs formed by nucleotide pairs.  Paired nucleotides, which always occur as A-T or G-C, are linked by hydrogen bonds.  Watson and Crick also proposed that genetic information is encoded by the sequence of base pairs along the DNA molecule.
基于这些信息，Watson 和 Crick提出了双螺旋结构模型，成对的核苷酸通过氢键相连，遗传信息就贮藏在碱基对中。
How DNA Replicates
In their model of DNA structure and function, Watson and Crick hypothesized that DNA replicates itself by "unzipping" along the hydrogen bonds joining A to T and C to G. This process would produce two opposite halves that could then serve as templates for the construction of new, complementary strands.  This model of semiconservative replication conservative because each new molecule has one half of the former parent molecule-was later confirmed by the work of
DNA进行复制是以拉链方式自我复制，产生的两个二分体分别为模板生成互补链，即半保留复制。并由Meselson 和 Stahl验证。
In E. coli DNA replication begins with the formation of a bubblelike structure on the circular chromosome that is produced by replication forks.  Studies of bacterial DNA replication have shown that a growing DNA chain lengthens only in the 5' to 3' direction (from the 5' carbon of one sugar to the 3' carbon of the next).  The leading strand is synthesized continuously, while the lagging strand is synthesized in short stretches known as Okazaki fragments.  The enzyme DNA polymerase links free nucleotides as they line up on the template formed by the original strand of the parent molecule.
In eukaryotes DNA replication follows the same general principles as in prokarotes. On the long DNA molecules replication proceeds (in two directions at once) from hundreds or thousands of points of origin.
大肠杆菌复制开始时形成泡样复制叉，链生长方向由5′向3′端，前导链连续生成，后随链由冈崎片段组成，由DNA聚合酶催化。真核生物复制与原核生物复制相似，但有几百到几千个复制原点（原核一般只有一个复制原点）。

第六课

A Home for Life: Formation of the Solar System and Planet Earth
The story of life's origins begins with the formation of the earth.  The sequence of events that gave rise to our planet began, in turn, with the cosmic explosion physicists call the Big Bang.  The sun at the center of our solar system condensed from a cloud of primordial matter roughly 5 billion years ago; the planets, including the earth, condensed about 4.6 billion years ago.  The earth is composed of a number of layers: a solid crust, a semisolid mantle, and a largely molten (liquid) core that has a solid center.  Basic physical features of Earth that may have made the emergence of life possible include the planet's size, temperature, composition, and distance from the sun.  The major current hypothesis holds that life arose spontaneously on the early earth by means of  chemical evolution from nonliving substances.
生命起源于地球的形成。大爆炸是我们行星形成的开始。太阳在50亿年前生成，位于太阳系中心，行星，包括地球，在46亿年前生成。地球由多层组成：坚硬的地壳，半流体的地幔，一个很大的溶解中心中存在一个坚实的中心。地球的基本特征使生命起源成为可能，包括行星的大小，温度，组成以及离太阳的距离。当前主要假设认为，由非生命的化学物质进化过程自发产生了生命。
The Emergence of life: Organic and Biological Molecules on a Primitive Planet
Evidence for prelife stages of chemical organization comes from laboratory experiments that try to duplicate the physical environment and chemical resources of the early earth.  These experiments, including the pioneering work of Miller and Urey, have successfully produced organic monomers including amino acids, simple sugars, and nucleic acid bases.  The probable next step toward life was the spontaneous linking of such monomers into polymers such as proteinoids and nuclei acids. Current research suggests that likely sites for this polymerization were clay or rock surfaces.
通过创造出地球早期的自然条件和化学资源条件，科学家在实验室中已经获得了化学有机体生命前阶段的证据。这些实验包括米勒等早期所做工作，成功地产出了有机单体，包括氨基酸，单糖，核酸碱基。这些单体自发的连接成多聚体，如类蛋白和核酸，使进入生命状态成为可能。这些聚合作用可能发生在泥土或岩石表面。
Researchers have found that, when energy is available to a system, they can generate three kinds of organic molecular aggregates.  The Russian Aleksandr Oparin obtained polymer-rich droplets, called coacervates from solutions of polymers.  Sidney Fox generated proteinoid microspheres from mixtures of amino acids and water.  A third laboratory structure is the liposome, a spherical lipid bilayer that forms from phospholipids.  A structure similar to one or more of these aggregates may have been the precursor of true cells.
当一个系统获得能量时，可能发生3种有机分子的聚集。从多聚物的溶液中俄国科学家获得了富含小液滴的多聚物，即凝聚物。从氨基酸和水的混合液中Fox获得了类蛋白微球体。实验室第三个结构物质是脂质体，即由磷脂形成的球形脂双层结构。
Further steps in the appearance of cells on the earth included the development of RNA and DNA as biological information molecules.  Evidence suggests that RNA, which can form spontaneously under conditions mimicking those of the early earth, was the first informational molecule.  The discovery of RNA ribozymes-RNA that can act as an enzymelike catalyst suggests that such catalytic RNA also could have assembled new RNAs from early nucleotides.  Certain catalytic RNAs can also carry out sexlike exchanges of pieces of RNA.
RNA可能是地球早期形成的第一个贮藏信息的物质。在实验室模拟早期地球自然条件下其可自发形成。核酶的发现说明它可以催化早期核酸形成新的RNA。对于RNA物种而言，某些催化RNA具备类似于性交换的功能。
Following the development of a lipid-protein surface layer and replicating RNA and DNA informational molecules, the events leading to the emergence of living cells would have included the origin of the genetic code; the sequestering of RNA or DNA into cell-like structures; and the development of metabolic pathways.
接下来脂蛋白表层的形成，RNA的复制,DNA信息分子的形成，最终导致活细胞的出现，包括最初的遗传密码，RNA或DNA被包裹进细胞样的结构中；及代谢途径的建立。
The Earliest Cells
The oldest fossils that may represent living cells are found in rocks that are about 3.5 billion years old.  The cells were probably anaerobic heterotrophs, with autotrophs arising much later.  The first autotrophs produced their own nutrients and released O,-a metabolic by-product that had a crucial impact on later life forms.  The resulting ozone layer in the earth's atmosphere reduced the penetration of ultraviolet light.  As a result, cells would survive in shallow water and on the land surface.  The increasing quantity of atmospheric oxygen also permitted the evolution of aerobic cells and cellular respiration, which in turn signaled the beginning of the global carbon cycle.Although the earliest cells were all prokaryotes, by about 1.5 billion years ago eukaryotes appeared.
能说明活细胞存在的最古老化石大约有35亿年了。最早出现的细胞可能是厌氧异氧生物，自养生物很久后出现。最早的自养生物自己生产营养并释放氧气，这个新陈代谢副产品对后期生命的形成有一个深远的影响。臭氧层的出现减少了紫外线的渗透。结果，细胞就能够在浅水区和陆地上生存了。大气中氧气数量的增加使得需氧细胞进化并产生细胞呼吸，这预示着全球碳循环的开始。最早期的细胞都是原核生物，直到15亿年后，真核细胞才出现。
The Changing Face of planet Earth
Changes in land masses, the seas, and climate have greatly affected the evolution of life on the earth.  The basic parts of the planet include a light, solid crust over a hot, semisolid mantle and an inner, partially molten core.  Massive segments or plates of the crust move over the mantle in the process of continental drift.  Over the past 500 million years, continental drift has sculpted the earth's crusts to produce the form and distribution of present-day continents.  Climatic changes that greatly affected living organisms accompanied these plate movements; the period was marked by occasional waves of mass extinctions of living creatures.  Organisms were also affected by periods of glaciation that followed variations in the earth's orbit and in the output of energy by the sun.
大陆板快，海洋的改变，以及气候对地球生命的进化都有深远影响。地幔上大板快地壳的挤压形成大陆漂移。大陆漂移雕塑了地壳的外观，使现在大陆形成。伴随板块运动，气候改变对活有机体有深远影响。在特定时期的生物大量灭亡高峰是这个时期的见证。生物也受冰河期影响，在冰河期，地球轨道和太阳能的输出都发生了很大变化。
Taxonomy: Categorizing the Variety of living Things
Biologists use the binomial system of nomenclature developed by Linnaeus to categorize the varieties of life on the earth.  The system assigns each type of organism to a genus and species.  Organisms are then further classified into higher taxonomic categories-family, order, class, division (plants), phylum (animals), and kingdom.  Evidence from many subfields of biology, such as biochemistry and comparative anatomy, helps define species and higher taxa (taxon).  And whereas species were originally defined in terms of morphological traits, today biologists generally use the criterion of a reproductively isolated population.
生物学家利用林奈发展的双名法对生物分类。系统选定每个类型的生物进入属和种，然后将生物进一步分类更高级类别中，即科，目，纲，门，界。来自于生物化学和比较解剖学等亚生物学领域的证据有助于划分物种和更高级的分类单位，然而物种最初依据形态学特征进行分类的，今天生物学家大体上使用孤立多产的群体作为标准。
Taxonomy reveals a great deal about the evolutionary relationships among organisms. A clade is a taxonomic unit whose members are derived from a common ancestor.
分类学揭示了物种间进化的大量关系。进化枝中的成员来自一个共同的祖先。
The Five Kingdoms
A phylogenetic tree is a graphic representation of evolutionary relationships.  Your text uses a common five-kingdom arrangement: organisms are grouped into the kingdoms Monera, Protista, Fungi, Plantae, and Animalia.  Although this system is a convenient organizational tool, the kingdoms are probably no true clades.
进化系统树是进化关系的图解表现。教材中使用一个通用的5界：？，？，真菌，植物，动物。尽管这个系统是一个便利的组织工具，5界划分可能不是正确的进化枝。

第九课

How Biologists Define a Species
Modern biology generally define a species as group of actually or potentially interbreeding populations that is reproductively isolated from the such groups.  Members of a species can interbreed with each other, but they cannot breed with organisms belonging to another species.  One advantage of the standard of reproductive isolation is that it is very precise.  Notice, however, that it can only be applied to organisms that reproduce sexually.  Asexual reproducers, including most prokaryotes, many plants, and some animals, must be classified into species on the basis of physical (biochemical or morphological) traits.
现代生物学大体将物种定义为实际上的一群或潜在的杂交群体，即从这个群体隔离繁殖的后代。种族中个体可以互相交配，但种间不能。这种繁殖隔离的一个优势是很精确。但仅适用于性繁殖的生物。非性繁殖，包括大多数原核生物，许多植物，某些动物，需要通过自然特征进行归类。
Preventing Gene Exchange
Two general types of mechanisms operate to block the exchange of genes between individuals of related groups.  The first general type is made up of prezygotic isolating mechanisms that prevent the formation of zygotes.  Prezygotic isolation falls into two categories: ecological and behavioral.  In the first case, two related group may become adapted to slightly different environments-perhaps varying soil types or food sources.  Over time, these genetic differences become so great that successful cross-fertilization can no longer take place.  In behavioral isolation, related groups evolve differing behaviors such as specific mating rituals-that restrict the exchange of genes to members of the same group.
两种基因型机制阻碍了相关群体中个体的基因交换。第一种基因型由前合子机械隔离机制阻止合子的生成。前合子隔离分两类：生态学的和行为学的。第一种情况，两个相关群体可能分别适应稍微不同的环境，如土壤类型或食物来源的变化。长时间，这些遗传差异变得很大而很难异体受精。而行为学隔离，相关的群组进化成不同的行为方式，例如，结婚仪式，从而限制了同群成员基因交流。
Sometimes the differences that produce prezygotic isolation involve mechanical isolation.  That is, mating is physically impossible between members of different species because genitals of males and females are structurally incompatible or because molecules on the surfaces of sperm and egg fail to bind.  A final type of prezygotic mechanism is temporal isolation, in which time-related environmental cues that trigger reproductive processes are different for related species.
有时，产生前合子隔离的差异涉及了隔离机制。即，由于生殖器结构不匹配或精卵分子表面不结合而使不同种群成员间不能自然结合。最后一类前合子机制是暂时隔离，与时间有关的环境因素触发了相关物种的不同繁殖过程。
In postzygotic isolating mechanisms mating occur, but the resulting hybrid organism is inviable or sterile.  In a special case of hybrid sterility termed hybrid breakdown, the second and subsequent generations after a cross show reduced reproductive success.  Contrast this fact with the very different outcome of crossbreeding between two genetically distant members of the same species, where the result is often heterozygote advantage (hybrid vigor).
在合子后隔离机制中，匹配可以进行，但或不产生杂种或杂种不育。杂种不育在某些特殊情况下，是指第二代或以后几代显示出杂交繁殖能力的降低。正是同种远基因成员间的杂交产生不同的结果，而产生杂种优势。
Populations of a species that are spread out over a broad geographical range are often arrayed in a cline-a gradual change in one or more characteristics as each population evolves adaptations to its own local environment.  Along a cline, subspecies with distinct characteristics may arise.  Often, individuals at either end of a cline are reproductively isolated.
地域上分布很广的种的群体中，经常存在变异群，因为适应当地的环境，每个群体逐渐产生一个或多个与众不同的特点。在变异群中，带有明显特征的亚群可能产生。通常，在两个变异群中的个体是繁殖隔离的。
Becoming a Species: How Gene Pools Become Isolated
Ernst Mayr's model of allopatric speciation proposes that species can originate in a two-stage process.  In the first stage, populations of existing species are separated by a physical or geographical barrier.  As a result, over time genetic differences leading to pre- or postzygotic isolation arise between the two groups. In the second stage, the diverged populations may again come into contact.  If this happens, speciation becomes complete through the action of natural selection.
异地物种形成模型认为，物种可能起源于两个阶段。第一阶段，已经存在的物种群体可能由于自然或地理屏障被隔离。结果，长时间后，在两个群体间遗传差异导致前合子或后合子隔离的产生。第二阶段，这些趋异群体可能再次接触，物种发生可能通过自然选择发生。
The Genetic Bases of speciation
The extent of differences between populations that are diverging into separate species or between species that have already diverged is represented by a statistic called genetic identity-the relative proportion of the same structural genes present in members of groups being compared.  In general, biologists believe that the genetic events leading to speciation take place gradually.  Once a new species has arisen, it tends to diverge genetically from related species at a more rapid pace.  In some cases, such as the primate order, major differences in body form are not reflected by corresponding divergences in structural genes.  This has led Biologists to hypothesize that small changes in regulatory genes may account for many of the large-scale changes responsible for sepciation and the origin of higher taxonomic groups.
能够趋异的群体或已经趋异的物种，他们之间差异的扩大，由一个稳定的遗传识别代表。即在可比群体成员中相同基因所占相关比例。大体而言，生物学家相信，遗传导致的物种形成是逐渐发生的。在某些情况下，身体主要差别并不能反映结构基因的趋异，生物学家因此提出，调控基因很少的改变可能导致很大规模物种改变和更高分类学上群体的产生。
One mechanism that may rapidly split populations genetically is polyploidization—the sudden multiplication of an entire complement of chromosomes.  This can result in sympatric speciation, in which new species arise even though no geographical isolation has taken place.  A phenomenon similar to polyploidization involving the rearrangement of chromosomes has been proposed to explain the evolutionary origin of giant pandas.  Clearly, species can originate in a variety of ways.
遗传学上可以快速分离群体的一个机制是多倍体，一个完全互补染色体组的突然倍增。结果导致同域物种形成，即使没有地理隔离也会产生新的物种。与多倍体相似的一个现象是染色体重排，可以解释巨大熊猫的进化起源。显然，物种可以以多种方式进化。
Explaining Macroevolution: Higher-order Changes
The changes that generate species are sometimes termed microevolution; those that produce the major phenotypic differences that separate genera, classes, orders, and so on are termed macroevolution.  Some lines of descent can be traced by studying the fossil record.  In other cases relationships must be inferred by comparison of related living organisms.  When lines of descent over evolutionary time are constructed, the result is a phylogeny.
遗传物种的改变有时称微进化；那些产生很大差异用来区分属，纲，目的表型变化称大幅进化。某些品系的后代可以通过化石追根溯源。而其他相关性可以通过现存活体的比较来推论。当品系后代以进化钟构建时，形成系统发育树。
The rationale for building a phylogeny is simple: it assumes that similarities in body structure, biochemistry, reproductive strategies, and other features of organisms can be used to trace lines of common descent.  The process is complex because evolution proceeds in different patterns.  In cases of parallel evolution, two or more lineages evolve along similar lines.  In convergent evolution, very distantly related lineages become more alike as similar adaptations take hold in response to demands of the environment.  Thus similar structures in different organisms may reflect homology (derivation from a common ancestor) or analogy (independent origin of structures used for similar purposes).
建立系统发育树的基本理论很简单：把身体结构，生物化学，繁殖策略以及其他特征相似的生物划分进同一个品系。这个过程很复杂，因为进化经历不同模式。就平行进化而言，两个或更多的血统沿相似品系进化。在相似生存条件下，亲源关系很远的血统也可能更相似。不同生物间的相似结构可能说明它们具有同源性。
One of the most common evolutionary patterns that can be constructed from the fossil record is divergent evolution or radiation.  It is represented by the branching and rebranching of a single line.  Another common feature of evolution is extinction-the complete loss of a species or group of species. Mass extinctions have occurred at least five times in the earth's history.
从化石证据构建的最普通进化模式是趋异进化。由分支和次级分支的简单线条代替。另一个进化的共同特征是灭绝。地球历史中至少发生过5次大规模的灭绝。
Gaps in the fossil record have led some paleontologists to propose the punctuated equilibrium theory of evolution.  The theory holds that evolution proceeds by spurts-radical changes over short (in geological time) periods of time-with intervening periods of equilibrium.  The theory is controversial and tends not to be supported when an abundant fossil record is available.
化石证据上的断代使古生物学家们提出间断平衡进化理论。这个理论认为进化在短期内经历了根本突变，中间又介入均衡阶段。这个理论很有争议，一旦发现丰富的化石证据，理论就难支撑了。
The Role of microevolution in Macroevolution
Biologists have no certain answers to a number of questions about large-scale evolutionary changes.  These questions range from whether novel higher taxa result from as-yet undescribed radical genetic processes, to whether known processes such as genetic drift and small gene changes can plausibly account for the evolution of new genera, families, and orders.  Investigators are exploring these areas using traditional methods as well as the newer techniques of molecular biology.
生物学家还无法回答关于大规模进化的许多问题。许多问题是新类别的物种可能起源于还不确定的遗传过程，或者知道遗传过程，例如，遗传漂移和少量基因的改变可能是新属，科，目产生的原因。科研工作者不但利用传统方法对这些领域进行研究，还利用分子生物学新科技。

第十课

Population Growth
Populations-groups of individuals belonging to the same species-all have three very significant statistical characteristics: per capita birth rate or natality; per capita death rate or motality; and number of individuals per unit area or density.
种群中的每个个体都属于同一个物种，具有三个非常显著的统计学特征：出生率；死亡率；种群密度。
As first described by Malthus, a population theoretically can grow exponentially (geometrically) if there are no limits on resources such as food or hiding places and no predation (ac of population growth is represented by an exponential growth curve.  The condition exponential growth rarely occur in nature, however.  The finite levels of resources in any environment set an upper limit to population size—termed carrying capacity (K)—that can be reached but never long exceeded.  A logistic growth curve plots the leveling-off of growth when population size reaches equilibrium with available resources.
马尔萨斯首次阐述了人口理论，他指出，如果没有类似于食物，庇护所等资源的限制，没有被捕食，群体总量的增长符合指数或几何关系。即指数生长曲线。但，这种指数生长在自然界中很少发生。环境中有限的资源限制了群体规模，即环境的容纳量，只能接近而不能超过。当群体规模接近可获得资源的最大平衡态时，逻辑生长曲线呈现负增长。
When resource limits are approached or exceeded, time is required for the birth rate to fall and for the death rate to rise.  This response time is known as reproductive time lag.  It is one reason for the fluctuations in numbers that are seen in every population.  In many natural populations, carrying capacity (and hence population size) fluctuates seasonally.  If a population drastically exceeds the carrying capacity of its environment temporarily, damage may occur that permanently lowers environmental carrying capacity.
当接近或超过资源限制时，出生率下降，死亡率升高。这段时期称繁殖滞后时期。这种群体数量的波动存在于每一个群体中。在自然群体中，群体数量随季节波动。若暂时超出环境的容纳量，可能造成对环境持久的伤害而保持很低的容纳量。
Besides environmental carrying capacity, a population's age structure and reproductive strategy also affect the rate at which the population grows.  Age structure reflects the relative numbers of young, middle-aged, and older individuals in a give population.  In a population having many members at or nearing reproductive age, significant growth may occur.  Age structure may also be represented by a survivorship curve.
除环境容纳量外，群体的年龄结构和繁殖方式也影响群体增长率。年龄结构反映中青老的比例关系。若生育年龄的比例大，则显著增长。存活曲线也可以反映年龄结构。
The reproducing members of a population follow a complex adaptive reproductive strategy that has evolved over millennia.  Reproductive strategies generally fit into one of two categories: those of r-selected species and those of K-selected species.  In r selection individuals reach reproductive age quickly and produce many offspring., Each offspring is small and enters the world with relatively few resources.  Out of the many produced, only a few will survive until reproductive age.  In K selection, a strategy related to environmental carrying capacity and the need to compete for resource, individuals mature slowly and produce few offspring.  However, parents invest a great deal of resources in each offspring; and after a long period of growth to large size, each offspring's chances of survival until reproductive age are high.
几千年来，进化形成两个繁殖策略，一是繁殖周期快，后代数量多，每个后代小并可获得资源少。仅有少量存活到生育年龄。一是和环境的容纳量及可匹配资源有关，个体成熟慢并产生很少的后代。但，父母给后代提供很多资源，需要很长的生长期，存活到生育年龄的机遇很高。
Limits on Population Size
The size of a population is measured in terms of its density.  Whether population density is high or low, the distribution of individuals within the population is usually uneven.  Common distribution patterns include clumped, uniform, and random.  Negative consequences are often attached to high (or rising) population density.  These density-dependent factors include increased predation, parasitism, disease, and intraspecific and interspecific competition.  Population size may also be reduced by densityindependent factors, a category that includes natural catastrophes.
群体的规模也可以用密度来衡量。不论群体密度高与低，群体中个体的分布是不均一的。通用分布模式包括群体的，均匀的，随机的。密度依赖因子包括增加了的捕食，寄生，疾病，种内竞争和种间竞争。群体规模也可因为密度无关因子而降低，包括自然灾难。
The interactions of predators and their prey affect population size in complex ways.  Such populations sometimes cycle regularly between growth and decline, in part from the effects of reproductive time lags.  In general, predation may slow or stop the growth of a prey population only when many reproducing individuals are eliminated.  If only weak, sick, or very young prey are taken, the effect of predation on the density of the population as a whole may be slight.
捕食和被捕食的相互复杂关系影响着群体的规模。例如群体规模规律的增长和下降，部分是由于繁殖滞后期的影响。总的来说，当被捕食的是能繁殖的个体时，可能减慢或停止群体的增长。反之，影响就很微弱。
An area of controversy among ecologists is the question of whether species diversity in a community tends to generate stability of whether stability encourages species diversity.  One aspect of this argument is the hypothesis that a complex food web is more stable than a simple one.  In nature, however, many stable, highly diverse communities are characterized by the presence of numerous simple food webs.  It may be that stable environments beget diversity because they allow rare species to persist.
生物学家一直在争论，是否是物种差异产生稳定性还是稳定性促成了物种差异。一种假设认为，复杂的食物链要比简单的食物链更稳定。实际上，许多稳定的，高差异的社会群体是由众多简单食物链支撑的。可能是稳定的环境引起差异，它只允许很少的物种存留。
How Populations Are Distributed
Just as competition, predation, and other elements interact to determine the size of a population within a community, population distribution is the result of many interrelated factors.  Overall, the distribution of a population in its potential range depends on locations of food and suitable habitat, interspecific competition for resources, and other variables.  Among plants, one of the most effective forms of interspecific competition for resources is allelopathy.  Among species that share similar or identical habitat niches, resource partitioning is often seen.  In character displacement, closely related species have evolved physical differences in body structures used for exploiting a limited resource.  Eventually, such solutions to the need for dividing up a scarce resource may lead to speciation.
正如竞争，捕食，和其他因素相互作用影响着群体大小，群体分布是许多相关因子相互作用的结果。总之，潜在的群体分布取决于食物的位置和稳定的住所，种间对资源的竞争，以及其他可变因素。对于大多数植物，种间最有效的资源竞争是异种相生相克关系。许多物种分享相似或相同的生存环境，而进行资源划分。对于特征替换，关系更近的物种已经在进化过程产生了很大体证差异。最终，这种对珍贵资源的划分方式可能导致物种形成。
Human Population: A Case Study in Exponential Growth
The awesome rate of increase that is now a feature of the human population started about 10,000 years ago during the agricultural revolution.  At that time, world human population is estimated to have totaled 133 million people; today it has reached a staggering 5 billion.  Viewed on a graph, this increase closely resembles the classical exponential growth curve-a growth pattern that cannot be sustained.
自从1万年前农业革命以来，人类人口以惊人的速度增长着。当时，世界人口估计在133百万；今天已经达到50亿。几乎接近典型的指数增长曲线，一个不稳定的增长模式。
While the birth rate in many developed countries has slowed, it remains high in less well developed areas of the world.  Demographers predict that, if this rate continues, the human population level will reach 30 billion before the end of the twenty-first century.  Yet most biologists believe that the earth's carrying capacity for humans is only 10 billion.  Clearly, we humans face a serious problem in managing the earth's precious resources while sustaining such a high population density.
尽管许多发达国家的出生率降低，但也有高出生率的。人口统计学预测，若出生率持续增加，21世纪末世界人口将达到300亿。然而，生物学家普遍认为，地球的容纳量仅为100亿。显然，人类将面临严重的考验，如何利用如此珍贵的资源维持如此高的人口密度。