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Chapter 8: Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
8.1 Overview of Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
8.2 The Light-Dependent Reaction of Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
8.3 Using Light to Make Organic Molecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Chapter 9: Cell Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
9.1 Signaling Molecules and Cellular Receptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
9.2 Propagation of the Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
9.3 Response to the Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
9.4 Signaling in Single-Celled Organisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Chapter 10: Cell Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
10.1 Cell Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
10.2 The Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
10.3 Control of the Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
10.4 Cancer and the Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
10.5 Prokaryotic Cell Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

Unit 3
Chapter 11: Meiosis and Sexual Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
11.1 The Process of Meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446
11.2 Sexual Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Chapter 12: Mendel's Experiments and Heredity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
12.1 Mendel’s Experiments and the Laws of Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
12.2 Characteristics and Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
12.3 Laws of Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
Chapter 13: Modern Understandings of Inheritance
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
13.1 Chromosomal Theory and Genetic Linkages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
13.2 Chromosomal Basis of Inherited Disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
Chapter 14: DNA Structure and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
14.1 Historical Basis of Modern Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
14.2 DNA Structure and Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
14.3 Basics of DNA Replication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559
14.4 DNA Replication in Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
14.5 DNA Replication in Eukaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
14.6 DNA Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
Chapter 15: Genes and Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
15.1 The Genetic Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593
15.2 Prokaryotic Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600
15.3 Eukaryotic Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
15.4 RNA Processing in Eukaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
15.5 Ribosomes and Protein Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
Chapter 16: Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
16.1 Regulation of Gene Expression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
16.2 Prokaryotic Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639
16.3 Eukaryotic Epigenetic Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
16.4 Eukaryotic Transcriptional Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
16.5 Eukaryotic Post-transcriptional Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653
16.6 Eukaryotic Translational and Post-translational Gene Regulation . . . . . . . . . . . . 657
16.7 Cancer and Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659
Chapter 17: Biotechnology and Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677
17.1 Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678
17.2 Mapping Genomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693
17.3 Whole-Genome Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697
17.4 Applying Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701
17.5 Genomics and Proteomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704
Unit 4
Chapter 18: Evolution and Origin of Species . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719
18.1 Understanding Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720
18.2 Formation of New Species . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731
18.3 Reconnection and Rates of Speciation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
Chapter 19: The Evolution of Populations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767
19.1 Population Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768
19.2 Population Genetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774
19.3 Adaptive Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783
Chapter 20: Phylogenies and the History of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
20.1 Organizing Life on Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808
20.2 Determining Evolutionary Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
20.3 Perspectives on the Phylogenetic Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826
Unit 5
Chapter 21: Viruses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849
21.1 Viral Evolution, Morphology, and Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850
21.2 Virus Infection and Hosts
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857
21.3 Prevention and Treatment of Viral Infections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866
21.4 Other Acellular Entities: Prions and Viroids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871
Chapter 22: Prokaryotes: Bacteria and Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889
22.1 Prokaryotic Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890
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22.2 Structure of Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897
22.3 Prokaryotic Metabolism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907
22.4 Bacterial Diseases in Humans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911
22.5 Beneficial Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919
Unit 6
Chapter 23: Plant Form and Physiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945
23.1 The Plant Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946
23.2 Stems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948
23.3 Roots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957
23.4 Leaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960
23.5 Transport of Water and Solutes in Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969
23.6 Plant Sensory Systems and Responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979
Unit 7
Chapter 24: The Animal Body: Basic Form and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017
24.1 Animal Form and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018
24.2 Animal Primary Tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026
24.3 Homeostasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037
Chapter 25: Animal Nutrition and the Digestive System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057
25.1 Digestive Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058
25.2 Nutrition and Energy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072
25.3 Digestive System Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1080

Chapter 8: Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

8.1 Overview of Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

8.2 The Light-Dependent Reaction of Photosynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

8.3 Using Light to Make Organic Molecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Chapter 9: Cell Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

9.1 Signaling Molecules and Cellular Receptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

9.2 Propagation of the Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

9.3 Response to the Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

9.4 Signaling in Single-Celled Organisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

Chapter 10: Cell Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

10.1 Cell Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

10.2 The Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

10.3 Control of the Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

10.4 Cancer and the Cell Cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

10.5 Prokaryotic Cell Division . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

Unit 3

Chapter 11: Meiosis and Sexual Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

11.1 The Process of Meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

11.2 Sexual Reproduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456

Chapter 12: Mendel's Experiments and Heredity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

12.1 Mendel’s Experiments and the Laws of Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470

12.2 Characteristics and Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

12.3 Laws of Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

Chapter 13: Modern Understandings of Inheritance

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

13.1 Chromosomal Theory and Genetic Linkages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518

13.2 Chromosomal Basis of Inherited Disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

Chapter 14: DNA Structure and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543

14.1 Historical Basis of Modern Understanding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

14.2 DNA Structure and Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

14.3 Basics of DNA Replication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

14.4 DNA Replication in Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562

14.5 DNA Replication in Eukaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566

14.6 DNA Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569

Chapter 15: Genes and Proteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593

15.1 The Genetic Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593

15.2 Prokaryotic Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600

15.3 Eukaryotic Transcription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604

15.4 RNA Processing in Eukaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610

15.5 Ribosomes and Protein Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615

Chapter 16: Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635

16.1 Regulation of Gene Expression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636

16.2 Prokaryotic Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639

16.3 Eukaryotic Epigenetic Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645

16.4 Eukaryotic Transcriptional Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649

16.5 Eukaryotic Post-transcriptional Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

16.6 Eukaryotic Translational and Post-translational Gene Regulation . . . . . . . . . . . . 657

16.7 Cancer and Gene Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

Chapter 17: Biotechnology and Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

17.1 Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678

17.2 Mapping Genomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693

17.3 Whole-Genome Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697

17.4 Applying Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701

17.5 Genomics and Proteomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704

Unit 4

Chapter 18: Evolution and Origin of Species . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719

18.1 Understanding Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

18.2 Formation of New Species . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731

18.3 Reconnection and Rates of Speciation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743

Chapter 19: The Evolution of Populations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767

19.1 Population Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768

19.2 Population Genetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774

19.3 Adaptive Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Chapter 20: Phylogenies and the History of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807

20.1 Organizing Life on Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808

20.2 Determining Evolutionary Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815

20.3 Perspectives on the Phylogenetic Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826

Unit 5

Chapter 21: Viruses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 849

21.1 Viral Evolution, Morphology, and Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850

21.2 Virus Infection and Hosts

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857

21.3 Prevention and Treatment of Viral Infections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866

21.4 Other Acellular Entities: Prions and Viroids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871

Chapter 22: Prokaryotes: Bacteria and Archaea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889

22.1 Prokaryotic Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 890

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22.2 Structure of Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897

22.3 Prokaryotic Metabolism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 907

22.4 Bacterial Diseases in Humans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911

22.5 Beneficial Prokaryotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 919

Unit 6

Chapter 23: Plant Form and Physiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945

23.1 The Plant Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946

23.2 Stems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948

23.3 Roots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957

23.4 Leaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960

23.5 Transport of Water and Solutes in Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969

23.6 Plant Sensory Systems and Responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 979

Unit 7

Chapter 24: The Animal Body: Basic Form and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017

24.1 Animal Form and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1018

24.2 Animal Primary Tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026

24.3 Homeostasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037

Chapter 25: Animal Nutrition and the Digestive System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057

25.1 Digestive Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058

25.2 Nutrition and Energy Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072

25.3 Digestive System Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1080