ATP 三磷酸腺苷的缩写，所有细胞通用的能量“货币”。生命体利用ATP后产生的分解产物是ADP（二磷酸腺苷）和磷酸基团（PO43–）。呼吸作用产生的能量会被用来重新结合磷酸基团和ADP，再次合成ATP。乙酰磷酸是一种更简单的（二碳）能量货币，作用方式与ATP类似。早期地球的地球化学作用可能可以直接合成乙酰磷酸。
ATP合酶 一种精巧的蛋白质旋转机器。它是嵌在膜上的纳米涡轮，通过膜外质子回流驱动ATP合成。
DNA 脱氧核糖核酸的简称。DNA是遗传物质，呈双螺旋结构。寄生DNA是指利用生物体的基因组藏身，“自私”地复制自己的DNA。
pH值 酸度（准确地说是质子浓度）的衡量单位。酸的质子浓度高（pH值低，小于7）。而碱的质子浓度低（pH值高，7～14）。纯水呈中性，pH值为7。
RNA 核糖核酸的简称。它是DNA的近亲，但是因为有两处微小的差异，结构和性质都有别于DNA。RNA有三种主要形式：信使RNA（转录自DNA的代码脚本）、转运RNA（会根据遗传密码运送指定的氨基酸）和核糖体RNA（充任核糖体机器的部件）。
RNA世界 一种科学假说中的早期演化阶段，其中RNA同时充任自我复制的模板（如同DNA现在的地位）和加快反应的催化剂（如同现在蛋白质的地位）。
埃（符号为Å） 一种长度单位，原子的尺寸大约是1埃。具体的换算如下所示：1埃等于1米的一百亿分之一（10–10 m）。1纳米等于10埃，即10–9米。
氨基酸 一类生物小分子，共有20种，是生命的基础构件。各种氨基酸可以连成一条长链，形成蛋白质分子（一个蛋白质通常由几百个氨基酸分子相连而成）。
不平衡状态 一种具有反应潜力的状态，分子“想要”互相发生反应，但还没有发生。有机物和氧气就处于不平衡状态；如果机会合适（比如点燃一根火柴），有机物就会氧化燃烧。
重组 在“流动”的染色体中，某个染色体上的一小段DNA，与另一个染色体上相同位置的DNA互相交换。最终，重组后的染色体会带有位置相同但组成不同的基因（特别是指等位基因）。
单亲遗传 子代细胞只从双亲中的一方系统地继承线粒体，通常继承自卵子而非精子。双亲遗传是指子代细胞的线粒体继承自双亲两方。
单源辐射演化 从一个共同祖先（或是单独一个分类门）分化出多个物种的现象，可以用车轮的辐条从轮轴中心发散的结构类比想象。
蛋白质 由氨基酸串成的长链分子，有严格的序列顺序，由基因中的DNA字母序列指定。多肽是较短的氨基酸链，不一定有严格规定的序列。
等位基因 一个基因在生物种群中的特定形式。
电子 一种亚原子粒子，带有一个单位负电荷。电子受体是得到一个或多个电子的原子或分子；而电子供体是失去电子的原子或分子。
凋亡 细胞程序性死亡。这是一种由基因编码设定的耗能过程，细胞自己降解、拆碎自己，剩下的物质循环利用。
多态性，方差（variance） 方差是统计学中一组数值分散程度的量度。如果方差等于零，表示所有的数值都相同；如果方差很小，表示所有数值都很接近平均值；如果方差很大，表示这组数值分布很散，彼此差异很大。本书原文中的variance通常用来描述一组同源生物学实体（例如等位基因、线粒体）之间的分布差异，因此一般翻译为多态性。
多系辐射演化 从数个不同的祖先（或不同的分类门）各自独立分散演化出多个不同物种，就像车轮上不同的辐条，从各自的轮轴中心发散开去。
发酵作用 发酵作用不是无氧呼吸。发酵作用是纯粹的化学过程，能够直接产生ATP，与跨膜质子梯度和ATP合酶没有关系。不同生物的发酵作用，其反应路径也略有不同。人类发酵作用的代谢副产物是乳酸，酵母则会产生酒精。
反向转运蛋白 一种“旋转门”式的蛋白质，通常嵌在细胞膜上，用一个原子（离子）进入交换另一个原子（离子）出去。比如，质子（H+）交换钠离子（Na+）。
放能（exergonic） 反应会放出自由能，可以用于做功的化学反应。放热（exothermic） 反应是会放出热量的化学反应。
复制 细胞或分子（通常指DNA分子）从一份复制成两份的过程。
古菌 生物的三大域之一。另两个域是细菌和真核生物（包括人类）。古菌是原核生物，没有细胞核来储存DNA，也不像复杂真核生物那样拥有各种精巧繁复的内部构造。
固定（fixation） 某个特定形式的等位基因传播到了种群中的每一个个体。
光合作用 利用太阳能从水分子（或其他物质）中提取电子，把电子加在二氧化碳分子上，从而把二氧化碳转换为有机物。
还原 物质得到一个或多个电子，这时我们称物质被还原了。
耗散结构 具有一定特征的稳定物理结构，如漩涡、飓风和喷射流。维持这种结构需要持续地注入能量。
核苷酸 构成DNA与RNA的组件小分子，可以连在一起形成长链。酶的结构中也有相关的核苷酸分子，它们会充当辅因子，催化特定的反应。
核糖体 制造蛋白质的“工厂”，存在于所有细胞中。它们根据RNA代码脚本（从DNA转录而来），把氨基酸构件用指定的顺序连接起来，转换成蛋白质。
呼吸作用 “燃烧”（氧化）营养物质，把释放出来的能量用以生产ATP的过程。呼吸作用通过呼吸链的一系列反应步骤，从食物或其他电子供体（如氢气）那里提取电子，传递给氧气或其他电子受体（如硝酸盐）。这个过程所释放的能量用于把质子泵出膜，产生质子动力，驱动ATP合成。请参考无氧呼吸和有氧呼吸。
化学渗透偶联 利用呼吸作用产生的能量，把质子泵出膜外；质子通过膜上的蛋白涡轮（ATP合酶）回流，就能驱动ATP合成。如此一来，质子梯度便把呼吸作用与ATP合成这两个过程偶联在了一起。
基因 一段编码蛋白质（或其他终产物，如调节RNA）的DNA序列。基因组是指一个生物体内所有基因的总和。
基质 细胞生长所需的基础物质，由酶转化为生物分子。
减数分裂 有性生殖时细胞进行减数分裂，形成的配子细胞只有一套染色体（单倍体），不像亲代细胞有两套染色体（二倍体）。真核生物的普通细胞进行有丝分裂。细胞进行有丝分裂时，会先复制倍增染色体，然后在微管构成的纺锤体上把染色体平分给两个子细胞。
碱性热液喷口 通常位于海底的一种热液喷泉，喷出的碱性热液富含氢气；很可能在生命诞生的过程中发挥了举足轻重的作用。
露卡（LUCA） 最后共同祖先的缩写，也就是今天世界上所有活细胞的共同祖先。露卡的特征可以通过比较现代细胞特征重建。
酶 催化特定化学反应的蛋白质。与无催化状态相比，酶通常能让反应速度加快数百万倍。
膜 本书中的“膜”均指生物膜，是围绕在细胞外部、非常薄的脂质膜层（细胞内部也有）。膜为脂双层结构，两层脂质分子的疏水尾部朝内，亲水头部朝外。膜电位是膜两侧的电荷不同而产生的电位差。
内共生作用 两个细胞之间的一种共生关系，其中一个细胞生活在另一个细胞体内，通常会交换彼此的代谢物质。
内含子 基因序列中编码部分之间的间隔序列，对编码蛋白质没有贡献，通常在制造蛋白质之前就已被切除出RNA转录本。移动内含子是一种基因寄生物，会在基因组中多次复制自身。真核生物的内含子可能是真核生物演化早期，细菌移动内含子在基因组中广泛扩散，然后又发生突变衰退的结果。
旁系同源基因 同一个基因组的某个基因多次复制后形成了一个基因家族，该基因家族中的一个成员就是旁系同源基因。类似的基因家族可以在不同种生物中找到，都继承自同一个共同祖先。
染色体 DNA分子形成的螺线管结构，周围紧紧地包裹着蛋白质，细胞分裂时可见。人类有23对不同的染色体，保存着我们所有基因的两套副本。流动染色体（fluid chromosome）是指进行基因重组的染色体，能制造出多种多样的等位基因组合。
热力学 物理学的一支，研究热、能量和做功问题。热力学原理决定了在一组特定条件下某个反应发生的可能性。动力学决定的则是这种反应发生的实际反应速率。
热泳 液体因热梯度或对流而造成有机分子浓缩的现象。
熵 分子失序的状态，万物趋于混乱的倾向。
蛇纹岩化作用 某些岩石（比如富含镁、铁的橄榄石等）和水之间的化学反应，会生成富含氢气的强碱性热液。
水平基因转移 少量基因从一个细胞转移到另一个细胞，或直接纳入环境中裸露的DNA。水平基因转移是同代细胞之间传递交换基因；而垂直继承是细胞分裂时，亲代细胞复制整个基因组后传递给子代细胞。
铁硫簇 一种类似于矿物质的小型结晶，晶格由铁原子和硫原子组成（通常是Fe2S2或Fe4S4）。包括呼吸作用使用的某些蛋白质在内，很多重要蛋白质的核心都有铁硫簇。
突变 通常指基因中的特定序列发生改变，但也包括其他的遗传变异，例如DNA的随机缺失或多余复制。
吞噬作用 一个细胞吞噬另一个细胞的过程。被吞噬的细胞包裹在装有“食物”的液泡中，之后再在内部消化。渗透营养作用则是先在体外消化食物，再把降解后的小分子摄入细胞。真菌就是这样做的。
无氧呼吸 另一种呼吸作用形式，常见于细菌。这种呼吸作用使用氧气以外的分子（如硝酸盐或硫酸盐）“燃烧”（氧化）食物、矿物或气体。厌氧生物是指不依靠氧气生存的生物。请参考有氧呼吸和呼吸作用。
吸能（endergonic）反应 需要输入自由能（做功，不是热能）才能进行的反应。吸热（endothermic）反应指的是需要输入热量才能进行的反应。
细胞核 复杂（真核）细胞的“控制中心”，包含了细胞的绝大部分基因（还有少部分基因在线粒体中）。
细胞质 细胞内部在细胞核之外的胶状物质。细胞质含有水样的胞质溶胶，包围着细胞内部的各个结构，比如线粒体。细胞骨架是细胞内部的动态蛋白支架，会随着细胞形状的变化而延伸和重组。
细菌 生物的三大域之一。另外两个域是古菌和真核生物（包括人类）。细菌是原核生物，没有细胞核储存DNA，也没有复杂真核生物的各种精巧繁复的内部构造。
线粒体 真核细胞中散布的“动力工厂”。它们源于α－变形菌，现在还保有一个微小但极为重要的基因组。线粒体基因是指位于线粒体内部的基因。线粒体生物合成是指新线粒体的复制、生长过程，需要核基因参与。
新陈代谢 活细胞中维持生命的一系列化学反应。
性别决定 控制生物发育成雄性或雌性的过程。
选择性清除 环境对特定基因变体（等位基因）的强选择，最终使其取代种群中其他所有的等位基因。
雪球地球 全球发生低温冰冻的气候事件，赤道地区的冰川都会延伸到海平面处。研究认为，地球史上出现过多次雪球地球时期。
氧化 从物质的原子中夺去一个或多个电子，这时我们称物质被氧化了。
氧化还原 氧化反应和还原反应相结合的过程，实质是电子从供体转移给受体。氧化还原对是指一对特定的电子供体和受体。氧化还原中心先接受一个电子，然后把它传递下去，所以氧化还原中心既是电子供体又是电子受体。
叶绿体 植物和藻类细胞内一种特化的细胞器，是进行光合作用的场所。它们源于能进行光合作用的细菌，即蓝细菌。
有性生殖 一种生殖循环。细胞先经过减数分裂形成配子，每个配子只有正常细胞一半的染色体；然后两个配子再结合，形成一个受精卵。
有氧呼吸 我们的呼吸方式。食物与氧气发生反应，释放的能量被生物利用来做功。细菌也可以用氧气“燃烧”矿物或其他气体。请参考无氧呼吸和呼吸作用。
原核生物 所有没有细胞核的简单细胞的统称（“原核”的字面意思是“细胞核出现之前”）。原核生物包括细菌和古菌，即涵盖了生物三大域中的两个域。
原生生物 所有单细胞真核生物的统称。有些原生生物可以非常复杂，有多达4万个基因，其细胞的平均体积至少是细菌的15,000倍。原生动物是一个虽然字面意思很形象，但其实已经过时的术语（字面意思是“最早的动物”），原指阿米巴原虫等行为类似于动物的原生生物。
源真核生物 不要与古菌混淆！源真核生物是多种单细胞的简单真核生物。过去曾被误认为是细菌与复杂真核生物之间“缺失的环节”。
真核生物 由一个或多个真核细胞组成的生物，其细胞都有细胞核和其他高度特化的结构，如线粒体。包括植物、动物、真菌、藻类和原生生物（如阿米巴原虫）在内的所有复杂生命形态，都由真核细胞组成。真核生物是生物的三大域之一，其他两个域是形态更简单的细菌和古菌。
脂肪酸 一种长链碳氢化合物，通常有15～20个相连的碳原子，是细菌和真核生物脂质膜的组成成分。长链的一端是一个酸性基因。
直系同源基因 不同种生物基因组中的相同基因，功能也相同。所有这些基因都继承自同一个共同祖先。
质粒 一小段环状的寄生DNA，会从一个细胞传递给另一个细胞。质粒可以为宿主细胞提供有用的基因（比如增强抗药性的基因）。
质子 一种亚原子粒子，带有一个单位正电荷。一个氢原子由一个质子和一个电子组成。氢原子失去电子、只剩下氢原子核后，就是一个带正电的质子，用H+表示。
质子梯度 膜两侧因质子浓度不同而造成的势差。质子动力是由膜两侧电荷差异和质子浓度差异共同形成的电化学力。
种系 动物体内特化的、进行有性生殖的细胞（如精子和卵子）。所有细胞中只有它们负责传递基因，繁殖下一代。
转录 根据DNA序列复制成较短的RNA代码脚本（信使RNA），是合成蛋白质的第一步。
转译 根据RNA代码脚本（信使RNA）指定的精确氨基酸序列，在核糖体上把氨基酸组装成新蛋白质。
自私冲突 比喻两个不同实体之间存在利益冲突。这可以发生在不同的内共生体之间，或者质粒与宿主细胞之间。
自由基 有一个不成对电子的原子或分子。不成对的电子使自由基不稳定、反应性强。在呼吸作用中泄漏的氧自由基，可能在生物的衰老和疾病过程中扮演着重要的角色。
自由能 可以用来做功的能量（不是热能）。