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生物结构适应生活环境的特征

时间:2022-02-11 百科知识 版权反馈
【摘要】:一些分子生物学家根据生命大分子的特点给生命下了一个定义,即生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用而产生的可以不断繁殖的物质反馈循环系统。因此严格地讲,病毒不是独立的生物。但是,病毒作为既可以独立存在于生物体之外,又能在寄主细胞中复制增殖并引起生物病变的一类特殊的大分子有机体,显然应属于生物学的重要研究对象。
生命是什么_普通生物学

第一节 生命是什么

一、生命的定义

在日常生活中,我们很容易区分有生命的生物和无生命的非生物,人们不难判断,花、草、鱼、虫是活的,是有生命的;水、石、房屋、桌椅是死的,是无生命的。那么,生命的定义是什么呢?

生命现象是多层次的,但是生命的本质是统一的。对于生命的定义,古今中外很多科学家和哲学家都曾为此问题而困惑、思索,众说不一。一些分子生物学家根据生命大分子的特点给生命下了一个定义,即生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用而产生的可以不断繁殖的物质反馈循环系统。但是生命仅仅有核酸和蛋白质还是远远不够的,只有当这些分子和其他的有机物和无机物结合,生命才表现为完整。

二、生命的基本特征

生物体是有生命的,是因为它有区别于非生物体的基本特征,也就是生命与非生命的根本区别。

(一)化学成分的同一性

从元素成分来看,构成形形色色生物体的元素都是普遍存在于无机界的C、H、O、N、P、S、Ca等元素,并不存在特殊的生命所特有的元素,也就是说,组成生命的这些基本的化学元素在自然界中是存在的;进而由这些元素构成各种生物大分子,如蛋白质、核酸、脂质、糖、维生素等;再由各种生物大分子构成细胞、组织、器官、系统乃至生物个体。所以说,生物种类虽多,但都是由这些基本类型的化学元素构成生物大分子,构成细胞的结构,在化学成分上具有同一性。

(二)严整有序的结构

生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起的,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞,细胞内的各结构单元(细胞器)都有特定的结构和功能。如线粒体有双层的膜,内膜有嵴,膜中大分子(酶)的排列是有序的。生物大分子,无论它如何复杂都不能称为生命,只有当它组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统时,才能表现出生命的特性。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。

生物界是一个多层次的有序结构,其结构层次和结构的有序性表现为,分子—细胞—组织—器官—系统—生命个体—种群—群落—生态系统—生物圈。每一个层次中的各个结构单元,如系统中的各种器官、器官中的各种组织等,都有它们各自特定的结构和功能,它们的协调活动构成了复杂的生命系统。

(三)新陈代谢

生物的新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面,由两个既矛盾又统一的作用组成:一个是生物体从外界摄入物质,经过一系列转化与合成过程,将其转变成为自身的组成物质,并储存能量,叫做同化作用;另一个是生物体将其自身的组成物质加以分解,释放其中所储存的能量,把分解所产生的废物排出体外,叫做异化作用。异化作用所释放的能量,一部分用于合成新的物质,一部分变成热,维持一定的体温,还有一部分供其他生命活动的需要。同化作用和异化作用是相互矛盾的。前者是从外界吸收物质和能量,合成有机物,建设自身;后者却是向外界排出物质和能量,分解有机物,破坏自身。但是,这两个作用又是同时进行,相互依存的,有机体正是在这种不断的建设与破坏中得到更新。

新陈代谢是最基本的生命过程,为其他一切生命现象的基础。在自然界中,虽然非生物也能与外界环境进行物质交换,但交换的结果不像生物那样得到自我更新,而是导致自身的毁灭。例如铁氧化后变成了锈,岩石风化后变成了母质,蜡烛燃烧后本身消失,变成了二氧化碳和水蒸气。对于非生物来说,它愈是与外界环境隔绝,就愈能得到保存。由此可见,外界环境是生物生存的必要条件,却是非生物破坏的原因,这正是生物与非生物在与环境的相互关系方面的本质区别。

(四)生长发育

生长,通常指生物从小到大的过程,这是同化作用大于异化作用的结果。单细胞生物的生长主要是依靠细胞体积与重量的增加。多细胞生物的生长主要是依靠细胞的分裂来增加细胞的数目。

发育,一般理解为个体发育,它是指生物体从受精卵(合子)到个体各部分结构全部建成,直至衰老死亡的过程。另外,系统发育是指生物种族发展史,也即生物进化的历史。生物个体发育中的形态变化,虽是各式各样的,但都反映了系统发育的历程,生物系统发育从简单的原核生物,经一系列中间类型,直至发展到现代最高级生物——被子植物和哺乳动物,都是经过无数次个体发育逐步形成的。因此,高等生物的个体发育总是印证着生物进化的历程。

(五)繁殖和遗传

生物的生命具有周期性,一个生物体不可能长久生存,要把生命延续下去,必须通过繁殖,将其特性传给下一代。这种子承父代,秉承亲代各种生物特性的现象称为遗传。但是子代并不是亲代的复制,二者间存在一定的差异,这便是变异。遗传保持了物种的相对稳定。变异产生新的性状,使物种发生变化。遗传和变异是生物种群发展和进化的基础。

(六)应激性和运动

生物体对环境变化引起的刺激发生反应的特性,称为应激性。在大多数情况下,生物体都会以某种形式的运动来对刺激作出反应。反应的结果使生物“趋吉避凶”,例如某些高等植物茎和叶对光反应能产生趋光性,而根对地球引力能产生向地性;高等动物因出现神经系统和不同分化程度的感受器或效应器,形成了有规律的反射活动,使动物能迅速、准确地摄取食物或躲避敌害。

(七)适应

适应是生物界普遍存在的现象。生物的结构都适合于一定的功能。生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续。生物对环境的适应不是一个随意应变的现象,外界环境可能有很大的波动,而生物总是能维持自身的相对稳定,这称为稳态。尽管外界环境波动很大,哺乳动物总有某些机制使内环境的性质维持不变。细胞、个体、群落和生态系统在没有激烈外界环境的影响下,也保持稳态。

(八)演变和进化

生物具有系统进化的历史,生物的进化趋势是由简单到复杂,从水生到陆生,由低级到高级逐渐演变的。在漫长的生物进化过程中,生物形成了适应性和多种多样的类型。

上述生命特征,可以作为划分生物与非生物的相当可靠的依据。唯一的例外是病毒类物质形态,当病毒进入寄主细胞内时能表现某些生命特征,如类似繁殖行为的复制增殖等,但当病毒单独存在时则不表现这些生命特征。因此严格地讲,病毒不是独立的生物。但是,病毒作为既可以独立存在于生物体之外,又能在寄主细胞中复制增殖并引起生物病变的一类特殊的大分子有机体,显然应属于生物学的重要研究对象。

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