生物

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生物(英语:Organism,又称生命体有机体)是指称有生命个体。在生物学生态学中, 地球上约有870万个物种(±130万),其中650万种物种在陆地上,220万种生活在水中[1]。生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢及遗传,所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢,这是相反的两个过程,并且可以繁殖下去,这是生命现象的基础。

生命的起源和生命各个分支之间的关系一直存在争议。一般而言,生物分为两大类:原核生物真核生物。原核生物分为两个域:细菌(Bacteria)和古菌(Archaea),这两个域相互之间的关系并不比他们和真核生物的关系更为接近。在演化史的研究上,原核生物和真核生物之间一直缺乏联系。

真核生物的特征是有细胞核以及其它细胞器(例如动物和植物体内的线粒体,以及植物及藻类中的叶绿体),一般叶绿体线粒体是由内共生细菌(endosymbiotic bacteria)演化而来[2]多细胞生物则指包含多于一个细胞的生物。

共同特征

这些属性并非普遍存在,详见下。 生物的共有属性主要有四个:

  1. 新陈代谢
  2. 生长发育
  3. 繁殖(很多生物的个体无法进行繁殖——尽管它们所属的物种可以繁殖)
  4. 应激性(有些生物无法直接对环境变化产生反应)

较不明显的有其它三个

  1. 适应
  2. 运动(许多生物无法独立移动)
  3. 组织性

化学

生物体是复杂的化学系统,其作用在维持生物体的生存及发展,以及繁衍后代。生物化学主要研究生物体内的化学反应[3]。整个生物体的现象可以决定生物是否可以适合其环境,也决定了其中DNA内的基因是否可以继续存续。

生物体的代谢及其它许多内部机能都和化学反应有关,特别那些有关大型有机分子的化学。生物体是化学物质形成的复杂系统,藉由和环境的互动,有各式各样的角色。

生物体是半封闭的化学系统,虽然生物体是生命的单位,但生物体和环境不是完全封闭。生物体会吸收及释放能量,自养生物利用阳光或其它无机物质来产生可用的能量(一般会以有机物质的形式出现),异营生物则是利用环境中的有机物质中的能量。

有机物质中主要的化学元素是,碳原子的特点是有很强的亲合力可以和小原子键结,也可以和其它的碳原子键结[4],而且因为其体积小,可以同时和多个原子键结,因此是有机生物体的基础。碳可以形成三个原子的简单分子(二氧化碳),也可以形成有数千个原子,可以储存数据的长链(核酸)。

高分子

组成生物的分子可以分为高分子(也称为生物大分子)及其它较小的分子。这些高分子包括核酸蛋白质脂质[5]。核酸(特别是脱氧核糖核酸,DNA)用核苷酸的序列来储存信息。四种核苷酸(腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶胞嘧啶组成的特殊序列决定了生物体的许多特征。核苷酸的序列可以拆成许多由三个核苷酸组成的遗传密码,对应一种特殊的胺基酸[6]。因此DNA的序列对应某一种特殊的蛋白质,而且由于其成份胺基酸的化学性质,蛋白质会依特殊的方式折叠,而且会执行一特定的机能。

以下是已知蛋白质的功能:

  1. ,作为代谢反应的催化剂。
  2. 结构蛋白质,像微管蛋白胶原蛋白
  3. 调节蛋白质,转录因子或是调节细胞周期的周期素
  4. 作为信息分子或信息分子的受体,像某些激素及其受体。
  5. 防御蛋白质,包括免疫系统中的抗体,或是毒素(例如曼巴蛇素(dendrotoxin)),或是包括像刀豆氨酸(canavanine)等特殊胺基酸的蛋白质。

双层的磷脂组成了磷脂双分子层,是细胞膜的主要结构,包覆在细胞的外面,防止化学物质自由的进出细胞。由于磷脂双分子层的选择性渗透,只有特定分子才能通过细胞膜。在一些多细胞的生物中,这可以是储存能量及在细胞间传播资料的方法。相较于脂质及蛋白质,更容易分解,也更容易转换为能量,在所有生物体中,醣是最常使用的有机分子能量来源。

结构层次

动物体的结构层次
植物体的层次结构
环境的组成

分类

Main article: 生物分类总表

从能量来源方面可分为:自养生物消费者

病毒

Main article: 病毒

病毒由于不能独立进行繁殖新陈代谢而通常不被认为是生物[7]。然而,依据美国法典(United States Code)的生物武器和非法使用相关内容中病毒被归为微生物范畴。由于许多寄生动物和内共生体(endosymbionts)也缺乏独立生存能力,所以病毒是否算作生物仍然存在争议。尽管病毒有和其它生物特有的分子,它们在寄主细胞外却无法生存,并且病毒新陈代谢的过程需要寄主遗传机制的参与。这种寄生现象的起源还不清楚,但有可能产生于寄主。

寿命

寿命是生物的基本参数之一。有的生物只能生存一天,有的生物例如一些植物能生存几千年。 细胞衰老在决定生物体、细菌病毒甚至是朊毒体的寿命时很重要。

目前,科学界普遍认为存在于细胞染色体末端的一段特殊的DNA序列——端粒与细胞的寿命有着很大的关系[8]。通常情况下,细胞每分裂一次,端粒就会变短一些。随着端粒逐渐缩短,最后造成了位于染色体DNA中间段的对细胞生命活动有意义的DNA序列的缺失。由于此时无法继续进行正常的生理活动,细胞便会进行一种由自身控制的程序性死亡——细胞凋亡

此外,肿瘤细胞中的端粒结构通常没有缩短,这也是肿瘤细胞能够进行无限制分裂的原因之一。

进化

在生物学上,共同起源的理论提出地球上所有的生物都起源于一个共同的祖先或祖先的基因库,我们可以在所有生物体之间共同的特征找到共同的祖先的证据。在达尔文的时代,证据完全是基于共同的特性可见的形态相似,例如所有的鸟有翅膀,即使有些不会飞。

参见

参考文献

主要参考文献为维基百科相同或相关条目。维基百科网址 链接:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%9F%E7%89%A9

  1. "地球上有多少物种?870万种". eurekalert. 2011年8月24日. Retrieved 2011-08-25.  Check date values in: |date= (help)
  2. T.Cavalier-Smith (1987) The origin of eukaryote and archaebacterial cells, Annals of the New York Academy of Sciences 503, 17–54
  3. "世界第一简单生物化学" (in 中文). 博客来. Retrieved 2014-02-10. 
  4. "碳原子的特性及有机化合物的特点 ★★" (in 中文). Retrieved 2014-02-10. 
  5. 生物大分子简介
  6. "15-14遗传密码(Heredity code)" (in 中文). 科技台湾. Retrieved 2014-02-10. 
  7. 比雅瑞尔; 涂可欣(翻译) (2004). "病毒不是活的吗?". 科学人杂志. Retrieved 2014-02-07.  Cite uses deprecated parameter |coauthors= (help)
  8. 庞中培 (2011年). "端粒研究刚开端". 科学人杂志. Retrieved 2013-12-29.  Check date values in: |date= (help)

外部链接