生命的基本特征生命的基本特征
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生命的种类繁多,形态各异,要对生命下一个科学的严格的定义十分困
难,但我们根据生命特征判断生物体的“生”和“死”却完全能够办到。
(案例(一)如何使小学生学会判断“死”“活”,初步认识生命?)
生命现象虽然错综复杂,但毕竟具有共性,这就是生命的特征。我们不
能给出生命的严格定义,但我们可以通过认识生命的一些特征来理解生命。
繁殖定义:生物产生相似新
个体的活动。
生殖概念:特指生物产生相
似新个体的具体活动。繁殖和生
殖近义,在不引起歧义情况下,
有时混用不严格区分。
生物能通过繁殖产生出新...
生命的基本特征
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生命的种类繁多,形态各异,要对生命下一个科学的严格的定义十分困
难,但我们根据生命特征判断生物体的“生”和“死”却完全能够办到。
(案例(一)如何使
生学会判断“死”“活”,初步认识生命?)
生命现象虽然错综复杂,但毕竟具有共性,这就是生命的特征。我们不
能给出生命的严格定义,但我们可以通过认识生命的一些特征来理解生命。
繁殖定义:生物产生相似新
个体的活动。
生殖概念:特指生物产生相
似新个体的具体活动。繁殖和生
殖近义,在不引起歧义情况下,
有时混用不严格区分。
生物能通过繁殖产生出新
的一代,繁殖使不能长存的生物图1-2 正在受精的卵细胞 得以延续。每个生物物种都能把
种的特征代代相传,生物具有遗传性,即生物可以生产出新的个体,而子体
与母体总是基本一致,“种瓜得瓜,种豆得豆”。细菌通过分裂产生更多的
细菌;树木开花结籽,种子又可落地生根发芽;鱼会产卵,卵再孵化出小鱼;
羊则可以生出小羊。
生殖主要有无性生殖和有性生殖两种。无性生殖不涉及性别,没有受精
过程,如细胞的分裂。有性生殖是由两个性细胞融合为一,成为合子或受精
卵,再发育成新一代个体的生殖方式。与无性生殖相比,有性生殖的后代遗
传性状是父母双方遗传性状的组合;而无性生殖产生的后代的遗传性状与其
亲代几乎完全相同。
遗传概念:生物亲代性状在子(后)代表现的生命现象。
变异概念:子代和亲代以及子代之间出现性状差异的生命现象。
在繁殖过程中,生物体把自己的性状传递给后代,叫“遗传”;同时也会产
生与自己不同的后代,叫“变异”。通过遗传把生物体适应环境的特性保留下去,
同时通过变异产生新的特性以应付环境的变化或适应新的环境。生物体的结构会
产生一定的功能,如鸟翅构造适于飞翔,人眼构造于感受物像。而生物的特定结
构和功能又是适应环境的结果,如鱼的体形和用腮呼吸适于在水中生活。使它能
在一定环境和条件下生存和延续,只有对环境有适应性,生物才能存活。当然,
适应的基础是遗传的改变。
图1-3 16个星期之后受精卵发育成初具雏形的胎儿
现在,世界上存在的大约1000万种生物都以相同的方式储存遗传信息,而
几十亿年前,它们可能来源于同一类生物,长期的变异和隔离,使生命变得千姿
百态。遗传和变异过程把世界上所有的生物联系起来,一端是过去,追溯同一个
源头,我们有着共同的祖先,另一端是未来,将不断产生分支,在不同条件下沿
着不同的方向延伸。每一个分支点都是由变异或地理隔离(生殖隔离)引起的。
生长概念:生物体或细胞从小到大、重量和体积增加的现象,通常表现为细
胞增多和体积增大。
发育概念:生物体生活史中构造和技能从简单到复杂的变化过程。
生物依靠从外界向体内吸收食物而生长。生物吸收的食物在化学成分上常常
与自身不同,它用化学方法把这些食物转化为自身的一部分。牛吃进去的是草,
挤出来的是牛奶;幼苗吸收肥料、水分、二氧化碳和阳光而生长为参天大树。发
育是一个主要由遗传决定的相对稳定的过程,在环境相对保持稳定的条件下,生
物的发育总是按一定的尺寸、一定的模式和一定的程序进行的。大多数动物的受
精卵脱离母体后,与亲代相似,可直接发育成成体,但有许多动物,如昆虫,受
精卵不直接发育为成虫,而是要经过变态的过程,即经由有独立生活能力的幼虫
阶段,再发育成为成虫。
新陈代谢概念:维持各种
生理生命活动的化学变化总
称,包括同化过程和异化过程。
新陈代谢是生命现象最基
本的特征之一。热力学第二定
律指出,孤立系统熵的不可逆
增加将使系统有序性不断下
降,最终达到平衡态。而生物
体要生长发育必须是远离平衡
图1-4 生物的新陈代谢
态的开放系统,为维持系统的
稳态,必须不断与周围环境进行物质和能量的交换,通过增加环境的无序来维持
自身的有序,这一过程就是新陈代谢。
新陈代谢是生物体内化学组成的自我更新过程,它包括两个完全相反但相互
依存的过程:一个是同化作用(组成代谢),即从外界摄取物质和能量,将它们
转化为自身的物质并贮存可利用的能量。另一个异化作用(分解代谢),即分解
生命物质将能量释放出来,供生命活动需要。新陈代谢是严整有序的,是由一连
串反应网络构成的,如果反应网络中某一部分被阻断则整个过程就被打乱,生命
将会受到威胁,严重时会导致生命的终结。
在新陈代谢这一生物化学过程中,控制生化过程的酶要求特定的温度、pH
值、渗透压等环境条件,所以生物体必须维持稳定的内部状态,称为稳态:生物
体与环境之间有明显的隔离物,如单细胞生物的细胞膜、植物的表皮、动物的皮
肤,形成自己的内环境。生物体利用复杂的结构和通过反馈调节机制来维持自己
的稳态。
应激反应概念:生物体随环境变化的刺激而发生的相应反应。
生物体能接受外
界刺激,并有能力对
他周围的环境变化做
出主动的、合乎自己
目的的反应,使自己
趋利避害、趋吉避凶。
简单的生命体如细
菌,遇到不利的环境
变化,像过高或过低
的温度、水分或养分图1-5 生物体的应激反应图
的缺乏时,就会使自
己处于休眠状态以保护自己的生命;到环境变得对自己有利时又恢复生机。
苍蝇被腐肉吸引,植物茎尖向光成长,都是应激的表现。动物的神经系统和
感觉器官则是应激性高度发展的产物,具有更高级的应激性,如青蛙被放入
热水中会迅速跳起。这种应激性不仅通过神经系统,还通过激素分泌系统、
免疫系统等发挥作用。激素又称化学信使,是特定细胞合成的能使生物体发
生一定反应有机分子,它们的作用力很强,极低的浓度就能引起很强的反应,
植物、动物中,激素广泛存在并不断产生效力。免疫则能识别自身和外来物,
消灭外来物,能记忆被何种病毒或细菌侵入过,然后当它再次侵入时,能迅
速消灭;并且还具有只对被记忆的病原免疫的特异性。
生物体应激性的进一步发展,就产生更复杂的生物反应——行为,生物
不但各有各的行为,而且还会通过学习来调整自己的行为,向更高级更复杂
的行为发展。归根结底,感觉系统、神经系统和激素免疫是一切复杂行为的
基础。
对于“什么是生命”这个问题,到这里可以有这样一种笼统的回答:具
备以上共同特征的物质存在形式就是生命。
需要注意的是,上述任何单一的现象都不是生物所特有的。火焰也能进
行新陈代谢和繁殖,但正常的人不会认为它是生命。相反,许多生物能保持
相当长的时间并不出现生命特征,如古莲子、缓步类动物等可能会在一个相
当长的时间内并不进行新陈代谢,当条件适当时其又会出现生机。说到繁殖,
像犏牛和骡子不具有繁殖能力,却是实实在在的生命体!生长也是这样,许
多无机物的结晶过程就能很好地表现出这一特征。外界刺激的情况也是非常
明显的,比方说你的电脑就是一个十分敏感的家伙,但它绝对不是生物。
:综合上述材料,请你谈谈对于生命的看法。
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