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生物Organism,有机体

时间:2020-01-18 14:32:08

生物 (拉丁语,德语: Organismus, 英语:Organism,又称有机体)是指称类生命的个体。在生物学和生态学中, 地球上约有870万种物种(±130万),其中650万种物种在陆地上,220万种生活在水中。

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大肠杆菌细胞提供了一个原核微生物的例子。

生物最重要和基本的特征在生物会进行新陈代谢及遗传两点,前者说明所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢(两个是完全相反的两个生理反应过程),并且可以将遗传物质复制,通过自我分裂生殖(无性生殖)或有性生殖,交由下一代繁殖下去以避免灭绝,这是类生命现象的基础。

虽然知道生物源自演化,但生命的起源和确切演化史仍有许多待解决的细节。生物学分类在近代受到分子生物学的挑战。一般而言,我们将生物分为三个域:细菌、古菌、以及真核生物。类似麻烦的还有病毒与内共生细菌等的分类。

真核生物的特征是有细胞核以及其他膜状细胞器(例如动物和植物体内的线粒体也可以说是植物动物体的发电厂,因为他可以释放出很多的能量,以及植物及藻类中的叶绿素),一种假说是叶绿体和线粒体是由内共生细菌(endosymbiotic bacteria)演化而来。多细胞生物 则指包含多于一个细胞的生物,在地质学上直到五亿年前才出现大爆发。

共同特征

代谢和遗传是最大两点,但在复杂生命中需要更多属性来定义,只是这些属性并非普遍存在,详见下。例如病毒就是相当特殊的生命表现形式。 生物的共有属性主要有四个,一般我们会包含:

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多孔菌科的蕈类与其宿主有一个寄生关系。

  1. 新陈代谢(化学物质的生成与分解)
  2. 生长发育(收集、储存资源)
  3. 繁殖(遗传物质的传递,但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. 适应(外部物理环境变化不至于影响体内的化学变化)

较不明显的有其他三个

  1. 应激性(但有些生物无法直接对刺激产生反应,如植物没有神经)
  2. 运动(许多生物无法独立移动)
  3. 组织性(生物间如雌雄的互动、护幼、共生、社会组织等等)

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现象。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。

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软树蕨

生物体的代谢及其他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,借由和环境的互动,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他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,碳原子的特点是有很强的亲合力可以和小原子键结,也可以和其他的碳原子键结,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,可以储存资料的长链(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)及其他较小的分子。这些高分子包括核酸、蛋白质、糖和脂质等。核酸(特别是去氧核糖核酸,DNA)用核苷酸的序列来储存资讯。四种核苷酸(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和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,对应一种特殊的氨基酸。因此DNA的序列对应某一种特殊的蛋白质,而且由于其成分氨基酸的化学性质,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机能:

  1. 酵素,作为代谢反应的催化剂。
  2. 结构蛋白质,像微管蛋白或胶原蛋白。
  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),或是包括像刀豆氨酸等特殊氨基酸的蛋白质。

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,糖更容易分解,也更容易转换为能量,在所有生物体中,糖是最常使用的有机分子能量来源