人类源流——生物1

一、生物的定义

生物（英语：Organism，又称生命体、有机体或个体）是有生命的个体。在生物学和生态学中，地球上已被科学家具体描述的生物大约有200万种，也有人认为实际数字应该在500万种以上。生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢。所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢，这是互相对立的两个方面，是生命现象的基础。

通常人们可以不太费劲地区分出什么物体是生物，什么物体不是生物，可是真正用语言或文字来表达什么是生物时，事情就不再那么简单了。事实上，要给生物下一个科学的定义是极其困难的，之前人类一直都没能解决这个问题。

有人认为生物就是有生命的物体。的确，一切生物都是有生命的，那么，反过来，有生命的物体是不是都是生物呢？答案是否定的。因为不仅生物具有生命，而且生物的一部分也可以具有生命。例如，一片绿叶、要移植的心脏、鲜血中的红细胞和白细胞。但是，这些有生命的物体，人们不会认为它们属于生物。所以说，有生命的物体不一定就是生物。

那么，生物的概念该如何定义呢？人们发现，动物是由每一个具体的人、猪、老虎、麻雀和蚊子等组成，因此，动物本身就是一个物体的集合。同理，植物、微生物和生物都是物体的集合。因此，我们可以用集合的概念来定义生物。

生物是一个物体的集合，而个体生物指的是生物体。其元素包括：在自然条件下，通过化学反应生成的具有生存能力和繁殖能力的有生命的物体以及由它（或它们）通过繁殖产生的有生命的后代。

该定义既不会将没有繁殖能力的工蜂、犏牛和骡子等动物排除在生物的范畴之外，又不会将有生命，但不属于生物的一片绿叶、要移植的心脏、鲜血中的红细胞和白细胞、精子和卵子等物体纳入生物的范畴。

广义上的生物：生物是一切具有新陈代谢的物体。例如,动物,植物，微生物，病毒，甚至细胞，一片绿叶，一段枝条，活的心脏，生殖细胞等等。新陈代谢是生物体内全部有序化学反应的总称。新陈代谢是生物与非生物最本质的区别。1.凡遗传物质相同的生物（忽略生物间的微小差异）视为同一类（种）。例如人的细胞，心脏，受精卵，人视为同一类生物。2，生殖细胞视为母本那一类（种）。例如，马的精子与马同类，驴的卵子与驴同类。马的精子和驴的卵子结合生成的受精卵与骡子同类。

狭义上的生物：是指传统意义的（独立，自主）生物。包括，动物,植物，微生物。

二、生物的起源和进化

生命起源是当代的重大科学课题，然而却又是至今依旧了解甚少的最基本的生物学问题。关于生命的起源，历史上曾经有过种种假说：如“神创说”(认为生命是由上帝或神创造的)、“自然发生说”(认为生命,尤其是简单生命是由无生命物质自然发生的)等。这些假说多出于臆测，已被人们所否定。从近年召开的国际生命起源学术会议提出的研究论文看，当代关于生命起源的假说可归结为两大类：一是“化学进化说”，一是“宇宙胚种说”。细胞的全能性不是动物细胞培养的基础，细胞的全能性是植物细胞培养的理论基础。而动物细胞培养的理论基础是细胞增殖。

化学进化说主张，生命起源于原始地球条件下从无机到有机，由简单到复杂的一系列化学进化过程。宇宙胚种说则认为，地球上最初的生命是来自地球以外的宇宙空间，只是后来才在地球上发展了起来。

化学进化说认为，核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础，生命的起源关键就在于这些生命物质的起源，即在没有生命的原始地球上，由于自然的原因，非生命物质通过化学作用，产生出多种有机物和生物分子。因此，生命起源问题首先是原始有机物的起源与早期演化。化学进化的作用是造就一类化学材料，这些化学材料构成氨基酸、糖等通用的“结构单元”，核酸和蛋白质等生命物质就来自这些“结构单元”的组合。 1922年，生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说，认为原始地球上的某些无机物，在来自闪电，太阳光的能量的作用下，变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年，美国化学家米勒首次实验验证了奥巴林的这一假说。他模拟原始地球上的大气成分，用氢、甲烷、氨和水蒸气等，通过加热和火花放电，合成了有机分子氨基酸。继米勒之后，许多通过模拟原始地球条件的实验，又合成出了其它组成生命体的重要的生物分子，如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年，我国在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功，开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来，生命的化学进化过程包括四个阶段：从无机小分子生成有机小分子；从有机小分子形成有机大分子；从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系；从多分子体系演变为原始生命。

宇宙胚种说认为，过去和现在，已经提出了许多属于宇宙胚种说的假说，如在1993年7月的第十次生命起源国际会议上，有人提出，“造成化学反应并导致生命产生的有机物，毫无颖问是与地球碰撞的彗星带来的”，还有人推断，是同地球碰撞在其中一颗彗星带着一个“生命的胚胎”，穿过宇宙，将其留在了刚刚诞生的地球之上，从而有了地球生命。几年前一位空间物理学家和一位天体物理学家也把地球生命的起源解释为：地球生命之源可能来自40亿年前坠入海洋的一颗或数颗彗星，他们也认为是彗星提供了地球生命诞生需要的原材料(他们将之谓“类生命生物”)。尽管有科学家对此类假说持强烈的反对意见(他们认为：“彗星是带来了某些物质，但它们不是决定性的，生命所必需的物质在地球上已经存在 ”)。尽管诸如此类的观点仍是一些尚需进一步证明的问题，但通过对陨石、彗星、星际尘云以及其它行星上的有机分子的探索与研究。了解那些有机分子形成与发展的规律，并将其与地球上的有机分子进行比较，都将为地球上生命起源的研究提供更多的资料。

基因理论学说认为，基因来自父母，几乎一生不变，但由于基因的缺陷，对一些人来说天生就容易患上某些疾病，也就是说人体内一些基因型的存在会增加患某种疾病的风险，这种基因就叫疾病易感基因。只要知道了人体内有哪些疾病的易感基因，就可以推断出人们容易患上哪一方面的疾病。然而，我们如何才能知道自己有哪些疾病的易感基因呢？这就需要进行基因的检测。

基因检测是如何进行的呢？用专用采样棒从被测者的口腔黏膜上刮取脱落细胞，通过先进的仪器设备，科研人员就可以从这些脱落细胞中得到被测者的DNA样本，对这些样本进行DNA测序和SNP单核苷酸多态性检测，就会清楚的知道被测者的基因排序和其它人有哪些不同，经过与已经发现的诸多种类疾病的基因样本进行比对，就可以找到被测者的DNA中存在哪些疾病的易感基因。

基因检测不等于医学上的医学疾病诊断，基因检测结果能告诉你有多高的风险患上某种疾病，但并不是说您已经患上某种疾病，或者说将来一定会患上这种疾病。通过基因检测，可向人们提供个性化健康指导服务、个性化用药指导服务和个性化体检指导服务。就可以在疾病发生之前的几年、甚至几十年进行准确的预防，而不是盲目的保健；人们可以通过调整膳食营养、改变生活方式、增加体检频度、接受早期诊治等多种方法，有效地规避疾病发生的环境因素。基因检测不仅能提前告诉我们有多高的患病风险，而且还可能明确地指导我们正确地用药，避免药物对我们的伤害。将会改变传统被动医疗中的乱用药、无效用药和有害用药以及盲目保健的局面。

研究生命起源的意义。研究生命起源是要弄清几十亿年生命诞生的历史，然而其意义远不止追根溯源，还在于可以了解生命与环境，整体与部分、结构与功能、微观与宏观、个体发育与系统发育以主物质和能量与信息之间的辩让关系，可以进一步阐明遗传变异，生长分化、复制繁殖、新陈代谢、运动感应和调节控制等生命活动的机制，从而认识和阐明生命的本质，以实现人类控制和改造生命的目标。

三、生物的特征

生物不仅具有多样性，而且具有一些共同的特征和属性。

组成生物体的生物大分子的结构和功能，在原则上是相同的。比如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸，种类不过20种左右，它们的功能对所有的生物都是相同的；在不同生物体内基本代谢途径也是相同的等等。这就是生物化学的同一性。同一性深刻的揭示了生物的统一性。

生物具有多层次的结构模式。对于病毒以外的一切生物都是由细胞组成的，细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。

从结构上看，细胞是由蛋白质、核酸、脂类、多糖等组成的多分子动态体系；从信息论观点看，细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统；从化学观点看，细胞是由小分子合成的复杂大分子；从热力学上看，细胞是远离平衡的开放系统等等。

除细胞外，生物还有其它结构单位。细胞之下有细胞器、分子、原子，细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、生态系统、生物圈等等。生物的各种结构单位，按照复杂程度和逐级结合的关系而排列成一系列的等级，这就是结构层次。较高层次上会出现许多较低层次所没有的性质和规律。

其它的还有很多，比如生物的有序性和耗散结构、生物的稳定性，生命的连续性，个体发育，生物的进化，生态系统中的相互关系等等。

这些都说明，尽管生物世界存在惊人的多样性，但所有的生物都有共同的物质基础，遵循共同的规律。生物就是这样一个统一而有多样的物质世界。

和其它学科一样，生物学依据自己所研究的对象，也有一些基本的研究方法——观察描述的方法、比较的方法、实验的方法等等，也都具有自己的特点。对于生物学来说，既需要有精确的实验分析，又需要从整体和系统的角度来观察生命，生物学积累了大量关于各种层次生命系统及其组成部分的资料。今天对于生命系统的规律作出定量的理论研究已经提到日程上来，系统论方法将作为新的研究方法而受到人们的重视。

生物的普遍特征：1、有共同的物质和结构基础；2、有新陈代谢现象；3、有应激性；4、有生长，发育，生殖的现象；5、有遗传变异的特征；6、能够适应一定环境和改变环境；7、生物的生活需要营养；8、生物能进行呼吸；9、能够排除体内废气物质；10、对外界刺激有所反应。

生物的基本特征：1.生物具有共同的物质基础和结构基础；2.生物都有新陈代谢作用；3.生物都能对外界事物的刺激做出反应——应激性；4.生物都能生长、生殖和发育；5.生物有遗传和变异的特征；6.生物能适应和影响环境。

四、生物多样性

生物多样性指的是地球上生物圈中所有的生物，即动物、植物、微生物，以及它们所拥有的基因和生存环境。它包含三个层次：物种多样性，遗传多样性，生态系统多样性。

简单地说，生物多样性表现的是千千万万的生物种类。在地球上热带雨林中生活着全世界半数以上的物种(约500万种)，因此，那里的生物多样性最为丰富。

生物多样性具有很高的价值，它不仅可以为工业提供原料，如胶、油脂、芳香油、纤维等，还可以为人类提供各种特殊的基因，如耐寒抗病基因，使培育动植物新品种成为可能。许多野生动植物还是珍贵的药材，为治疗疑难病症提供了可能。

随着环境的污染与破坏，比如森林砍伐、植被破坏、滥捕乱猎等，目前世界上的生物物种正在以每天几十种的速度消失。这是地球资源的巨大损失，因为物种一旦消失，就永不再生。消失的物种不仅会使人类失去一种自然资源，还会通过食物链引起其它物种的消失。如今，人类都在呼吁保护生物多样性并为之付诸行动。

五、生物的化学成分

一切生命活动与细胞的化学成分密切相关。

原生质是细胞内的生命物质，主要成分是蛋白质，脂类和核酸。原生质分化为细胞膜，细胞质和细胞核等部分，细胞壁不是原生质。

构成细胞的大量元素是C、H、O、N、P、S、k、Ca、Mg等，这些元素有些是细胞的组成物质，有些则是维持细胞正常生命活动所必需的物质。例如：C、H、O和N都是构成生命物质的必需元素，它们均是构成蛋白质的必要成分。蛋白质则是原生质的主要构成成分，可以说没有蛋白质就没有生命，P和S也是细胞生命物质的重要组成成分。核酸和磷脂这些重要化合物均含有P，P还参与细胞的能量代谢。

细胞的化学成分主要是构成细胞的各种化合物。这些化合物包括无机物和有机物。一般指含碳氢的化合物及其衍生物就叫有机物。各种物质在活细胞中的含量从少到多的正常排序是：核酸、无机盐、蛋白质、水。

生物的螺旋结构。在生物界，螺旋结构是生物结构的基本形态之一，无论是宏观的动物、植物界，还是微观的微生物；无论是染色体，还是生物大分子如DNA和蛋白质分子，都有螺旋形结构。