生物是开放系统,生物和周围环境不断进行着物质的交换和能的流动。一些物质被生物 吸收后,在生物体内发生一系列变化,最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外,这就是 新陈代谢。新陈代谢包括两个相反相成的过程:一个是组成作用( anabolism),即从外界摄取 物质和能,将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能;一个是和组成作用相 反的分解作用( catabolism),即分解生命物质,将能释放出来,供生命活动之用。正如生物体 在空间结构上严整有序一样,生物体的新陈代谢也是严整有序的过程,是由一系列酶促化学 反应所组成的反应网络。如果代谢过程的有序性被破坏,如某些代谢环节被阻断了,全部代 谢过程就可能被打乱,生命就会受到威胁 在代谢过程中,生物体内的能总是不断地转化。热力学第二定律告诉我们,能的每一次 转化,总要失去一些可用的自由能,总要导致熵的增加,而熵的增加则意味着有序性的降低 所以生物必须从外界摄取自由能来保持甚至加强它的有序状态。具体地说,生物从外界摄取 以食物形式存在的低熵状态的物质和能,通过新陈代谢,把它们转化为高熵状态后,排出体 外。这种不对等的交换消除了生物代谢作用产生的熵,从而使生物系统的总熵不致增加。由 此可见,生物体是通过增加环境中的熵值,使环境的无序性增加来创造并维持自身的有序性 的。生物的这种有序结构称为耗散结构( dissipativestructure) 4、应激性和运动 生物能接受外界刺激而发生合目的的反应,反应的结果使生物“趋吉避凶”。在一滴草 履虫液中滴一小滴醋酸,草履虫就纷纷走开。一块腐肉可招来苍蝇。植物茎尖向光生长(向 光性)。这些都是应激性( irritability) 应激性是生物的普遍特性。动物的感觉器官和神经系统是应激性高度发展的产物 5、稳态 个世纪前,法国贝尔纳(C. Bernard)发现,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。后来美国坎农(W.B. Cannon)将它称之为内稳态或稳态 (homeostasis) 稳态的概念现在已超出了贝尔纳当时所讲的个体范围。细胞、群落和生态系统在没有激烈的 外界因素的影响下,也都是稳定的,它们各有自己特定的机制来保证身体动态的稳定。 6、生长发育 生物都能通过代谢而生长发育。一粒种子可以成为大树,一只蝌蚪可以成为一只蛙。环境 条件对生物的生长发育无疑是有影响的。同一品种的小麦在水肥条件很好的田里长得高大粗 壮,而在干旱贫瘠的田里长得瘦小。但是,正如生物体内环境总是保持相对稳定一样,生物 的生长发育也总是按照一定的尺寸范围、一定的模式和一定的程序进行的。换言之,生长发 育是一个遗传决定的稳定的过程。 7、繁殖和遗传 生物能繁殖,就是说,能复制出新的一代。任何一个生物体都是不能长存的,它们通过繁殖 后代而使生命得以延续下去。生物在繁殖过程中,把它们的特性传给后代,“种瓜得瓜,种 豆得豆”,这就是“遗传”。遗传虽然是生物的共同特性,种瓜虽然得瓜,但同一个蔓上的瓜, 彼此总有点不同:种豆虽然得豆,但所得的豆也不会完全一样。它们不但彼此不一样,它们 和亲代也不会完全一样。这种不同就是“变异”。生物的遗传是由基因所决定的,基因就是 前述的脱氧核糖核酸片段。基因或基因的组合发生了变化,生物的性状就要出现变异,这种 变异是可遗传的变异。没有这种可遗传的变异,生物就不可能进化 8、适应 适应一般有两方面的涵义:①生物的结构都适合于一定的功能,如鸟翅构造适合于飞翔,人 眼的构造适合于感受物像等;②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,如鱼的体形和用鳃呼吸适于在水中生活,被子植物的花及传粉过程适于在陆地环境中生物是开放系统，生物和周围环境不断进行着物质的交换和能的流动。一些物质被生物 吸收后，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外，这就是 新陈代谢。新陈代谢包括两个相反相成的过程：一个是组成作用(anabolism)，即从外界摄取 物质和能，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能；一个是和组成作用相 反的分解作用(catalolism)，即分解生命物质，将能释放出来，供生命活动之用。正如生物体 在空间结构上严整有序一样，生物体的新陈代谢也是严整有序的过程，是由一系列酶促化学 反应所组成的反应网络。如果代谢过程的有序性被破坏，如某些代谢环节被阻断了，全部代 谢过程就可能被打乱，生命就会受到威胁。 在代谢过程中，生物体内的能总是不断地转化。热力学第二定律告诉我们，能的每一次 转化，总要失去一些可用的自由能，总要导致熵的增加，而熵的增加则意味着有序性的降低。 所以生物必须从外界摄取自由能来保持甚至加强它的有序状态。具体地说，生物从外界摄取 以食物形式存在的低熵状态的物质和能，通过新陈代谢，把它们转化为高熵状态后，排出体 外。这种不对等的交换消除了生物代谢作用产生的熵，从而使生物系统的总熵不致增加。由 此可见，生物体是通过增加环境中的熵值，使环境的无序性增加来创造并维持自身的有序性 的。生物的这种有序结构称为耗散结构(dissipativestructure)。 4、应激性和运动 生物能接受外界刺激而发生合目的的反应，反应的结果使生物“趋吉避凶”。在一滴草 履虫液中滴一小滴醋酸，草履虫就纷纷走开。一块腐肉可招来苍蝇。植物茎尖向光生长(向 光性)。这些都是应激性(irritability)。 应激性是生物的普遍特性。动物的感觉器官和神经系统是应激性高度发展的产物。 5、稳 态 一个世纪前，法国贝尔纳(C．Bernard)发现，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。后来美国坎农(W．B．Cannon)将它称之为内稳态或稳态 (homeostasis)。 稳态的概念现在已超出了贝尔纳当时所讲的个体范围。细胞、群落和生态系统在没有激烈的 外界因素的影响下，也都是稳定的，它们各有自己特定的机制来保证身体动态的稳定。 6、生长发育 生物都能通过代谢而生长发育。一粒种子可以成为大树，一只蝌蚪可以成为一只蛙。环境 条件对生物的生长发育无疑是有影响的。同一品种的小麦在水肥条件很好的田里长得高大粗 壮，而在干旱贫瘠的田里长得瘦小。但是，正如生物体内环境总是保持相对稳定一样，生物 的生长发育也总是按照一定的尺寸范围、一定的模式和一定的程序进行的。换言之，生长发 育是一个遗传决定的稳定的过程。 7、繁殖和遗传 生物能繁殖，就是说，能复制出新的一代。任何一个生物体都是不能长存的，它们通过繁殖 后代而使生命得以延续下去。 生物在繁殖过程中，把它们的特性传给后代，“种瓜得瓜，种 豆得豆”，这就是“遗传”。遗传虽然是生物的共同特性，种瓜虽然得瓜，但同一个蔓上的瓜， 彼此总有点不同；种豆虽然得豆，但所得的豆也不会完全一样。它们不但彼此不一样，它们 和亲代也不会完全一样。这种不同就是“变异”。生物的遗传是由基因所决定的，基因就是 前述的脱氧核糖核酸片段。基因或基因的组合发生了变化，生物的性状就要出现变异，这种 变异是可遗传的变异。没有这种可遗传的变异，生物就不可能进化。 8、适应 适应一般有两方面的涵义：①生物的结构都适合于一定的功能，如鸟翅构造适合于飞翔，人 眼的构造适合于感受物像等；②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，如鱼的体形和用鳃呼吸适于在水中生活，被子植物的花及传粉过程适于在陆地环境中