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生命——宇宙知识总论篇 宇宙生命篇（上） 一、目前科学对生命的定义 日常生活中，人们认为可以很容易地区分生物与非生物。但是从科学的角度，什么是生命确实是一个很难全面而准确的问题，可以说至今还没有一个为多数科学家所接受的生命的定义。这是因为人们很难用简单的概括来定义如此复杂而又丰富多彩的生命现象，同时人们对生命的认识观念有许多是根本错误的。 1、生命的基本特征 （1）新陈代谢 生物体不断地吸收外界的物质，这些物质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。同化作用：从外界摄取物质和能量，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。异化作用：分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用 （2）生长周期 生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，衰老，死亡，完成生命全过程。 （3）繁殖和遗传 生物体能不断地繁殖与自身相似下一代，使物种得以延续，遗传因素在其中起决定性作用。 （4）进化 为了适应变化的自然环境和生存竞争，生物表现出明确的不断演变和进化的趋势。 （5）应变能力 生物体受生命系统的控制，生物受到外界刺激后会发生有利与自身生存的反应。 （6）组织结构 生命的基本单位是细胞，细胞的组成都有特定的结构和功能。生物界是一个多层次的有序结构。在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个结构单元，如器官系统中的各器官、各器官中的各种组织，都有它们各自特定的功能和结构，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的。 （7）特定的化学成分 从元素成分看，都是由C、H、O、N、P、S、Ca等元素构成的；从分子成分来看，生命体中有蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子。 《分子生物学导论》中对生命下了如下定义：由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。 但是，这个定义仍然存在着很大的缺陷：例如：工蜂、犏牛和骡子等都是有生命的，但是它们根本不具有繁殖能力。心脏细胞肯定是活的，也就是有生命的，但是心脏显然不具有繁殖能力。一个鸡蛋是有生命的，但是，它显然没有对外界产生反应的能力。 现代生物学给出的一般的科学定义大致上是这样的：生命是生物体所表现的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等的复合现象。 2、生命的定义 从生物学的角度看，生命是主要由核酸和蛋白质组成的具有不断自我更新能力的多分子体系的存在形式，是一种过程，是一种现象。生命的物质基础是蛋白质和核酸。 生命运动的本质特征是不断自我更新，是一个不断与外界进行物质和能量交换的开放系统。生命是物质的运动，是物质运动的一种高级的特殊存在形式。 从物理学角度的定义 ——“负熵” 根据热力学第二定律：任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱，越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。 以上对生命的定义说法严格来说都是不准确的。 二、生命与非生命的界限是相对的 你可能认为可以毫不太费劲地区分出什么东西是有生命的，什么东西是没有生命的，而事实上这个问题并不那么简单，也许它们之间并无真正的界限。 1、生命的微观不是生命 生物（尤其是动物）是活的，普通物质是死的，两者有着明显的区别，但这只是表面现象，走进生物内部，又是另一番情景。任何生物包括人，如果从微观上看都不是生命，我们吃的饭喝的水都没有生命，但它在我们体内，算我们的体重。身体上长的痤疮，长出的毛发，腺体分泌物及排泄物也不是生命。身体细胞是有生命的，但细胞的70%是水，其它有机物如蛋白质和核酸及各种酶也不是生命体，糖类是代谢物质，更不是生命，那么生命存在何处呢？ 我们的身体按重量计算，氧元素所占比例最大，大约占65%，其次是碳，占18%，接下来是氢，占10%。氮占3%，钙占1.5%，磷占1.4%，至于其它微量元素，含量非常少。 人体元素中，氧、碳、氢、氮、钙、磷约占了98％，在成分表中具有绝对的多数。在人体中，元素的存在形式主要为水和含碳有机物两种。人体内所含有的元素，目前已知的达到60多种。维持生命的必需元素为：氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁、铁、硅、锌、铜、锰、钴、碘、钼、共19种。有不少元素是伴随进入人体内的，而并不是人体所必需的。 生物体微观到有机大分子以下的层面，按现代科学的眼光来看，已经不具备生命特征了，因此，生命是由分子以上的物质组合而成的。 组成人体的元素 元素 质量百分比/% 组成分子种类 氧 65 水，有机物 碳 18 碳水化合物，脂质，蛋白质，核酸 氢 10 碳水化合物，脂质，蛋白质，水 氮 3 蛋白质，核酸 钙 1.5 骨无机质 磷 1.4 碳水化合物中间体，核酸，骨无机质 硫 0.3 蛋白质 钾 0.2 细胞内液 钠 0.15 细胞外液（血浆、组织液） 氯 0.15 细胞内外液 镁 0.05 细胞内外液 铁 0.006 血红素 铜 0.0002 铜蛋白质 锰 0.00003 辅酶 碘 0.00004 甲状腺激素 钴 — 维生素B2 2、生物是个不同生命形态的复合共生系统 寄生、共生与互生 自然界中，随着漫长的生物演化过程，生物与生物之间的关系更形复杂。凡是两种生物在一起生活的现象，统称共生。在共生现象中根据两种生物之间的利害关系可粗略地发为寄生、共生、互生等。 1、寄生 两种生物在一起生活，其中一方受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所，这种生活关系称寄生。受益的一方称为寄生物，受损害的一方称为宿主。例如，病毒、立克次体、细菌、寄生虫等永久或长期或暂时地寄生于植物、动物和人的体表或体内以获取营养，赖以生存，并损害对方，这类过寄生生活的生物统称为寄生物；而过寄生生活的多细胞的无脊椎动物和单细胞的原生生物则称寄生虫。 2、共生 两种生物在一起生活，其中一方受益。另一方既不受益，也不受害，称为共生。如，鱼用其背鳍演化成的吸盘吸附在大型鱼类的体表被带到各处，觅食时暂时离开。这对鱼有利，对大鱼无利也无害。 3、互生 两种生物在一起生活，在生存上互相依赖，长期共生，双方有利，称为互生。例如，牛、马胃内有以植物纤维为食物的纤毛虫定居，纤毛虫能分泌消化酶类，以分解植物纤维，获得营养物质，有利于牛、马消化植物，其自身的迅速繁殖和死亡可为牛、马提供蛋白质；而牛、马的胃为纤维虫提供了生存、繁殖所需的环境条件。 复合共生系统 人类一直将自己视为万物之灵，完全凌驾于其他生物之上，但你相信吗？你体内的大多数细胞并不是你自己的，它们是细菌、真菌和病毒，在我们的身体内，生活着二到三公斤的细菌，有500多种不同的种类。这些细菌多达100万亿个细胞，而我们自身的细胞只有几万亿个，也就是说微生物细胞数量是人体细胞总数的10倍，寄生复合的细胞大大超过了我们体内自身的细胞。 在每平方厘米皮肤表面生活着一千万个细菌。健康成年人的粪便中，50％或更多是由细菌构成，人下消化道细菌的基因数量达6万多种，比在人类基因组中发现的多1倍，我们的脚趾上有肉眼看不见的线状真菌，我们腹部有重达1公斤的细菌，有80种细菌生活在人的口腔里，在人的牙齿、咽喉和消化道里细菌的数量最多，数量超过皮肤表面一千倍。我们的身体是一座微生物工厂，在每平方厘米肠子表面上生活着一百亿微生物。人类是由细菌和人体细胞共同组成。所以可以得出结论，我们的身体基因大部分都是细菌的，而不是我们自己。我们的身体是由人类细胞、真菌、细菌和病毒组成的复合共生系统。 幸运的是，虽然这些细菌和我们混为一体，但它们不会对我们造成伤害。在这些微生物中既有致病细菌，也有人类生存所必须的有益细菌。多数情况下，人体内的细菌都会和我们的机体保持“和平共处”的原则，菌群之间也存在生态平衡关系，它们之间也有一条特殊的生物链，如果这个生物链被打破，我们就会生病。实际上，细菌通常对我们的身体是有益的，它们通过与我们的免疫系统紧密合作，帮助我们抵御疾病的侵扰。例如负责保证肠部菌群正常的细菌就是保护机体不被感染的必须因素。人们罹患多种疾病的原因常常就是因为有益菌和有害菌之间的平衡被打破，这种平衡的破坏就成为发病过程的开始。 人体内的细菌 牙菌 测试表明，1毫克牙菌斑中就有数以亿计的细菌安家落户，细菌的副产品和唾液构成了它们的温床；此外还会有口腔阿米巴（变形虫），或称龈内阿米巴（变形虫）。这些寄生虫以白细胞和食物残渣为生。 牙垢——牙菌斑 口腔白色念珠菌 人的口腔中生活着大约80种细菌，区区1毫升唾液里就有1亿个以上的细菌。生活在口腔中的一种真菌——白色念珠菌，还能造成女性阴道炎。口腔里的细菌一般会紧紧地贴在黏膜表面，因为如果不能牢固地附着于口腔，当人吞咽时就会被带走。 白色念珠菌 鼻子金黄色葡萄球菌 人鼻孔里的细菌，都裹挟在呼吸时过滤空气的鼻毛之间，它们还能从你脸上爬进去。这些细菌大都像葡萄串一样聚集成金黄色葡萄球菌。鼻腔深处则有大量的链球菌，是一种杆状细菌，呈链状相连。 金黄色葡萄球菌 腋窝 腋窝潮湿，是微生物温馨的家园。测试表明，每平方厘米微生物的数量可达1000万个。最常见的有两种，一是疮疱棒杆菌，一般认为如果它堵塞毛孔的话，就会造成痤疮；另一种是表皮葡萄球菌，这是皮肤上的常见细菌，总是成团聚集。 |
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