走近生物:修订间差异

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'''生物学'''(英语:Biology)或称生物科学、生命科学,是自然科学的一大门类,由经验主义出发,广泛研究生命的所有方面,包括生命起源、演化、分布、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系,以及生物分类学等。
 
'''{{w|生物学}}'''(英语:Biology)或称'''生物科学''''''生命科学''',是自然科学的一大门类,由经验主义出发,广泛研究生命的所有方面,包括生命起源、演化、分布、构造、发育、功能、行为、与环境的互动关系,以及生物分类学等。
== 分支 ==
 
== 分支 ==
现代生物学是一个庞大而兼收并蓄的领域,由许多分支和分支学科组成。然而,尽管生物学的范围很广,在它里面有某些一般和统一概念支配一切的学习和研究,把它整合成单一的、连贯的领域。在总体上,生物以细胞作为生命的基本单位,基因作为遗传的基本单元,和进化是推动新物种的合成和创建的引擎。今天人们还了解,所有生物体的生存以消耗和转换能量,调节体内环境以维持稳定的和重要的生命条件。生物学分支学科被研究生物体的规模所定义,和研究它们使用的方法所定义:生物化学考察生命的基本化学;分子生物学研究生物分子之间错综复杂的关系;植物学研究植物的生物学;细胞生物学检查所有生命的基本组成单位,细胞;生理学检查组织,器官,和生物体的器官系统的物理和化学的功能;进化生物学考察了生命的多样性的产生过程;和生态学考察生物在其环境如何相互作用。最终能够达到治疗诊断遗传病、提高农作物产量、改善人类生活、保护环境等目的。
* 动物学领域:动物生理学、解剖学、胚胎学、神经生物学、发育生物学、昆虫学、动物行为学、组织学。
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* 生物和信息领域:生物信息学、生物数学、仿生学、系统生物学。
* 环境和生物学领域:大气生物学、生物地理学、海洋生物学、淡水生物学。
 
=== 现代生物学基础 ===
 
现代生物学的五大基础,也是主要的研究方向:
 
*; 细胞学说
{{w|细胞学说}}认为{{w|细胞}}是{{w|生物}}的基本单位,而且所有生物都是由一至多个细胞以及细胞分泌的物质组成(例如{{w|外骨骼}})。所有细胞都是由其他细胞藉由{{w|细胞分裂}}的方式产生。{{w|多细胞生物}}一开始是从一个{{w|受精卵}}的单一细胞开始,再渐渐分裂为各个细胞,而细胞也是许多病理过程的基本单位。此外,细胞之间{{w|能量|能量转移}}的现象称为{{w|代谢}},而细胞包含的遗传资讯({{w|DNA}}),在细胞分裂时也会传递给其他的细胞。
 
* ;演化
现代生物学认为生命是从演化而来,所有已知的生物都有一{{w|共同起源}}。演化论假设所有地球上活著及已绝种的{{w|生物}}都是来自一共同起源或一{{w|基因库}}。所有生物最晚的共同起源约出现在约35亿年前。
 
* ;遗传学
{{w|基因}}是生物体遗传的基本单位,基因对应一特定区域的{{w|DNA}},以特定方式影响生物的某一部位或某一机能。从细菌到动物的所有生物体都有同様複制DNA,并依此产生蛋白质的能力。细胞将DNA的基因{{w|转录}}为对应的{{w|核糖核酸}}(RNA),然后{{w|核糖体}}将RNA{{w|转译}}为一串由{{w|基酸}}组成的蛋白质。由RNA转换为胺基酸的{{w|遗传密码}}在大部生物中是相同的,但有些生物仍有少许差异。例如若将人类对应{{w|胰岛素}}的DNA放在植物中,也可以产生胰岛素。
 
*; 体内平衡
{{w|体内平衡}}:平衡是一个{{w|开放系统}}可以藉由许多彼此相关机制的{{w|动态平衡}}调整,使得其内在情形维持在稳定的状态。所有的生物,不论是单细胞或是多细胞生物,都有体内平衡的机制。
:一系统若要维持动态平衡,并且有效的进行调整,需要有能力侦测扰动,并且针对扰动进行回应。生物系统在侦测到扰动后,一般会利用{{w|负回授}}的方式回应。也就是藉由调整系统的条件,设法降低扰动的影响。就像若动物体内血糖浓度过低时,会释放{{w|胰高血糖素}}增加血糖一样。
 
*; 能量
一个活的生物体的生存依赖于{{w|能量}}的连续输入。生物体是靠化学反应来从食物中提取能量,才能维持身体机能,并建立新的细胞。在上述反应中,组成食物{{w|化学物质}}的{{w|分子}}扮演两个重要角色。第一,这些分子中有些可以藉由生物体内的{{w|化学反应}}产生能量。第二,有些则可以组成生物分子中的新的分子结构。负责引进能量到生态系统的生物被称为生产者或{{w|自养生物}}。几乎所有的这些生物体最初都从太阳吸取能量。
 
== 生物必修 ==
 
=== 分子与细胞 ===
 
==== 走进细胞 ====
悠悠300余年,关于细胞的研究硕果累累;近50年来更进入了分子水平,老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活:植物细胞在培养瓶中悄然长出幼苗;动物体细胞核移植生成了克隆动物;不同生物细胞间DNA转移创造出了新的生物类型及其产品;病危的生命期盼着干细胞移植的救助……
{{q|每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。|埃德蒙·比彻·威尔逊(Edmund Beecher Wilson,1856.10.19-1939.月19日-1939年3.3)月3日)}}
 
===== 从生物圈到细胞 =====
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# 细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
# 新细胞可以从老细胞中产生。
1543年,{{w|安德雷亚斯·维萨里}}(拉丁语:{{lang|la|Andreas Vesalius}},荷兰语:{{lang|nl|Andries van Wesel}},1514.12.31-1564.月31日-1564年10.15)月15日)发表了{{w|人体的构造|《人体的构造》}}({{lang|la|De humani corporis fabrica}}),揭露了人体在{{w|器官}}(Organ)水平的构造。马里·弗朗索瓦·沙维尔·比夏({{lang|fr|Marie François Xavier Bichat}},1771.11.14-1802.月14日-1802年7.22)月22日)指出器官由低一层次的结构——{{w|组织 (生物学)|组织}}(英语:Tissue,法语:{{lang|fr|Tissu}})组成。
 
1665年,{{w|罗伯特·胡克}}(Robert Hooke,1635.7.28-1703.月28日-1703年3.3)月3日)命名了“细胞”,成为第一个观察到细胞的人。不久,{{w|安東尼·范·列文虎克|安东尼·范‧列文虎克}}(Antonie van Leeuwenhoek,1632.10.24-1723.月24日-1723年8.26)月26日)观察到了不同形态的细菌、红细胞、精子等,成为了第一个观察到活细胞的人。马尔塞洛·马尔比基(Marcello Malpighi,1628.3.10-1694.月10日-1694年11.29)月29日)广泛观察了动植物的微观结构。
 
植物学家{{w|馬蒂亞斯·雅各布·施萊登|马蒂亚斯·雅各布·施莱登}}(Matthias Jakob Schleiden,1804.4.5-1881.月5日-1881年6.23)月23日)和动物学家{{w|泰奥多尔·施万}}(Theodor Schwann,1810.12.7-1882.月7日-1882年1.11)月11日)分别于1838年和1839年提出了细胞学说。
{{q|现在,我们已经推倒了分隔动植物界的巨大屏障。}}
卡尔·威廉·冯·耐格里(Carl Wilhelm von Nägeli,1817.3.26/27-1891.月27日-1891年5.10)月10日)发现新细胞的产生是细胞分裂的结果。1858年,{{w|鲁道夫·菲尔绍|鲁道夫·路德维希·卡尔·菲尔绍}}(Rudolf Ludwig Carl Virchow,1821.10.13-1902.月13日-1902年9.5)月5日)总结出“细胞分裂产生新细胞”:
{{q|{{ruby|所有的细胞都来源于先前存在的细胞。|{{lang|la|Omnis cellula e cellula.}}}}}}
1995年,约翰·克莱格·文特尔(John Craig Venter,1946.10.14-)月14日-)领导团队开始了组装细胞的尝试。
 
==== 组成细胞的分子 ====
同自然界的许多物体一样,细胞也是由分子组成的。细胞为什么能表现出生命的特征?是组成它的分子有什么特殊之处吗?这些分子在非生命物体中能不能找到?组成这些分子的元素,在非生命物体中能不能找到?这些分子又是怎样构成细胞的呢?
{{q|阐明生命现象的规律,必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。|{{w|邹承鲁}}(1923.5.17-2006.月17日-2006年11.23)月23日)}}
 
===== 细胞中的元素和化合物 =====
第174行 ⟶ 第177行:
* '''结合水'''是少数被纤维素、淀粉、蛋白质、葡萄糖、氨基酸等清水分子及其离子物质以氢键、静电引力吸附的水。大约占细胞内全部水分的4.5%。
* '''自由水'''是以游离形式存在,可以自由流动的水。
 
; 水的生物学功能
# 有较强的内聚力和表面张力。例子:植物导管中连续而不断裂的水柱。
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{{Study}}
 
[[分类:生物学]]
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