文档介绍：北大陈阅增普通生物学笔记
绪论
一、生物圈
生物和它所居住的环境共同组成生物圈(biosphere)。
地球大概是在45亿年前形成的。最早的生命大概是在距今38亿年前出现的。在生命出现之前,地球是寂静的,地球只是由岩石圈、水圈和大气圈所构成的。后来生物出现了,生物逐渐发展而占据了岩石圈、水圈和大气圈中的一定区域而形成了生物圈。生物在生物圈中利用日光、水、空气和无机盐类而生活繁衍,经历了亿万年漫长岁月的自然选择,终于形成了现在的绚丽的生物界。
生物对环境的要求是严格的,大树最高也不过100m,鸟类飞翔最高也不过2 000m。虽然在4 000m深的海底仍有细菌等生物,但大多海洋生物则是聚集在150m深度以内的。在陆地上,一些深达2 000m的地下石油矿床中曾找到过细菌,但一般说来,生物只局限在50m以内的土层中,由此可见,生物圈占地不多,只是一个包括岩石圈(含土壤在内)、水圈和大气圈的一个狭长地带。
但是生活在这一广阔天地中的生物已知的约有200万种,如果算上历史上已经绝灭的生物(估计至少也有l 500万种),那就至少有1 700万种了。这些生物在形态、生活习性、营养方式、生殖方式等方面都有很大不同,可说是千差万别,但是它们都有一个共同之处。
二、生命的共同特性
1、化学成分的同一性
从元素成分来看,构成形形色色生物体的元素都是普遍存在于无机界的C、H、O、N、P、S、Ca等元素,并不存在特殊的生命所特有的元素。从分子成分来看,各种生物体除含有多种无机化合物外,还含有蛋白质、核酸、脂、糖、维生素等多种有机分子。这些有机分子,在自然界都是生命过程的产物。其中,有些有机分子在各种生物中都是一样的或基本一样的,如葡萄糖、ATP等;有些有机分子如蛋白质、核酸等大分子,虽然在不同的生物中有不同的组成,但构成这些大分子的单体却是一样的。例如,构成各种生物蛋白质的单体不外20种氨基酸,各种生物核酸的单体主要也不过是8种核苷酸。这些单体在不同生物中以相同的连接方式组成不同的蛋白质和核酸大分子。脱氧核糖核酸(有时是核糖核酸)是一切已知生物的遗传物质,由脱氧核糖核酸组成的遗传密码在生物界一般是通用的。各种生物用这一统一的遗传密码编制自己的基因程序,并按照这一基因程序来实现生长、发育、生殖、遗传等生命活动。各种生物都有催化各种代谢过程的酶分子,而酶是有催化作用的蛋白质。各种生物都是以高能化合物三磷酸腺苷,即ATP为贮能分子。这些说明了生物在化学成分上存在着高度的同一性。
2、严整有序的结构
生物体的各种化学成分在体内不是随机堆砌在一起,而是严整有序的。生命的基本单位是细胞(cell),细胞内的各结构单元(细胞器)都有特定的结构和功能。线粒体有双层的外膜,有脊,脊上的大分子(酶)的排列是有序的。生物大分子,无论如何复杂,还不是生命,只有当大分子组成一定的结构,或形成细胞这样一个有序的系统,才能表现出生命。失去有序性,如将细胞打成匀浆,生命也就完结了。
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。
3、新陈代谢
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