生物学生物特征生物不仅具有多样性，而且还具有一些共同的特征和属性

人们对这些共同的特征、属性和规律的认识，使内容十分丰富的生物学成为统一的知识体系

生物化学统一性大量实验研究表明，组成生物体生物大分子的结构和功能，在原则上是相同的

例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，各种生物的核酸的单体都是核苷酸，种类不过8种，这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链，它们的功能对于所有生物都是一样的

在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的，甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的

不同生物体在代谢过程中都以ATP的形式传递能量

生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性

多层次结构模式19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施旺提出细胞学说，认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成

这对于病毒以外的一切生物，从细菌到人都是适用的

细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统

在结构上，细胞是由蛋白质、核酸、脂质、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，特别是核酸和蛋白质的系统；从热力学观点看，细胞又是远离平衡的开放系统

所有这些，对于原核细胞和真核细胞都是一样的

除细胞外，生物还有其他结构单位

在细胞之下有细胞器、分子和原子，在细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈等单位

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，称为结构层次

在每一个层次上表现出的生命活动不仅取决于它的组成成分的相互作用，而且取决于特定的有序结构，因此在较高层次上可能出现较低的层次所不曾出现的性质和规律

有序性耗散结构生物是由大量分子和原子组成的宏观系统（相对于研究亚原子事件的微观系统而言），它的代谢历程和空间结构都是有序的

热力学第二定律指出，物理的化学的变化导致系统的无序性或随机性（即熵）的增加

生物无休止的新陈代谢，不可避免地使系统内部的熵增涨，从而干扰和破坏系统的有序性

现代生物学证明，在生物体中同时还存在一种使熵减少的机制

20世纪60年代，I.普里戈任提出耗散结构理论

按此理论，生物体是远离平衡的开放系统，它从环境中吸取以食物形式存在的低熵状态的物质和能，把它们转化为高熵状态后排出体外

这种不对称的交换使生物体和外界熵的交流出现负值，这样就可能抵消系统内熵的增涨

生物有序正是依赖新陈代谢这种能量耗散过程得以产生和维持的

（见耗散结构和生物有序）稳态生物对体内的各种生命过程有良好的调节能力

生物所处的环境是多变的，但生物能够对环境的刺激作出反应，通过自我调节保持自身的稳定

例如，人的体温保持在37℃上下，血液的酸度保持在pH7.4左右等

这一概念先是由法国生物学家C.贝尔纳提出的

他指出身体内部环境的稳定是自由和独立生活的条件

后来，美国生理学家W.B.坎农揭示内环境稳定是通过一系列调节机制来保证的，并提出“稳态”一词

稳态概念的应用已远远超出个体内环境的范围

生物体的生物化学成分、代谢速率等都趋向稳态水平，甚至一个生物群落、生态系统在没有激烈外界因素的影响下，也都处于相对稳定状态

生命的连续性1855年R.C.菲尔肖提出，所有的细胞都来自原已存在的细胞

这个概念对于现存的所有生物来说是正确的

除了最早的生命是从无生命物质在当时的地球环境条件下发生的以外，生物只能来自已经存在的生物

只能通过繁殖来实现从亲代到子代的延续

因此，遗传是生命的基本属性

1866年G.J.孟德尔通过豌豆杂交试验发现了遗传因子的分离规律和自由组合规律

20世纪20年代，以T.H.摩尔根为代表的一批科学家提出基因论，证明孟德尔假设的因子就是在染色体上线性排列的基因，补充了一个新的规律，即基因的连锁和交换规律，并证明这些规律在动物界和植物界是普遍适用的

40年代，J.莱德伯格发现细菌的有性杂交，M.德尔布吕克发现了噬菌体的交叉重组现象，从而证明病毒、原核生物和动物、植物都遵循同样的遗传规律

分子生物学的发展证明一切生物的基因的化学实体都是核酸（DNA和RNA），遗传信息都是以核苷酸的排列来编码的，DNA以半保留复制产生新的拷贝

在分子水平上，生命的连续性首先表现在基因物质DNA的连续性上

个体发育通常是指多细胞生物从单个生殖细胞到成熟个体的成长过程

生物在一生中，每个细胞、每个组织、器官都随时间而发展变化，它在任何一个特定时间的状态都是本身发育的结果

生物个体发育是按一定的生长模式进行的稳定过程

个体发育的概念对单细胞生物和病毒在原则上也是适用的

单细胞生物从一代到下一代经历一定的细胞周期，病毒的发育也要经历遗传物质的复制，结构蛋白的合成以及病毒颗粒的装配过程

因此，所有的生物都有各自的按一定规律进行的生活史

对于个体发育规律的认识，经历了漫长的过程

1797年C.F.沃尔夫发表《发生论》，对鸡胚的发育过程作了较为详细的描述

19世纪初К.M.贝尔提出胚层理论，指出胚胎组织和器官的发生是以内、中、外三个胚层为出发点的

20世纪初，H.施佩曼及其学派通过把胚胎组织从一处移植到另一处能改变其发育过程和方向的实验，证明了胚胎发育是通过各部分的相互作用而完成的，现代生物学证明，个体发育是由遗传信息所控制的，不论是在分子层次上，还是在细胞、组织、个体层次上，发育的基本模式都是由基因决定的

进化1859年C.R.达尔文所著《物种起源》的出版，创立了以自然选择为基础的生物进化论

进化是普遍的生物学现象

每个细胞、每种生物都有自己的演变历史，都在随着时间的发展而变化，它们的状态是它们本身进化演变的结果

进化导致物种的分化，生物不再被认为是一大堆彼此毫无联系的、偶然的、“神造的”不变的物种

生物世界是一个统一的自然谱系，各种生物，归根结底，都来自一个最原始的生命类型

生物不仅有一个复杂的纵深层次（从生物圈到生物大分子），它还具有个体发育历史和种系进化历史，有一个极广阔的历史横幅

生态系统中的相互关系在自然界里，生物的个体总是组成种群，不同的种群彼此相互依赖，相互作用形成群落

群落和它所在的无生命环境组成了生物地理复合体──生态系统

在生态系统中，不同的种群具有不同的功能和作用

譬如，绿色植物是生产者，它能利用日光能制造食物；动物包括人在内是消费者；细菌和真菌是分解者

生物彼此之间以及它们和环境之间的相互关系决定了生态系统所具有的性质和特点

任何一个生物，它的外部形态、内部结构和功能，生活习性和行为，同它在生态系统中的作用和地位总是相对适应的

这种适应是长期演变的结果，是自然选择的结果

根据上面这些叙述，不难看到，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

生物就是这样的一个统一而又多样的物质世界

因而，生物学也就是一个统一而又十分丰富的知识领域

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