生命科学导论论文

解读生命

摘要：学习了生命科学导论，本就对生物充满好奇的我更加的对生命充满好奇，生命科学导论中，我认识到了更多关于生命的秘密，生命中有许多难以相信的巧合，生命是复杂的的，到现在我们仍不能制造一个新的大自然从未有过的生命，生命是那么的精巧，充满神奇！我在本片论文中将探讨生命的含义及生命的结构，有我对生命的理解，和什么是生命的一点见解。

关键词：生命、生命的定义、DNA

生命是什么？这个问题历史悠久，从人类思考我是谁的时候就开始思考这个问题了，历史上有许多答案，但大多都是带有情感色彩的哲学答案，到了近代，生物科学有了初步的发展，对生命的理解才有了一个笼统的定义，定义分为五个点：

第一、细胞是生物的基本组成单位。

第二、新陈代谢、生长和运动是生命的本能。

第三、生命通过繁殖而延续，DNA是生物遗传的基本物质。

第四、生物具有个体发育和进化的历史。

第五、生物对环境具有适应性。

生命的定义就是：具有以上共同特征的物质存在形式是生命。

生命的定义随着时代的进步在不断的更新，在当今，生命不再有所谓的绝对定义，变成了一个泛泛的概念，如有这样的概念：生命泛指有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象（能够稳定地从外界获取物质和能量并将体内产生的废物和多余的热量排放到外界）、能回应刺激、能进行自我复制（繁殖）的半开放物质系统。生命个体通常都要经历出生、成长和死亡。生命种群则在一代代经过自然选择发生进化以适应环境。病毒在有寄主可寄生的时候，会表现出生命现象；但在没有寄主可寄生的时候不会表现生命现象，所以病毒是介于生命与无生命之间的一种奇妙的生物。

总得来说生命就是物质系统。目前主要分为二大类：一是无机生命如一粒光子、一台电脑、一颗星；二是有机生命如细胞、动物、植物。有机生命是地球这样的星体环境中所特有的，以水为载体组成的具有自行吐故纳新、精度复制、温和分裂等能力，不可逆转但总是持续不停地重复着或延续着这些能力的物质系统。根据人类的约定俗成，有机生命简称为生命。

从生命物质微观构成的共性来概括生命定义。根据分子生物学的研究，人们对构成生命活动的基本物质有了比较详细的了解。生命体的形状、大小和结构可以千差万别，但他们都是由脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和蛋白质等大分子为骨架构成的

DNA是由四种不同的叫做脱氧核苷酸的小分子（单体）按一定排列次序组成的一条非常长的分子链。列如大肠杆菌的 DNA就是有约两万个脱氧核苷酸分子组成的长链。在各种不同形式的生命体中，DNA相当于同样的字母写出的长短不同、排列次序不同、因而意义也不同的书。RNA也是有四种不同的叫做脱氧核糖核苷酸的单体连接而成的分子链。其情况与DNA相似，

但链较短。各种不同形式的生命体重有着各式各样长短不一的 RNA蛋白质是由20种不同的氨基酸单体按照一定次序连接起来长链分子，各种不同的生命体中具有各式各样的单体排列次序的长短不同的蛋白质链，链的折叠、卷曲形状也不同。总之各种生物的DNA、RNA和蛋白质都分别由四个脱氧核苷酸、四种脱氧核糖核苷酸和20种氨基酸单体组成，也就是说它们都是由通用的“元件”组成的。这些核酸、蛋白质在各种生物的生命活动中所起的作用也基本相同。

由于DNA可以自身复制，因而使生命物质具有繁殖和遗传的能力；由于DNA能通过转录和翻译决定RNA及蛋白质的结构，从而控制了生物的形态结构和生理功能；而复制、转录及翻译这些过程又都需有蛋白质酶及RNA 参与。这样，就有了一个分子生物学的生命定义：生命是由核酸和蛋白质特别是酶的相互作用产生的。可以不断的繁殖的物质反馈循环系统。这种说法是对生命物质的微观结构及其运动过程的描述。他概括了分子生物学的一些重要的理论突破，但仍然有一些界限不清楚的地方。自然界有一列东西称为病毒，病毒是由核酸链和蛋白质外壳构成，单独存在时，好像一种纯粹的化学物质，并可结晶；但一旦进入了活的特定的宿主细胞中，就可利用宿主细胞内单体和能量的供应，以及复制、转录和翻译的“机器”自我繁殖。近来又发现一些被称为质粒的物质。它更为简单，只是一些裸露的环状核酸，但可以进入活得细胞中间，利用活细胞内的复制“机器”自我繁殖。此外，类病毒也有类似的情况。这些物质是肉具有生命，目前还有争论。有人认为，只要能控制自身繁殖和遗传变异并对进化力量独立做出反应的都应称之为生命。如果这样讲，那么病毒，噬菌体、质粒和病毒之类的东西就都可划为生命体必能能够独立自主地复制。转录。翻译和一共单体及所需的能源，而病毒、类病毒和质粒之类的东西是一种不完整的生命形态，它们都是寄生的，不能独立存在。但后一种观点也不能成为明确的生命定义的划分界限。因为生命体从来就不是一个孤立的存在物，它与周围环境以及与其他生命都有着不可分割的联系。这就使得什么是独立生活、什么什么事寄生生活失去了明确的意义。因此还需要从宏观的角度、也就是从生态学去研究生命观。

从生态学的生命观来说，就已知的事实看，太阳系内，生命活动只见于地球的生物圈——由高约离地表20公里的大气层（当然不包括航天器中的生命），直至地表十几公里的深处，这一相对来说不厚的空间构成。在生物圈内有的生命具有叶绿素，可进行光合作用，大部分植物、蓝藻和部分细菌属于这类生命。还有一些生物没有叶绿素、不进行光合作用，必须依靠摄取自养生物活或其他生物为食而生存，称为异养生物。真菌、动物（包括人在内），以及大部分细菌属于这类生命体。生物圈中的无机物质，通过了自养生物的光合作用，进入了生物体，以后部分通过自养生自身的代谢活动而回到无机世界；部分为异样生物所摄取，通过代谢活动（包括呼吸、排泄等）又回到了无机世界。而大部分植物秸秆和动物尸体最后都经腐生生物（异养生物）的降解作用而返回无机世界。这样就形成了生物圈内的物质运动循环。这种循环运动都是单方的进行，不可逆转在这个循环运动中少了哪个一环或那一个环不畅通，都会影响到整个生物界。没有自养生物或自养生物不足，异养生物当然难以生存；但只有自养生物，没有异养生物，大量有机物质积累后不能解释，也不会阻塞自养生物继续生

存的道路。

从物质的简单形势来看，例如在大气中的以二氧化碳形式存在的碳元素，经过自养生物的光合作用，与水化合成糖类进入生命体内，部分经过自养生物自身的呼吸作用，从新成为二氧化碳回到大气中，。其他部分有被各种异养生物所利用，通过它们的呼吸作用，回到无机世界。这样就形成了一个碳元素的循环。这个碳元素循环再生命中还必须与其他很多元素（如氢、氧、氮、磷、硫等）的循环通过化学反应藕合起来，同时也推动了这些元素的空间进行循环运动，不仅在宏观的生物圈中存在，同时在生物体的微观运动中也是存在的。生态学把生命看作是上述生物圈中种种不可能的逆物质循环过程的中心环节。但它近描述了生命外部条件极其所处的地方，却未指明生命本身的质的特点.

生物物理学的生命观,着重从物质运动的一般规律上指明生命特征。有序和熵的物质和能量是守恒的，地球与外界没有物质交换只有从太阳辐射得到能量，而又反射和辐射到太空之中。太阳辐射到地球上的能量以地球反射和辐射到太空中的能量相等。尽管地球的物质和能量都没有显著的变化，但地球上各种元素由于太阳辐射发生不同反应就可以产生不同程度和不同方式的运动，即产生了上述的各种循环运动。这些运动导致了地球上物质的不均匀分布。因太阳辐射所造成的能量流动对地球的影响在一个长时期内的是稳定的、有节奏的和有规律的。所以，地球上物质分布的不均匀也是有节奏和有规律的。这就产生了地球上物质分布和运动的有序状态。热力学第二定律用一个叫做“熵”的函数来衡量一个系统的均匀程度。一个孤立系统，即与外界没有物质和能量交换的系统，运动总使熵增加。当熵达到极大值时，宏观物质运动就会停止，成为热力学平衡。此时系统处于均匀的、无序状态。地球不是一个孤立系统，而是一个闭系，即与外界只有能量交换而无物质交换系统。它受到太阳辐射的能量，同时他又向太空反射和辐射能量。太阳辐射出来的能量是太阳表面呈高温高温状态（约5800℃）。

获得生命是指一个开放系统它与外界不仅有能量的变换，而且有物质交换。生命体实际上是从环境中取得以食物形式存在的高熵状态的物质和能量，把它们转化为了低熵状态并把废物排出体外，从而保持自身的熵处于比环境更低的水平，也就是维持着自身的有序状态。生命体的有序性从分子水平看就很明显。他们的大门子如核酸、蛋白质在各种细胞中都有一定的排列顺序，以至一个生态系统都有一定的空间结构。有序性不但表现在空间分布上，也表现在生命体活动的规律上。他们都有一定的特性：生长、发育、生殖、衰老、死亡、以及对外界刺激作出有规律的反应等。从热力学的观点来看，这些现象都出自太阳辐射的推动，但只有地球上有生命活动。生命的出现必然还有它自身的因素。

生命的概念，随着人类对宇宙的探索，不断的纠正，生命与机械有什么区别？这也许是一个简单的问题，但就人而言，人不是一个高级的机器吗？有信息处理功能，有能量转换器，有运动系统等等，与机器人没什么太大的区别，只是更高级，人类在探索宇宙时，不应该根据所谓的“生命条件”为准，下决定某处无生命，某处有生命，而应该根据是否有对外界感应，自我复制，与环境相互影响，交换信息和物质为准,在不同的环境中有不同的“自然理论”，又也许有着“生命”间认知水平的差距，也就是

“科技”水平的差距。人类的发展既是一种进化过程，也是一种自我改造的过程。随着自然科学的发展，对生命的定义无疑会越来越宽广，同时也越来越准确。

参考文献：

《地球生物学:生命与地球环境的相互作用和协同演化》谢树成

殷鸿福史晓颖著科学出版社出版《生命简史》理查德?福提(Richard Fortey)

中央编译出版社《生命之科学:遗传的神秘面纱》 H.G.韦尔斯(Wells.H.G.), P.G.韦

尔斯(Wells.P.G.), 鸠良·赫胥黎

(Huxley.J.) 湖北少年儿童出版社