【正文】 生物學(xué)　　生物學(xué)是研究生物各個(gè)層次的種類、結(jié)構(gòu)、功能、行為、發(fā)育和起源進(jìn)化以及生物與周圍環(huán)境的關(guān)系等的科學(xué)。人是生物的一種，也是生物學(xué)的研究對(duì)象?！　≡谧匀豢茖W(xué)還沒(méi)有發(fā)展的古代，人們對(duì)生物的五光十色、絢麗多彩迷惑不解，他們往往把生命和無(wú)生命看成是截然不同、沒(méi)有聯(lián)系的兩個(gè)領(lǐng)域，認(rèn)為生命不服從于無(wú)生命物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。不少人還將各種生命現(xiàn)象歸結(jié)為一種非物質(zhì)的力，即“活力”的作用。這些無(wú)根據(jù)的臆測(cè)，隨著生物學(xué)的發(fā)展而逐漸被拋棄，在現(xiàn)代生物學(xué)中已經(jīng)沒(méi)有立足之地了?！　?0世紀(jì)特別是40年代以來(lái)，生物學(xué)吸收了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等的成就，逐漸發(fā)展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學(xué)。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生命是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。生命的基本單位是細(xì)胞，它是由蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等生物大分子組成的物質(zhì)系統(tǒng)。生命現(xiàn)象就是這一復(fù)雜系統(tǒng)中物質(zhì)、能和信息三個(gè)量綜合運(yùn)動(dòng)與傳遞的表現(xiàn)。生命有許多為無(wú)生命物質(zhì)所不具備的特性。例如，生命能夠在常溫、常壓下合成多種有機(jī)化合物，包括復(fù)雜的生物大分子；能夠以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)器的生產(chǎn)效率來(lái)利用環(huán)境中的物質(zhì)和能制造體內(nèi)的各種物質(zhì)，而不排放污染環(huán)境的有害物質(zhì)；能以極高的效率儲(chǔ)存信息和傳遞信息；具有自我調(diào)節(jié)功能和自我復(fù)制能力；以不可逆的方式進(jìn)行著個(gè)體發(fā)育和物種的演化等等。揭露生命過(guò)程中的機(jī)制具有巨大的理論和實(shí)踐意義?！　‖F(xiàn)代生物學(xué)是一個(gè)有眾多分支的龐大的知識(shí)體系，本文著重說(shuō)明生物學(xué)研究的對(duì)象、分科、方法和意義。關(guān)于生命的本質(zhì)和生物學(xué)發(fā)展的歷史，將分別在“生命”、“生物學(xué)史”等條目中闡述?！　　　　　　　　?研究對(duì)象　　地球上現(xiàn)存的生物估計(jì)有200萬(wàn)～450萬(wàn)種；已經(jīng)滅絕的種類更多，估計(jì)至少也有1500萬(wàn)種。從北極到南極，從高山到深海，從冰雪覆蓋的凍原到高溫的礦泉，都有生物存在。它們具有多種多樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)，它們的生活方式也變化多端。從生物的基本結(jié)構(gòu)單位──細(xì)胞的水平來(lái)考察，有的生物尚不具備細(xì)胞形態(tài)，在已具有細(xì)胞形態(tài)的生物中，有的由原核細(xì)胞構(gòu)成，有的由真核細(xì)胞構(gòu)成。從組織結(jié)構(gòu)水平來(lái)看，有的是單生的或群體的單細(xì)胞生物，有的是多細(xì)胞生物，而多細(xì)胞生物又可根據(jù)組織器官的分化和發(fā)展而分為多種類型。從營(yíng)養(yǎng)方式來(lái)看，有的是光合自養(yǎng)，有的是吸收異養(yǎng)或腐食性異養(yǎng)，有的是吞食異養(yǎng)。從生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用來(lái)看，有的是有機(jī)食物的生產(chǎn)者，有的是消費(fèi)者，有的是分解者，等等。生物學(xué)家根據(jù)生物的發(fā)展歷史、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、營(yíng)養(yǎng)方式以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的作用等，將生物分為若干界。 5界系統(tǒng)。他將細(xì)菌、藍(lán)菌等原核生物劃為原核生物界，將單細(xì)胞的真核生物劃為原生生物界，將多細(xì)胞的真核生物按營(yíng)養(yǎng)方式劃分為營(yíng)光合自養(yǎng)的植物界、營(yíng)吸收異養(yǎng)的真菌界和營(yíng)吞食異養(yǎng)的動(dòng)物界。中國(guó)生物學(xué)家陳世驤于1979年提出 6界系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由非細(xì)胞總界、原核總界和真核總界3個(gè)總界組成，代表生物進(jìn)化的3個(gè)階段。非細(xì)胞總界中只有1界，即病毒界。原核總界分為細(xì)菌界和藍(lán)菌界。真核總界包括植物界、真菌界和動(dòng)物界，它們代表真核生物進(jìn)化的3條主要路線。　　非細(xì)胞生命形態(tài)　病毒不具備細(xì)胞形態(tài)，由一個(gè)核酸長(zhǎng)鏈和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。根據(jù)組成核酸的核苷酸數(shù)目計(jì)算，每一病毒顆粒的基因最多不過(guò) 300個(gè)。寄生于細(xì)菌的病毒稱為噬菌體。病毒沒(méi)有自己的代謝機(jī)構(gòu)，沒(méi)有酶系統(tǒng)，也不能產(chǎn)生腺苷三磷酸（ATP）。因此病毒離開了寄主細(xì)胞，就成了沒(méi)有任何生命活動(dòng)，也不能獨(dú)立地自我繁殖的化學(xué)物質(zhì)。只有在進(jìn)入寄主細(xì)胞之后，它才可以利用活細(xì)胞中的物質(zhì)和能，以及復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯的全套裝備，按照它自己的核酸所包含的遺傳信息產(chǎn)生和它一樣的新一代病毒。病毒基因同其他生物的基因一樣，也可以發(fā)生突變和重組，因而也是能夠演化的。由于病毒沒(méi)有獨(dú)立的代謝機(jī)構(gòu)，也不能獨(dú)立地繁殖，因而被認(rèn)為是一種不完整的生命形態(tài)。關(guān)于病毒的起源，有人認(rèn)為病毒是由于寄生生活而高度退化的生物；有人認(rèn)為病毒是從真核細(xì)胞脫離下來(lái)的一部分核酸和蛋白質(zhì)顆粒；更多的人認(rèn)為病毒是細(xì)胞形態(tài)發(fā)生以前的更低級(jí)的生命形態(tài)。近年發(fā)現(xiàn)了比病毒還要簡(jiǎn)單的類病毒，它是小的RNA 分子，沒(méi)有蛋白質(zhì)外殼。另外還發(fā)現(xiàn)一類只有蛋白質(zhì)卻沒(méi)有核酸的朊粒，它可以在哺乳動(dòng)物身上造成慢性疾病。這些不完整的生命形態(tài)的存在縮小了無(wú)生命與生命之間的距離，說(shuō)明無(wú)生命與生命之間沒(méi)有不可逾越的鴻溝。因此，在原核生物之下，另辟一界，即病毒界是比較合理的?！　≡松铩≡思?xì)胞和真核細(xì)胞是細(xì)胞的兩大基本類型，它們反映細(xì)胞進(jìn)化的兩個(gè)階段。把具有細(xì)胞形態(tài)的生物劃分為原核生物和真核生物，是現(xiàn)代生物學(xué)的一大進(jìn)展。原核細(xì)胞的主要特征是沒(méi)有線粒體、質(zhì)體等膜細(xì)胞器，染色體只是一個(gè)環(huán)狀的DNA分子，不含組蛋白及其他蛋白質(zhì)，沒(méi)有核膜。原核生物包括細(xì)菌和藍(lán)菌，它們都是單生的或群體的單細(xì)胞生物?！　〖?xì)菌是只有通過(guò)顯微鏡才能看到的原核生物。大多數(shù)細(xì)菌都有細(xì)胞壁，其主要成分是肽聚糖而不是纖維素。細(xì)菌的主要營(yíng)養(yǎng)方式是吸收異養(yǎng)，它分泌水解酶到體外，將大分子的有機(jī)物分解為小分子，然后將小分子營(yíng)養(yǎng)物吸收到體內(nèi)。細(xì)菌在地球上幾乎無(wú)處不在，它們繁殖得很快，數(shù)量極大，在生態(tài)系統(tǒng)中是重要的分解者，在自然界的氮素循環(huán)和其他元素循環(huán)中起著重要作用（見土壤礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化）。有些細(xì)菌能使無(wú)機(jī)物氧化，從中取得能來(lái)制造食物；有些細(xì)菌含有細(xì)菌葉綠素，能進(jìn)行光合作用。但是細(xì)菌光合作用的電子供體不是水而是其他化合物如硫化氫等。所以細(xì)菌的光合作用是不產(chǎn)氧的光合作用。細(xì)菌的繁殖為無(wú)性繁殖，在某些種類中存在兩個(gè)細(xì)胞間交換遺傳物質(zhì)的一種原始的有性過(guò)程──細(xì)菌接合。　　枝原體、立克次氏體和衣原體均屬細(xì)菌。枝原體無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞非常微小，甚至比某些大的病毒粒還小，能通過(guò)細(xì)菌濾器，是能夠獨(dú)立地進(jìn)行生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)的最小的生命形態(tài)。立克次氏體的酶系統(tǒng)不完全，它只能氧化谷氨酸，而不能氧化葡萄糖或有機(jī)酸以產(chǎn)生ATP。衣原體沒(méi)有能量代謝系統(tǒng)，不能制造ATP。大多數(shù)立克次氏體和衣原體不能獨(dú)立地進(jìn)行代謝活動(dòng)，被認(rèn)為是介于細(xì)菌和病毒之間的生物?！　∷{(lán)菌是行光合自養(yǎng)的原核生物，是單生的，或群體的，也有多細(xì)胞的。和細(xì)菌一樣，藍(lán)菌細(xì)胞壁的主要成分也是肽聚糖，細(xì)胞也沒(méi)有核膜和細(xì)胞器，如線粒體、高爾基器、葉綠體等。但藍(lán)菌細(xì)胞有由膜組成的光合片層，這是細(xì)菌所沒(méi)有的。藍(lán)菌含有葉綠素a，這是高等植物也含有的而為細(xì)菌所沒(méi)有的一種葉綠素。藍(lán)菌還含有類胡蘿卜素和藍(lán)色色素──藻藍(lán)蛋白，某些種還有紅色色素──藻紅蛋白，這些光合色素分布于質(zhì)膜和光合片層上。藍(lán)菌的光合作用和綠色植物的光合作用一樣，用于還原CO2產(chǎn)生的H+，因而伴隨著有機(jī)物的合成還產(chǎn)生分子氧，這和光合細(xì)菌的光合作用截然不同?！　∽钤绲纳窃跓o(wú)游離氧的還原性大氣環(huán)境中發(fā)生的（見生命起源），所以它們應(yīng)該是厭氧的，又是異養(yǎng)的。從厭氧到好氧，從異養(yǎng)到自養(yǎng)，是進(jìn)化史上的兩個(gè)重大突破。藍(lán)菌光合作用使地球大氣從缺氧變?yōu)橛醒酰@樣就改變了整個(gè)生態(tài)環(huán)境，為好氧生物的發(fā)生創(chuàng)造了條件，為生物進(jìn)化展開了新的前景。在現(xiàn)代地球生態(tài)系統(tǒng)中，藍(lán)菌仍然是生產(chǎn)者之一。　　近年發(fā)現(xiàn)的原綠藻，含葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素。從它們的光合色素的組成以及它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)來(lái)看，很像綠藻和高等植物的葉綠體，因此受到生物學(xué)家的重視。　　真核生物 和原核細(xì)胞相比，真核細(xì)胞是結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的細(xì)胞。它有線粒體等各種膜細(xì)胞器，有圍以雙層膜的細(xì)胞核，把位于核內(nèi)的遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。DNA為長(zhǎng)鏈分子，與組蛋白以及其他蛋白結(jié)合而成染色體。真核細(xì)胞的分裂為有絲分裂和減數(shù)分裂，分裂的結(jié)果使復(fù)制的染色體均等地分配到子細(xì)胞中去?！　≡锸亲钤嫉恼婧松?。原生生物的原始性不但表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)水平上，即停留在單細(xì)胞或其群體的水平，不分化成組織；也表現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)方式的多樣性上。原生生物有自養(yǎng)的、異養(yǎng)的和混合營(yíng)養(yǎng)的。例如，眼蟲能進(jìn)行光合作用，也能吸收溶解于水中的有機(jī)物。金黃滴蟲除自養(yǎng)和腐食性營(yíng)養(yǎng)外，還能和動(dòng)物一樣吞食有機(jī)食物顆粒。所以這些生物還沒(méi)有明確地分化為動(dòng)物、植物或真菌。根據(jù)這些特性，將