n07第二章生命-典型的自组织耗散结构.pptVIP

生命 ——典型的自组织耗散结构 赵胜军 20010.3 一、历史上人们对生命的认识 1.直观论 凭直观（感性认识）和常识来理解生命。 “活的就是生命”这句话在哲学家看来是“同义反复”。 直观论者无法确认病毒是否有生命？ 2.活力论 Vitalism 活力论认为生命的本质是一种未知的或起源于神的灵魂或活力(Vitality)。 一个死亡的细胞，同样具有核酸、蛋白质，但它是死的，看来细胞死与活的区别在于它们有没有活力。 Muller（1942年）认为生物具有特殊的能，这种能被称为生命或活力（Vital force)。他将生命与生物体分开。 3.机械论 Mechanism Harvey等人认为生命现象可以用机械的原理加以阐明。 认为人和一个用杠杆和弹簧装配起来的机器没有本质的区别。 4.还原论 Reductionism 认为生命现象可以用构成生命体的生命物质的物理、化学运动规律来说明 蛋白质分子或核酸分子就其本质来说并不是活的，在这个意义上，它同其他任何分子并没有什么区别 5.整体论 Holism 生物体是一个整体，它的各组成部分（如分子、细胞等）的规律，加起来不等于整体的规律 局部的规律只有在整体的调节下才有意义，单靠生物体内的分子层次的规律是不能解释生物整体的属性的 目前，还原论和整体论这两种意见还在继续争论 二、生命的主要属性 尽管很难给“生命”下一个科学的定义，但是生命有一系列的属性，即生命现象的一些共性。 生命的主要属性 化学成分的同一性 严整有序的结构 新陈代谢 应激性和运动 内稳态 生长发育 繁殖与遗传 适应 1.化学成分的同一性 生物体是由蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素等多种有机分子以及C、H、O、N、P、S等无机元素组成 蛋白质：由20种氨基酸组成 核酸：由8种核苷酸组成 各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，各种生物都是以ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子 蛋白质由20种氨基酸组成 2.严整有序的结构 生命的基本单位是细胞 细胞的结构 整个生物界是一个多层次的有序结构 细胞的结构 3.新陈代谢 生物体不断地吸收外界的物质，在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢最终产物而被排出体外 合成作用（anabolism） 从外界摄取物质和能量，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 分解作用（catabolism） 分解生命物质，将能量释放出来，供生命活动之用 4.应激性和运动 生物接受外界刺激后会发生反应，生物的运动受神经系统的控制 5.内稳态 生物体在没有强烈的外界因素的影响下，有某些机制使其内环境能保持动态稳定性 6.生长发育 生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，其中遗传因素起决定性作用，而外界环境也有很大影响 7.繁殖与遗传 生物体能不断地繁殖下一代，使生命得以延续 生物的遗传是由基因决定的，生物的某些性状会发生变异；没有可遗传的变异，生物就不可能进化 8.适 应 适应的含义：（1）生物的结构都适应 于一定的功能（2）生物的结构和功能 适应于其在一定环 境条件下的生存和 延续 适应是生物界普遍存在的现象 三、生命的本质是什么？ 有关生命的理解 Crick 在论分子与人一书中写道:“给生命这个词下定义是极为困难的”。 至今还没有一个为大多数科学家所接受的关于生命的定义。 经典生物学 认识到有细胞才有生命。 现代生物学 把生命理解为比细胞更小的蛋白质、核酸等生物大分子。 生命是什么？ 《生命是什么？ ——活细胞的物理学观》 这本小册子是一位理论物理学家对大约四百名听众作的一次公开讲演 讲演者力图把介于生物学和物理学之间的基本概念向生物学家和物理学家讲清楚 对一个重大的问题的一点小小的评论 为了不迷失我们的方向，预先很扼要地把计划勾画出来也许是有用的。 这个重大的和讨论得很多的问题是： 在一个生命有机体的空间范围内，在空间上和时间上发生的事件，如何用物理学和化学来解释？ 这本小册子力求阐明和确立的初步答案概括如下： 当前的物理学和化学在解释这些问题时明显的无能为力，决不是成为怀疑这些事件可以用物理学和化学来解释的理由。 唤起生物学革命的小册子 1944年薛定谔在英国出版《生命是什么？》一书，启发了人们用物理学的思想和方法探讨生命物质运动的兴趣。该书被誉为“唤起生物学革命的小册子”。 薛定锷的负熵论 ?热力学第二定律告诉我们，在一个孤立系统中发生的自发过程，其熵总是增加的，表现为从有序向无序的演化方向。 ?生命的表现形式就是能不断地从外界环境中吸取“负熵”（以食物形式存在的物质和能），通过新陈代谢，把它们转化为高熵状态后，排出体外，从而使生物体这一开放系统的总熵不致增加。