生命特徵導論
列出生物生命的定義特徵
生物學是研究生命的科學，但是生命到底是什麼？這聽起來像是一個愚蠢的問題，反應明顯，但是定義生活並不總是那麼容易。例如，生物學的一個分支稱為病毒學，研究病毒，它顯示出生物實體的某些特徵，但缺乏其他特徵。事實證明，儘管病毒可以攻擊活生物體，引起疾病甚至繁殖，但它們不符合生物學家用來定義生命的標準。因此，嚴格來講，病毒學家不是生物學家。同樣，一些生物學家研究了導致生命的早期分子進化。由於生命之前的事件不是生物學事件，因此從嚴格意義上講，這些科學家也被排除在生物學之外。
從一開始，生物學就一直在思考以下問題：使事物“活著”的共有屬性是什麼？而且，一旦我們知道某些事物仍然存在，我們如何在組織結構中找到有意義的組織層次？
生命屬性
所有生物都具有幾個關鍵特徵或功能：對環境，繁殖，生長和發育，調節，體內平衡和能量加工的秩序，敏感性或反應。一起查看時，這些特徵可用來定義生活。
訂購
圖1.蟾蜍代表由細胞，組織，器官和器官系統組成的高度組織的結構。
生物是高度組織的，協調的結構，由一個或多個細胞組成。甚至非常簡單的單細胞生物也非常複雜：每個細胞內部，原子組成分子；這些反過來又構成細胞器和其他細胞包裹體。
在多細胞生物中（圖1），相似的細胞形成組織。反過來，組織合作創造器官（具有獨特功能的身體結構）。器官共同形成器官系統。
敏感性或對刺激的反應
圖2.這種敏感植物（含羞草）的葉子被觸摸後會立即下垂並折疊。幾分鐘後，植物恢復正常。（提供者：Alex Lomas）
生物對各種刺激做出反應。例如，植物可以朝著光源彎曲，爬在柵欄和牆壁上或對觸摸做出響應（圖2）。甚至微小的細菌也可以向化學物質（稱為趨化性）或光（趨光性）的方向移動或遠離 。朝向刺激運動被認為是正面反應，而遠離刺激運動被認為是負面反應。
再生產
單細胞生物首先複製其DNA，然後在細胞準備分裂形成兩個新細胞的過程中將其均分，從而進行繁殖。多細胞生物通常會產生專門的生殖種系細胞，這些細胞會形成新的個體。繁殖發生時，含有DNA的基因會傳給生物的後代。這些基因可確保後代屬於同一物種，並具有相似的特徵，例如大小和形狀。
增長與發展
圖3.儘管沒有兩個看起來相似，但這些幼犬從父母雙方那裡繼承了基因，並具有許多相同的特徵。
生物按照其基因編碼的特定說明生長和發育。這些基因提供指導細胞生長和發育的指令，從而確保一個物種的幼小（圖3）將長大以表現出與其親本相同的許多特徵。
規模
即使是最小的生物，也很複雜，需要多種調節機制來協調內部功能，對刺激做出反應並應對環境壓力。在生物體內調節的內部功能的兩個示例是營養物質運輸和血流。器官（一起工作的組織組織）執行特定的功能，例如在整個身體中攜帶氧氣，清除廢物，向每個細胞輸送營養以及冷卻身體。
體內平衡
圖4.北極熊（Ursus
maritimus）和其他生活在冰雪覆蓋地區的哺乳動物通過產生熱量並通過皮下厚厚的皮毛和密集的脂肪層減少熱量散失來維持體溫。（來源：“ longhorndave”
/ Flickr）
為了正常運行，細胞需要具有適當的條件，例如適當的溫度，pH和各種化學物質的適當濃度。但是，這些條件可能會從一瞬間改變到下一瞬間。儘管環境發生變化，有機體仍可以通過體內平衡幾乎恆定地將內部條件維持在狹窄範圍 內（從字面上講，是“穩定狀態”）—有機體維持恆定內部條件的能力。例如，生物體需要通過稱為溫度調節的過程來調節體溫。生活在寒冷氣候中的生物（例如北極熊）（圖4）具有幫助其抵禦低溫並保存體熱的身體結構。有助於這種絕緣的結構包括毛皮，羽毛，脂和脂肪。在炎熱的氣候中，生物體有多種方法（例如人類出汗或狗喘氣）來幫助它們散發過多的體熱。
能源加工
所有生物都利用能量來進行代謝活動。一些生物體從太陽中吸收能量並將其轉化為食物中的化學能（光合作用）。其他人則將化學能用於食物（細胞呼吸）。
圖5.加州禿鷹（Gymnogyps californianus）使用從食物中提取的化學能來驅動飛行。加州禿鷹是瀕臨滅絕的物種。這隻鳥帶有翅膀標籤，可幫助生物學家識別該個體。
生物組織的層次
生命是高度組織和結構化的，遵循可以從小到大的規模進行檢查的層次結構。該原子是物質的最小，最根本的單位。它由被電子包圍的原子核組成。原子形成分子。甲分子是由通過一個或多個化學鍵固定在一起的至少兩個原子的化學結構。具有重要生物學意義的許多分子是大分子通常是通過聚合反應形成的大分子（聚合物是通過結合稱為單體的較小單元（比大分子更簡單）製成的大分子）。高分子的一個例子是脫氧核糖核酸（DNA）（圖1），其中包含所有活生物體的結構和功能說明。
圖1.所有分子，包括該DNA分子，均由原子組成。（來源：“ brian0918” /維基共享資源）
有些細胞含有被膜包圍的大分子聚集體；有些則被膜包圍。這些被稱為 細胞器。細胞器是存在於細胞中的小結構。細胞器的例子包括線粒體和葉綠體，它們執行必不可少的功能：線粒體產生能量為細胞提供能量，而葉綠體使綠色植物能夠利用陽光下的能量來製造糖。所有的生物都是由細胞構成的。該細胞本身是生命有機體中結構和功能的最小基本單位。（這就是為什麼病毒不被認為是活的原因：它們不是由細胞組成的。要製造新的病毒，它們必須入侵並劫持活細胞的繁殖機制；只有這樣，它們才能獲得繁殖所需的物質。）一些生物由單個細胞組成，而另一些則是多細胞。細胞被分類為原核或真核的。原核生物是沒有細胞膜結合的細胞核或細胞器的單細胞或殖民生物。相反，真核生物的細胞確實具有膜結合的細胞器和膜結合的核。
在較大的生物體中，細胞結合形成 組織，這些組織是執行相似或相關功能的一組相似細胞。器官是組織在一起執行共同功能的組織的集合。器官不僅存在於動物中，而且存在於植物中。一個器官系統的組織，由功能相關機關的一個更高的水平。哺乳動物有許多器官系統。例如，循環系統將血液輸送到人體，並往返肺部。它包括心臟和血管等器官。生物體是個體的生命實體。例如，森林中的每棵樹都是生物。單細胞原核生物和單細胞真核生物也被認為是生物，通常被稱為微生物。
居住在特定區域內的物種的所有個體統稱為 種群。例如，森林可能包括許多松樹。所有這些松樹都代表了這個森林中松樹的數量。不同的人口可能居住在同一特定區域。例如，具有鬆樹的森林包括開花植物的種群以及昆蟲和微生物的種群。一個社區是人口居住在特定區域的總和。例如，森林中的所有樹木，花朵，昆蟲和其他種群構成了森林的社區。森林本身是一個生態系統。一個生態系統由特定區域中的所有生物以及該環境中的非生物，非生物部分（例如土壤中的氮或雨水）組成。在組織的最高層（圖2），生物圈是所有生態系統的集合，它代表著地球上的生命區域。它在一定程度上包括土地，水甚至大氣。
從單個細胞器到整個生物圈，生物都是高度結構化層次結構的一部分。
圖7.顯示了生物組織的生物學水平。從單個細胞器到整個生物圈，生物都是高度結構化層次結構的一部分。（信貸“細胞器”：翁貝托·薩爾瓦寧的工作修改；信貸“細胞”：布魯斯·韋策爾，哈里·謝弗/美國國家癌症研究所的工作修改；信貸“組織”：基爾巴德，法瑪·克拉莫薩，MikaelHäggström修改工作；信貸“器官”：Mariana
Ruiz Villareal的工作修改；信貸“有機體”：“ Crystal”
/ Flickr的工作修改；信貸“生態系統”：美國魚類和野生動物服務總部的工作修改；信貸“生物圈”：修改NASA的工作）