生物學:是研究生物體的生命現象及其生命活動規律的科學,屬
於自然科學。
生物學家從很多面向研究生物,因此產生很多研究領域。
例如:
原子和分子面向:分子生物學、生物化學、結構生物學。
細胞面向:細胞生物學、微生物學、病毒學。
多細胞面向:生理學、發育生物學、組織學。
宏觀面向:生態學、演化生物學。
歷史起源
在自然科學還沒有發展的古代,人們對生物的五光十色、絢麗多彩迷惑不解,他們往往把生命和無生命看成是截然不同、沒有聯繫的兩個領域,認為生命不服從於無生命物質的運動規律。不少人還將各種生命現象歸結為一種非物質的力,即「活力」的作用。這些無根據的臆測,隨著生物學的發展而逐漸被拋棄,在現代生物學中已經沒有立足之地了。
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世紀特別是40年代以來,生物學吸收了數學、物理學和化學等的成就,逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學,人們已經認識到生命是物質的一種運動形態。生命的基本單位是細胞,它是由蛋白質、核酸、脂質等生物大分子組成的物質系統,生命現象就是這一複雜系統中物質、能和信息三個量綜合運動與傳遞的表現。生命有許多為無生命物質所不具備的特性。例如,生命能夠在常溫、常壓下合成多種有機化合物,包括複雜的生物大分子;能夠以遠遠超出機器的生產效率來利用環境中的物質和能製造體內的各種物質,而不排放污染環境的有害物質;能以極高的效率儲存信息和傳遞信息;具有自我調節功能和自我複製能力;以不可逆的方式進行著個體發育和物種的演化等等,揭露生命過程中的機制具有巨大的理論和實踐意義。
現代生物學是一個有眾多分支的龐大的知識體系,本文著重說明生物學研究的對象、分科、方法和意義。關於生命的本質和生物學發展的歷史,將分別在「生命」、「生物學史」等條目中闡述。
研究對像
地球上現存的生物估計有200萬~450萬種;已經滅絕的種類更多,估計至少也有1500萬種。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結構,它們的生活方式也變化多端。從生物的基本結構單位──細胞的水平來考察,有的生物尚不具備細胞形態,在已具有細胞形態的生物中,有的由原核細胞構成,有的由真核細胞構成。從組織結構水平來看,有的是單生的或群體的單細胞生物,有的是多細胞生物,而多細胞生物又可根據組織器官的分化和發展而分為多種類型。從營養方式來看,有的是光合自養,有的是吸收異養或腐食性異養,有的是吞食異養。從生物在生態系統中的作用來看,有的是有機食物的生產者,有的是消費者,有的是分解者,等等。生物學家根據生物的發展歷史、形態結構特徵、營養方式以及它們在生態系統中的作用等,將生物分為若干界。
當前比較通行的是美國R.H.惠特克於1969年提出的
5界系統。他將細菌、藍菌等原核生物劃為原核生物界,將單細胞的真核生物劃為原生生物界,將多細胞的真核生物按營養方式劃分為營光合自養的植物界、營吸收異養的真菌界和營吞食異養的動物界。中國生物學家陳世驤於1979年提出
6界系統。這個系統由非細胞總界、原核總界和真核總界3個總界組成,代表生物進化的3個階段。非細胞總界中只有1界,即病毒界。原核總界分為細菌界和藍菌界。真核總界包括植物界、真菌界和動物界,它們代表真核生物進化的3條主要路線。