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生物學( biology ),德語法語:或稱生物科學生命科學,是自然科學的一大門類,由經驗主義出發,廣泛研究生命的所有方面,包括生命起源演化、分佈、構造發育、功能、行為、與環境的互動關系,以及生物分類學等。

現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域,由許多分支和分支學科組成。然而,儘管生物學的範圍很廣,在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究,把它整合成單一的,和連貫的領域。在總體上,生物以細胞作為生命的基本單位,基因作為遺傳的基本單元,和進化是推動新物種的合成和創建的引擎

今天人們還了解,所有生物體的生存以消耗和轉換能量,調節體內環境以維持穩定的和重要的生命條件。生物學分支學科被研究生物體的規模所定義,和研究它們使用的方法所定義:生物化學考察生命的基本化學;分子生物學研究生物分子之間錯綜復雜的關系;植物學研究植物的生物學;細胞生物學檢查所有生命的基本組成單位,細胞生理學檢查組織器官,和生物體的器官系統的物理和化學的功能;進化生物學考察了生命的多樣性的產生過程;和生態學考察生物在其環境如何相互作用。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。

歷史

生物學之英语单词(德语、法语「Biologie」)源於希臘文,意為生命,以及字尾-λογία}},-logia,意為學問,合併為“研究生命的學問”。1802年,法国博物學拉马克最早提出这個名词。

现代生物學基礎

现代生物學的五大基础,也是主要的研究方向:

细胞學说

细胞學说認為細胞生物的基本單位,而且所有生物都是由一至多個細胞以及細胞分泌的物質組成(例如外骨骼)。所有細胞都是由其他細胞藉由细胞分裂的方式產生。多細胞生物一開始是從一個受精的單一細胞開始,再漸漸分裂為各個細胞,而細胞也是許多的基本單位.。此外,細胞之間能量轉移的現象稱為代謝,而細胞包含的遺傳資訊(DNA),在細胞分裂時也會傳遞給其他的細胞。

演化

现代生物學認為生命是從演化而來,所有已知的生物都有一共同起源。演化論假設所有地球上活著及已絕種的生物都是來自一共同起源或一基因庫。所有生物最晚的共同起源約出現在約35億年前[1]

目前已有壓倒性的證據支持演化的真實性,學界普遍認為演化是事實,而不僅僅是理論或假說,對於演化論的真確性,存在有強烈的科學共識,演化以外任何關於物種起源或人類起源的學說,目前都不獲支持。絕大多數的科學社群和學術團體,都認為演化論是唯一能完全滿足在生物學、古生物學分子生物學遺傳學人類學及其他各領域中所觀察到的現象的理論。一項在1991年所作的蓋洛普民調顯示,只有大約5%的科學家(包括生物學領域以外的其他科學家)認為自己是創造論者。截至目前為止,沒有任何反對演化論且經過科學方面同行審查的論文,名列科學與醫學期刊搜尋引擎PubMed當中。

遺傳學

基因是生物體遺傳的基本單位,基因對應一特定區域的DNA,以特定方式影響生物的某一部位或某一機能。從細菌到動物的所有生物體都有同様複製DNA,並依此產生蛋白質的能力。細胞將DNA的基因轉錄為對應的核糖核酸(RNA),然後核糖體將RNA轉譯為一串由胺基酸組成的蛋白質。由RNA轉換為胺基酸的遺傳密码在大部份生物中是相同的,但有些生物仍有少許差異。例如若將人類對應胰島素的DNA放在植物中,也可以產生胰島素。

體内平衡

[[Image:ACTH Negative Feedback.svg|right|thumb|250px|許多內分泌系統中的荷爾蒙都是由負反饋系統所控制,例如腎上腺分泌的糖皮質激素就是如此。下視丘分泌促肾上腺皮质素释放素(CRH),CRH會使腦下垂體分泌促腎上腺皮質素(ACTH),而ACTH會使腎上腺分泌糖皮質激素,如皮質醇。糖皮質激素不但會使身體有對應的反應外,也會使下視丘和腦下垂體的分泌減少,因此只要糖皮質激素已經到達一定的量,就不會再繼續分泌。


體内平衡:平衡是一個開放系統可以藉由許多彼此相關機制的動態平衡調整,使得其內在情形維持在穩定的狀態。所有的生物,不論是單細胞或是多細胞生物,都有體内平衡的機制。

一系統若要維持動態平衡,並且有效的進行調整,需要有能力偵測擾動,並且針對擾動進行回應。生物系統在偵測到擾動後,一般會利用負回授的方式回應。也就是藉由調整系統的條件,設法降低擾動的影響。就像若動物體內血糖濃度過低時,會釋放胰高血糖素增加血糖一様。

能量

一个活的生物體的生存依赖于能量的连续输入。生物體是靠化學反應來從食物中提取能量,才能維持身體機能,並建立新的細胞。在上述反應中,組成食物化學物质分子扮演两个重要角色。第一,這些分子中有些可以藉由生物體內的化學反應產生能量。第二,有些則可以組成生物分子中的新的分子结构。

负责引进能量到生态系统的生物被称为生产者或自养生物。几乎所有的这些生物體最初都从太阳吸取能量。

生物學主要分支

這些是生物學的主要分支:

  • 植物學領域:簡單的學門分類可概分為:

參見

视频

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生物学专业介绍

參考文獻

  1. 生物学的那些事儿 ,搜狐,2017-07-16
  2. 微生物学的基本概念,医学教育网,2014-06-30