歡迎來到「生物的特徵」!
你好!生物學有時感覺像是在學習一門全新的語言,但別擔心——我們現在要拆解第一個重要概念:究竟什麼才是「活的」?
這一章為我們分類和理解所研究的每一個生物提供了基礎,從微小的細菌到最大的哺乳動物。在 Pearson Edexcel IGCSE 生物學中,生物體具有八大基本特徵。
讓我們開始吧!
生命的八大基本特徵
要被歸類為生物,生物體必須展現全部八項特徵:
• Movement(運動):它們會運動
• Respiration(呼吸作用):它們會進行呼吸作用
• Sensitivity(感應):它們會對周圍環境作出反應
• Control(控制):它們會控制內部環境條件
• Growth(生長):它們會生長與發育
• Reproduction(繁殖):它們會繁殖
• Excretion(排泄):它們會排出廢物
• Nutrition(營養):它們需要營養
記憶小技巧:使用擴展記憶法 MRS C. GREN
要記住這八個特徵,最簡單的方法就是使用擴展助記詞:
M - Movement(運動)
R - Respiration(呼吸作用)
S - Sensitivity(感應,對周圍環境作出反應)
C - Control(控制內部環境條件)
G - Growth and development(生長與發育)
R - Reproduction(繁殖)
E - Excretion(排泄)
N - Nutrition(營養)
記憶小幫手:大聲唸幾次「MRS C. GREN」,直到你記住為止!
1. 運動 (Movement)
這是什麼?
運動是指生物體導致位置或空間發生變化的動作。
運動並不總是意味著從一個地方移動到另一個地方(移動);它也可以是生物體各部分的細微運動。
• 在動物方面:動物通常會將整個身體從一個地方移動到另一個地方(例如奔跑、飛行、游泳)。
• 在植物方面:植物扎根於固定位置,但它們會移動身體的部分,例如嫩芽向光彎曲(向光性)或花朵開放。
重點總結:所有生物都會運動,即使它們停留在同一個地方!
2. 呼吸作用 (Respiration)
這是最常被誤解的概念之一!請仔細閱讀!
這是什麼?
呼吸作用是一種化學過程,活細胞透過此過程分解營養分子(例如葡萄糖),以 ATP 的形式釋放出細胞運作所需的能量。
重要避雷提醒:
許多學生會混淆呼吸作用 (Respiration) 與呼吸 (Breathing)(通氣 / 氣體交換)。
• 呼吸作用是發生在所有活細胞內部的化學反應,目的是釋放能量。
• 呼吸只是空氣進出肺部的物理運動。
每個活細胞都必須持續不間斷地進行呼吸作用,以提供維持生命所需的能量。
重點總結:呼吸作用 = 從營養分子中化學釋放能量。
3. 對周圍環境作出反應(感應,Sensitivity)
這是什麼?
生物具有偵測周圍環境變化(刺激)並作出適當反應的能力。
這些被偵測到的變化稱為刺激 (stimuli)(單數:stimulus)。
刺激 → 感受器 → 協調 → 效應器 → 反應
• 刺激的例子:光強度、溫度、水分、重力、觸碰或聲音的變化。
• 動物例子:觸摸熱表面後迅速縮回手。
• 植物例子:莖彎曲並朝向光源生長,以將光合作用最大化。
重點總結:生物感知並對環境變化作出反應以求生存。
4. 控制內部環境條件 (Control Internal Conditions)
這是什麼?
生物必須控制其內部條件以維持穩定且相對恆定的內部環境,這一過程稱為體內平衡 (homeostasis)。
細胞內的代謝反應只有在特定的溫度、水分含量和化學平衡範圍內才能有效運作。
• 在人類與哺乳動物方面:控制體溫(體溫調節)、血糖水平和水分含量(滲透調節)。
• 在植物方面:保衛細胞透過開閉氣孔來調節葉片的水分流失。
重點總結:生物維持恆定的內部環境,使代謝反應能夠順利進行。
5. 生長與發育 (Growth and Development)
這是什麼?
生長與發育涉及體積和乾重的永久性增加,通常透過細胞數目增加、細胞大小增大或兩者同時發生,並伴隨著分化和發育成專化細胞與組織。
• 動物:生長通常持續到成熟期為止,之後細胞分裂主要用於組織修復和維持。
• 植物:許多植物在整個生命週期中持續生長並發育出新的枝條和根部。
重點總結:生長是體積和複雜性的永久性內部增加。
6. 繁殖 (Reproduction)
這是什麼?
繁殖是產生新個體生物(後代)以確保物種延續的生物學過程。
繁殖主要有兩種類型:
• 有性生殖:涉及雄性與雌性配子的融合(受精),產生具基因多樣性的後代。
• 無性生殖:僅涉及單個親代生物,在不涉及配子融合的情況下產生基因完全相同的後代(複製個體)。
重點總結:繁殖產生新個體以確保物種生存。
7. 排泄 (Excretion)
這是什麼?
排泄是指將代謝廢物(細胞內化學反應的產物)、有毒物質以及體內過剩的物質從生物體內移除的過程。
• 在動物方面:肺部排出二氧化碳,腎臟透過尿液排出尿素以及多餘的水分和離子。
• 在植物方面:排泄日間光合作用產生的廢氧,以及呼吸作用產生的二氧化碳。
關鍵區分:排泄 (Excretion) 與 排遺 (Egestion)
排泄 (Excretion) 是移除在細胞內部產生的代謝廢物(例如尿素、二氧化碳)。
排遺 (Egestion) 是將未消化的食物以糞便形式排出體外。由於未消化的食物從未進入細胞,也未參與代謝反應,因此它不是排泄。
重點總結:排泄是移除細胞代謝廢物。
8. 營養 (Nutrition)
這是什麼?
所有生物都需要營養——它們需要原料和能量來進行生長、組織修復和代謝。
• 自養營養:綠色植物等生物在光合作用中利用光能,從簡單的無機原料(二氧化碳和水)製造自己的有機食物。
• 異養營養:動物和真菌等生物透過攝取並分解其他生物(活的或死的)來獲取有機營養素。
重點總結:營養為所有代謝過程提供所需的原料和燃料。
快速複習箱:生物的八大特徵
使用 MRS C. GREN 來記住這八大共同特徵:
M - Movement(運動):改變位置或移動生物體的部分。
R - Respiration(呼吸作用):在細胞內從營養分子中釋放能量。
S - Sensitivity(感應):對周圍環境的變化作出反應。
C - Control(控制):控制內部條件(體內平衡)。
G - Growth & Development(生長與發育):體積、質量和細胞複雜性的永久性增加。
R - Reproduction(繁殖):產生新後代。
E - Excretion(排泄):移除有毒的代謝廢物。
N - Nutrition(營養):攝取或製造能量和生長所需的營養素。