在开始之前，先来看一种科学方法
在我们生活的这个丰富多彩的世界里，到处都充满着生机与活力。从微小的细菌到参天的大树，从奔跑的动物到飞翔的鸟儿，从娇艳的花朵到神秘的海底生物，各种各样的生物共同构成了这个奇妙的世界。那么，究竟什么是生物？生物又具有哪些独特的特征呢？让我们一起来探索吧！
一、生物的特征
1. 生物的生活需要营养
- 植物通过光合作用，在叶绿体中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物（如淀粉），同时将光能转化为化学能储存在有机物中。例如，绿色植物在阳光充足的环境中，叶片进行光合作用，为自身的生长、发育和繁殖提供物质和能量基础。
- 动物不能自己制造有机物，它们以植物、其他动物或微生物为食，通过消化和吸收获取营养物质。例如，羊吃草，狮子捕食羊，从而获得生存所需的有机物和能量。
- 扩展：
- 除了光合作用，某些植物还能进行化能合成作用来制造有机物。例如，一些生活在深海热泉附近的细菌，可以利用周围环境中的化学物质合成有机物。
- 微生物中的自养型微生物，如蓝藻、硝化细菌等，能够通过自身的特殊机制合成有机物；而异养型微生物，如大肠杆菌、酵母菌等，则需要从外界环境中摄取现成的有机物。
2. 生物能进行呼吸
- 绝大多数生物需要不断地从外界环境中吸入氧气，使细胞内的有机物在有氧的条件下分解，释放出能量，供生物进行各项生命活动，同时产生二氧化碳。例如，人类通过呼吸系统（包括鼻腔、咽、喉、气管、支气管和肺）吸入氧气，在细胞内的线粒体中进行有氧呼吸，将有机物分解为二氧化碳和水，并释放出能量。
- 扩展：
- 有些生物在缺氧或无氧的条件下也能生存，它们可以进行无氧呼吸。例如，乳酸菌在无氧条件下，将葡萄糖分解为乳酸并释放少量能量；酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵，产生酒精和二氧化碳。
- 不同生物的呼吸器官和呼吸方式各不相同。鱼类通过鳃过滤水中的氧气进行呼吸；昆虫通过气管系统直接将氧气输送到细胞；鸟类具有独特的双重呼吸方式，提高了气体交换的效率。
3. 生物能排出身体内产生的废物
- 动物通过多种方式排出废物。例如，泌尿系统中的肾脏形成尿液，经过输尿管输送到膀胱暂时储存，最后通过尿道排出体外，尿液中含有多余的水、无机盐和尿素等代谢废物。皮肤中的汗腺能够分泌汗液，排出部分水、无机盐和尿素。呼吸系统通过呼气排出二氧化碳和少量水分。
- 植物通过落叶带走一部分废物，也可以通过气孔排出多余的水分和气体。例如，在秋冬季节，树木会脱落叶片，减少水分和养分的消耗，同时带走一些代谢废物。
- 扩展：
- 人体的排便主要是排出未被消化吸收的食物残渣，这些残渣没有经过细胞的代谢过程，不属于细胞产生的废物。但粪便在肠道中的形成和排出过程也受到神经和激素的调节。
- 动物在排出废物的同时，还需要通过调节机制保持体内水盐平衡和酸碱平衡，维持内环境的稳定。
4. 生物能对外界刺激作出反应
- 生物能够对来自环境中的各种刺激作出一定的反应。例如，含羞草受到碰触时，叶片会合拢，这是对机械刺激的反应；向日葵会随着太阳的移动而转动方向，这是对光刺激的反应。
- 扩展：
- 生物的应激性具有趋利避害的特点，使生物能够更好地适应环境。例如，当天气变冷时，动物会寻找温暖的地方躲避寒冷，以保持体温恒定。
- 动物的反射活动是一种更高级的对外界刺激作出反应的方式，通过神经系统完成。例如，手碰到火会迅速缩回，这是一种非条件反射；听到上课铃声会走进教室，这是一种条件反射。
5. 生物能生长和繁殖
- 生物能够由小长大。例如，种子萌发时，首先吸收水分，胚根突破种皮发育成根，胚轴伸长，胚芽发育成茎和叶，最终长成一棵幼苗。幼苗在适宜的环境中不断生长，经过细胞分裂和分化，形成各种组织、器官，逐渐长成成熟的个体。
- 生物通过繁殖产生后代，保证物种的延续。繁殖方式多种多样，包括有性生殖和无性生殖。有性生殖需要经过两性生殖细胞（如精子和卵子）的结合，形成受精卵，进而发育成新个体。例如，人类通过有性生殖繁衍后代。无性生殖不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体。例如，细菌通过分裂生殖，一个细菌分裂成两个相同的细菌；草莓通过匍匐茎繁殖新植株；酵母菌通过出芽生殖产生新个体。
- 扩展：
- 有性生殖产生的后代具有双亲的遗传特性，具有更大的变异性，有利于物种在多变的环境中生存和进化。
- 无性生殖能够快速增加个体数量，并且保持亲本的优良性状，在一些特定的环境中具有优势。
6. 生物都有遗传和变异的特性
- 遗传使子代与亲代在形态结构、生理功能等方面保持相似性。例如，子女往往在容貌、身高、性格等方面与父母有相似之处，这是遗传的结果。
- 变异使子代与亲代之间以及子代个体之间存在差异。例如，同一株植物上的叶子可能会有不同的形状和颜色，双胞胎兄弟在某些特征上也可能存在差异。
- 扩展：
- 遗传和变异是生物进化的内在因素。变异为自然选择提供了丰富的原材料，经过长期的自然选择，有利的变异逐渐积累，从而导致新物种的形成。
- 人工选育就是利用生物的遗传和变异特性，选择具有优良性状的个体进行繁殖和培育，从而获得高产、优质的新品种。例如，袁隆平院士培育的杂交水稻就是通过杂交技术，利用遗传和变异原理，选育出高产的水稻品种。
7. 除病毒外，生物都是由细胞构成的
- 细胞是生物体结构和功能的基本单位。细胞通过分裂增加数量，通过分化形成不同的组织。例如，人体由上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织等构成，这些组织协调配合，共同完成各种生命活动。
- 扩展：
- 原核生物（如细菌）没有成形的细胞核，其遗传物质集中在一个区域，称为拟核。真核生物（如动物、植物、真菌）具有细胞核，细胞核内有染色体，染色体由 DNA 和蛋白质组成。
- 病毒没有细胞结构，由蛋白质外壳和内部的遗传物质（DNA 或 RNA）组成。它们必须寄生在活细胞内，依靠宿主细胞的物质和能量进行繁殖。例如，新冠病毒寄生在人体细胞内，利用细胞的物质合成自身的成分，并在细胞内组装和释放，从而感染更多的细胞。
例题与解析
例题 1：下列各项中，属于生物的是（ ）
A. 机器人 B. 珊瑚 C. 钟乳石 D. 蘑菇
解析：生物具有七大特征，机器人不具有生物的特征，不是生物；珊瑚是珊瑚虫分泌的外壳堆积在一起形成的，不具有生物的特征；钟乳石是由碳酸钙等物质长期沉积形成的，不具有生物的特征；蘑菇具有生物的特征，如生长、繁殖、呼吸等，属于生物。所以选择 D。
例题 2：“春种一粒粟，秋收万颗子”，该诗句描述的生命现象主要体现的生物特征是（ ）
A. 生物能够由小长大 B. 生物的生活需要营养
C. 生物能够繁殖后代 D. 生物能够适应环境
解析：“春种一粒粟，秋收万颗子”，描述了植物通过种子繁殖后代，产生大量的新个体，体现了生物能够繁殖后代的特征。所以选择 C。
思考
1. 观察你身边的一种植物和一种动物，详细记录它们在一周内的活动和变化，并分析这些活动和变化如何体现了生物的特征。
2. 假设在未来，科学家发现了一种能够在高温、高压、无氧环境中生存的新生物，你认为它可能具有哪些独特的适应环境的特征？这些特征是否仍然符合生物的一般定义？
3. 随着基因工程技术的发展，人们可以对生物的基因进行改造和重组。思考这种技术在农业、医学等领域的应用可能带来哪些好处和潜在的风险？
4. 请思考生物的七大特征之间是否存在相互关联？如果有，是怎样的关联？
5. 在一个封闭的生态系统中，如果所有生物都停止了生长和繁殖，那么这个生态系统将会发生怎样的变化？
通过对生物特征的学习，我们对生物有了更深入的了解。生物的世界是如此奇妙和多样，每一种生物都在以自己独特的方式适应着环境，生存和繁衍。让我们继续保持对生物的好奇心和探索精神，去发现更多关于生命的奥秘！
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