第二节 生命活动的基本特征
生物体的生命活动多种多样,但最基本的特征是新陈代谢、兴奋性和生殖,它们是有生命的物体所特有的。
一、新陈代谢
新陈代谢是指机体与环境之间的物质和能量交换,以实现自我更新的生命活动过程。新陈代谢包括同化和异化两个过程。
同化过程是指机体不断从外界环境摄取营养物质,将其合成、转化为机体自身物质,重新组建新结构的过程。同化过程中需要吸收能量。异化过程是指生物体不断分解自身衰老的成分,并将分解产物排出体外的过程。异化过程释放能量,供给机体组织利用。在同化过程进行物质的合成称合成代谢,在异化过程进行物质的分解称分解代谢。物质的合成和分解称为物质代谢;伴随物质代谢产生能量的释放、转移、贮存和利用称为能量代谢。因此,在新陈代谢过程中,物质代谢和能量代谢不可分割地联系在一起,相互依存。
新陈代谢伴随机体的生长、发育、生殖和运动等一切生命活动的始终,一旦停止,生命即将终结。所以,新陈代谢是生命活动的最基本特征,也是机体与环境联系的最基本方式。
二、兴奋性
兴奋性是指活的细胞、组织或机体接受刺激发生反应的能力或特性。兴奋性是在应激的基础上发展起来的,它使生物体能对环境的变化产生反应,使机体与环境取得平衡统一,是生物体能够生存的必要条件。因此,兴奋性也是生命的基本特征。
(一)刺激与反应
刺激是指能引起机体发生反应的各种内外环境变化,包括物理性的(如电、机械、温度、声、光和射线等),化学性的(如酸、碱、盐和药物等),生物性的(如病毒、细菌和寄生虫等);对人类还应包括社会、心理因素形成的刺激。
反应是指机体或组织接受刺激后所发生的理化过程和生理功能的改变。如寒冷刺激,可使机体出现分解代谢加强,产热量增多,皮肤血管收缩,散热减少,甚至肌肉颤抖等改变,这些改变就是机体对寒冷刺激的反应。反应有两种基本类型:兴奋和抑制。机体由相对静止状态转变为活动状态或由活动弱转变为活动强,称为兴奋,如肾上腺素作用于心脏,使心跳加快加强等;而机体由活动状态转变为相对静止状态或由活动强转变为活动弱,称为抑制,如乙酰胆碱作用于心脏,使心跳减慢减弱等。刺激作用于组织细胞,究竟引起的是兴奋还是抑制,主要取决于刺激的质和量以及组织当时的功能状态。
(二)衡量兴奋性的指标
刺激能否引起组织产生反应必须具备三个条件,即足够的刺激强度、一定的刺激作用时间和一定的刺激强度-时间变化率(即单位时间内强度增减的量,也就是强度变化的速度)。通常在实验条件下,若固定刺激强度-时间变化率和刺激作用时间,用不同强度的刺激去刺激组织细胞,观察组织细胞有无反应,将引起组织细胞发生反应的最小刺激强度称为阈强度或阈值。强度低于阈值的刺激称为阈下刺激,一次阈下刺激不能引起组织细胞兴奋;强度等于或高于阈值的刺激分别称为阈刺激和阈上刺激,一次阈刺激或阈上刺激均可引起组织细胞兴奋。阈值可作为衡量组织细胞兴奋性高低的指标,其大小与组织兴奋性呈反变关系。引起某种组织细胞兴奋的刺激阈值低,说明组织细胞容易产生兴奋,即兴奋性高;阈值高,说明该组织细胞不易产生兴奋,即兴奋性低。
在各种组织细胞中,以神经组织、肌组织和腺体的兴奋性最高,对刺激产生的反应速度快而明显,习惯上将这些兴奋性较高的组织称为可兴奋组织。可兴奋组织产生兴奋时表现的形式各异,如肌肉表现为收缩,腺体表现为分泌,神经纤维表现为产生和传导神经冲动等。但在肌肉和腺体细胞产生不同的外在兴奋反应之前,都能首先产生动作电位(详见第二章),可见动作电位是这些组织细胞兴奋的共同表现。
三、生殖
生殖是指生物体生长发育到一定阶段后,能够产生与自身相似的子代个体的功能。生殖是生物绵延和繁殖种系的重要生命活动,因为任何生物体的寿命都是有限的,一切生物都必须通过生殖来延续种系。所以,生殖是人类繁衍后代,种族延续的基本生命特征之一。
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