身边的大千世界:什么是生物?
放学走在路上,你看到天空中掠过的飞鸟、路旁摇曳的小草、树干上爬行的蚂蚁,还有路边停放的汽车、脚下踩着的石子、天空中漂浮的白云。
在生物学家的眼里,世界上的物体被分为两大类:生物和非生物。
- 生物是有生命的物体;
- 非生物是没有生命的物体。
那么,究竟什么是“生命”?怎样准确判断一个物体到底是不是生物呢?
一、什么是科学观察?
观察是科学探究的一种基本方法。科学观察不同于随意的“看一看”:
- 目的明确:观察前要想清楚自己要观察什么问题;
- 全面而细致:观察要有计划和耐心,肉眼看不清时可以借助放大镜、显微镜,或者利用照相机、摄像机等工具记录;
- 如实记录:观察时必须客观记录真实看到的现象,不能仅凭个人喜好编造数据;
- 积极思考与交流:在观察中对比异同,和老师同学讨论交流。
二、生物的七大基本特征
仔细观察身边的动植物,它们虽然形态各异,但都表现出以下共同的生命特征:
1. 生物的生活需要营养
- 植物:绝大多数植物不能到处跑动去吃东西,它们靠吸收阳光、水、无机盐和空气中的二氧化碳,通过光合作用制造出自己生活所需的有机物(属于“自养”)。
- 动物:动物不能自己制造有机物,必须以植物或其他动物为食,从中获取水分、无机盐、糖类、脂肪和蛋白质等营养(属于“异养”)。
2. 生物能进行呼吸
- 绝大多数生物都需要吸入氧气,呼出二氧化碳。
- 鲸在海面浮出呼吸时会喷出高高的水雾,鱼用鳃呼吸水中溶解的氧气,植物的叶片、茎甚至根也都在日夜进行呼吸。
3. 生物能排出身体内产生的废物
- 生物在生命活动中会产生各种代谢废物(如尿素、多余的水分和二氧化碳)。
- 动物:通过出汗、排尿、呼出气体等方式将废物排出体外;
- 植物:植物通过落叶等方式,带走体内积累的很多无机盐和废物。
4. 生物能对外界刺激作出反应(应激性)
- 当外界环境发生变化时,生物能够及时感知并作出有利于自身生存的反应。
- 动物的反应迅速:猎豹发现羚羊迅速追击,羚羊发现天敌拔腿飞奔;人的手碰到滚烫的开水壶会瞬间缩回;
- 植物的反应精巧:含羞草受到碰触时,羽状小叶会迅速合拢并下垂;向日葵的花盘会跟随阳光转动。
5. 生物能生长和繁殖
- 生物体能够由小长大。比如:一粒微小的绿豆种子萌发生长成茂盛的绿豆苗;一窝刚出生的雏鸟在成鸟喂养下渐渐羽翼丰满。
- 发育到一定阶段,生物会产生下一代,繁衍种族:种子植物结出种子,鸟类产卵孵化,哺乳动物胎生哺乳。
6. 生物都有遗传和变异的特性
- 遗传:亲代与子代之间具有相似的特征。俗话说“种瓜得瓜,种豆得豆”、“猫生猫,鸭生鸭”,这就是遗传。
- 变异:亲代与子代之间,以及子代个体之间存在差异的现象。俗话说“一母生九子,连母十个样”,即使是一对双胞胎,在长相或性格上也存在差异,这就是变异。
7. 除病毒以外,生物都是由细胞构成的
- 显微镜下的观察证实:不管是高大的银杏、娇艳的月季,还是小小的青蛙、大象,它们身体的基本结构单位都是细胞。
- 特别提醒(重要考点):病毒也是一种生物,它能繁殖并遗传变异,但病毒没有细胞结构,它是由蛋白质外壳和内部的遗传物质构成的。因此,教材非常准确地表述为:“除病毒以外,生物都是由细胞构成的”。
三、经典判断实战:别被表面现象迷惑!
日常生活中有一些很容易让人混淆的现象,你能用生物的特征去准确拆穿它们吗?
- 机器人:现代扫地机器人会自己移动、能避开障碍物、快没电时会自己找充电桩“充电”。
- 判断:不是生物。因为它是人制造的机器,没有细胞结构,不能生长和繁殖,没有DNA遗传物质。
- 钟乳石:溶洞里的钟乳石每年都会“长大”几毫米甚至几厘米。
- 判断:不是生物。钟乳石的“长大”只是碳酸钙等矿物质在水滴蒸发后的物理化学堆积,不是细胞生长繁殖带来的生物体生长。
- 珊瑚和珊瑚虫:
- 市场上五颜六色的“珊瑚摆件”是生物吗?不是,那是珊瑚虫死后分泌的石灰质骨骼堆积物。
- 大海里活着的珊瑚虫是生物吗?是生物,它是生活在海洋里的腔肠动物,能捕食微小浮游生物、能呼吸、能繁殖。
四、写给家长(伴读锦囊)
- 对应哪一节:第一单元 第一章 第一节《生物的特征》(教材第 2–8 页)。
- 在家可以问什么或看什么:
- 指着家里的一盆绿植或家养宠物,问孩子:“小狗是生物,如果给它造一个机器玩具狗,玩具狗会跑会叫还会摇尾巴,它算生物吗?为什么?”(引导孩子用是否由细胞构成、能不能繁殖遗传变异来解释)。
- 问问孩子:“植物平时不会走动,那植物会不会像我们一样排泄身体里的废物呢?它是怎么做到的?”(通过落叶带走体内废物)。
- 怎样算学完:
- 孩子能清晰说出生物的七大基本特征;
- 孩子能准确解释“钟乳石、机器人、珊瑚骨骼不是生物,珊瑚虫是生物”的原因;
- 孩子能记住那句关键的科学结论:“除病毒以外,生物都是由细胞构成的”。